孕前检查耳聋风险评估和耳聋基因筛查

查树伟 查佶 许豪勤

【摘要】预防和减少出生缺陷发生在中国已被高度重视,“国家免费孕前优生健康检查项目”逐步实现城乡全覆盖。本文对孕前检查耳聋风险因素以及为开展孕前耳聋基因筛查确定高危人群的耳聋风险评估方法进行了综述,并简述孕前耳聋基因筛查的研究进展。

【关键词】出生缺陷; 耳聋; 孕前检查; 耳聋基因

孕前检查是预防出生缺陷、提高出生人口素质的重要措施,因此做好“国家免费孕前优生健康检查项目”工作意义重大[1]。而在医学技术上婚前检查、孕前检查和产前检查是预防出生缺陷的三道防线,其中孕前检查越来越被国家重视,并投入大量人力物力[2]。随着工作的深入和科技的进步,各地在开展国家孕前检查项目工作的同时进行了诸如孕前地中海贫血筛查[3]和孕前耳聋基因筛查[4]等孕前分子水平的医学检测研究,本文仅对孕前检查中耳聋风险因素的专项研究进行探讨。

一、孕前检查耳聋风险人群分类

1.孕前检查风险因素分类:根据风险因素的可控程度,可以将存在风险因素的人群分为6类,即(1)A类。孕前不需要医学干预,通过改变或戒除不良生活习惯、规避有害环境因素可转为一般人群;(2)B类。目前具备有效的医学治疗手段,通过治疗可转为一般人群;(3)C类。目前的医疗手段虽然难以治愈,但孕前通过医疗干预可以控制疾病,在妊娠期需要密切的医疗监测;(4)D类。孕前需做再发风险评估及预测,孕期应做产前诊断;(5)X类。不宜妊娠;(6)U类。在初诊结果汇总之后,暂无法做出明确的风险分类,需进一步检查才能确定人群分类,最终要归类至A、B、C、D、X或一般人群中。耳聋在孕前检查中风险分类为D类,其孕前优生指导建议是“转诊有条件的医疗中心明确诊断,指导生育”和“加强围孕期保健”[5]

2.孕前耳聋基因筛查:是应用现代分子诊断技术——遗传性耳聋基因芯片对孕前耳聋高危人群开展听力障碍的病因检测,即耳聋基因筛查,对预防耳聋这一出生缺陷具有重要意义。一是对聋人或有聋人亲属的家庭及已生育聋儿的听力正常夫妇进行生育指导,降低聋儿发生可能,提高出生人口素质;二是及早明确耳聋的病因,及早采取治疗干预措施,提高治疗效果;三是能预防遗传性耳聋发生,降低或避免迟发性耳聋的发生;四是能尽早发现药物性耳聋的高危人群,指导人群合理用药,避免药物性耳聋的发生。因此,孕前检查人群中需要参加耳聋基因筛查的耳聋高风险夫妇(耳聋高危人群)包括(1)已领取结婚证准备生育且有听力障碍的残疾人;(2)本人无听力障碍但家庭直系亲属中有听力障碍的准备生育夫妇;(3)已生育有听力障碍的孩子符合再生育条件准备生育的夫妇;(4)药物性致聋人群的母系家族成员中有生育意愿的夫妇[6]。当然,有条件时孕前检查一般人群也需要耳聋基因筛查,可以检测是否存在携带突变耳聋基因的风险。

3.孕前高风险人群和孕前耳聋高危人群:国家免费孕前优生健康检查项目的意义,是在计划怀孕的人群中筛查出一般人群和有风险因素的人群(称为孕前高风险人群)。高风险人群是通过对计划怀孕夫妇双方的病史询问、体格检查、临床实验室检查、影像学检查的结果进行综合分析,经识别和评估发现一个或多个方面有异常,存在着可能导致出生缺陷等不良妊娠结局的遗传、环境、心理和行为等风险的计划怀孕夫妇[7]。为便于耳聋基因筛查,可依据孕前检查中听力检测和家族史等评估是否存在已知耳聋风险,将人群分为2类,即(1)孕前耳聋基因筛查高危人群。本人听力检测有听力损失和(或)家族成员有耳聋患者;(2)孕前耳聋基因筛查一般人群。排除以上孕前耳聋基因筛查高危人群的孕前人群。

