51,057例患者外周血染色体核型与生殖异常关系的研究

张晓翠，赵琼珍，伊江燕，孙雪梅，张雪萍，黄卫东

(佳音医院，乌鲁木齐 830001)

不孕不育已成为全球范围内的公共卫生问题，约有10%～18%的育龄夫妇为不孕不育症所困扰[1]。据估计，全世界约有7%的男性和12%的女性受到不孕不育的影响[2]。部分不孕不育的原因明确，如输卵管或输精管阻塞等。但是仍有相当一部分不孕不育症是特发性的，越来越多的遗传因素被认为可能影响生育能力。研究证实，不孕不育患者染色体异常的发生率大于一般人群染色体异常的总体发生率[3-4]。因此，人类染色体的研究在不孕不育症的诊断、治疗、预后和监测中起着关键作用。本研究对我院51 057例就诊患者进行细胞遗传学染色体核型分析，以评估染色体异常与生殖异常之间的关系。

一、研究对象

收集2005年1月至2021年7月期间于佳音医院就诊的生殖异常患者51 057例，其中男性患者25 841例，女性患者25 216例，主要表现为不孕不育或不良妊娠史。纳入标准：(1)明确诊断为不孕不育症(指性生活正常，未避孕未孕1年以上者)，包括闭经、卵巢发育不全、无精子症及少精子症等；
(2)既往不良妊娠史，包括胚胎停育、复发流产、生育异常胎儿等；
(3)均进行了染色体核型分析。排除标准：相关资料不完整者。

二、研究方法

抽取患者外周血2 ml于肝素钠抗凝管内，混匀，接种0.5 ml于淋巴细胞培养基(青岛莱佛生物)，置于37℃恒温培养箱72 h后秋水仙素处理，2 h后常规收获，染色体制片、G显带染色体核型分析。计数20个中期分裂相，分析5个核型，如疑为嵌合体或异常核型增加计数和分析，计算嵌合比例。按照人类细胞遗传学(ISCN)(2016)国际命名体制相关标准[5]对核型结果进行命名。

三、统计学分析

对所有纳入患者的染色体核型分析资料进行观察性描述和分析。

一、一般情况

从51 057例患者中诊断出768例染色体数目及结构异常的核型，异常检出率为1.50%，高于正常人群染色体异常的水平(0.5%～1.0%)[6]；
其中男性患者检出率1.10%，女性患者检出率0.42%，男性染色体异常发生率是女性的2.62倍，而患者中男性总人数仅比女性总人数多625人。常染色体结构或数目异常核型占比为45.31%，检出率为0.68%；
性染色体结构或数目异常核型占比为52.08%，检出率为0.78%；
性反转异常核型占比为2.60%，检出率0.04%。缺失、重复、等臂、环状等异常核型占比为4.17%，检出率为0.06%。性染色体数目增加(39.58%)在异常核型中占比最高，检出率(0.60%)也最高(表1)。另外，本研究检出染色体多态性2 274例，检出率约为4.45%，高于正常人群水平(2.16%)，其中9号染色体臂间倒位较为常见，共检出362例。

表1 异常染色体核型分布(%)

二、染色体数目异常

染色体数目异常分为性染色体数目异常和常染色体数目异常。本研究51 057例患者中性染色体数目异常为364例，占异常核型的47.40%，检出率为0.71%。其中47，XXY(Klinefelter综合征)276例，占性染色体数目异常的75.82%，占总异常核型的35.94%，检出率为0.54%，高于文献报道的发病率0.1%～0.2%[6-7]。女性染色体数目异常单纯核型16例,其中45，X共5例、47，XXX共11例;其余42例为嵌合型，其中嵌合型45，X/46，XX/47，XXX共21例(表2)。

表2 性染色体数目异常核型分布(%)

常染色体数目异常较少见，共检测到标记染色体28例，检出率0.05%。其中男性标记染色体核型13例，女性标记染色体核型15例(表3)。

表3 常染色体数目异常核型分布(%)

三、染色体平衡易位

51 057例患者中，共检出207例染色体平衡易位患者，检出率为0.41%，高于文献报道的一般群体中平衡易位的检出率(0.08～0.3%)[8-9]。其中男性122例，女性85例，平衡易位的检出率分别为0.24%(122/51 057)和0.17%(85/51 057)，男性的平衡易位发生率高于女性。平衡易位异常核型占比为26.95%(207/768)，其中A组染色体的易位频率最高，其次是C组中的6、7、9、10号染色体和B组染色体，并检出4例复杂平衡易位(3条及3条以上染色体间的平衡易位)(表4)。

