【佳學基因檢測】先天性心臟病基因檢測

先天性心臟病基因檢測導讀：

先天性心臟病基因檢測總結了先天性心臟病基因解碼基因檢測對遺傳因素對先天性心臟病發(fā)病機制影響的近期新認識。自 2007 年美國心臟協會發(fā)表關于先天性心臟病遺傳基礎的科學聲明以來，新的基因組技術已得到廣泛應用，極大地改變了先天性心臟病基因解碼基因檢測對先天性心臟病病因的理解，并且在臨床上使先天性心臟病基因解碼基因檢測更準確地確定了不同年齡段患者甚至產前先天性心臟病的發(fā)病機制。先天性心臟病基因檢測介紹了新的分子檢測技術及其在先天性心臟?。▎为毢团c其他先天性異?；?a href='http://deyicom.cn/about/jishu/33670.html' target='_blank'>綜合征相關的先天性心臟?。┲械膽?。先天性心臟病基因檢測介紹了對拷貝數變異、綜合征、RASo 病和異位/纖毛病的理解的進展。先天性心臟病基因檢測深入分析了利用先天性心臟病模型進行的新基因解碼，包括基因改造的動物，如小鼠、小雞和斑馬魚以及基于人類誘導性多能干細胞的方法，以便了解未來先天性心臟病基因解碼突破可能如何發(fā)生。預計先天性心臟病基因檢測將為大量醫(yī)療保健相關人員（包括兒科心臟病專家、兒科醫(yī)生、成人心臟病專家、胸外科醫(yī)生、產科醫(yī)生、遺傳學家、遺傳咨詢師和其他相關臨床醫(yī)生）及時提供有關先天性心臟病遺傳方面的信息。目的是為先天性心臟病患者的跨學科護理提供全面的基礎。

先天性心臟病基因檢測關鍵詞

AHA 科學聲明、心臟缺陷、先天性、遺傳學

為什么要進行先天性心臟病的基因檢測？

目前的基因解碼表明，先天性心臟病是最常見的出生缺陷，每 1000 個活產嬰兒中就有近 10 到 12 個患有先天性心臟?。?%–1.2%）。6 – 8并非所有先天性心臟病患者都能得到早期診斷，因此實際患病率很難確定，但心臟病的致病基因鑒定基因解碼的一項估計表明，總患病率為每 1000 名兒童中有 13.1 人，每 1000 名成人中有 6.1 人。心臟病的基因解碼基因檢測的數據還表明，從 2000 年到 2010 年，兒童先天性心臟病的患病率增加了 11%，成人增加了 57%。成功的藥物和外科手術治療對先天性心臟病患者生存的影響可能在很大程度上導致其在大齡兒童和成人中患病率的增加。越來越多患有嚴重類型先天性心臟病的患者活到了 30 多歲甚至更大。值得注意的是，先天性心臟?。℉D)發(fā)病率和患病率的估計值不包括孤立性二尖瓣主動脈瓣 (BAV) 病例，毫無疑問，BAV 是先天性心臟病（HD)的一種形式。由于 BAV 的人口患病率為 1% 至 2%（基于尸檢基因解碼以及活產嬰兒和健康青少年的基因解碼），先天性心臟?。℉D)的總患病率更接近 2% 至 3% 。

先天性心臟病的基因檢測、流行病學基因解碼表明，20% 至 30% 的先天性心臟病病例可確定為遺傳或環(huán)境原因。在作為綜合征一部分的先天性心臟病患者中，3% 至 5% 的患者為單基因疾病，8% 至 10% 的患者為嚴重染色體異常/非整倍體，3% 至 25% 的患者為致病性 CNV，在單獨先天性心臟病患者中，3% 至 10% 的患者為致病性 CNV。使用 NGS 對先天性心臟病進行的最大規(guī)模遺傳基因解碼表明，8% 和 2% 的病例分別歸因于新生常染色體顯性遺傳和遺傳的常染色體隱性遺傳變異。在 2% 的先天性心臟病病例中可確定為環(huán)境原因。先天性心臟病的其余無法解釋的原因被認為是多因素的（寡遺傳或遺傳和環(huán)境因素的某種組合），這需要在全外顯子測序的基礎上通過基因解碼進行發(fā)現和檢出。