二、孕前检查耳聋风险评估方法

孕前检查耳聋风险评估是在孕前检查人群中针对需要耳聋基因筛查的个体给予预防耳聋出生缺陷的一项专门的风险提示方法,贯穿于孕前检查的过程中。在病史询问,包括家族史、疾病史、用药史、不良妊娠史和生活史,以及体格检查工作中,医务人员需要具备丰富的遗传学和耳科学等相关的知识和经验,甚至需要掌握耳科专科检查常识。孕前耳聋基因筛查高危人群的风险评估主要通过家族病史询问、体检听力检测以及耳科专科临床资料分析。

1.家族病史询问:主要内容是三代以内亲属中有无耳聋成员,即询问孕前检查夫妇向上三代(包括本人一代)的亲属中有无耳聋人员。如有孕育史者,应询问与耳聋相关的不良妊娠史及生育情况。

2.体检听力检测:可以通过孕前检查夫妇在体检时的面部表情及询问对答是否正确,了解有无听力障碍[8]。如有听力障碍者,可采用WHO听力损失分级法[9]判断轻重程度,即听交流对话声有困难为轻度听力损失;听大声说话有困难为中度听力损失;对耳朵大声喊能听见几个词,必须依赖唇读或助听器理解为重度听力损失;对着耳朵喊也听不见任何词,必须依赖唇读或手语交流为极重度听力损失(聋)。有条件时可采用音叉试验来判断耳聋性质,包括林纳试验(Rinne test,RT),又称气骨导对比试验,是比较同侧气导(air conduction,AC)和骨导(bone conduction,BC)的一种检查方法;韦伯试验(Weber test,WT),又称骨导偏向试验,用于比较两耳骨导听力的强弱;施瓦巴赫试验(Schwabach test,ST),又称骨导对比试验,为比较正常人与接受检查人骨导的时间;盖莱试验(Gelle test,GT),是检查镫骨内有无固定的试验法[10]

3.临床资料分析:主要包括纯音听力计(pure tone audiometer)测听、声导抗测试(acoustic immittance measurement)、听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)、40 Hz听觉相关电位(40 Hz auditory event related potential,40 Hz AERP)、畸变产物耳声发射(distortion product otoacoustic emission,DPOAE)、耳蜗电图(electrocochleogram,ECochG)、听性稳态反应(auditory steady-state response,ASSR)、耳部X线计算机断层扫描(CT扫描)、耳部磁共振成像(MRI)和前庭功能检查等临床资料[6]。孕前检查中的听力检测一般都是先用粗略的方法了解被检查者的听力,而对存在听力障碍或有耳聋家族史的被检查者,使用规定频率的音叉或电测听设备进行一系列较精确的测听,更有诊断价值。在听力检测工作中应当注意的是,听力检测分为主观测听和客观测听两大类,即(1)言语测听、表试验、音叉试验、纯音测听、声场测听、玩具测听和筛选仪测听等属于主观测试的方法,是行为测听,依据被检查者对声音信号表达出的主观判断而得出检测结果,反映了被检查者的实际听力水平。主观测听由于是靠主观加以判定的测听,易受各种因素的影响,如心理因素、精神智力因素、环境因素、身体因素等,检查者需要讲究技巧,力求测试准确。(2)声导抗测试、脑干电反应测听、耳声发射、多频稳态诱发电反应测听等都是客观测听的方法,无需被检查者的行为配合,不受主观意识的影响,但结论判断的正确性与检查操作者的经验和水平有关,所以合格的测试人员、合格的测试仪器和符合标准的测试环境是听力检测工作中必须具备的三个硬条件[11]

