学术资源
【文献分享】早期流产与拷贝数变异的系统性分析
早期流产是孕早期最常见的并发症，在所有临床确认的妊娠中占10~15%。胚胎染色体数目异常和结构异常是早期流产最常见的病因。然而，亚显微水平的拷贝数变异（copy number variations，CNVs）与早期流产的关系尚未明确。此外，由于存在大片段的染色体结构异常，导致对流产相关的关键性染色体区域以及候选基因知之甚少。因此，本研究的目的就是为了识别与流产相关的亚显微CNVs和大片段CNVs的关键性区域以及潜在的导致流产的候选基因。
注：拷贝数变异(CNVs)是属于基因组结构变异（structural variation），根据大小可分为两个层次：显微水平（microscopic）和亚显微水平(submicroscopic)。显微水平的基因组结构变异主要是指显微镜下可见的染色体畸变, 包括整倍体或非整倍体、缺失、插入、倒位、易位、脆性位点等结构变异。亚显微水平的基因组结构变异是指DNA片段长度在 1Kb-3Mb 的基因组结构变异, 包括缺失、插入、重复、重排、倒位、DNA拷贝数目变化等。
实验样本
在2013年至2018年间，本研究收集了5180例流产物样本，符合检测要求的流产物样本共5003例，其中177例样本因母体细胞污染（maternal cell contamination, MCC）而被排除在外。
符合检测要求的流产物样本基本情况
实验方法
本研究采用了三种检测染色体异常的方法，分别为QF-PCR、CNV-seq和CMA。1902例流产物样本采用QF-PCR/CNV-seq检测，3101例样本采用CMA检测。
QF-PCR首先用于检测流产物样本是否存在MCC和三倍体，随后再用CNV-seq检测经QF-PCR确认符合检测条件的样本（除三倍体样本外）。CMA检测采用了两个平台，分别是Illumina HumanCytoSNP-12 array 和Affymetrix CytoScan 750K array。
实验流程图
检测结果
检测结果发现，2955例流产物样本存在染色体异常，85例样本存在临床意义不确定（VOUS），1963例样本检测结果为正常。在2955例异常样本中，2879例理论上可通过常规G显带核型分析检测发现。
染色体非整倍体是本次研究中发现最为常见的染色体异常类型，2179例样本存在单个非整倍体（single aneuploidies），158个样本存在多个非整倍体（multiple aneuploidies）。在单个非整倍体中，三体出现情况最多，占81.8%（1782/2179）。其中，16三体出现频率最高（511/1782,28.7%），22三体次之（289/1782,16.2%）。在非整倍体中，单体也较为常见，占18.2%（397/2179）。检测结果中也发现了样本存在多倍体的情况，其中342例样本为三倍体，12例样本为四倍体。
研究还发现有188例流产物样本存在部分非整倍体，即大片段CNVs（染色体异常片段>10Mb）。135例流产物样本存在微缺失和微重复，即亚显微CNVs。在亚显微CNVs中，致病性CNVs有50例（1.0%），其余均为VOUS。
研究人员通过比较孕妇年龄与样本染色体异常情况发现，非整倍体的发生频率与孕妇的年龄相关，而其他染色体异常类型则与母亲年龄无关。
表1 染色体异常类型及发生频率
为了验证复发性CNVs与流产的关系，研究人员对323例流产物样本做了进一步分析，其中188例样本存在274个大片段CNVs，50例样本存在52个致病性亚显微CNVs以及85例样本存在90个VOUS。
在亚显微CNVs中，研究人员发现了16个复发性CNVs，其中9个为致病性CNVs，7个为VOUS。存在统计学意义的复发性致病性的CNVs主要有3个，分别是22q11.21, 2q37.3 和 9p24.3p24.2，且均与流产相关。
表2 复发性致病性微缺失/微重复
在大片段CNVs分析中，研究人员则发现了44个复发性大片段CNVs（14个缺失和30个重复），其中大片段的缺失主要出现在8号染色体，其次为4号和5号染色体，大片段的重复也主要出现在8号染色体上，其次为5号和6号染色体。
此外，通过基因排序分析，研究人员从44个大片段CNVs和3个具有统计学意义的亚显微CNVs上发现了309个流产候选基因，这些基因在胚胎发育过程特别是神经系统发育过程中会显著富集。在这309个基因中，已有6个基因在早期的研究中被报道为人类早期发育的候选基因，这也意味着这些基因可能与流产的发病机制相关。
结论
本研究进一步证明了CNVs在流产发病机制中的重要性，同时也强调了在流产研究中进行CNVs检测的重要性。
参考文献
Wang Y, Li Y, Chen Y, et al. Systematic analysis of copy‐number variations associated with early pregnancy loss[J]. Ultrasound in Obstetrics & Gynecology, 2019.