【佳學(xué)基因檢測(cè)】先天性心臟病基因檢測(cè)

先天性心臟病基因檢測(cè)導(dǎo)讀：

先天性心臟病基因檢測(cè)總結(jié)了先天性心臟病基因解碼基因檢測(cè)對(duì)遺傳因素對(duì)先天性心臟病發(fā)病機(jī)制影響的近期新認(rèn)識(shí)。自 2007 年美國心臟協(xié)會(huì)發(fā)表關(guān)于先天性心臟病遺傳基礎(chǔ)的科學(xué)聲明以來，新的基因組技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，極大地改變了先天性心臟病基因解碼基因檢測(cè)對(duì)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(cè)更準(zhǔn)確地確定了不同年齡段患者甚至產(chǎn)前先天性心臟病的發(fā)病機(jī)制。先天性心臟病基因檢測(cè)介紹了新的分子檢測(cè)技術(shù)及其在先天性心臟?。▎为?dú)和與其他先天性異常或綜合征相關(guān)的先天性心臟?。┲械膽?yīng)用。先天性心臟病基因檢測(cè)介紹了對(duì)拷貝數(shù)變異、綜合征、RASo 病和異位/纖毛病的理解的進(jìn)展。先天性心臟病基因檢測(cè)深入分析了利用先天性心臟病模型進(jìn)行的新基因解碼，包括基因改造的動(dòng)物，如小鼠、小雞和斑馬魚以及基于人類誘導(dǎo)性多能干細(xì)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(yù)計(jì)先天性心臟病基因檢測(cè)將為大量醫(yī)療保健相關(guān)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(chǎn)科醫(yī)生、遺傳學(xué)家、遺傳咨詢師和其他相關(guān)臨床醫(yī)生）及時(shí)提供有關(guān)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(xué)科護(hù)理提供全面的基礎(chǔ)。

先天性心臟病基因檢測(cè)關(guān)鍵詞

AHA 科學(xué)聲明、心臟缺陷、先天性、遺傳學(xué)

為什么要進(jìn)行先天性心臟病的基因檢測(cè)？

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(gè)活產(chǎn)嬰兒中就有近 10 到 12 個(gè)患有先天性心臟病（1%–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(shí)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(xiàng)估計(jì)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(cè)的數(shù)據(jù)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(shù)治療對(duì)先天性心臟病患者生存的影響可能在很大程度上導(dǎo)致其在大齡兒童和成人中患病率的增加。越來越多患有嚴(yán)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(jì)值不包括孤立性二尖瓣主動(dòng)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(chǎn)嬰兒和健康青少年的基因解碼），先天性心臟病（HD)的總患病率更接近 2% 至 3% 。

先天性心臟病的基因檢測(cè)、流行病學(xué)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(yán)重染色體異常/非整倍體，3% 至 25% 的患者為致病性 CNV，在單獨(dú)先天性心臟病患者中，3% 至 10% 的患者為致病性 CNV。使用 NGS 對(duì)先天性心臟病進(jìn)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(rèn)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(cè)序的基礎(chǔ)上通過基因解碼進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和檢出。

揭示先天性心臟?。℉D)的遺傳發(fā)病機(jī)制在臨床上越來越重要，部分原因是上述提高的生存率。對(duì)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(píng)估先天性心臟?。℉D)幸存者的后代、父母的其他后代或其他近親的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)；(2) 評(píng)估相關(guān)的心臟外受累；(3) 評(píng)估新生兒和嬰兒神經(jīng)發(fā)育遲緩的風(fēng)險(xiǎn)；(4) 為先天性心臟?。℉D)提供更準(zhǔn)確的預(yù)后，并為先天性心臟?。℉D)相關(guān)干預(yù)提供結(jié)果。

先天性心臟病基因檢測(cè) 分子技術(shù)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(xué)基因解碼還推動(dòng)了人們對(duì)正常和致病人類遺傳變異的當(dāng)代理解，這種理解基于檢測(cè)相對(duì)于定義為正常的參考序列的個(gè)體差異的概念。用于醫(yī)學(xué)和基因解碼用途的人類參考序列由人類基因組計(jì)劃于 2000 年發(fā)布，并在隨后的幾年中進(jìn)行了校正和完善。參考序列的創(chuàng)建涵蓋了多個(gè)個(gè)體，因此可以將其視為并非單個(gè)人的基因組，而是由多達(dá) 20 到 25 個(gè)個(gè)體的遺傳信息組成。單核苷酸多態(tài)性 (SNP) 是 DNA 中單個(gè)核苷酸的變化。插入或缺失 (INDEL) 是多個(gè)核苷酸的變化，導(dǎo)致相對(duì)于參考序列的長(zhǎng)度存在差異。 CNV 是指 DNA 的大量插入或缺失，通常是指為長(zhǎng)度 >1000 個(gè)核苷酸，可發(fā)生于整個(gè)基因組的任何地方（這些病變也可稱為微缺失或微重復(fù)）。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(jìn)行揭示。

