Range of the rare chromosomal abnormalities diagnosed prenatally at fetuses with increased nuchal translucency

Full Text

Хромосомные аномалии (ХА) являются одной из наиболее частых форм врожденных и наследственных заболеваний человека. Основным методом пренатальной диагностики ХА является цитогенетический анализ материала (амниотическая жидкость, ворсины хориона или плаценты, пуповинная кровь), полученного в ходе инвазивных вмешательств (амниоцентез, аспирация ворсин хориона или плаценты, кордоцентез). В пренатальной диагностике ХА традиционно существует проблема обоснованного формирования группы риска по ХА у плода, чтобы не пропустить эту патологию и не проводить необоснованные инвазивные исследования. Для отбора на пренатальное кариотипирование учитываются различные факторы риска, в частности эхографические маркеры или пороки развития у плода. В ранние сроки беременности обнаружение фенотипических особенностей, характерных для того или иного генетического синдрома, бывает затруднено. В большинстве случаев в ходе ультразвукового исследования (УЗИ) у плода могут быть выявлены либо пороки развития, либо «мягкие» УЗ-маркеры, при которых могут быть заподозрены как крупные ХА, хорошо различимые при микроскопии, так и мелкие структурные аберрации или нормальный кариотип, требующие дополнительного исследования. В этих случаях «классический» (GTG-метод) цитогенетический анализ может быть недостаточным для постановки точного диагноза, а заранее спланировать расширенное молекулярно-цитогенетическое исследование плода сложно, т. к. всегда имеется ограничение инвазивного материала. Тактика пренатальной диагностики частых хромосомных анеуплоидий отработана и включает кариотипирование плодов у женщин группы риска, сформированной при неинвазивном скрининге или при УЗИ плода. Диагностика более редких хромосомных синдромов, обусловленных мелкими структурными ХА (микроделециями или микродупликациями) требует использования дополнительных молекулярных методов исследования. В постнатальном периоде эти синдромы часто сопровождаются задержкой развития, умственной отсталостью (УО), широким спектром неспецифических лицевых дисморфий и составляют значительную долю хромосомной патологии среди пациентов с недифференцированной УО. Их диагностика возможна лишь при использовании современных молекулярных методов (FISH, CGH, MLPA). В пренатальном периоде основную информацию о патологии плода можно получить лишь при использовании высокочувствительного экспертного УЗИ, когда выявляются «мягкие» УЗ-маркеры или увеличенное воротниковое пространство (ВП) у плода. Ретроспективный анализ результатов 270 случаев пренатальной цитогенетической диагностики, когда показанием к кариотипированию являлось обнаружение у плодов расширенного ВП в качестве изолированного маркера, показал, что при значениях ВП выше 95-го процентиля ХА выявлены в 38 % наблюдений и были представлены в основном числовыми ХА. Причем трисомия по 21 хромосоме была обнаружена в большинстве из них (60,8 %) [1]. Известно, что расширенное ВП является полипотенциальным фактором риска, поскольку при этом у плодов увеличивается не только частота ХА, но и пороков развития неясной этиологии. В среднем у 15 % плодов с расширенным ВП в I триместре и нормальным кариотипом позже выявляются различные пороки развития. Этот показатель существенно выше, чем в популяции, и резко увеличивается с ростом абсолютных значений величины ВП. Спектр пороков развития при увеличенном ВП очень разнообразен. В частности, показано, что риск обнаружения патологии сердечно-сосудистой системы у плодов с расширенным ВП выше, чем других пороков [7, 8]. В качестве иллюстраций диагностических возможностей молекулярно-цитогенетического подхода мы приводим 6 случаев использования FISH-метода при пренатальной диагностике редких ХА у плодов с увеличенным ВП. Материал и методы Оценку толщины ВП проводили трансабдоминальным и/или трансвагинальным доступом с использованием ультразвуковых аппаратов среднего и экспертного уровня (HDI 