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STR片段分析技术在葡萄胎分子病理诊断中的应用

 binho900 2017-04-19


来源:病理柳叶刀

      葡萄胎是常见的危害女性生殖健康的胎盘增生性疾病,其特点是异常受精以及随后的滋养细胞增生。葡萄胎主要分为完全性葡萄胎(complete hydatidiform mole, CHM)和部分性葡萄胎(partial complete hydatidiform mole, CHM),具有进展为持续性滋养细胞疾病的危险性。其中CHM(13.9%~17.8%)比PHM(1.1%~3.5%)更容易进展为持续性滋养细胞疾病;且异精受精的杂合型CHM进展为持续性滋养细胞疾病的风险比孤雄来源的纯合型CHM高(P=0.029);临床上,CHM与PHM和水肿型流产(hydropic abortions, HA)相比,除了清宫、定期随访外还需要适当的预防性化疗,因此葡萄胎的准确分型十分重要。


  目前病理学上对于葡萄胎的诊断和分型主要是依据临床症状及组织学形态观察,p57蛋白的免疫组织化学染色。凭借以上手段大多数葡萄胎可以得以准确诊断和分型,但是由于双亲来源的CHM、PHM及HA都表达p57蛋白,依然有少部分病例诊断和分型比较困难。之前主要通过流式细胞术DNA倍体分析技术,来为组织样本倍体分析平台。通过显示三倍体,来鉴别部分性葡萄胎三倍体与完全性葡萄胎的二倍体以及二倍体性非葡萄胎性绒毛水肿。但后两者的二倍体性非葡萄胎性绒毛水肿与完全性葡萄胎因为都是二倍体二无法区别。另外三倍体流产中,除了三分之二是双精单卵的非完全性葡萄胎,还有大约三分之一的三倍体属于双卵单精的非葡萄萄三倍体。因此,流式细胞术三倍体分析仅能起到参考,无法确诊部分性葡萄胎。加上FFPE标本经常出现的细胞破碎,加上组织固定剂和固定方法对结果影响较大,结果容易偏差而导致葡萄胎误诊。


  近年来一些分子检测手段,如短串联重复序列(short tandem repeat,STR)多态性分析、妊娠相关microRNA检测、LewisX检测等对葡萄胎的诊断和准确分型提供更可靠的依据。


  一、葡萄胎妊娠的遗传学特征

  首先我们来看一下葡萄胎的分子遗传学示意图:

  1.完全性葡萄胎(CHM)的形态学特点是全部胎盘绒毛变性、肿胀;绒毛间质内中央池形成,未见正常绒毛结构;胎儿组织缺如。CHM多为二倍体核型,其中以46,XX为主。遗传学发现CHM大多为孤雄来源,也有少见的双精受精和双亲来源。核型情况如下:


  (1)空卵单精子受精CHM:又称孤雄CHM,占所有CHM的80%左右。为单倍体精子与一空卵受精,进行核内复制形成二倍体,染色体翻倍而细胞未发生减数分裂,进而形成纯合子的46,XX(46,YY核型不能发育和存活)。


  (2)空卵双精子受精CHM:是由两个单倍体精子与一个空卵受精,形成46,XX或46,XY。


  (3)双亲来源的CHM(bioparental CHM,BiCHM):目前运用分子遗传学的“指纹识别”方法发现20%的CHM含有母亲基因组的等位基因,提示其为双亲来源。这与仅来自父亲基因组的孤雄CHM的基因型不同,  其组织病理学特点及免疫表型与经典的孤雄CHM最为相似,准确区分两者要依靠DNA分析。


  2.PHM的形态学特点是部分绒毛变性肿胀,但可见部分正常绒毛组织,或伴有胚胎成分存在。其核型一般为三倍体,核型为69,XXX、69,XXY或69,XYY。其来源主要为父源三倍体即单倍体卵子与双倍体精子结合组成。

  二、葡萄胎的分子诊断葡萄胎的诊断需要结合临床症状、病理组织学形态等。由于具有独特的遗传学特点,分子诊断是目前葡萄胎准确诊断和分型的重要方法[3]。目前的分子细胞遗传学检测主要有传统的印迹基因p57(KIP2)蛋白检测、p53蛋白检测、倍体分析、染色体核型分析等。近几年比较热门的基因多态性分析尤其是STR多态性分析对葡萄胎的诊断和准确分型有很大意义,今天我们就STR多态性分析在葡萄胎诊断分型做一个介绍:


  基于STR位点进行分析的方法,其实已经在人类的司法鉴定中发挥了重要的作用。目前最好的当然是受美国FBI和国际刑警组织用来进行犯罪现场DNA鉴定的The AmpFLSTRTMIdentifilerTMPCR Amplification试剂盒了,该试剂盒可以对痕迹量的DNA进行扩增,对于石蜡组织这样的标本,完全不受固定方法,细胞破碎等因素的影响。该方法可以对人类基因组中差异普遍较大的15个STR位点以及一个用于性别鉴定的釉基基因进行一步法的多重PCR扩增,之后对这些有荧光标记的PCR产物进行毛细管电泳片段分析。


  (一)正常的非葡萄胎妊娠:其子宫内膜(代表母体)与胚胎绒毛(代表受精卵胚胎)的STR片段图谱如下

  A图为示意图,上面一行:子宫内膜,可见母亲的两个STR等位基因。下面一行:正常胚胎绒毛,必定有一个等位基因与母亲一致,另一个等位基因来自父亲。


  B图为实际实验数据图。


  (二)完全性葡萄胎,其子宫内膜(代表母体)与胚胎绒毛(代表受精卵胚胎)的STR片段图谱如下

  A图为示意图,上面一行:子宫内膜,可以母亲的两个STR等位基因。下面一行:胚胎绒毛,没有等位基因与母亲一致,意味着是不含母亲DNA的空卵受精。无论单精还是双精二倍体基因完全来自父亲。


  B图为实际实验数据图。


  (三)部分性葡萄胎,其子宫内膜(代表母体)与胚胎绒毛(代表受精卵胚胎)的STR片段图谱如下

  A图为示意图,上面一行:子宫内膜,可以母亲的两个STR等位基因。下面一行:胚胎绒毛,有一个等位基因与母亲一致,意味着是含母亲DNA的单卵双精精三倍体(杂合性)或者单卵单精的三倍体(纯和性)。


  B图为实际实验数据图。


  综上,STR分析可以给葡萄胎的分子诊断和分型提供强有力的支持,更有利于葡萄胎患者的预后治疗和管理。


  感谢北京大学人民医院病理科沈丹华教授对本文的支持。

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