技術(shù)和測(cè)試范例

基因檢測(cè)可分為兩類：基因組檢測(cè)可捕獲人類基因組內(nèi)所有位置的≥1種變異類型，而靶向檢測(cè)可捕獲有關(guān)≥1個(gè)選定基因位置的信息（表1)。目前，不同檢測(cè)技術(shù)可檢測(cè)到的變異類型之間存在顯著的重疊。基因組測(cè)試可以提供一種無偏見的方法來檢測(cè)臨床相關(guān)的遺傳變異，而靶向檢測(cè)則檢驗(yàn)與疾病有關(guān)的≥1個(gè)基因或位點(diǎn)的特定假設(shè)。許多測(cè)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(bǔ)鏈（例如，ATCGGTC與TAGCCAG結(jié)合），并且這些單獨(dú)的鏈將非常特異性地結(jié)合到合成的互補(bǔ)鏈上（針對(duì)基因組的特定區(qū)域，遺傳序列或一系列基因）在適當(dāng)控制的化學(xué)條件下。

表1：臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)

檢測(cè)對(duì)遺傳變異類型的敏感性用未檢測(cè) (−)、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)?；蛐畔⒆兓?/h3>

核型分析是一種基因組測(cè)試，是檢測(cè)整個(gè)基因組中發(fā)生的非整倍體和大型染色體重排的廣為認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)；它在自動(dòng)或半自動(dòng)化過程中對(duì)中期染色體進(jìn)行，然后由細(xì)胞遺傳學(xué)家進(jìn)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(duì)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(shù)進(jìn)行比較。大多數(shù)市售的 CGH 測(cè)試（使用陣列，因此稱為陣列 CGH）還會(huì)測(cè)試常見的（與疾病無關(guān)的）SNP，以提供有關(guān)不尋常疾病（例如單親二體性）的更多信息。顧名思義，陣列 CGH 是一種基因組測(cè)試，用于檢測(cè) CNV；根據(jù)所用商業(yè)平臺(tái)的具體情況，它可以檢測(cè)到約 100 000 個(gè)核苷酸的下限。熒光原位雜交 (FISH) 是一種靶向檢測(cè)，其中針對(duì)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(cè)特定基因位點(diǎn)的 CNV。在許多機(jī)構(gòu)中，F(xiàn)ISH 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(cè)中 SNP 和 INDEL 的檢測(cè)幾乎普遍使用 NGS 技術(shù)，也稱為合成測(cè)序或短讀測(cè)序。基因面板測(cè)試是針對(duì)性測(cè)試，依靠雜交或聚合酶鏈反應(yīng)來捕獲編碼蛋白質(zhì)序列的基因區(qū)域（通常為 1 到 100 個(gè)基因）。全外顯子組測(cè)序 (WES) 是一種基因組測(cè)試，它通過雜交捕獲所有 18,000 個(gè)人類基因（約占整個(gè)基因組的 1.5%）的蛋白質(zhì)編碼區(qū)，然后進(jìn)行 NGS。全基因組測(cè)序是一種基因組測(cè)試，它從整個(gè)人類基因組中獲取遺傳信息，而無需經(jīng)過復(fù)雜的捕獲過程，然后進(jìn)行 NGS，盡管從功能上講，對(duì)所獲數(shù)據(jù)的分析通常僅限于基因組的蛋白質(zhì)編碼區(qū)。通過NGS 生成測(cè)序信息后，基因面板測(cè)試、外顯子組測(cè)序和基因組測(cè)序都需要進(jìn)行后續(xù)生物信息學(xué)分析，以檢測(cè)和分類與所考慮疾病相關(guān)的基因中的 S??NP 和 INDEL。目前大多數(shù)基因組測(cè)試都提供對(duì)面板測(cè)試中少數(shù)基因的缺失或重復(fù)（由 CNV 引起）的同時(shí)檢測(cè)，這是一些臨床外顯子組測(cè)序服務(wù)提供商提供的新興服務(wù)。

實(shí)際考慮

在實(shí)踐中，遺傳咨詢師和其他合格的臨床醫(yī)生對(duì)于在臨床環(huán)境中適當(dāng)且合乎道德地應(yīng)用任何基因檢測(cè)都至關(guān)重要。在沒有醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)家的?？圃\所中，擁有豐富疾病和基因領(lǐng)域知識(shí)的遺傳咨詢師通常是面板、外顯子組和基因組測(cè)試中檢測(cè)到的遺傳信息的主要解釋者。與所有其他醫(yī)學(xué)測(cè)試一樣，現(xiàn)代基因檢測(cè)中的每種技術(shù)都會(huì)對(duì)特定類型的基因變異顯示假陽性和假陰性結(jié)果，這通常與處理特定測(cè)試所使用的測(cè)序化學(xué)和生物信息學(xué)的基本技術(shù)方面有關(guān)。此外，基因檢測(cè)并不總是會(huì)產(chǎn)生“是”或“否”的結(jié)果；通常會(huì)發(fā)現(xiàn)意義不明的變異，而將結(jié)果傳達(dá)給家人最好由遺傳咨詢師、遺傳學(xué)家和具有先天性先天性心臟病專業(yè)知識(shí)的合格臨床醫(yī)生來完成。

