令人不知所措的嵌合體
基因組印記、單親二體、生殖細(xì)胞嵌合體、線粒體遺傳是經(jīng)典的孟德爾遺傳學(xué)所不能解釋的，故有修正孟德爾遺傳(revisingMendeliangenetics)之稱。嵌合體的臨床異質(zhì)性很大，與嵌合體的形成機制相關(guān)，也與異常細(xì)胞系的種類、比例和涉及的組織器官相關(guān)，從輕微臨床表型到胚胎致死不等。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)0.5~3.7%的先天性生長發(fā)育異常兒童存在嵌合體。生物體內(nèi)細(xì)胞內(nèi)幾乎所有的遺傳物質(zhì)都是相同的。然而，單核苷酸變異(singlenucleotidevariation,SNV)、InDel、CNV和其他結(jié)構(gòu)變異(structuralvariations,SV)在細(xì)胞分裂的過程中不斷積累，這一過程產(chǎn)生了一個由無數(shù)細(xì)胞組成的有機體，導(dǎo)致每一個細(xì)胞都有自己獨特的基因組的發(fā)生。因此，每個人無疑都是嵌合的。嵌合變異往往被忽視而成為遺傳疾病或正常人類變異的基礎(chǔ)，并可能被傳遞給下一代導(dǎo)致疾病風(fēng)險。嵌合體定義與分類要區(qū)分兩個重要的英文單詞，chimerism和mosaicism。目前國內(nèi)對mosaicism和chimerism的中文譯名不統(tǒng)一。mosaicism：嵌合體、同源嵌合體、鑲嵌體；chimerism：嵌合體、異源嵌合體、奇美拉、開米拉等。建議采用同源嵌合體-mosaicism、異源嵌合體-chimerism的習(xí)慣用法。同源嵌合體mosaicism一個個體或一種組織中，含有源于單個受精卵但遺傳組成不一致的兩種或以上細(xì)胞系的現(xiàn)象。一般而言，其遺傳組成不一致僅限于特定基因位點、基因組片段或染色體。mosaicism通常發(fā)生在合子形成后的卵裂或胚胎(embryo)生長發(fā)育早期，故稱合子后(postzygote)變異。異源嵌合體chimerism來源于不同受精卵的兩種或兩種以上遺傳組成不一致的細(xì)胞系存在于同一個體或一種組織中的現(xiàn)象。一般而言，其遺傳組成不一致遍布整個基因組。臨床上最常見的嵌合體是經(jīng)過骨髓移植的患者，屬獲得性嵌合體(acquiredchimerism)。例如，當(dāng)一個體質(zhì)性核型原為46,XX的女性患者需要骨髓移植，而骨髓移植的供體是46,XY健康男性時，患者骨髓移植后骨髓或血液中可以同時存在46,XX和46,XY兩種細(xì)胞系。這種女性患者稱為異源嵌合體(chimerism)。通過對嵌合體的檢測，可以判斷供體骨髓在患者身上生長的情況。這是對骨髓移植后白血病患者進行隨診、觀察療效的一個常用而重要的遺傳學(xué)臨床檢查方法。很多文獻/標(biāo)準(zhǔn)/指南/共識中提及的“嵌合體”、“嵌合”、“嵌合現(xiàn)象”、“同源嵌合體”、“嵌合型變異”“生殖腺嵌合體”、“體細(xì)胞嵌合體”、“體細(xì)胞-生殖腺嵌合體”、“限制性胎盤嵌合體”、“真性胎兒嵌合體”均屬于“同源嵌合體”范疇。生殖腺嵌合體germlinemosaicism嵌合體只局限于生殖腺細(xì)胞，不存在于其它體細(xì)胞中。在胚胎細(xì)胞分裂不同階段發(fā)生的變異可以使人體產(chǎn)生全身性或組織局部性的鑲嵌體。