三、耳聋基因筛查研究进展

1.耳聋基因及位点的基础研究进展:中国人群中遗传性耳聋最常见的致病基因是GJB2、SLC26A4和线粒体DNA。(1)GJB2基因。GJB2基因编码的间隙连接蛋白26(Connexin 26),是细胞间离子和小分子传输通道。近几年对条件性GJB2敲除转基因小鼠的研究证明,GJB2的缺失可导致内耳柯替氏器的发育缺陷,并引起外耳毛细胞的畸形退化[12-13],但是前庭系统器官发育并不受 GJB2缺失影响[14]。GJB2基因突变是儿童遗传性耳聋最常见的致病原因,其基因突变方式、位点复杂多样,并具有种族特异性,其中最多见的为 c.30delG或 c.35delG突变。(2)SLC26A4基因。SLC26A4基因编码的Pendrin蛋白是 HCO3-、Cl-和I-等负离子的电中性交换器。SLC26A4基因突变是Pendred综合征(前庭水管扩大或伴Mondini畸形、神经性聋和甲状腺肿)的致病基因,为常染色体隐性遗传。SLC26A4Δ/Δ基因敲除的小鼠出现前庭小管增大和耳蜗Mondini类畸形,并引起继发性病变,包括血管纹边缘细胞的钾离子分泌增高,血管纹的氧化应激和氮化应激(nitrative)反应,中间细胞的钾离子通道KCNJ10缺失,内耳蜗电位缺失,内淋巴液钙离子浓度增高以及感觉细胞和血管纹的退化[15]。而另一个通过多西环素控制转基因 SLC26A4表达的小鼠模型表明,发育期间SLC26A4不足导致小鼠内耳蜗电位降低,脑干听觉反应阈值增加,血管纹细胞退化[16-17]。因此,SLC26A4突变的致病原因可能与血管纹细胞的功能紊乱相关。SLC26A4基因IVS7-2 A>G是中国人大前庭导管综合征中的第一热点突变,c.2168A>G是第二热点突变。(3)线粒体基因。线粒体DNA(mtDNA)是人细胞质中唯一的DNA分子,线粒体遗传属于母系遗传。1993年首次发现线粒体的rRNA基因突变与抗生素引起的听力损失密切相关。中国人群mtDNA 12S rRNA基因上存在的两个突变位点分别是1555A>G和1494C>T,其突变是导致听力损失的一个主要原因,而核修饰基因、线粒体单体群和氨基糖苷类药物等其他修饰因子调节1555A>G和1494C>T突变的表现型[18-19]。其中1555A>G突变位点靠近一个进化保守的茎环结构,此结构可被甲基转移酶TFB1M甲基化。研究表明1555A>G突变导致12SrRNA甲基化水平增高,表达此突变的细胞系与TFB1M过表达的表型类似,因此过量表达TFB1M转基因的小鼠可以作为研究1555A>G突变导致的遗传性耳聋的动物模型。研究证明[20-21],过表达 TFB1M的小鼠的多种组织中12SrRNA甲基化水平提高,内耳的血管纹细胞功能紊乱,蜗内电位降低,螺旋神经节神经元发生凋亡。这些表型可能与AMPK信号的增加有关。1494C>T突变在体外细胞学实验中的研究表明,与正大霉素的组合会加重线粒体的功能失调[22]。中国人群中 mtDNA 1555 A>G携带率为3.34%,mtDNA 1494 C >T携带率为0.45%[4]

2.耳聋基因筛查应用芯片研究进展:2009年至2014年,中国已有6个通过国家食品药品监督局(SFDA)批准耳聋基因筛查试剂盒[23],其中《9项遗传性耳聋基因检测试剂盒》通过最早,《15项遗传性聋相关基因检测试剂盒》覆盖位点最多,这两项可应用于多种临床痕量样品(干血斑、羊水和口腔拭子等)的检测;《线粒体DNA A1555G突变检测试剂盒》是首个用于临床筛查和诊断的药物敏感性耳聋检测试剂盒。目前报道的耳聋基因筛查的临床应用研究多采用《9项遗传性耳聋基因检测试剂盒》,检测4个常见耳聋基因中的9个位点,包括 GJB2基因 c.35 del G、c.176 del 16、c.235 del C、c.299 del AT,GJB3 基因 c.538 C > T,SLC26A4基因c.2168 A>G、IVS7-2 A>G和线粒体12S rRNA基因1494 C>T、1555 A>G。芯片技术是将等位基因特异性引物延伸聚合酶链式反应(PCR)与通用芯片相结合,具有快速、敏感、准确、操作简单和易于标准化,适宜临床推广应用的特点[24]