揭示先天性心臟病（HD)的遺傳發(fā)病機制在臨床上越來越重要，部分原因是上述提高的生存率。對于照顧患有先天性心臟?。℉D)的兒童或成人的臨床醫(yī)生來說，確定遺傳原因的重要原因可能包括 (1) 評估先天性心臟病（HD)幸存者的后代、父母的其他后代或其他近親的復發(fā)風險；(2) 評估相關的心臟外受累；(3) 評估新生兒和嬰兒神經發(fā)育遲緩的風險；(4) 為先天性心臟病（HD)提供更準確的預后，并為先天性心臟?。℉D)相關干預提供結果。

先天性心臟病基因檢測 分子技術與診斷

人類遺傳變異

除了非整倍體和大型染色體重排之外，過去 10 年的遺傳學基因解碼還推動了人們對正常和致病人類遺傳變異的當代理解，這種理解基于檢測相對于定義為正常的參考序列的個體差異的概念。用于醫(yī)學和基因解碼用途的人類參考序列由人類基因組計劃于 2000 年發(fā)布，并在隨后的幾年中進行了校正和完善。參考序列的創(chuàng)建涵蓋了多個個體，因此可以將其視為并非單個人的基因組，而是由多達 20 到 25 個個體的遺傳信息組成。單核苷酸多態(tài)性 (SNP) 是 DNA 中單個核苷酸的變化。插入或缺失 (INDEL) 是多個核苷酸的變化，導致相對于參考序列的長度存在差異。 CNV 是指 DNA 的大量插入或缺失，通常是指為長度 >1000 個核苷酸，可發(fā)生于整個基因組的任何地方（這些病變也可稱為微缺失或微重復）。每種類型的遺傳變異在各種不同疾?。òㄏ忍煨孕呐K?。┲卸季哂忻鞔_的因果作用，通過致病基因鑒定基因解碼進行揭示。

技術和測試范例

基因檢測可分為兩類：基因組檢測可捕獲人類基因組內所有位置的≥1種變異類型，而靶向檢測可捕獲有關≥1個選定基因位置的信息（表1)。目前，不同檢測技術可檢測到的變異類型之間存在顯著的重疊?；蚪M測試可以提供一種無偏見的方法來檢測臨床相關的遺傳變異，而靶向檢測則檢驗與疾病有關的≥1個基因或位點的特定假設。許多測試以某種形式使用DNA雜交的原理，通過該原理可以將DNA序列分離成2條互補鏈（例如，ATCGGTC與TAGCCAG結合），并且這些單獨的鏈將非常特異性地結合到合成的互補鏈上（針對基因組的特定區(qū)域，遺傳序列或一系列基因）在適當控制的化學條件下。

表1：臨床醫(yī)學檢測

檢測對遺傳變異類型的敏感性用未檢測 (−)、低 (+)、中 (++) 或高 (+++) 來表示。Array CGH 表示使用陣列的比較基因組雜交；FISH，熒光原位雜交；INDEL，插入或缺失；SNP，單核苷酸多態(tài)性。

大規(guī)模基因信息變化

核型分析是一種基因組測試，是檢測整個基因組中發(fā)生的非整倍體和大型染色體重排的廣為認可標準；它在自動或半自動化過程中對中期染色體進行，然后由細胞遺傳學家進行審查。在比較基因組雜交 (CGH) 中，通過將受試者的 DNA 序列與對照或參考的 DNA 序列與遍布人類基因組的 DNA 探針雜交，將兩者的拷貝數進行比較。大多數市售的 CGH 測試（使用陣列，因此稱為陣列 CGH）還會測試常見的（與疾病無關的）SNP，以提供有關不尋常疾?。ɡ鐔斡H二體性）的更多信息。顧名思義，陣列 CGH 是一種基因組測試，用于檢測 CNV；根據所用商業(yè)平臺的具體情況，它可以檢測到約 100 000 個核苷酸的下限。熒光原位雜交 (FISH) 是一種靶向檢測，其中針對基因組特定區(qū)域的探針與患者的中期染色體雜交，以檢測特定基因位點的 CNV。在許多機構中，FISH 和核型分析已不再常用，而主要被陣列 CGH 或 SNP 基因分型陣列（統(tǒng)稱為染色體微陣列或 CMA）所取代。