如果變異只發(fā)生在胚胎早期分化為生殖腺里的部分細(xì)胞系上，即減數(shù)分裂前的生殖細(xì)胞(germcell)形成過程中，那么就會建立一個變異的生殖細(xì)胞系，且只占據(jù)生殖腺組織中的一部分，這樣就構(gòu)成了生殖腺/細(xì)胞嵌合體(gonadalmosaicism或germlinemosaicism)。體細(xì)胞嵌合體somaticmosaicism嵌合體存在于除生殖腺細(xì)胞以外的其它體細(xì)胞中。發(fā)生在體細(xì)胞分裂過程中的變異稱為體細(xì)胞變異(somaticvariant)，由此發(fā)生的嵌合體稱為體細(xì)胞嵌合體(somaticmosaicism)。體細(xì)胞-生殖腺嵌合體gonadosomaticmosaicism嵌合體既存在于生殖腺細(xì)胞，也存在于其它體細(xì)胞中。限制性胎盤嵌合體confinedplacentalmosaicism；CPM嵌合體只局限于胎盤組織，不存在于胎兒或新生兒。這是NIPS篩查提示高風(fēng)險但驗證后為假陽性的主要原因之一。CPMⅠ型：滋養(yǎng)層細(xì)胞嵌合，充質(zhì)核心細(xì)胞正常。CPMⅡ：滋養(yǎng)層細(xì)胞正常，充質(zhì)核心細(xì)胞嵌合異常。CPMⅢ：滋養(yǎng)層細(xì)胞異常，充質(zhì)核心細(xì)胞嵌合異常。真性胎兒嵌合體truefetalmosaicism；TFM嵌合體不僅存在于胎盤組織中，還存在于胎兒中。CPM和TFM鑒別主要依賴于絨毛活檢(滋養(yǎng)層細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞分離檢測)和羊膜腔穿刺后進行相關(guān)遺傳學(xué)檢測。由于目前臨床上未常規(guī)進行絨毛滋養(yǎng)層細(xì)胞和間充質(zhì)核心細(xì)胞的分離檢測，因此通常只能區(qū)分CPM和TFM，而難以有效區(qū)分CPM或TFM的亞型。對于未行產(chǎn)前絨毛活檢的病例，結(jié)合NIPS檢測結(jié)果，或者是對分娩或引產(chǎn)后的胎盤絨毛檢測，有助于明確CPM或TFM的診斷。嵌合體形成機制對胚胎發(fā)育的大致過程：單倍體性的生殖細(xì)胞受精后形成二倍體性合子→卵裂期→囊胚，囊胚由64個細(xì)胞構(gòu)成，這些細(xì)胞都沒有開始分化，這個階段之后胚胎開始出現(xiàn)分化，大多數(shù)細(xì)胞成為滋養(yǎng)細(xì)胞，內(nèi)細(xì)胞群由16個細(xì)胞組成，其中僅僅4個細(xì)胞形成胚胎本身，其他形成胚外組織(絨毛膜、羊膜、胎盤等)。故在胚胎發(fā)育早期，理論上非胎兒結(jié)構(gòu)比胎兒更容易發(fā)生有絲分裂錯誤。胚胎外TE發(fā)育為胎盤胎兒部分的兩種組織，細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞和合胞體滋養(yǎng)層。滋養(yǎng)層位于囊胚的最外層，提供胚胎營養(yǎng)，最后大部分會形成胎盤。滋胚層在懷孕的第一階段就會形成，也是受精卵第一個群分化的細(xì)胞。ICM將發(fā)展為外/上胚層(最終形成胎兒)和內(nèi)/下胚層(最終形成間充質(zhì)核)。