5000, EnVisor фирмы Филипс, Х8 фирмы Медисон, Е8 фирмы GE). Измерение ВП осуществлялось по следующим правилам: 1) в интервале от 11 до 14 нед., 2) при копчико-теменном размере от 45 до 85 мм, 3) строго в сагиттальной плоскости, 4) при максимальном увеличении изображения головы и верхней трети туловища плода. Критерием отбора пациенток на пренатальное кариотипирование было превышение размера ВП более 95-го процентиля нормативных значений для данного срока [1]. Объектом цитогенетического исследования были ворсины хориона, полученные в результате трансабдоминальной аспирации в I триместре (11–14 нед.). В тех случаях, когда при расширенном ВП инвазивная диагностика в I триместре по ряду причин не проводилась, в сроке 20–22 недель проводился кордоцентез. Цитогенетический анализ ворсин осуществлялся «полупрямым» методом. Исследование хромосом во II триместре проводилось на препаратах ФГА-стимулированной культуры лимфоцитов пуповинной крови стандартным методом. Помимо стандартного цитогенетического исследования плодного материала, в представленных 6 случаях было проведено и молекулярно-цитогенетическое исследование (FISH-метод) с соответствующими ДНК-зондами. Флуоресцентную in situ гибридизацию осуществляли по стандартному протоколу фирм-производителей с использованием соответствующих ДНК-зондов: ToTelVysion Kit, TelVysion 13q, LSI 13, TUPLE1/ARSA, CEP Y (Abbott Molecular). Также были использованы многоцветные технологии FISH: mFISH и mBAND на хромосомы 5 и 20 (MetaSystems). FISH-анализ осуществлялся на люминесцентном микроскопе AxioImagerM1 (ZEISS) с использованием программы цифрового анализа изображения Isis (MetaSystems, Germany). Результаты и обсуждение Неожиданным оказалось обнаружение среди плодов с увеличенным ВП в I триместре шести случаев редких структурных ХА. (Таблица 1). Все эти наблюдения, выявленные в I триместре, требовали дальнейшего мониторинга беременности посредством УЗИ плода и уточнения кариотипа при кордоцентезе. При УЗИ плодов во II триместре выявлялись и другие нарушения развития: внутриутробная задержка развития (ВЗР), пороки сердечно-сосудистой системы, пороки развития мочевой системы, лицевые дисморфии и другие. Случай 1. При стандартном кариотипировании у плода выявлен дополнительный материал на коротком плече хромосомы 8, который был обозначен как add (8p). Позже, в сроке 22 недели беременности при УЗИ у плода были выявлены кисты сосудистых сплетений, гипоплазия червя мозжечка, гиперэхогенные включения в области сердца, ВЗР. При использовании mFISH-метода дополнительный материал на хромосоме 8 был идентифицирован как дуплицированный, принадлежащий хромосоме 8. Кариотипы родителей нормальные. Кариотип плода соответствовал 46, XY, dup (8) (p23p12)dn. При повторном более тщательном анализе GTG-окрашенных препаратов точки разрывов на коротком плече хромосомы 8 были уточнены, а сама ХА интерпретирована как инвертированная дупликация участка p23p12 хромосомы 8, возникшая de novo. Случай 2. В кариотипе плода отсутствовал второй гомолог хромосомы 13, но имелась маленькая дериватная хромосома, предположительно кольцевая r (13). В сроке 19 недель у плода развилась выраженная ВЗР на 3–4 недели, гиперэхогенные включения в желудочке сердца. FISH-анализ культуры лимфоцитов пуповинной крови с ДНК-зондами LSI (13q14) и TelVysion 13q позволил установить, что дериватная хромосома 13 действительно являлась кольцевой r (13) (p11q22), сопровождалась частичной делецией ее длинного плеча del (q22→qter). Случай 3. При стандартном GTG-анализе кариотип плода был нормальный. Кроме увеличенного ВП, позже у плода выявили гипоплазию носовой кости, микрогнатию, гидроперикард, гиперэхогенный кишечник, олигодактилию кистей, ВЗР. FISH-анализ культуры лимфоцитов пуповинной крови с ДНК-зондами на теломерные участки всех хромосом (ToTelVysion) установил субтеломерную делецию в длинном плече хромосомы 13 — del (13) (q34), которая была уточнена зондом tel13q. Диагностика подобных терминальныхмикроделеций возможна только с применением