生育二孩高龄产妇的遗传研究论文

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生育二孩高龄产妇的遗传研究论文  随着国家“全面二孩”政策的落实,要求生育的高龄妇女数量不断增加,高龄女性生育问题已成为生殖医学的关注热点。在对高龄女性开展生育咨询时,不仅应强调3个增高的风险(不孕率增加、流产率增加、畸形儿增加),同时还应该告知加强三查,即……

生育二孩高龄产妇的遗传研究论文

  随着国家“全面二孩”政策的落实,要求生育的高龄妇女数量不断增加,高龄女性生育问题已成为生殖医学的关注热点。在对高龄女性开展生育咨询时,不仅应强调3个增高的风险(不孕率增加、流产率增加、畸形儿增加),同时还应该告知加强三查,即孕前检查,植入前遗传学检查及产前检查。随着分子生物学的发展,越来越多的技术可以帮助解决高龄妇女的生育问题。应用多种遗传学检测技术(包括细胞遗传学、亚细胞遗传学、生化遗传学、免疫遗传学、分子遗传学等),结合医学影像学和计算机数据分析,对准备妊娠夫妇在遗传咨询的基础上,进行孕前检查;对欲行IVF/ICSI的夫妇进行PGD/PGS及产前筛查和产前诊断;应用现代医学方法直接检测胚胎和胎儿,或通过对母体的检查预测胎儿生长发育状况,诊断胎儿是否有缺陷及先天畸形,并提出医学建议,均可有效降低出生缺陷的风险。本文针对高龄产妇所面临的问题,就如何开展遗传咨询进行讨论。

  1高龄妇女生育面临的问题

  1.1高龄妇女不孕率增加

  高龄产妇(≥35岁)引起不孕率增加主要原因为:卵子老化、卵母细胞质量改变;卵巢储备功能减退;胚胎种植率下降;染色体分离错误,染色体异常几率增加等。在辅助生育技术中,应用IVF/ICSI技术,妇女的年龄是IVF成功与否的重要因素。国内外文献报道,年龄<34岁成功率高可达50%,年龄≥35岁成功率在30%左右,年龄>40岁成功率10%左右。应用人工授精技术,妊娠率随年龄的增加而下降,国内外资料各项研究均表明,<30岁的妇女前3个周期的周期妊娠率平均为10%,而≥35岁妇女前3个周期的周期妊娠率则为6%,>40岁的妇女临床妊娠率明显下降。可见年龄与妊娠率呈负相关。

  1.2高龄妇女流产率增加

  据资料统计,流产占生育夫妇的15%,高龄孕妇流产率为30%~40%。在高龄孕妇流产比例中,仅染色体异常一项就占50%~80%。高龄会导致致死性染色体异常增加,这些染色体异常胚胎必发生流产。第一种异常为多倍体(三倍体、四倍体),一般在孕早期就发生流产;第二种异常为单体型,除X单体(45,X综合征)部分可以出生外,其它单体一般都导致流产,如21单体就很难出生;第三种异常为三体型,除少数三体(21三体、18三体等)出生为畸形儿外,多数三体如16三体导致流产;此外还有多体型、严重的染色体结构异常、严重的染色体微缺失、微重复以及其它染色体严重畸形,均可导致流产的发生。

  1.3高龄妇女畸形儿增加

  高龄妇女生育的另一问题是畸形儿出生率增加。年龄越大,卵细胞越容易发生变化,人体包括卵巢所承受的各种有害物质的影响也就越多,这些因素都会使染色体发生突变的机会增多,以及染色体在细胞分裂过程中发生不分离现象等。表现为染色体病患儿出生,如21-三体综合征、18-三体综合征、13-三体综合征、Turner综合征、Klinefelter综合征、5p综合征(猫叫综合征),以及致病的染色体微缺失微重复患儿及其他先天畸形。

