马凡氏综合征患者的优生优育之路
2023年12 月1日
李汶：副研究员 李秀蓉：副主任医师 中信湘雅生殖与遗传专科医院
概述：
马凡氏综合征是由于FBN1基因等导致的单基因病，是一种呈常染色体显性遗传的罕见病。患者结婚生育后代的再发风险为50%（图1）。因此需要经过产前诊断或植入前遗传学诊断等生殖干预的途径来避免患儿的再发生。特别强调生殖干预的前提和基础: 先要有明确的基因检测结果。对患者进行基因检测，明确致病基因异常后，才能确诊并在生育时采取措施避免下胎患儿的出生。基因检测最主流的检测技术是全外显子测序。检测报告出来后，需要寻找专业的遗传医生或遗传咨询师进行咨询，专业的遗传咨询人员可根据检测结果给出正确的解读、合适的咨询以及生殖干预的建议。
(图1：MFS患者面临的生育风险。图片选自 豌豆Sir的“生而不凡：骨骼清奇不一定是天赋异禀，也可能是致命的异病”)
马凡综合征（MFS）的生殖干预
MFS的生殖干预方式有：自然妊娠+产前诊断、胚胎植入前遗传学检测（PGT）、特殊供精/特殊供卵：
什么是产前诊断？
产前诊断是指在胎儿出生前取胎儿的细胞进行基因检测，看胎儿是否遗传了已知的基因异常。取材有三种方式：羊膜腔穿刺术、绒毛取样、脐血穿刺。这三种产前诊断方式应用的主要区别是在妊娠期间的不同时间、各方式对孕妇和胎儿造成的风险。羊膜腔穿刺是指在B超监测下经腹部进针子宫内、抽取羊水，获取胎儿脱落的羊水细胞用于遗传学检测（图2），是相对安全的取材方式，一般于孕16-22周进行，低于0.5%的流产风险，罕见的其他如感染、胎儿损伤、胎盘血肿及胎盘剥离、羊水栓塞等并发症风险。因为羊穿安全性相对最高、并发症风险小，所以最常用的是羊膜腔穿刺术。
图2：羊膜腔穿刺示意图。
绒毛取样是指在B超监测下经腹部或经宫颈抽取绒毛用于遗传学检测，于孕 10~13 周进行，2.5~3%的流产风险 、宫颈绒毛穿刺术后阴道出血发生率约12%，绒毛膜羊膜炎<0.5%, 其他罕见胎儿损伤等。
脐血穿刺是指B超监测下经腹部抽取脐血用于遗传学检测，一般用于超过羊穿时间，羊水细胞培养困难、难以获得产前诊断结果的情况下才使用，胎儿丢失率风险：1~3%；并发胎儿心动过缓发生率月3.1~12%，其他罕见风险如胎母输血、宫内感染等。
所有的患者或家长应该在妊娠前就进行产前诊断的遗传咨询。在产前诊断前最好先做好患者的基因检测，确定致病基因变异。按目前国家有关部门规定，实施产前诊断的医院要先对患者致病基因变异的复核。
传统的产前诊断是一种消极预防的生殖干预方式，选择性终止患胎妊娠必定给孕妇带来身心痛苦，并且可能造成宫腔粘连、输卵管阻塞等副作用。而孕前诊断是积极预防的生殖干预方式，孕前诊断又称植入前遗传学诊断。
什么是植入前遗传学检测？
植入前遗传学检测（PGT）是指在IVF的基础上，在胚胎着床之前取出少量的胚胎细胞用于遗传学检测，然后选择没有遗传基因异常的胚胎移植的积极预防的生殖干预方式（图3）。植入前遗传学检测（PGT）俗称第三代试管。
图3：PGT的示意图
植入前遗传学检测技术的目的是从微量活检细胞中准确地检测出已知的基因异常，有时还需要判断胚胎的染色体是否有增多或者减少等异常。PGT助孕主要分一下几个阶段：
1、遗传咨询及基因诊断与家系分析——其目的是在患者或疑似携带者的基因水平找到明确的遗传异常，并对突变的致病性进行评估。家族成员基因突变检测可以尽量保证后期准备排除的突变确实是导致后代可能有遗传风险的突变，家族中所有患者一定有这个突变，突变传递符合已知遗传方式。
2、PGT预实验——其目的是设计并优化检测方案，在正式检测之前，通过实验手段评估后期PGT是否能达到诊断准确性的要求。国际规范约定PGT技术准确性应该在90%以上。由于MFS的致病基因FBN1基因是一个较大的基因，每位MFS患者的突变位点可能是不一样的，需要检测的基因位点信息也可能不一样，所以绝大多数基因突变的PGT都需要预实验。只有PGT预实验的质控达到要求，才能进行进入正式的PGT助孕。
3、ICSI助孕——其目的是获取足够数量的胚胎，以便筛选。为了避免卵子上粘连了多余的精子，影响胚胎的基因检测，一般采取ICSI（(Intracytoplasmic sperm injection)，即卵胞浆内单精子显微注射术 ，俗称第二代“试管婴儿”。该技术是借助显微操作系统将1个精子注射入卵子内使其受精，这样避免了卵子外透明带上粘连其他的精子。