Starostik等(2020)研究發(fā)現(xiàn)，在胚胎發(fā)育早期，即卵裂期和囊胚期，由于細(xì)胞分裂速率較快，分裂周期中G1期時間很短，胚胎細(xì)胞容易發(fā)生有絲分裂后期遲滯，出現(xiàn)非整倍體細(xì)胞并不罕見，此時胚胎的染色體常以CM形式存在。為維持正常胚胎發(fā)育，胚胎以不斷清除非整倍體細(xì)胞的形式進行“自救”,多表現(xiàn)為誘導(dǎo)染色體異常細(xì)胞凋亡。這些非整倍體細(xì)胞可能是被基因p53介導(dǎo)的凋亡機制所清除。例如，對IVF周期年輕患者的14個卵裂期胚胎中的多個卵裂球進行分析時，71%(10/14)的胚胎為嵌合體，但不排除技術(shù)缺陷引起的變異(Mertzanidouetal,2013)。在另一項研究中，通過對極體、卵裂球和滋養(yǎng)外胚層活檢，發(fā)現(xiàn)近50%(10/21)的非整倍體囊胚是由于受精后胚胎細(xì)胞發(fā)生的染色體錯誤(Capalboetal,2013)。因此，在胚胎發(fā)育早期，其染色體組成并非一成不變，而是通過細(xì)胞凋亡和存活途徑不斷糾正細(xì)胞分裂錯誤，繼而維持胚胎的正常發(fā)育，對細(xì)胞分裂錯誤的自我糾正過程，伴隨著早期胚胎發(fā)育的整個階段。胚胎細(xì)胞“自救“的表現(xiàn)形式之一為微核結(jié)構(gòu)(micronuclei,MN)，常在細(xì)胞有絲分裂后期遲滯時出現(xiàn)，并且在卵裂球和囊胚細(xì)胞內(nèi)均可被觀察到。若含有微核結(jié)構(gòu)的細(xì)胞，在卵裂球和囊胚細(xì)胞中所占比例較高，則意味著胚胎質(zhì)量較差。微核結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，也表明細(xì)胞DNA發(fā)生斷裂，基因組完整性遭到破壞，由此產(chǎn)生的非整倍體細(xì)胞不容易存活。因此，在整個胚胎細(xì)胞系中，若染色體異常細(xì)胞所占比例較高，胚胎則不能維持正常發(fā)育；而染色體異常細(xì)胞所占比例較低的胚胎，則可能存活，直至發(fā)育成胎兒。相較于有絲分裂錯誤，在減數(shù)分裂錯誤中的染色單體不分離，并不涉及DNA完整性破壞，由此非整倍體細(xì)胞發(fā)育成胎兒的幾率，也可能較細(xì)胞DNA發(fā)生斷裂胚胎發(fā)育成胎兒的幾率高。由此可見，胚胎細(xì)胞有絲分裂錯誤和減數(shù)分裂錯誤的發(fā)生機制、自我糾正機制和細(xì)胞結(jié)局等均存在不同。胚胎細(xì)胞有絲分裂錯誤，染色體不分離有絲分裂時兩條姐妹染色單體分離失敗，導(dǎo)致一個細(xì)胞內(nèi)某條染色體單體性，另一個細(xì)胞內(nèi)某染色體三體性。單倍體卵母細(xì)胞與單倍體精子細(xì)胞受精后，相應(yīng)的二倍體受精卵開始有絲分裂細(xì)胞。胚胎發(fā)生早期階段的有絲分裂錯誤導(dǎo)致三種細(xì)胞類型：三體細(xì)胞、二體細(xì)胞和單體細(xì)胞(apoptoticmonosomiccell通常發(fā)生凋亡)。根據(jù)有絲分裂錯誤的時間，可能出現(xiàn)以下情況：胚胎A:桑葚胚期早期有絲分裂錯誤，正常(n)和三體(t)細(xì)胞的廣泛嵌合體。胚胎B:晚期有絲分裂錯誤，CPM中只有胚外組織有三體細(xì)胞。胚胎C:晚期有絲分裂錯誤，正常胎盤和胚胎嵌合三體。胚胎D:無有絲分裂錯誤，整倍體胚胎和整倍體胎盤。不同胎盤嵌合體檢出情況