  2高龄妇女生育对策

  2.1高龄妇女加强孕前检查

  遗传咨询的目的是通过询问孕产史,对不良孕产史夫妇及患儿进行遗传学检查,综合年龄及整体情况选择助孕方式。在遗传咨询过程中,主要涉及以下问题:①反复流产、已生育一个遗传病患儿,需要对再次妊娠的再发风险进行评估;②亲代怀疑为遗传病,要求确诊。对于遗传病再发风险的估计:染色体病和多基因遗传病以其群体发病率为经验风险,而单基因遗传病则根据遗传方式进行家系分析,进行发病风险估计并预测其子代患病风险。遗传咨询应提供产前诊断方法的有关信息:根据子代可能的再现风险度,建议采取适当的产前诊断方法,充分考虑诊断方法对孕妇和胎儿的风险等。目前应用于临床采集标本的方法有绒毛膜穿刺、羊膜腔穿刺、脐静脉穿刺等,产前诊断方法有超声诊断、生化免疫、细胞遗传诊断、分子遗传诊断等,根据产前诊断结果提供相应的生育建议。

  2.2高龄妇女加强植入前遗传学检查

  随着女性年龄的增加,胚胎染色体非整倍体的概率增加,导致流产率及生育异常儿概率增加。应用分子生物学检测技术,对高龄女性进行胚胎植入前遗传学筛查(PGS)或诊断(PGD),选择健康的胚胎移植,达到生育正常后代的目的。PGD 与PGS应用技术相同,主要区别是目标人群不同。PGD是对已知有遗传致病因素的人群,通过遗传学筛查达到阻断相关遗传病的传递,如各种染色体病和某些单基因遗传病(如血友病、地中海贫血等)。PGS针对的目标人群较广,通常亲代本身并无基因或染色体异常,但高龄、不孕不育、反复出现染色体异常的胚胎或不明原因复发性流产和反复种植失败等。目前PGS筛查内容不针对于特定致病遗传因素,通常以筛查染色体非整倍体为主,其目的是提高辅助生殖的成功率,未来对高危人群进行单基因病和遗传基因携带者的筛查是PGS的发展方向。

  3高龄妇女加强产前检查

  3.1产前筛查

  孕妇高龄是产前诊断的直接指征,但高龄夫妇往往对来之不易的妊娠行有创产前诊断顾虑重重,因此可推荐他们选择胎儿无创产前DNA(NIPT)检测。无创DNA检测是对孕妇外周血中的胎儿游离DNA的片段进行高通量测序,从而检测胎儿染色体非整倍体基因。此项技术对21三体和18三体的检出率及准确率明显高于孕妇血清学检查,高龄人群是NIPT最显著的受益者。

  3.2细胞学染色体检查

  随着女性年龄的增加,胚胎染色体非整倍体的概率增加,产前细胞学染色体检查是尽早发现异常患儿的.有效措施之一,其分析方便简捷、结果直观可靠,是目前国内应用最为广泛的产前诊断方法。传统羊水穿刺通常在妊娠16~23周进行,许多中心研究已经证实了羊水穿刺的安全性高、细胞遗传学诊断精确性高等特点,而且开展细胞学染色体分析技术所需的仪器、试剂、耗材等成本相对较低。细胞遗传学诊断也存在一些不足和局限性。首先,标本获得需要在特定时间,一般在孕18~22周(这个阶段羊水比较充足、细胞活性较好),同时需要较大的标本量且检测周期长,需要双平行法进行培养及分析,通常2~3周才能完成分析;其次检测范围受限,一般只能检测>5~10MB的结构异常,对于<5MB的结构异常和一些额外标记染色体的来源则无法明确诊断。此外,染色体核型分析的诊断水平与染色体制备的质量有很大关系。相对于外周血来讲,羊水细胞所制备的带型分辨率更低,使得微小结构异常的发现更加困难。有产前诊断研究资料显示,被认为是“正常”的核型中有10%~16%的染色体结构还存在微小缺失和重复。最后要说明的是,羊水细胞培养有一定的失败率。