молекулярных методов, т. к. при GTG-методе они визуально не выявляются. Случай 4. При стандартном GTG-анализе у плода обнаружена дериватная равноплечная хромосома Y. Кроме увеличенного ВП у плода в 15 недель других УЗ-маркеров обнаружено не было. При FISH-анализе культуры лимфоцитов пуповинной крови с использованием зонда на центромерный участок хромосомы Y (DYZ3) эта ХА была идентифицирована как дицентрическая изохромосома idic (Y) (q10). Случай 5. При GTG-анализе у плода обнаружены две малые сверхчисленные маркерные хромосомы (мСМХ) неясного происхождения. В сроке 20 недель у плода развилась выраженная ВЗР (отставание на 3–4 недели). В результате последовательных многоцветных FISH-исследований культуры лимфоцитов пуповинной крови (cen-mFISH, mFISH, mBAND5, mBAND20) было установлено происхождение этих мСМХ. Они оказались кольцевыми хромосомами с соответствующими частичными дупликациями районов хромосом 5 и 20 и содержали значительное количество эухроматинового материала этих хромосом. Дупликация большого числа генов, локализованных в этих участках хромосом, привело к формированию в данном наблюдении выраженной ВЗР у плода. Кариотип плода выразился как: 48, XY,+r (5) (p13.2q11.2),+r (20) (p11.1q12). Случай 6. При УЗИ плода 39-летней женщины в 13 недель выявлено круглое анэхогенное включение в области шеи диаметром 6,7 мм. Кариотип плода GTG-методом определен как нормальный. Учитывая сообщения о том, что увеличенное ВП у плодов может сопровождаться сердечно-сосудистой патологией, среди которой возможно обнаружение синдромов, обусловленных делецией 22q11.2 (22q11.2DS), мы провели FISH-исследование культуры лимфоцитов пуповинной крови с ДНК-зондом TUPLE1/ARSA, маркирующим критический регион q11.2 хромосомы 22, и обнаружили микроделецию в этом регионе. После медико-генетического консультирования, учитывая неблагоприятный витальный прогноз, во всех представленных случаях семьи приняли решение прервать беременность. Типичным примером целесообразности использования FISH-метода для уточнения хромосомных перестроек у плода является наличие дериватных хромосом в кариотипе и множественных пороков развития, выявленных при УЗИ. В данной статье представлены наблюдения, когда по первичному показанию — увеличенное ВП у плода в I триместре беременности, возникла необходимость использования расширенного молекулярно-цитогенетического исследования плода. Очевидно, дисбаланс по отдельным участкам различных хромосом, как аутосом, так и гоносом, сопровождаемый аномальным количеством копий генов, может приводить к возникновению одного наиболее общего признака — увеличенного ВП, который диагностируется уже на ранних этапах эмбриогенеза. При этом в результате FISH-анализа в двух наблюдениях (случаи 3 и 6) при нормальных кариотипах, диагностированных GTG-методом, выявлены две разные микроделеции — (13) (qter-) и 22q11.2. Наблюдения, когда при УЗ-отклонениях или пороках развития GTG-методом определяется нормальный кариотип плода, вызывают беспокойство и целесообразность использования FISH-метода для уточняющей диагностики и выявления возможных микроперестроек хромосом. Суммарная частота микроделеционных синдромов среди новорожденных достаточно высока. В постнатальном периоде общей чертой этих синдромов является умственная отсталость, задержка психомоторного развития разной степени, которые не могут быть диагностированы пренатально. Поэтому в пренатальный период при обнаружении различных стигм эмбриогенеза или «мягких» УЗ-маркеров у плодов с нормальным кариотипом расширенное молекулярно-цитогенетическое исследование могло бы способствовать выявлению микроделеционных синдромов. Лучшим УЗ-критерием при подозрении 22q11.2DS у плода считаются конотрункальные аномалии [5]. В нашем исследовании при обнаружении 22q11.2DS у плода не имелось типичных для этого синдрома УЗ-признаков, имелось лишь анэхогенное образование в области шеи (лимфодема шейного отдела). Наш предыдущий опыт показал, что для поиска 22q11.2DS у плодов, кроме изолированного увеличения ВП, следует