4、胚胎活检：胚胎活检是指通过显微操作技术从早期胚胎中获取几个细胞用于遗传学检测。胚胎活检是一个高难度、高技巧性的显微操作技术。所取出的胚胎细胞用于遗传学检测，而活检后的胚胎就冷冻起来，待遗传学检测出来后再判断该胚胎是否适于移植。根据胚胎活检的时间不同，有卵裂期活检和囊胚活检。精子和卵子受精后形成合子（1个细胞），经过1次细胞分裂，形成2-细胞胚胎，进而再次分裂形成4-细胞胚胎，第3次分裂形成8-细胞胚胎（约胚胎发育至第三天），约再经过2天的发育胚胎发育至囊胚（图4）。囊胚从透明带孵化出来后就需要植入子宫内膜，因此我们将受精卵至囊胚的发育阶段称之为植入前胚胎发育。胚胎活检可以在8-细胞胚胎期和囊胚期，目前一般是在囊胚期进行。囊胚期活检（图5）所取的细胞是滋养外胚层细胞（将来发育成胎盘和脐带的细胞群），不会损伤内细胞团（将来发育成胎儿的细胞群），更加安全。
图4. 早期胚胎发育（植入前胚胎发育）
图5 囊胚期胚胎活检模式图
5、胚胎遗传学检测：胚胎活检后所获取的细胞将被送到遗传实验室进行检测。由于活检细胞数量有限，能用于基因检测的遗传物质少。为提高遗传物质的模板量以满足后续检测需求，通常会对活检细胞进行全基因组扩增，然后以全基因组扩增产物为模板进行遗传学分析。
在基因病检测方面，常规采用突变检测联合单体型分析的方案。突变检测就是直接分析突变位点，看是否存在异常的基因型。如果仅仅只检测一个突变位点，可能会存在等位基因脱扣而导致误诊的风险，为降低该风险，所以我们需要再借助单体型分析的方法。单体型分析，即在突变位点两侧分别找到有效的遗传标记位点（短串联重复序列或单核苷酸多态位点），通过家系分析明确致病变异所在风险染色体及正常染色体上各标记位点的基因型（这在PGT预实验中已经获取和确定），当胚胎检测结果中出现与致病变异连锁的标记基因型时，就代表这枚胚胎遗传性了致病变异，有患病风险。
以下图为例，该家系中父亲和女儿均为马凡氏综合征患者，致病原因为FBN1基因（NM_000138.4）c.4582+2dupT杂合变异（HGMD: CI011242），父母亲申请PGT-M助孕。我们在FBN1基因c.4582+2位点两侧分别找到了3个短串联重复序列，前期通过一家三口连锁分析，区分出父母亲4条单体型，其中红色背景代表致病变异所在风险染色体，父亲遗传给了女儿。PGT治疗周期中该对夫妇获得4枚胚胎，其中一枚遗传了这条红色的染色体，可判断为患病胚胎，另3枚均遗传了父亲那条正常的染色体（灰色背景），为正常胚胎，可供移植。植入前已经筛选到了合格的胚胎，降低了后期流产和需要引产的风险，这就保证了好的“种子”。
马凡氏综合征PGT胚胎检测结果示意图
6、冻胚移植：因为囊胚行活检后，需要等待遗传学分析的结果，才能决定哪个胚胎能移植妈妈的肚子里去，因此胚胎需要冻存起来。目前胚胎冷冻技术已经十分成熟，相当于给宝宝的生长按了“暂停”键；现有的经验证明胚胎冷冻10年都没有问题。胚胎冷冻是现今保存生育能力最成熟的方法，冷冻胚胎解冻后的损害很小，复苏成功率达到95%以上。而且胚胎冷冻给了我们充足的时间处理子宫因素，可能改善子宫内膜容受性，可以选择子宫最合适的时间移植，达到保证好的“土壤”的目的，获得理想的妊娠率。成功受孕后需要进行产前诊断及生长发育监测。
女性马凡综合征（MFS）患者妊娠的注意事项
正常妇女怀孕，到足月的时候子宫增大1000倍，血容量、心率和心排出量均明显增加，孕32周血容量增加40~45%，这也增加了孕妇的心功能负担，有基础心脏病的孕妇有可能发生心衰。激素的变化可能导致主动脉弹性纤维褶皱减少，从而导致主动脉网状纤维容易破裂。由于胎盘分泌的松弛素使骨盆韧带及锥骨间关节、韧带松弛，部分孕妇感觉腰骶部及肢体疼痛不适。
马凡综合征女性患者在怀孕前需要做全面检查，尤其是心血管专科医生的评估，进行主动脉根部的测量。对马凡综合征的孕妇，主动脉夹层是危害孕妇和胎儿最严重的并发症，主动脉夹层破裂导致孕妇很快死亡。妊娠血液动力学和血管壁的变化可能增加女性患者主动脉夹层的风险，其发病率约为0.6%，是普通人群主动脉夹层发病率的100倍；并且随女患者年龄越大这种风险越高；如果女患者有明显心血管异常，中度到重度主动脉反流或主动脉根部直径>40mm, 和/或有早发主动脉夹层家族史的孕妇，妊娠期发生主动脉夹层的风险更会大大增高。如果孕妇心血管系统异常比较轻或主动脉根直径<40mm, 则她对妊娠的耐受性较好，孕妇和胎儿的预后也比较好。从妊娠一开始到产后6-8周都不能松懈警惕，至少每3个月进行一次超声心动图检查到产后1-2个月。
孕妇用药最好咨询心血管或妇产科医生。如果女性马凡综合征患者，孕前主动脉跟显著扩张>50mm, 建议先看心血管外科医生，考虑主动脉跟置换手术。
一次试管可以获得尽量多的胚胎，提高筛选到合格胚胎的机会。鉴于女性的生育力随着年龄的增加而有所下降，建议在生育力旺盛的年龄段来进行生育。因此我们在进行PGT-M助孕治疗之前首先需要行生殖评估。如果卵巢储备功能下降，取卵少，则可供筛查的囊胚就少。理论上有50%的囊胚会遗传到致病变异被淘汰。所以，一般建议在比较好的生育年龄段（大部分女性为20到35岁以下）积极考虑生育问题。