表4 平衡易位染色体核型分布特点(%)

四、染色体罗氏易位

罗氏易位核型共80例，男性53例，女性27例，占异常核型的10.42%，总检出率约为0.16%。据文献报道，罗氏易位在普通人群中的发生率为0.1%[10-11]。本研究中罗氏易位男性的检出率约为女性2倍，男性检出率0.1%(53/51 057)，女性检出率0.05%(27/51 057)。主要以13和14号染色体罗氏易位为主，共58例，占罗氏易位染色体核型的72.5%，检出率为0.11%(表5)。

表5 罗氏易位染色体核型分布(%)

五、染色体倒位

51 057例患者中检出染色体倒位37例(不包含倒位多态)，占异常核型的4.82%，检出率为0.07%。其中1号染色体倒位例数最多，共11例。男性和女性的倒位检出率分别为0.05%(27/51 057)和0.02%(10/51 057)，男性倒位概率为女性的2.5倍(表6)。

六、染色体缺失、重复、等臂等其他染色体异常

51 057例患者中染色体缺失、重复、等臂等其他染色体异常共32例，占异常核型的4.17%，检出率0.06%。染色体缺失共检出21例，男性16例，女性5例，男性发生缺失概率较女性高，约为女性的4倍，主要以Y染色体发生缺失为主；
染色体重复(1例女性X染色体同时发生缺失与重复)共检出7例，男性3例，女性4例；
等臂染色体共检出4例，皆为女性X染色体发生等臂现象；
插入染色体1例，为女性(表7)。

表6 倒位染色体核型分布(%)

表7 缺失、重复等染色体异常核型分布(%)

51 057例研究对象均是前来我院就诊的患者，主要临床症状以不孕不育等生殖异常为主。不孕不育的因素有多种，主要分为夫妻双方共同因素(约10%)、女方因素(约60%)和男方因素(约30%)[10]。后天因素如生殖器官炎症、堵塞等，先天遗传因素如先天发育不良、遗传因素等。本研究主要从患者的遗传因素染色体核型与生殖异常之间的关系进行深入探究。

一、染色体数目异常与生殖异常

染色体异常是导致染色体疾病的主要原因，染色体疾病是由人体细胞内的染色体数量和结构变化而引发的一系列临床疾病症状[11-12]。染色体数目异常通常是因为细胞在有丝分裂过程中因遗传物质染色体的分配错误或者细胞的分裂受阻，导致分裂后获得的子代细胞中染色体数目较正常核型46条染色体数量有所增加或者减少。染色体数目异常分常染色体数目异常和性染色体数目异常，本研究中性染色体数目异常所占比重较常染色体大，分别为364例和28例。染色体数目增加或者减少都是整条的染色体变化，每一条染色体上承载着数量巨大的控制着人类遗传物质的基因，尤其是性染色体数量变化对生殖的影响较大，所以临床症状较为明显。临床症状多表现为智力发育正常，第二性征发育差，性腺发育不良，副性征不发育[8]。本研究中性染色体数目异常男性多于女性，男性是女性的5.2倍。性染色体异常以47，XXY(Klinefelter综合征)为主，男性临床表现多为因少、弱、无精子导致不育。女性性染色体异常多为嵌合型，症状多为月经不调、月经量少、卵巢早衰、不孕[8]。单纯核型或嵌合型中均以47，XXX出现的频率较高，其中嵌合型45，X/46，XX/47，XXX最多，且流产率高于其他类型性染色体数目异常群体。

常染色体数目异常主要是标记染色体mar的增加，也称为额外小标记染色体(small supernumerary marker chromosome，sSMC)，mar是除正常46条染色体外，来源不明的多余的一条小染色体，形态小于或者等于20号染色体[7]。本研究共有28例含mar的患者，占异常核型的3.65%，检出率为0.05%，患者表型无明显异常。据文献报道，mar起源于端着丝粒染色体短臂易位所致或者系某些染色体缺陷所致。目前没有充分证据证实mar对生育是否有影响[6]，但也有文献报道标记染色体与自然流产有关。因此，建议发生自然流产的夫妇应做外周血染色体核型分析，以明确流产是否与自身染色体异常有关[9]。

二、染色体结构异常与生殖异常

染色体结构异常通常可导致患者流产、生精异常等，是不孕不育的主要原因之一。染色体结构异常包括易位、倒位、缺失、重复等染色体结构的变化。本研究共检出平衡易位207例，罗氏易位80例，倒位37例，染色体缺失、重复等其他染色体异常32例。