обращать внимание и на лимфатические образования в области шеи, пороки сердечно-сосудистой системы и лицевые дисморфии, пороки внутренних органов [2]. Учитывая клинический полиморфизм этой группы синдромов, который варьирует от почти бессимптомного течения до тяжелых пороков развития и умственной отсталости, актуальным представляется опубликование всех выявленных случаев и расширение поиска необычных УЗ-критериев для пренатальной диагностики такого частого синдрома, как 22q11.2DS [3]. Ранняя, в том числе пренатальная диагностика МД22q11.2 очень важна, т. к. носители этой делеции в постнатальном периоде имеют повышенный риск не только ВПС и ССС, но и по развитию гипокальциемии, иммунодефицитных состояний, аспирационного синдрома и др. Важной цитогенетической задачей является идентификация состава и наличия эухроматина в мСМХ. В случае формирования маркерных хромосом из гетерохроматина прицентромерных районов акроцентрических хромосом, например при inv dup (15p), как правило, клинического проявления не наблюдается. При наличии в мСМХ эухроматиновых сегментов большое значение имеет не только установление происхождения маркерной хромосомы, но и локализация точек разрывов, возникших при их образовании. Различие мСМХ по составу входящих в них эухроматиновых районов определяет их различное клиническое проявление. В нашем наблюдении № 5 две мСМХ у плода были идентифицированы как производные 5 и 20 хромосом и содержали дуплицированные эухроматиновые регионы этих хромосом значительной протяженности, что проявилось в виде выраженной ВЗРП. В любом случае при обнаружении структурных ХА у плода следует определить кариотипы родителей, чтобы установить спорадический или семейный характер перестройки. Материала, полученного в ходе инвазивного вмешательства, обычно бывает достаточно для диагностики крупных структурных или числовых ХА, но из-за ограниченности объема исследуемого материала трудно осуществить расширенную молекулярную диагностику. Выбор дополнительного метода лабораторного исследования плодного материала в значительной степени зависит от результатов эхографии, когда по результатам УЗИ можно заподозрить наличие у плода ХА или даже микроперестройки. Тогда, кроме стандартного цитогенетического исследования GTG-методом, следует предусмотреть соответствующее расширенное молекулярно-цитогенетическое исследование плодного материала. В недавно опубликованном анализе регистра из 11 стран Европы (EUROCAT) по частоте редких хромосомных аберраций, выявленных пренатально, в первый год жизни или у внутриутробно погибших плодов, определено, что они составили не менее 17 % от всех диагностированных ХА. В число редких ХА авторы включали триплоидии, полные трисомии (кроме 13, 18, 21, Х и Y), маркерные хромосомы, несбалансированные транслокации, делеции, дупликации, кольцевые хромосомы. Авторы подчеркивают важность составления регистров и определения частоты и вида врожденной патологии, обусловленной редкими ХА, отмечая, что примерно в половине случаев при редких ХА наблюдались отклонения в развитии, выявленные при УЗИ плода [4, 6].

About the authors

Tatyana Vladimirovna Zolotukhina

Research Centre for Medical Genetics

Email: ztv@med-gen.ru
Head of lab. of prenatal diagnosis

Yelena Vladimirovna Yudina

Research Centre for Medical Genetics

Email: ztv@med-gen.ru
Physician of ultrasound diagnosis, Laboratory of Prenatal diagnosis

Nadezhda Vladimirovna Shilova

Research Centre for Medical Genetics

Email: ztv@med-gen.ru
Scientific researcher, Laboratory of Prenatal diagnosis

Marina Yevgenyevna Minzhenkova

Research Centre for Medical Genetics

Email: ztv@med-gen.ru
Scientific researcher, Laboratory of Prenatal diagnosis

Yuliya Olegovna Kozlova

Research Centre for Medical Genetics

Email: ztv@med-gen.ru
Scientific researcher, Laboratory of Prenatal diagnosis

Zhanna Gennadiyevna Markova

Research Centre for Medical Genetics

Email: ztv@med-gen.ru
Scientific researcher, Laboratory of Prenatal diagnosis

References

Supplementary files