来源：中华妇产科杂志 2024年6月第59卷第6期作者：游梧苹1 谭博2 潘鑫2 赵晓东1 安云飞1
1 重庆医科大学附属儿童医院风湿免疫科 国家儿童健康与疾病临床医学研究中心，
重庆 400014；2 重庆医科大学附属第二医院妇产科产前诊断中心， 重庆 400016
通信作者：安云飞， Email：anyf82@aliyun.com
引用本文：游梧苹, 谭博, 潘鑫, 等. 免疫出生缺陷的产前干预[J]. 中华妇产科杂志, 2024, 59(6): 480-485.DOI: 10.3760/cma.j.cn112141-20240111-00030.
免疫出生缺陷（IEI）是一类主要由单基因突变导致的免疫细胞数量和（或）功能异常的遗传性疾病，部分IEI发病极早，甚至在宫内即出现严重的器官损害。IEI的产前干预对预防出生缺陷和提供更佳的治疗选择具有重要意义。近年来，扩展性携带者筛查、游离胎儿DNA检测、基因测序等技术在遗传性疾病的产前筛查及诊断中广泛被应用，宫内干细胞移植、宫内基因治疗等或将为遗传性疾病带去新的治疗希望，但目前针对IEI的产前干预研究有限。本文综述了IEI的产前筛查、产前诊断及可能的宫内治疗相关的研究及临床进展，以期促进临床对IEI产前干预的认知和恰当实践。
免疫出生缺陷（inborn errors of immunity，IEI）既往称为原发性免疫缺陷病（primary immunodeficiency disease，PID），是一类主要由单基因突变导致的疾病，遗传背景和临床表现均呈高度异质性，可表现为频繁或不寻常的感染、自身免疫、自体炎症、淋巴增殖、过敏或恶性肿瘤风险增加等。2022年，国际免疫学联合会（International Union of Immunological Societies，IUIS）共纳入485种IEI疾病 ［ 1 ］ ，据估计，IEI在活产儿中的总发生率为1/10 000~1/2 000 ［ 2 ］ 。
IEI发病早，如未能及时诊断并进行早期干预可导致多种不良结局，已有极早发病的IEI报道，例如重症联合免疫缺陷病（severe combined immunodeficiency，SCID）患儿如果没有尽早诊治，通常在出生后第1年内死亡 ［ 3 ］ ；X连锁多内分泌腺病、肠病伴免疫失调综合征（immune dysregulation，polyendocrinopathy，enteropathy X-linked，IPEX） ［ 4 ］ 、家族性噬血细胞综合征（familial hemophagocytic lymphohistiocytosis，FHL） ［ 5 ］ 及X连锁慢性肉芽肿病（chronic granulomatous disease，CGD） ［ 6 ］ 可致胎儿水肿，甚至流产、死胎；自身免疫性淋巴组织增生综合征（autoimmune lymphoproliferative syndrome，ALPS）可引起胎儿肝脾肿大、心脏扩大和贫血等表现 ［ 7 ］ ；CHUK基因突变可致胎儿多发性畸形 ［ 8 ］ 。
IEI的产前筛查、产前诊断及治疗不仅有助于识别高危妊娠，避免不必要的终止妊娠，有利于胎儿发育和健康，还是控制IEI患病率、降低死亡率、提高患儿生命质量及减少家庭和社会健康负担和经济负担的关键，建议促进医护人员和患者家属以及管理部门对IEI产前干预的认知和恰当实践。
IEI产前筛查通过母亲血清标记物检测、超声影像学检查等方法筛查出有患病风险的胎儿和母亲，对筛查出的高危人群应进一步完善相关的产前诊断。1. 扩展性携带者筛查：扩展性携带者筛查（expanded carrier screening，ECS）是指通过在孕前或妊娠早期筛查识别表型正常的夫妇是否携带遗传病相关的基因突变。二代测序（next generation sequencing，NGS）和基因集（screening panel）筛查可实现从单一病种向多病种、高危人群向普通人群的扩展性筛查，即ECS ［ 9 ］ 。Xi等 ［ 10 ］ 在1 462对选择辅助生殖技术的夫妇中开展了包含135种疾病的ECS，筛查出超过46%的个体是至少1种疾病的携带者，另一方面，ECS结果也促使高危夫妇进一步完善胚胎植入前遗传学检测（preimplantation genetic testing，PGT）或侵入性产前诊断以避免出生缺陷。相比于妊娠后筛查，妊娠前ECS可为妊娠决策及后续临床干预提供更多选择。