赣南地区1 910例孕妇脊髓性肌萎缩症携带者筛查及产前诊断分析

Analysis of spinal muscular atrophy carrier screening and prenatal diagnosis in 1 910 pregnant women in Southern Jiangxi Region

摘要

目的 脊髓性肌萎缩症（Spinal muscular atrophy， SMA）是一种遗传性神经肌肉疾病，主要由运动神经元存活基因1（Survival motor neuron 1， SMN1）基因突变引起，探究赣南地区孕妇SMA致病基因携带率并分析SMA携带者筛查和产前诊断的意义。 方法 采用PCR-溶解曲线法，对赣南地区1 910例健康孕妇的全血样本进行检测，确定SMN1基因外显子7（E7）与外显子8（E8）的拷贝数。根据检测结果，对携带者配偶进一步行SMN1基因检测。若夫妻双方均为SMA携带者，通过多重连接探针扩增技术（Multiplex ligation-dependent probe amplification，MLPA）进行胎儿产前诊断。 结果 在1 910例孕妇中共检出SMN1基因突变携带者32例，携带率为1.68%。其中，E7和E8杂合缺失28例，E7杂合缺失4例。检出夫妻双方携带的高风险夫妇4对，针对遗传高危人群开展产前分子诊断，检测出胎儿E7、E8区域纯合缺失1例，终止妊娠；E7和E8杂合缺失、E7杂合缺失各1例，E7、E8未缺失1例，继续妊娠。 结论 本研究揭示了赣南地区的SMA致病基因携带率，对高危胎儿进行产前诊断，可有效避免SMA患儿的出生。

Abstract

Objective : Spinal muscular atrophy （SMA） is an inherited neuromuscular disorder primarily caused by mutations in the survival motor neuron 1 （SMN1） gene. This study aimed to investigate the carrier rate of SMA among pregnant women in Southern Jiangxi Region and analyze the significance of carrier screening and prenatal diagnosis. Methods A total of 1 910 healthy pregnant women from Southern Jiangxi Region were enrolled. Copy numbers of SMN1 gene exons 7 （E7） and 8 （E8） were detected in whole blood samples using PCR melting curve analysis. Spouses of identified carriers underwent subsequent SMN1 gene testing. If both partners were SAM carriers， prenatal diagnosis of the fetus was performed using multiplex ligation-dependent probe amplification （MLPA）. Results Among the 1 910 pregnant women， 32 SMA carriers were detected（1.68%）， including 28 cases with heterozygous deletions of both E7 and E8， and 4 cases with a heterozygous deletion of E7 only. Four high-risk couples （both partners being carriers） were identified. Prenatal diagnosis for these pregnancies revealed 1 fetus with a homozygous deletion in the E7 and E8 regions，with termination of pregnancy； 1 with heterozygous deletions of both E7 and E8， 1 with a heterozygous deletion of E7 only， and 1 with no deletion detected， pregnancy continued. Conclusion This study revealed the carrier rate of the SMA pathogenic gene in Southern Jiangxi Region. Prenatal diagnosis for high-risk fetuses can effectively prevent the birth of children with SMA.

Graphical abstract

关键词

脊髓性肌萎缩症 / 运动神经元存活基因1 / 多重连接探针扩增技术 / 产前诊断

Key words

Spinal muscular atrophy / Survival motor neuron 1 / Multiplex ligation-dependent probe amplification / Prenatal diagnosis

脊髓性肌萎缩症（Spinal muscular atrophy， SMA）是一种常染色体隐性遗传神经肌肉疾病，主要表现为进行性对称性肌无力、肌萎缩，严重时引发运动功能丧失甚至危及生命^［1］。其致病核心为位于人类5号染色体长臂（5q13.2）上的运动神经元存活基因1（Survival motor neuron 1， SMN1）基因突变，普通人群中该基因致病突变的携带率约1/50～1/40，SMA的活产婴儿发病率约1/10 000～1/6 000^［2］；临床研究显示，90%以上的SMA患者源于SMN1基因中外显子7（E7）和外显子8（E8）或仅E7的纯合缺失，其余由基因微小突变导致^［3］。

SMA防控面临的首要挑战在于其极高的遗传隐匿性，携带者多无临床症状，若夫妻双方均为携带者，子代患病概率高达1/4；且重症患者常于婴幼儿期死亡，轻症患者需长期承担高昂治疗费用与终身用药负担，这使得疾病预防尤为关键。目前国内已经逐渐开始重视SMA预防，多个地区已经开展SMA筛查^［4-5］。但赣南地区缺乏SMA系统性流行病学调查，育龄人群SMA致病基因携带率、高风险胎儿产前诊断情况等关键信息不明，制约了当地SMA出生缺陷防控工作的推进。

为此，本研究回顾性分析赣南地区孕妇SMA致病基因筛查及高风险胎儿产前诊断数据，旨在补充该区域SMA相关流行病学信息，为评估区域筛查必要性、制定科学预防策略提供依据，助力降低当地SMA患儿出生率。

1 资料与方法

1.1　研究对象

选取2021年2月至2024年5月在赣州市妇幼保健院进行常规产检的1 910例健康孕妇及筛查SMN1基因突变的孕妇配偶为研究对象，所有研究对象均无SMA相关的临床症状、无SMA生育史和家族史。孕妇年龄18~49岁，平均（28.71±4.53）岁；孕周8~20周，平均（13.43±2.16）周。筛查SMN1基因突变的孕妇配偶年龄24~42岁。所有受试者均接受SMN1基因第7和第8外显子的拷贝数变异检测。本研究严格遵循医学研究伦理规范，经赣州市妇幼保健院医学伦理委员会批准（批准文号：伦审临第［2025］106号）。

