一对夫妇经历了环21号染色体的遗传体外受精（IVF）：病例报告

抽象

羊水样本体外根据1∶21的唐氏综合征筛查风险，对受精卵进行细胞遗传学分析。常规细胞遗传学分析显示，21号染色体的非镶嵌核型为46,XX,r(21)(p11.2q22.3)，由于一个环状染色体取代了其中一个正常同源染色体，21号染色体有部分单染色体。详细的超声波扫描的其余怀孕没有揭示任何不寻常的发现。亲本血显示母亲为染色体核型为46,XX,r(21)(p11.2q22.3)/46,XX与父亲为不相关的Robertsonian translocation，核型为45,XY,rob(13;14)(q10;q10)。培养的羊膜细胞的微阵列分析决定了环中21号染色体物质的缺失程度。父母接受了遗传咨询，一个表型正常的女婴在足月分娩。本案例强调了核型分析的重要性，并将其作为夫妻治疗的第一步体外施肥。

1.介绍

构成环状染色体是一种罕见的现象，在大多数情况下，在人类胎儿中以1/50,000的估计频率自发产生[1,2]。相比，其正常线性同系物，环染色体是与两个端粒的损失结构异常。环染色体分为两组：编外，其中所述环是附加到其中一个正常同源物已被取代的环等效那些情况下，染色体的两个正常拷贝，和。前者是涉及染色体中的三体性部分，而后者则是失踪端粒末端的部分单体性。

环状染色体的嵌合现象也会使临床情况复杂化，携带正常染色体的细胞系改善了携带环状染色体的细胞系的单一性。具有平衡和不平衡染色体排列的不同细胞系的比例在携带者的不同组织中也可能不同。

环形染色体21，称为r(21)，是一种有充分文献证明的染色体重排，有超过60例报告的情况[3.,4]。携带者的临床表型变化显著，且在很大程度上取决于长臂端粒缺失的程度;也描述了r(21)的孟德尔遗传和镶嵌现象[5]。在这里，我们得到的胎儿的羊水样品中报告家族性R（21）的情况下体外受精(IVF)。

2.临床报告

A routine karyotype request was received on a 15-week gestation amniotic fluid sample from a 40-year-old woman, which was referred based on a nuchal translucency measurement of 3 mm. Her adjusted Down syndrome risk was calculated as 1 : 21. No other information was available apart from a note saying that this was an IVF pregnancy. In addition to conventional karyotyping, rapid trisomy screening using fluorescence原位还要求进行杂交(FISH)。

2.1。荧光原位杂交和常规核型鉴定

从羊水样品未培养的间期细胞FISH研究进行了根据制造商的说明（Vysis公司公司）使用aneuscreen套件。初步结果发布了用女性性补充一致，没有对三体染色体13，18，或21的证据（数据未显示）。

常规染色体分析在使用标准技术和GTG绑扎羊水样品进行。来自四个独立的培养检查15个细胞的初始分析显示46，XX，R（21）（p11.2q22.3），图a nonmosaic核型1(一)。被要求父母的血样，以确定环染色体的起源。

从母亲的外周血样品50个中期细胞的分析显示46，XX，R（21）（p11.2q22.3）[15] / 46，XX [35]的阴嵌合核型。使用上的两个母亲的末梢血，从她妊娠羊水细胞分裂中期制剂染色体21亚端粒探针FISH分析表明，该环染色体上的亚端粒区的损失（图1 (b))。有趣的是，父亲的血液样品的细胞遗传学分析显示45，XY，抢（13; 14）（q10的; Q10）核型，与染色体13和14之间的明显平衡罗伯逊易位（图1 (c))。rob(13;14)染色体不存在于羊水样本中，但与父母的遗传咨询有关。

2.2。分子核型分析

DNA从羊水样品的培养的细胞中提取，和分子核型是为了确定所述21号染色体损失的程度。Monosomy was detected for a 1138 kb region with the chromosome 21 coordinates 45795806 bp–46933606 bp (Human Mar. 2006 (hg18) assembly, Figure2)。