基于我国人群的ECS研究尚处于起步阶段，一些ECS研究中纳入了少数发病率较高的IEI突变 ［ 10 , 11 ］ ，缺乏针对IEI的ECS研究设计。美国妇产科医师协会等提出的ECS候选基因纳入标准 ［ 12 ］ 为ECS的研究设计提供了理论依据，此外，近年来我国IEI人群的临床及基因组数据逐步积累，未来有望实现针对IEI的ECS应用 ［ 13 ］ 。2. 游离胎儿DNA检测：游离胎儿DNA（cell-free fetal DNA，cff-DNA）主要来源于胎盘滋养层，存在于孕妇外周血中，最早可在妊娠4~5周时检测到，妊娠7周后稳定存在，且浓度随着孕周的增加而增加，此外，由于其半衰期短，不会干扰再次妊娠时的检测结果，是较理想的无创产前基因筛查（non-invasive prenatal screening，NIPS）检测样本 ［ 14 ］ 。早期，cff-DNA检测多应用于判断染色体非整倍体异常 ［ 15 ］ 和医学目的X连锁疾病胎儿性别无创鉴定 ［ 16 ］ 。近年来，cff-DNA检测的临床应用已扩展到染色体微缺失或微重复综合征（chromosomal microdeletion and microduplication syndromes，MMS） ［ 17 ］ 和单基因病的筛查。Koumbaris等 ［ 18 ］ 采用靶向捕获富集技术，设计了可涵盖50个常染色体隐性遗传单基因病的NIPS，包括CFTR、MEFV基因等IEI相关的突变基因，敏感度及特异度均良好。然而，NIPS的检测结果受母体背景、限制性胎盘嵌合体（confined placental mosaicism，CPM）、低胎儿分数等因素的影响，存在假阴性或假阳性的可能 ［ 17 ］ 。许多常见的严重隐性单基因病是由位于同源序列基因组区域的复杂变异引起的，父母的单倍型信息不易获得，基于单倍型分析的NIPS对于隐性变异的检测作用受限 ［ 19 ］ ，对此，Koumbaris等 ［ 18 ］ 建议将ECS与NIPS相结合以评估胎儿风险。2022年，Xu等 ［ 20 ］ 采用协同等位基因靶向富集（coordinative allele-aware target enrichment，COATE）测序技术，准确地将胎儿基因组与母体背景分离开来，全面描述了胎儿的特异性基因组特征，实现了对染色体非整倍体、MMS和单基因病的同步筛查；在一项前瞻性、多中心研究中发现，与标准诊断相比，采用COATE测序技术的cff-DNA筛查敏感度可达98.5%，特异度可达99.3%，将靶向单基因病与染色体畸变一起纳入筛查可大幅提高检出率 ［ 21 ］ 。全面、同步的cff-DNA筛查有助于改善对异质性病因引起的严重IEI胎儿的产前风险评估。3. 胎儿超声检查：部分IEI及其相关并发症可在胎儿超声下观察到非特异性的结构异常表现，超声检查虽然不能直接诊断，但可以为临床医师提供相关的提示和指导，因此，超声检查在IEI的产前筛查中具有一定的意义。据文献报道，CHUK基因缺陷的胎儿在妊娠12周时通过超声检查发现了五官发育畸形、脐膨出和肢体发育不良 ［ 8 ］ ；22q11.2微缺失综合征胎儿超声检查可见心脏畸形、胸腺缺如 ［ 22 ］ ；Jacobsen综合征（11q23.3~q25缺失）胎儿的超声表现包括胎儿生长受限、股骨短、右心室双出口、左心发育不良综合征等 ［ 23 ］ ；ALPS在胎儿超声上可观察到肝脾肿大、轻度颈部淋巴结肿大、心脏扩大、羊水过多等 ［ 4 , 5 , 6 , 7 ］ 。但是，有宫内结构异常的IEI种类不多，且特异度不高，超声分辨率也有限，因此，胎儿超声检查仅能作为分子筛查的补充。IEI产前诊断可在妊娠10~13周行绒毛取样术（chorionic villus sampling，CVS）、妊娠16~24周行羊水穿刺术或在妊娠22周后行经皮脐血穿刺取样获取相应的组织样本 ［ 24 , 25 ］ ，再通过染色体微阵列分析（chromosomal microarray analysis，CMA）、基因测序和流式细胞术等检测方法分析 ［ 26 , 27 , 28 ］ 。母体细胞污染（maternal cell contamination，MCC）可能影响产前诊断的检测和结果解释，建议通过短串联重复（short tandem repeats，STR）或单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）分析对样本进行MCC评估 ［ 29 ］ 。