新興技術(shù)

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

測(cè)序技術(shù)的其他進(jìn)步有效地增加了 DNA 的取樣長(zhǎng)度（目前的 NGS 樣本量約為 100-250 個(gè)核苷酸；長(zhǎng)讀測(cè)序通常 >10 000 個(gè)核苷酸），從而更可靠地檢測(cè)結(jié)構(gòu)變異。一旦完善且具有成本效益，長(zhǎng)讀測(cè)序?qū)⒃试S通過一次臨床測(cè)試同時(shí)可靠地檢測(cè) SNP/INDEL 和CNV。

與先天性心臟病相關(guān)的染色體非整倍體和 CNV

非整倍體

非整倍體是指染色體數(shù)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(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。越來越多的非整倍體通過無創(chuàng)產(chǎn)前診斷篩查在產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)，先天性心臟病基因檢測(cè)介紹了通常與先天性心臟?。℉D)相關(guān)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(shí)才能存活到足月。當(dāng)檢測(cè)到非整倍體時(shí)，胎兒超聲心動(dòng)圖可以盡早準(zhǔn)確診斷心臟解剖結(jié)構(gòu)。

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(guān)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??；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(qiáng)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(huì)經(jīng)歷認(rèn)知能力逐漸下降，并且患阿爾茨海默病的風(fēng)險(xiǎn)增加。健康監(jiān)督指南可用，治療基于特定的臨床表現(xiàn)。

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(dòng)脈導(dǎo)管未閉 (PDA) 和法洛四聯(lián)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(dòng)脈高壓的風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)較高，這些都可能導(dǎo)致術(shù)后預(yù)后較差。唐氏綜合征患者中手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較高的一個(gè)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(fēng)險(xiǎn)就越大。

分子遺傳學(xué) 

大多數(shù)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(hào)染色體與另一條染色體（通常是 21、14 或 13）易位或由一組細(xì)胞中的嵌合體引起的。

心血管基因型/表型相關(guān)性 

絕大多數(shù)唐氏綜合征患者為 21 三體綜合征，因此基因型/表現(xiàn)型相關(guān)性較小。但是，一般來說，對(duì)于嵌合性患者，21 三體綜合征的嵌合性水平越低，認(rèn)知缺陷越不嚴(yán)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(xiàn)為青春期延遲和月經(jīng)初潮延遲（成年女性則會(huì)出現(xiàn)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(xué)習(xí)障礙和行為問題。

生長(zhǎng)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(dòng)乳房發(fā)育的正常時(shí)間并幫助預(yù)防骨質(zhì)疏松癥。雌激素和孕酮用于支持月經(jīng)。

心臟特征 

心臟結(jié)構(gòu)異常通常涉及心臟的左側(cè)，最常見的包括主動(dòng)脈瓣狹窄和主動(dòng)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(yīng)進(jìn)行基線超聲心動(dòng)圖和心臟評(píng)估，并根據(jù)基線評(píng)估進(jìn)行必要的隨訪。主動(dòng)脈根部擴(kuò)張的發(fā)生率為 3% 至 8%，可導(dǎo)致夾層動(dòng)脈瘤和破裂。主動(dòng)脈瓣狹窄、主動(dòng)脈縮窄和全身性高血壓與主動(dòng)脈擴(kuò)張和夾層有關(guān)。如果沒有主動(dòng)脈擴(kuò)張、主動(dòng)脈瓣狹窄或高血壓病史，則應(yīng)每 5 年對(duì)青少年進(jìn)行一次超聲心動(dòng)圖或磁共振成像連續(xù)主動(dòng)脈弓成像，更頻繁的篩查對(duì)有主動(dòng)脈夾層風(fēng)險(xiǎn)因素的個(gè)體有益。高達(dá) 40% 的特納綜合征女孩患有高血壓，應(yīng)積極治療。確診高血壓后，應(yīng)完成心血管和腎臟評(píng)估。

患病率 

每 2000 到 2500 個(gè)活產(chǎn)女嬰中就有 1 個(gè)患有特納綜合征。

分子遺傳學(xué) 

核型分析發(fā)現(xiàn)的確切遺傳異常各不相同，可能包括經(jīng)典的 45,X，也可能包括 45,X 與另一種細(xì)胞系的嵌合體，包括 46,XX、47,XXX 或 46,XY，以及 X 染色體結(jié)構(gòu)異常的個(gè)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(duì)于嵌合體個(gè)體，由于 45,X 細(xì)胞的百分比降低，表型通常不太嚴(yán)重。使用SRY聚合酶鏈反應(yīng)測(cè)試確定是否有任何具有 Y 染色體的細(xì)胞非常重要，因?yàn)檫@可能與性腺發(fā)育不良有關(guān)，可能需要手術(shù)切除性腺組織以防止增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)。

心血管基因型/表型相關(guān)性 

特納綜合征患者的心血管異?；疾÷蕿?20% 至 40%，與 X 染色體結(jié)構(gòu)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?；疾÷矢?。