破译资料库[6,http://decipher.sanger.ac.uk/]描述了包含删除本案例研究（253457，253454，和2126）报道了区域三个人。他们有可变的功能，包括五指分离，智力低下，发育迟缓，语言迟缓，唇腭裂，斜视和增宽，虽然没有这些功能适用于所有患者。被定位于缺失区域的基因，三似乎是相关的。前两个是COL6A1和COL6A2，其中突变Bethlem肌病（OMIM 158810），其特征在于，近端肌无力有牵连，降低的电机容量，关节挛缩，以及肌肉活检营养不良特征。这些基因的移码突变已经报道了这一条件，和无义介导的衰减可能导致在这些情况下，单倍剂量不足。重要的是，也有患者的文学与21Q缺失与Bethlem肌病表型的报道。第三个基因PCNT其中纯合突变导致microcephalic osteodysplastic原始侏儒症II型（MOPD2; OMIM 210720）。有趣的是，劳赫等。[7发现杂合子MOPD II个体的平均身高显著降低。在我们的病例中，智力迟钝和发育/语言迟缓的遗传基础尚不清楚。

2.3。进一步的测试

遗传咨询后，父母选择了继续妊娠。这对夫妇已经有了一个健康的八岁的男孩，谁后来核型分析，发现是46，XY。怀孕去的术语，我们收到后续绒毛，膜和血液样本作进一步细胞遗传学分析。从每个这些组织的三十细胞显示出相同的nonmosaic环21核型为原始羊水样品。On examination at 6 weeks of age, the infant’s head circumference was noted as being 35.5 cm (25th centile), length 55 cm (50th centile), and weight 4.04 kg (50th centile). Clinical examination was normal apart from a left-sided ear tag. Audiology was normal as was a renal ultrasound.

2.4。之前的测试

对这对夫妇的笔记的回顾回顾提供了额外的信息。在这次怀孕之前，这对夫妇有五年的继发性不孕，这主要是由于男性因素。精液分析初步显示为少精子症，体积为4.2 mLs，精子数为900万/mL，活动力为5%，正常形态为7%。6个月后进行的重复分析显示，精子总数为650万/毫升，只有24%表现出“良好”的流动性，这被认为只适用于胞浆内精子注射(ICSI)。两年后，这对夫妇接受了体外受精/ICSI治疗。获得了4个卵子，其中3个受精，2个转移，但那次没有成功怀孕。一年后的第二轮体外受精导致了一次胚胎移植和这次怀孕。

3.讨论

本案是非常从遗传咨询的角度挑战。有在文献中信息的小缺失的大小在环21和表型结果进行比较。由麦金尼斯等人的报告。[8表明小的末端缺失通常与家族性病例有关，这些病例的表型趋于正常。末端缺失较大的患者通常是新创病例和表现出异常表型。对于缺失较大的患者的异常表型的原因的解释是复杂的，因为这些患者往往是那些细胞已经失去环和/或形成双环的人。

家族表型正常的情况下，边界[内我们的病人所在的缺失8]。在母亲身上发现了同样的戒指，应该会对这次怀孕起到安慰作用。母亲只有30%的血液淋巴细胞含有r(21);她的大部分细胞明显是正常的(46,xx)。因此，任何有害的表型效应这样的染色体重排可能已经改善了母亲。在母亲体内没有其他组织被检查，所以她的嵌合体的完整程度仍然未知。

在母亲的镶嵌意味着没有结论可以得出，以在继续妊娠基因型/表型相关性，所以培养羊水细胞的分子核型进行。有趣的是，环21具有正常表型的不家族性病例进行了研究通过微阵列分析。这种缺陷可能反映了确认偏倚与表型异常的情况下，更可能有一个芯片。

Decipher和ECARUCA的数据库显示，在这次妊娠中，一些与胎儿大小相似的缺失患者可能会出现畸形/主要器官异常，因此不能排除这一风险。ECARUCA数据库中有一名患者(患者12)似乎与这里报告的患者有密切的匹配。患者12正在上大学，面部畸形很少，包括上斜睑裂、宽鼻梁和腭裂。这个病人为我们的病例研究提供了一个更可靠的积极结果。此外，ECARUCA非整倍体21项目未发表的数据表明，此处发现的尺寸缺失所导致的预期智力损害程度或轻微或在正常方差范围内。虽然在母体和羊膜穿刺术中不存在这种情况，但不能排除21环在某些细胞中丢失或形成双环的未来发展。nuchal半透性的轻度增加引起了少量的关注，即环21染色体已经产生了表型效应。

鉴于上述复杂因素，很难提供父母与怀孕的可能结果的清晰画面。轻度智力损害是从学习的角度最坏可能的结果。异形似乎是在具有较大的缺失情况较为常见，但也不能排除。在22周的妊娠进行详细的超声扫描和正常。这使得主要器官畸形的可能性不太可能，但不能排除。