  3.3FISH技术检测

  荧光原位杂交技术是将染色体显带技术与原位杂交技术相结合,利用DNA 分子链中碱基互补配对原则,用生物素标记探针DNA与目标DNA在一定条件下进行杂交后,在荧光显微镜下对待测DNA进行定性、定位分析。可用于中期或间期细胞的分子细胞遗传学研究。产前诊断中染色体异常通常发生在21、18、13、X、Y 5条染色体上,FISH 技术通过探针标记常见的这5条染色体,用于产前诊断单纯高龄因素和唐氏综合征筛查高危孕妇,实现快速产前诊断。FISH技术应用产前诊断的主要问题为诊断范围受限,目前可以明确诊断的染色体种类有限,主要包括13、18、21、X、Y 5种,其它染色体数目异常及结构异常尚无法诊断。而且,由于标记探针位置的限定,上述5种染色体中部分三体的诊断也是FISH 诊断的盲区。如FISH技术标记的18号染色体是着丝粒部位,因此不能诊断18号染色体长臂的部分三体。而且,FISH 检测价格昂贵,随着分子生物学技术的发展,FISH 在产前诊断的应用将逐渐被取代。

  3.4其他亚细胞及分子学检测

  3.4.1 微阵列比较基因组杂交(aCGH) array-CGH与CGH的原理相似,使用基因组DNA 克隆点制到芯片上(而非细胞中期染色体)制备成array-CGH芯片,array-CGH 结合了CGH 的高通量和FISH 的高分辨率等优点,一次检测相当于对基因组同时进行了成千上万个独立的FISH。array-CGH 检测需要的样本量少,无需细胞培养,直接提取样品DNA即可用于实验,大大缩短了实验时间。

  3.4.2单核苷酸多态性微阵列(aSNP) 单核苷酸多态性(SNP)由基因组核苷酸水平上的变异引起的DNA序列多态性,包括单个碱基的转换、颠换以及单个碱基的缺失和插入。SNP是人类基因组变化最主要的形式,某些SNP直接影响蛋白的结构、表达及遗传稳定性等。SNP-array芯片是将大量的SNP位点序列采用特殊方法固定在硅芯片上,获得高密度的SNP微阵列,然后与样品杂交,通过激光扫描、软件分析获得结果。aCGH 与aSNP共同点:均为高通量检测基因组中拷贝数的改变,都可以检测染色体数目异常和结构异常及染色体的微缺失及重复等。缺点是不能诊断染色体平衡易位、倒位等,此外由于敏感性高容易造成过度诊断。

  3.4.3 基因测序技术 Illumina/Solexa GenomeAnalyzer测序(第二代测序)技术为一种通量更高、速度更快的测序技术,在生物学研究中广泛应用。基本原理是边合成边测序,在Sanger等测序方法的基础上,通过技术创新用不同颜色的荧光标记4种不同的dNTP,当DNA聚合酶合成互补链时,每添加一种dNTP就会释放出不同的荧光,根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理获得待测DNA的序列信息。基因测序技术提高了检测的分辨率,同时发现大量的小片段的CNVs改变(<1MB),这些CNVs与疾病的关系目前还难以解释。某些CNVs属于良性改变,不具有病理学意义。因此分子诊断实验室建立自己的实验平台及评估方法十分重要,包括是否为新发生的CNVs、是否曾在正常人群中被报道过、CNVs长度大小、是否在文献库中有报道、是否遗传自父母等。对所发现的CNVs的解释成为实验室诊断及咨询人员的最大挑战,仅从实验数据得出的结论没有准确的规律可循,因此主观正确评估十分必要。

  总体来讲,第二代测序使时效与通量均获得增加,实现了快速产前诊断;增加了诊断精度,可实现染色体微小结构异常的诊断和多种出生缺陷的分子产前诊断,将多种技术平台组合应用,提高了产前诊断水平。

  对于高龄妇女生育,遗传咨询和指导要贯穿于生育的全过程,结合上述产前诊断方法为高龄妇女生育风险评估提供科学的指导。