3.孕前耳聋基因筛查相关研究分析:目前与孕前检查相关的耳聋基因筛查研究报告包括耳聋患者(相近于孕前耳聋基因筛查高危人群)和孕期正常人群(相近于孕前耳聋基因筛查一般人群)。(1)耳聋患者耳聋基因筛查。可以对少数有生育愿意的患者进行遗传咨询指导(一级预防)和保存部分患儿的残余听力(三级预防)。相关报告有张旭等[25]2012年报道在133例极重度感音神经性耳聋受检者(年龄1~50岁)中检出58例(43.6%);彭新等[26]2013年报道在278例耳聋患者(年龄4个月 ~56岁)中共检出145例(52.2%)携带致聋突变基因;胡煜等[27]2013年报道在179例患者(年龄0.8~60岁)中79例(44.1%)存在不同程度的被检测基因位点突变;曲长江等[28]2014年报道在240例受检者(年龄5~59岁)中102例(42.5%)存在被检测基因突变;田颖等[29]2014年报道在 128例患者(年龄 1~18岁)中52例(40.6%)存在不同程度的被检测基因位点突变,从以上受检耳聋患者的年龄不难看出,耳聋基因筛查的结果只能对少部分患者起到遗传咨询指导和预防耳聋的效果;而王荷溪等[30]2014年报道则是选择了年龄在20~35岁有生育意愿的年青患者165例(特别是含12对耳聋夫妇)做耳聋基因检测,发现91例(55.2%)携带耳聋基因,并进行婚配和生育指导,以及遗传咨询和产前诊断,有效避免生育聋儿,实现一级预防。(2)孕期人群耳聋基因筛查可以减少聋儿的出生(二级预防)。相关检测有韩明昱等[31]2011年报道在双耳听力正常3000例孕妇(年龄18~45岁/孕期9~18周)中检出146例(4.9%)携带耳聋基因突变,其中6例(0.2%)孕期女方携带mtDNA 1555 A﹥G突变(系母系遗传需终生禁用氨基糖苷类药物),进一步检测证实6对夫妇同为GJB2或SLC26A4突变携带者(后代耳聋风险25%),4对夫妇(胎儿)行产前诊断发现1对夫妇(胎儿)结果阳性选择终止妊娠,研究认为这是目前耳聋预防与干预的主要手段,并认为耳聋的一级预防有赖于中国整体人群婚育前耳聋基因普遍性筛查;杨树法等[32]2013年报道在2 674例健康孕妇(年龄22~42岁)中检出137例(5.1%)携带耳聋基因突变;孟培等[33]2013年报道选择了孕前、孕期检查和遗传咨询的听力正常者进行耳聋基因筛查;张莉等[34]2014年报道在467例听力正常孕妇(年龄20~41岁/孕期11~28周)中检测出携带耳聋基因杂合突变14例(3.0%),进一步的研究还发现2例孕妇配偶存在与其妻相同基因位点的杂合突变。

从以上分析可以看出,如果对孕前耳聋高危人群进行耳聋基因筛查,可以有针对性地进行遗传咨询指导。如果对孕前检查人群进行耳聋基因筛查,可以直接对婚育夫妇进行孕前健康教育、风险提示和咨询指导。因此,有必要在孕前高危人群和孕前检查人群中进行耳聋基因筛查的应用研究,有效实现耳聋的一级预防。

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基金项目:江苏省科技厅临床医学科技专项-公共卫生关键技术应用研究(BL2014098);江苏省出生缺陷筛查及诊断实验室能力建设(BM2015020)

作者单位:210036南京,江苏省计划生育科学技术研究所(查树伟,许豪勤);美国费城儿童医院(查佶)

通讯作者:查树伟(zhaji423@tom.com);许豪勤(1325825613@qq.com)

(收稿日期:2016-04-27)

(编辑:方玉霞)