相互易位是由两个或两个以上非同源染色体间远端结构的断裂和相互交换产生，没有可见的染色体片段增减称为平衡易位。由于没有遗传物质的丢失或增加，所以平衡易位携带者的表型通常都正常。染色体平衡易位在反复流产的夫妇和精液质量发生改变的男性中尤其常见[13]。携带者在生殖过程中，由于不平衡配子的产生会显著影响易位携带者的生育能力并增加流产率。对于染色体平衡易位的携带者，行IVF-ET胚胎植入前遗传学检测(PGT)给他们提供了生育健康孩子的机会。本研究中平衡易位检出率为0.41%，高于文献报道的新生儿平衡易位发生率0.14%[6]和正常人群的平衡易位发生率0.1%～0.2%[5]。男性和女性患者平衡易位检出率分别为0.24%和0.17%，男性平衡易位频率高于女性。

罗氏易位是由两条近端着丝粒染色体断裂和失去短臂后融合而产生的。本研究中罗氏易位的检出率约0.16%，而在普通人群中发生率为0.1%[14]。最常见的组合是13号染色体和14号染色体的结合，在本研究中检出率为0.11%，其中男性0.07%，女性0.04%。

倒位是指同一条染色体发生两处断裂，中间某一片段翻转180°后重新与断裂端连接在一起，遗传物质一般不会丢失，但若断裂点正好处于结构基因区，则会发生一些相应的症状。本研究中，9号、Y染色体之外的其他染色体倒位检出率为0.07%，9号、Y染色体倒位类型属于倒位多态，未被归类于异常染色体中。新发现的染色体倒位现象可以为不孕或流产提供合理的解释，而且及时识别倒位有益于患者未来的生殖过程[15]。

染色体还会发生缺失、重复、环状、等臂等结构异常现象，这些都有可能导致患者表现出生殖器官的发育异常、生殖功能降低甚至智力障碍等症状。缺失和重复等变异构成了大量的可变碱基，可能由于重要功能基因的破坏或数量改变而导致人类发生遗传疾病[16]。本研究等臂X共4例，等臂X患者一般表现为身材矮小、第二性征发育异常、卵巢功能低下等症状[6]。Y染色体易发生缺失现象，本研究中Y染色体大片段缺失14例，检出率0.03%。Y染色体上有3个与生精功能相关的区域AZFa、AZFb、AZFc，其中任何一个区域或多个区域缺失都将影响睾丸的发育和精子的生成，造成男性患者严重少精或者无精现象，导致不育[17]。

三、性反转与生殖异常

性反转是指患者染色体核型与性别、性腺相反的一类染色体疾病，例如染色体核型为46，XY的女性和46，XX的男性。本研究检出性反转20例，其中社会性别男，核型46，XX共12例，患者因无精、不育等就诊；
社会性别为女性，核型为46，XY共8例，患者因闭经、不孕等就诊。性反转的异常占比为2.60%，检出率为0.04%。Y染色体决定性别并促进性腺分化成睾丸，若Y染色体上决定性别的基因发生任何突变，都有可能导致性别异常分化。染色体核型为XY的患者发育成为女性，外观貌似正常但是不具备生育能力，腹腔内有睾丸但无生精功能，患者可见乳腺稍发育，卵巢较小或无，外阴、大小阴唇发育较差，可有会阴阴囊型尿道下裂等临床表现。第二性征和生殖器官发育异常的患者有必要进行染色体核型分析来明确病因，正确指导助孕生育[6，18]。

有文献报道称女性染色体异常概率大于男性[19]，也有文献报道男性染色体异常概率大于女性[20-21]。本研究中男性总人数多于女性总人数，约为女性的1.02倍，而男性染色体异常概率是女性的2.62倍。男性性染色体数目异常较女性多200余例，尤其是47，XXY染色体核型，在生殖异常群体中较为高发。47，XXY核型超过90%的病例表现为无精子症或不育[22]。另外，本研究中男性染色体结构异常概率约为女性的1.66倍。因此，在生殖检查中，夫妻双方都应开展染色体核型检查，男性的染色体检查更应该引起足够的重视。

本研究发现，染色体异常是导致不孕不育及生育障碍的主要因素之一，不孕不育患者群体中，染色体异常率高于正常人群。不孕不育或者不良孕产史患者都应在排查病因时，进行外周血染色体核型分析，以排除染色体异常因素，进行遗传咨询并提供生育指导。染色体异常患者可通过辅助生殖PGT技术，选择正常的胚胎移植，以获得健康的子代。