1.2　研究方法

1.2.1　SMA的筛查流程

对本院常规产检表型正常且自愿选择进行SMA携带者筛查的孕妇，开展SMA携带者筛查，再对单外显子杂合缺失（E7）孕妇配偶实施SMA筛查，当确认夫妇双方均为SMN1基因致病性变异携带者时，启动产前介入性取样流程，通过检测胎儿的SMN1基因E7、E8拷贝数实现致病性纯合缺失的精准阻断。

1.2.2　样本采集

SMA携带者筛查：采集研究者外周静脉血2~3 mL；产前诊断：同时获取7~8 mL羊水样本以及孕妇外周血样本。

1.2.3　外周血样本检测

⑴孕妇及配偶外周血DNA提取：使用西安天隆科技SMA-磁珠法全血提取试剂盒，通过Gene Rotex 96全自动核酸提取平台完成外周血样本的DNA提取；⑵孕妇及配偶外周血SMN1基因E7、E8拷贝数检测：采用西安天隆有限公司的人SMN1基因检测试剂盒（PCR-熔解曲线法），根据实时荧光定量PCR结果，并结合竞争性PCR、饱和荧光染料、熔解曲线分析技术及归一化软件处理技术，定量检测DNA样本SMN1基因E7、E8的拷贝数。

1.2.4　高危孕妇产前诊断

当夫妻双方确认为SMN1基因突变携带者，胎儿受累风险为25%，于特定孕18～22周在超声引导下行羊膜腔穿刺术取样。然后采用Qiagen提取试剂盒［凯杰生物工程（深圳）有限公司］，按照试剂盒说明书提取羊水标本基因组DNA。通过MLPA技术进行胎儿产前诊断，选用SALSA MLPA KitP60检测试剂盒，通过变性、杂交、连接、PCR扩增，在ABI3500测序仪（美国Applied Biosystems公司）上进行毛细管电泳，以Cof-falyser软件计算分析获取检测结果。

2 结果

2.1　孕妇基因筛查结果

在1 910例孕妇中共检出SMN1基因突变携带者32例，携带率为1.68%（32/1 910）。其中，E7和E8同时杂合缺失28例，E7杂合缺失4例，E8杂合缺失10例。见表1。

2.2　产前诊断结果

对32例SMN1基因突变携带者进行相关遗传咨询，32例配偶积极配合携带者筛查检测，筛查出4例SMN1基因突变携带者，筛查结果为E7、E8杂合缺失。征得夫妻双方知情同意后，通过羊膜腔穿刺术取孕妇胎儿羊水标本针对SMN1基因进行产前诊断。期间采用QF-PCR排除样本的母源细胞污染。产前诊断最终检测出胎儿E7、E8区域纯合缺失1例，E7、E8杂合缺失及E7杂合缺失各1例，E7、E8未缺失1例。见图1、表2。

3 讨论

SMA是一种遗传性神经肌肉疾病，主要由SMN1基因突变引起，表现为进行性肌无力和运动功能丧失^［6］。其明确的致病基因与可干预性使其成为孕前、产前携带者筛查的优先选择^［7］。通过SMA携带者筛查能够早期识别高危风险夫妇，并进一步通过产前诊断避免SMA患儿出生，从而减轻家庭的心理和经济负担，减少社会公共卫生资源消耗。2008年，美国医学遗传学和基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics， ACMG）推荐实施SMA携带者筛查扩展至全群的公共卫生建议^［8］。2017年，美国妇产科学会（American College of Obstetricians and Gynecologists，ACOG）明确推荐系统性筛查孕妇SMA携带者^［9］。2020—2024年，中国相继颁布了多个专家共识和指南，涵盖高危人群界定、标准化检测流程、多学科协作机制及全周期遗传咨询等核心环节，系统性构建了符合中国人群特征的SMA筛查体系^［10-12］。

本研究在1 910例孕妇中共检出SMN1基因突变携带者32例，携带率为1.68%，高于萍乡地区^［4］及南充地区^［16］孕妇携带率，低于淄博地区^［5］、甘肃地区^［13］、新疆地区^［14］、江苏地区^［15］孕妇携带率，提示不同区域SMA携带率差异显著。SMA携带者筛查的目的是早发现SMA高危夫妇，并针对SMA高危夫妇或有生育史者的胎儿行产前诊断。本研究检出SMA高风险夫妇4对，产前诊断最终确定SMN1基因E7、E8纯合缺失1例，经遗传咨询后选择终止妊娠，避免了SMA患儿的出生。说明孕前或产前进行SMA筛查，可有效阻止SMA患儿出生。

综上，本研究揭示了赣南地区SMA携带率，建立的“筛查—诊断—干预”标准化路径为区域性SMA出生缺陷防控提供可复制的技术范式，有效预防SMA患儿的出生。但本项研究采用的PCR-溶解曲线方法对SMN1基因进行筛查，可覆盖95%的“1+0”型（即一条染色体上有一个SMN1基因拷贝，而另外一条染色体上为0个拷贝）携带者，但无法识别“2+0”型（即一条染色体上有2个SMN1基因拷贝，而另外一条染色体上为0个拷贝）和“1+1d”型（即一条染色体上有1个SMN1基因拷贝，而另一条染色体SMN1基因发生突变）的携带者，需结合家系分析^［16］。对于有先证者或家族成员有SMA病史，需结合家系SMN1基因型数据，采用MLPA或测序辅助判断携带者类型^［17-18］。未来应重点研发能筛出所有携带者的新技术。

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基金资助

赣州市科技计划项目(赣市科发［2019］60号)