微小的遺傳變異

目前，臨床基因檢測中 SNP 和 INDEL 的檢測幾乎普遍使用 NGS 技術，也稱為合成測序或短讀測序?；蛎姘鍦y試是針對性測試，依靠雜交或聚合酶鏈反應來捕獲編碼蛋白質序列的基因區(qū)域（通常為 1 到 100 個基因）。全外顯子組測序 (WES) 是一種基因組測試，它通過雜交捕獲所有 18,000 個人類基因（約占整個基因組的 1.5%）的蛋白質編碼區(qū)，然后進行 NGS。全基因組測序是一種基因組測試，它從整個人類基因組中獲取遺傳信息，而無需經過復雜的捕獲過程，然后進行 NGS，盡管從功能上講，對所獲數據的分析通常僅限于基因組的蛋白質編碼區(qū)。通過NGS 生成測序信息后，基因面板測試、外顯子組測序和基因組測序都需要進行后續(xù)生物信息學分析，以檢測和分類與所考慮疾病相關的基因中的 S??NP 和 INDEL。目前大多數基因組測試都提供對面板測試中少數基因的缺失或重復（由 CNV 引起）的同時檢測，這是一些臨床外顯子組測序服務提供商提供的新興服務。

實際考慮

在實踐中，遺傳咨詢師和其他合格的臨床醫(yī)生對于在臨床環(huán)境中適當且合乎道德地應用任何基因檢測都至關重要。在沒有醫(yī)學遺傳學家的?？圃\所中，擁有豐富疾病和基因領域知識的遺傳咨詢師通常是面板、外顯子組和基因組測試中檢測到的遺傳信息的主要解釋者。與所有其他醫(yī)學測試一樣，現代基因檢測中的每種技術都會對特定類型的基因變異顯示假陽性和假陰性結果，這通常與處理特定測試所使用的測序化學和生物信息學的基本技術方面有關。此外，基因檢測并不總是會產生“是”或“否”的結果；通常會發(fā)現意義不明的變異，而將結果傳達給家人最好由遺傳咨詢師、遺傳學家和具有先天性先天性心臟病專業(yè)知識的合格臨床醫(yī)生來完成。

新興技術

還有許多其他技術已經或即將進入臨床使用，先天性心臟病基因檢測將討論其中的 2 種。胎兒無細胞 DNA (fcfDNA) 測序通常用于產前篩查非整倍體。孕婦的全血含有胎兒滋養(yǎng)層細胞的 DNA，可通過離心分離。分離 fcfDNA 后，可以對不同染色體之間的遺傳信息比率進行采樣和比較以檢測非整倍體，并且在未來，臨床測試還可以擴展到包括檢測特定的亞染色體缺失或重復，例如 22q11.2 缺失。然而，與羊水 FISH 檢測等技術比較成熟的測試相比，目前實施的 fcfDNA 技術對非整倍體的敏感性和特異性明顯較低。

測序技術的其他進步有效地增加了 DNA 的取樣長度（目前的 NGS 樣本量約為 100-250 個核苷酸；長讀測序通常 >10 000 個核苷酸），從而更可靠地檢測結構變異。一旦完善且具有成本效益，長讀測序將允許通過一次臨床測試同時可靠地檢測 SNP/INDEL 和CNV。

與先天性心臟病相關的染色體非整倍體和 CNV

非整倍體

非整倍體是指染色體數目異常，最常存活到足月的非整倍體包括 21、18 和 13 三體以及性染色體非整倍體，如特納綜合征。隨著母親年齡的增加，許多非整倍體的風險也會增加。越來越多的非整倍體通過無創(chuàng)產前診斷篩查在產前發(fā)現，先天性心臟病基因檢測介紹了通常與先天性心臟?。℉D)相關的非整倍體，如唐氏綜合征和特納綜合征。不太常見的非整倍體，如 8 三體和 9 三體，只有在為嵌合體時才能存活到足月。當檢測到非整倍體時，胎兒超聲心動圖可以盡早準確診斷心臟解剖結構。

唐氏綜合癥

唐氏綜合征是最常見的非整倍體，通常由 21 三體引起。它也是與先天性心臟病相關的最常見的染色體異常。

共同特征 

唐氏綜合征的常見特征包括特征性面部特征；身材矮小；肌張力低下；智力障礙從輕度到中度不等；行為問題，包括注意力問題、強迫行為和發(fā)脾氣；以及一系列先天性異常，其中約 40% 至 50% 患有先天性HD。唐氏綜合征患者通常會經歷認知能力逐漸下降，并且患阿爾茨海默病的風險增加。健康監(jiān)督指南可用，治療基于特定的臨床表現。

