全外显子测序在产前诊断中的运用知多少

全外显子测序在产前诊断中的运用知多少

陈艺菲

成都市妇女儿童中心医院 四川成都 610000 您或许从未听说过“全外显子测序”。全外显子测序是一种重要的基因组分析方法，全外显子测序在产前诊断中可以发挥很大的作用。——今天，我们就来和您谈一谈在产前诊断中如何运用全外显子测序。

一、让我们一起来了解全外显子测序

我们每个人的身体，均由40万亿个～60万亿个细胞构成。在人体细胞核内的染色体上排列着碱基对基因组。人体内有30亿个碱基对基因组，基因存储着生命演化的遗传信息，基因演绎细胞分裂、蛋白质合成等生理过程。

所谓外显子，是真核生物基因的一部分编码序列,外显子在剪接后仍会被保存下来,并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列,又称表达序列。外显子既存在于最初的转录产物中,也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。——在人类基因中大约有180,000外显子,占人类基因组的1%,约30MB。

全外显子组测序也称目标外显子组捕获,是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的一种基因组分析方法。该方法是一种选择基因组的编码序列的高效策略。全外显子测序结果可靠,相比于全基因组测序,全外显子组测序具有成本低、效率高等优点。全外显子组测序，可以用于鉴定孟德尔遗传病单个致病基因，也可用于寻找癌症、糖尿病、肥胖症等复杂疾病的致病基因、易感基因。

进行外显子组测序，首先要采集基因组DNA，再将基因组DNA打断成随机片段文库；文库经纯化后通过与外显子捕获系统进行杂交富集，经QC检测合格后，即可上机进行高通量的测序。进行外显子组测序需要使用高通量的第二代测序平台，如Illumina Hiseq 2000测序仪或ABI SOLiDTM 4.0测序仪。

二、让我们一起来了解全外显子测序在产前诊断中的运用情况

产前诊断需要通过各种手段，检查孕妇肚中的胎儿是否存在先天性缺陷或遗传疾病。——全外显子测序在产前诊断中可以发挥很大的作用。

（一）全外显子测序诊断胎儿骨骼发育异常

胎儿骨骼发育异常是胎儿骨骼、软骨发育不良造成的疾病。在过去，检查胎儿骨骼发育异常主要采用超声技术，但采用超声检查无法查出胎儿骨骼发育不全的具体病因。采用全外显子测序技术，则可以帮助医务工作者探寻胎儿骨骼发育不全的具体病因。

对骨骼发育不良的胎儿进行全外显子测序，需要在超声引导下，穿刺抽取胎儿脐带血2ml，再抽取胎儿双亲静脉 血各5ml。血样采集完毕后进行处理，再置于-80℃下保存；然后使用测序仪进行全外显子测序。

2018年，北京市一家重点医院的医务工作者对3例骨骼发育不良的胎儿进行了全外显子测序。结果发现了：这些胎儿的染色体的确出现了异常。

病例1：孕周25周的胎儿，经B超检查发现脊柱裂，腹裂，双肺发育不良，双足内翻，左足多趾。对胎儿染色体arr Xq26．2(133，527，188-133，533，879)-xl进行全外显子测序，发现胎儿染色体Xq26．2区段存在6．6kb片段的缺失。

病例2：孕周24周的胎儿，经B超检查发现双上肢尺桡骨缺如，双下肢腓骨缺如，足内翻，腕关节异常；对胎儿染色体arr 2q24． 3(166，914，464-166，920，459)x1进行全外显子测序，发现胎儿第2号染色体2q24．3区段存在5．9kb片段的缺失。

病例3：孕周26周的胎儿，经B超检查发现胎儿左侧足内翻，右侧下肢缺如。对胎儿染色体arr 5q35． 1 (170，405，440-171，071，061) x3进行全外显子测序，发现胎儿第 5 号染色体5q35．1区段存在665kb片段的重复。

（二）全外显子测序诊断胎儿颈项部透明层增厚

从第10孕周起，胎儿淋巴系统开始发育。至第14孕周，胎儿淋巴系统发育完全。在胎儿淋巴系统发育完全之前，少量淋巴液会积累在胎儿颈淋巴囊、淋巴管内，形成颈项透明层。——若胎儿胎儿颈项部透明层增厚，提示胎儿淋巴系统发育异常，或提示胎儿存在染色体异常。

对颈项部透明层增厚的胎儿进行全外显子测序，首先需要采集胎儿绒毛组织10mg，并采集孕妇羊水20ml～30ml，然后使用测序平台进行全外显子测序。

广东省一家三甲医院在2013～2018年间曾对374例颈项部透明层增厚的胎儿进行过全外显子测序。专家深入研究了这三百多个病例，结果发现其中出现了102例染色体异常。具体来看：

颈部透明层厚度在2.5～3.4mm之间的胎儿病例共有114例，在这114个病例中，有26例发现染色体异常。

颈部透明层厚度在3.5～4.4mm之间的胎儿病例共有150例，在这150个病例中，有33例发现染色体异常。

颈部透明层厚度在4.5～5.4mm之间的胎儿病例共有55例，在这55个病例中，有19例发现染色体异常。

颈部透明层厚度超过5.5mm的胎儿病例共有55例，在这55个病例中，有24例发现染色体异常。

在这102例染色体异常中，有4例为13-三体综合征，有22例为18-三体综合征，有34例为21-三体综合征，有2例为9号染色体三体嵌合重复，有17例为性染色体数目异常，有23例为基因拷贝数异常。

以上是全外显子测序在产前诊断运用中的基本情况。最后我们要强调：在产前诊断中运用全外显子测序，可以及早发现胎儿基因是否存在缺陷；这对优生优育有很大的帮助。

【作者简介】：陈艺菲（1979.11- ),四川成都人，本科，成都市妇女儿童中心医院，副主任医师，研究方向：产前诊断