背景先天性心脏病(congenital heart defect, CHD)是最常见的出生缺陷,新生儿中的发生率约为0.7-1.2%,在我国出生缺陷发病率中占首位。尽管心脏手术技术获得巨大的进步,使得可进行心脏手术的年龄明显减小,心脏手术的成功率大幅度提高,许多CHD患者在手术后,心脏功能可以恢复到正常或接近正常,使患儿术后能达到正常人的生活质量。但是,如果CHD是作为某些遗传综合征的表型之一存在,不但心脏手术本身的治疗效果受到影响,患者还会因为存在智力障碍、生长发育迟缓、精神运动异常或其它器官和代谢异常等表型,而使得其心脏手术后不能获得正常的生活质量。因此,心脏结构异常可能成为我们遗传学产前诊断的重要线索。随着超声仪器性能的提高和超声检查技术的精进,大部分CHD在产前可被发现,甚至可以确定CHD类型。但产前发现为CHD的胎儿,由于胎儿发育时期的特殊性和超声的局限性,我们也常常不能确定其CHD表型为独立存在的还是某种综合征的表型之一。在超声发现CHD的基础上进行遗传学分析,可以排除遗传综合征的存在。包括染色体核型分析和荧光原位杂交(flurencense in situ hybridization, FISH)在内的细胞遗传学分析,是过去较为主流的遗传学检测方法,研究发现在CHD胎儿中,可检出18-22%的染色体异常。但染色体核型分析受细胞培养的制约,会有培养失败和细胞选择性生长的可能,从而导致检测失败或结果错误,且检测周期长而分辨率低；FISH检测通常选择位点特异性探针进行杂交,探针数受荧光种类的限制,因此在一次检测中检测位点受到限制,且仅能对已知的既定位点进行检测,价格又相对昂贵。随后发展的许多基于DNA的分析技术,提高了检测通量、缩短了检测时间,但都以常见的非整倍体和微缺失微重复综合征为检测目标,不能在全基因组范围内进行检测,因此不能发现检测目标以外的异常。如多重荧光定量PCR、多重连接依赖的探针扩增技术(multiplex ligation dependent probe amplification, MLPA)等都属于这一类。染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis, CMA)技术同时检测微阵列芯片上高达几十万甚至几百万的DNA片段,可以检测5-20kb基因组片段的缺失与扩增。不但可以快速有效地检测到常规核型分析能检测到的一平衡的染色体变异,还可以检测到大量常规方法不能检测到的微小变异或基因组失衡。因此,CMA被迅速应用于智力障碍、儿童发育迟缓、新生儿缺陷等,并成为胎儿超声结构异常的一线遗传学检测方法。基于下一代测序平台的拷贝数变异测序技术也逐渐被用于一些疾病的遗传学检测中,并且表现出与CMA结果高度的一致性。目的应用CMA对产前超声发现CHD的胎儿进行遗传学检测,评价CMA在产前CHD遗传学病因诊断中的应用价值；分析CHD胎儿中遗传学异常的分布情况,对各类CHD的遗传学病因进行归纳总结。验证拷贝数变异测序(copy number sequencing, CNV-Seq)在CHD产前遗传学检测中的有效性；对比CMA与CNV-Seq的特点,寻找最为经济合理的CHD产前遗传学诊断方案。材料和方法孕妇于孕20-28周进行胎儿超声结构筛查,怀疑胎儿存在CHD者,进行胎儿超声心动图检查。对怀有CHD胎儿的孕妇进行遗传咨询,知情同意后进行羊膜腔穿刺术,获得胎儿细胞进行CMA和CNV-Seq检测。结果115例CHD胎儿的CMA检测均获成功,共检出21例(21/115,18.3%)具有病理性变异,包括6例(6/21,28.6%)非整倍体异常,3例(3/21,14.3%)部分三体,2例其它染色体结构异常(2/21,9.5%),4例(4/21,19.0%)22q11.2微缺失/微重复以及6(6/21,28.6%)例亚显微结构的CNV改变。另外,还有5例(9/115,4.3%)为临床意义不明的变异(various of unknown significance, VOUS)。在73例独立性CHD中,共检出6例异常(8.2%),其中2例为DiGeorge综合征,其余为1q21.1微缺失、16p11.2微缺失、Angelman/Prader Willi综合征和22q11.21微重复各1例。42例合并有心外异常的CHD病例中,共检出15例(35.7%)异常,其中8例(19%)为完全性或部分性三体或单体,7例病理性拷贝数变异分别与DiGeorge综合征,Wolf-Hirschhorn综合征,Miller-Dieker综合征,Cri du Chat综合征Mowat-Wilson综合征,17q12微重复综合征以及睑裂狭小-上睑下垂-内眦赘皮综合征相关,均可有CHD表型。CNV-Seq方法检测出了所有的21例异常样本,片段位置和大小基本一致；CMA结果正常的样本,CNV-Seq也未发现异常。CNV-Seq对CNV的检测敏感性和特异性与CMA相当。结论通过对产前超声检查确定的胎儿CHD表型进行全基因组的拷贝数变异检测,有助于更准确的产前咨询。CMA除提传统的供核型分析、FISH以及一些罕见的微缺失或微重复的遗传信息外,比上述传统的染色体核型分析多检出8.6%的异常。在CHD胎儿染色体数目和亚显微结构拷贝数变异的检测方面,CMA和CNV-Seq均可以提供可靠的结果。