微阵列可以帮助确定染色体失衡的具体规模，但缺乏广泛的数据集，连同可比案例变量表型，这意味着芯片可能无法澄清一个表型结果。这需要与家庭之前执行微阵列的讨论。

应当注意的是，45，XX，-21核型在单个细胞中看到来自6组不同的集落羊水样品中，以及从在术语采取的后续培养的绒毛膜绒毛样品。这些都不代表真正的嵌合体。这表明动态镶嵌的现象;如果姐妹染色单体交换（SCE）在DNA复制过程中的环状染色体时，有互锁或者双环形成的可能性。这样的结构将被迫在细胞裂解单刀离开该染色体其他子细胞单体异。这可以解释单个细胞的观察具有45，XX，-21在培养物的核型。还应该强调的是，没有发现细胞包含在我们的任何培养组织的多个或双环。显然，包含两个稳定的环以及21号染色体的正常拷贝的细胞将是该染色体三体有效和有丘陵的三份关键区域[5]。虽然FISH/aneuscreen快速检测不能检测到由r(21)引起的染色体单体，但它确实表明没有证据表明21号染色体有3个拷贝(由多环或其他原因引起)。动态镶嵌的另一个方面是所谓的“戒指综合征”，这可能是怀孕的另一个担忧。这些额外的异常细胞的持续产生(很可能是不可存活的)体内)在分裂组织中可产生生长阻滞的净效应在子宫内。

令人惊讶的是，在父亲身上又发现了一个明显平衡的罗伯逊易位，这使人们对这对夫妇过去可能经历的生育困难有了更好的理解。这一认识使他们接受了体外受精，但并没有改变怀孕的临床情况。在新生儿调查中，罗伯逊易位的发生频率约为1/1000，并且有充分的文献证明，与普通人群相比，罗伯逊易位的男性男性携带者患少精子症的风险增加了10倍[13;14]。9]。此外，对于14号染色体的后代中父系单亲二体的减数分裂结果与标记发育迟缓，发育迟缓，和畸形特征[相关联10]。这对夫妇决定不进行大学预科的学习。尽管这对夫妇面临着细胞遗传学上的障碍，他们已经有了一个健康的，自然受孕的，染色体正常的8岁男孩。

如果夫妻俩在他们的试管婴儿治疗的开始就核型分析，很可能是他们的护理管理将采取完全不同的路线，包括PGD的可能性（植入前遗传学诊断）。同样，环21号染色体的母亲发现也将导致非常具体的遗传咨询，以及可能被视为促成原因的继发性不孕。

他们曾经有过不成功的早先IVF圆的，之前的案例研究。如果不平衡的形式无论是父亲的罗伯逊易位，或从母亲的R（21），存在于胚胎转移，这些本来是植入失败的原因。另外家庭研究也应该对双方父母的兄弟姐妹进行。最后，这个案例研究亮点细胞遗传学研究的价值正在开展对夫妇生育失败的历史，着手进行更昂贵的试管婴儿治疗前。使用微阵列和FISH仅仅提供支持性信息。

致谢

作者承认由霍华德·斯莱特和维多利亚医学遗传科的达明布鲁诺进行分子核型分析。

参考

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2. G. Kostolanyi, K. Mehes，和E. B. Hook，《遗传环状染色体:已发表病例分析》，人类遗传学卷。87，没有。3，第320-324，1991。视图:谷歌学术
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5. r。j。m。加德纳和g。r。萨瑟兰，染色体异常和遗传咨询，牛津大学出版社，纽约，纽约，美国，第三版，2004年。
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7. A. Rauch, C. T. Thiel, D. Schindler等人，“中心蛋白(PCNT)基因突变导致原始侏儒症，”科学卷。319，没有。5864，第816-819，2008。视图:出版商的网站|谷歌学术
8. M. J.麦金尼斯，H. H. Kazazian，G.施特滕等人，“机制环的染色体形成11例人类环21号染色体的，”美国人类遗传学杂志，第50卷，no。1, 1992年第15-28页。视图:谷歌学术
9. 罗布森易位的男性杂合子精子的细胞遗传学分析，人类遗传学卷。80，没有。4，第357-361，1988。视图:谷歌学术
10. T. Eggermann，K. Zerres，K. Eggermann，G. Moore和H. A.沃尔曼，“单亲二体：在生长迟缓测试的临床适应症，”欧洲儿科学杂志第161卷第161号6，页305-312,2002。视图:出版商的网站|谷歌学术

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