心臟特征 

先天性心臟?。℉D)常在患有唐氏綜合征的嬰兒和兒童中被診斷出來（40%–50%）。最常見的先天性心臟?。℉D)包括房室間隔缺損 (AVSD)、室間隔缺損 (VSD)、房間隔缺損 (ASD)、動脈導管未閉 (PDA) 和法洛四聯癥。先天性心臟?。℉D)和心臟并發(fā)癥是唐氏綜合征患者死亡的常見原因，占兒童死亡率的 13%，占成年死亡率的 23%。唐氏綜合征患者患肺動脈高壓的風險較高，并且有先天性呼吸道異常、肺部異常和肌張力低下的風險較高，這些都可能導致術后預后較差。唐氏綜合征患者中手術風險較高的一個亞組是接受單心室姑息治療的患者。在接受分期單心室姑息治療的患者中，唐氏綜合癥患者的住院死亡率更高。

患病率 

每 800 名新生兒中約有 1 名患有唐氏綜合癥。中國每年約有20000 名唐氏綜合癥嬰兒出生，中國約有 ８0 萬人患有唐氏綜合癥。母親年齡越大，生下唐氏綜合癥孩子的風險就越大。

分子遺傳學 

大多數唐氏綜合癥患者患有 21 三體綜合征，在有些情況下，唐氏綜合癥是由 21 號染色體與另一條染色體（通常是 21、14 或 13）易位或由一組細胞中的嵌合體引起的。

心血管基因型/表型相關性 

絕大多數唐氏綜合征患者為 21 三體綜合征，因此基因型/表現型相關性較小。但是，一般來說，對于嵌合性患者，21 三體綜合征的嵌合性水平越低，認知缺陷越不嚴重。

特納綜合征

特納綜合征是另一種常見的染色體疾病，由女性部分或全部 X 染色體丟失引起。

共同特征 

特納綜合征最常見的特征包括身材矮小、卵巢功能早期喪失，表現為青春期延遲和月經初潮延遲（成年女性則會出現無排卵和不孕癥）、淋巴水腫、蹼頸、后發(fā)際線低、肘外翻、先天性心臟病、骨骼異常、腎臟異常，以及一些女孩的發(fā)育遲緩、非語言學習障礙和行為問題。

生長激素治療通常很有效，最好從幼兒期開始，可使成年身高增加 8 至 10 厘米。雌激素替代療法通常在正常青春期（大約 12 歲）開始，以啟動乳房發(fā)育的正常時間并幫助預防骨質疏松癥。雌激素和孕酮用于支持月經。

心臟特征 

心臟結構異常通常涉及心臟的左側，最常見的包括主動脈瓣狹窄和主動脈縮窄，不太常見的是部分性肺靜脈回流異常和左心發(fā)育不全綜合征 (HLHS)。所有患有特納綜合征的患者都應進行基線超聲心動圖和心臟評估，并根據基線評估進行必要的隨訪。主動脈根部擴張的發(fā)生率為 3% 至 8%，可導致夾層動脈瘤和破裂。主動脈瓣狹窄、主動脈縮窄和全身性高血壓與主動脈擴張和夾層有關。如果沒有主動脈擴張、主動脈瓣狹窄或高血壓病史，則應每 5 年對青少年進行一次超聲心動圖或磁共振成像連續(xù)主動脈弓成像，更頻繁的篩查對有主動脈夾層風險因素的個體有益。高達 40% 的特納綜合征女孩患有高血壓，應積極治療。確診高血壓后，應完成心血管和腎臟評估。

患病率 

每 2000 到 2500 個活產女嬰中就有 1 個患有特納綜合征。

分子遺傳學 

核型分析發(fā)現的確切遺傳異常各不相同，可能包括經典的 45,X，也可能包括 45,X 與另一種細胞系的嵌合體，包括 46,XX、47,XXX 或 46,XY，以及 X 染色體結構異常的個體，包括 X 染色體的缺失和易位。陣列 CGH 可用于精確定義缺失或易位的程度。對于嵌合體個體，由于 45,X 細胞的百分比降低，表型通常不太嚴重。使用SRY聚合酶鏈反應測試確定是否有任何具有 Y 染色體的細胞非常重要，因為這可能與性腺發(fā)育不良有關，可能需要手術切除性腺組織以防止增加癌癥風險。

心血管基因型/表型相關性 

特納綜合征患者的心血管異常患病率為 20% 至 40%，與 X 染色體結構異?；颊吆团R床表型更明顯的女孩相比，X 單體性患者的心血管異常患病率更高。