1. CMA：CMA在检测DiGeorge综合征、Jacobsen综合征等由拷贝数变异（copy number variation，CNV）引起的IEI具有相对优势，被推荐作为胎儿结构异常的一线检查方法 ［ 28 ］ 。美国医学遗传学与基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG） ［ 28 ］ 和欧洲指南 ［ 30 ］ 均建议，当胎儿超声检查提示结构异常时，即使NIPS结果阴性也应进行CVS或羊水CMA诊断；NIPS提示CNV时应行CMA进一步明确诊断。CMA的局限性包括无法检测所有CNV，如阵列平台上未表示区域中的CNV以及低于检测级别的CNV；无法检测单个基因内的点突变；无法准确解释临床意义未明变异（variants of uncertain significance，VUS），对此，建议接受专家的遗传咨询 ［ 31 ］ 。2. 基因测序：对于超声检查提示异常的胎儿，当染色体核型分析或CMA未能做出明确诊断时，考虑全外显子测序（whole exome sequencing，WES）；如果胎儿异常高度提示特异性诊断，则适合将单基因检测或候选基因集检测作为一线检测方法 ［ 32 , 33 ］ 。文献报道中，通过产前测序诊断的IEI包括X连锁低丙种球蛋白血症（X-linked agammaglobulinemia，XLA）、CHARGE综合征、Kabuki综合征、Wiskott-Aldrich综合征（Wiskott-Aldrich syndrome，WAS）、CGD、FHL等 ［ 28 ， 32 ， 34 , 35 ］ 。在这些IEI产前WES研究中，胎儿的入组标准之一为影像学检查结果胎儿结构异常，然而，结构异常在IEI胎儿中并非普遍存在，未来需要更多研究评估WES在无影像学异常胎儿中的诊断价值。3. 流式细胞术：CVS或羊水穿刺术是产前诊断的首选方案，但有时由于取样过少无法成功提取DNA或RNA进行测序等因素而无法提供明确的产前诊断，且有些地区缺乏基因诊断的设备 ［ 25 ］ 。胎儿脐血流式细胞术提供了一种经济、快速、灵敏的选择。Yadav等 ［ 25 ］ 和Mishra等 ［ 27 ］ 对家庭中先证者免疫表型特征可靠的妊娠18~20周的胎儿白细胞进行流式细胞术表型诊断，包括分析淋巴细胞亚群、检测淋巴细胞CD132/CD127表达和评估T淋巴细胞信号转导及转录活化蛋白5（signal transducers and activators of transcription 5，STAT5）的信号转导以诊断SCID，通过分析淋巴细胞人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）-DR表达以诊断主要组织相容性复合体Ⅱ（major histocompatibility complex Ⅱ，MHC-Ⅱ）分子缺陷病，分析单核细胞Bruton酪氨酸激酶表达以诊断XLA，分析中性粒细胞CD18/CD11a整合素的表达以诊断白细胞黏附分子缺陷1型（leukocyte adhesion deficiency type 1，LAD1），以及使用二氢罗丹明123测定胎儿中性粒细胞的还原性辅酶Ⅱ氧化酶活性以诊断CGD。由于表型的异质性，胎儿白细胞流式细胞术表型诊断在应用前需要加以考虑。某些IEI胎儿的表型差异很大，如具有亚效基因突变的SCID婴儿（如Omenn综合征）在出生时或出生后不久由于寡克隆扩增，T淋巴细胞可能正常甚至增加 ［ 36 ］ ；一些XLA胎儿在儿童期CD19+ B淋巴细胞百分比>2%，成年后才出现B淋巴细胞缺乏 ［ 37 , 38 ］ ，在这些情况下，仅依靠T淋巴细胞和B淋巴细胞数量来诊断可能导致误诊或漏诊。此外，某些错义突变会导致蛋白功能缺陷而表达水平正常，特定蛋白的存在并不能排除该基因潜在的分子缺陷，如Yadav等 ［ 25 ］ 在1个LAD1家庭中观察到蛋白表达虽然正常但仍存在功能缺陷，该婴儿在出生不久后死亡。总之，脐血流式细胞术表型诊断仅限于部分特定基因型-表型稳定的IEI，且家庭中先证者免疫表型特征已经确定，对于标记物的选择和结果判读需要加以专业考虑 ［ 27 ］ 。4. 基于细胞的无创产前诊断：cffDNA-NIPS结果的可靠性受母体背景、低胎儿分数和CPM等因素的影响，目前缺少可行的临床通用方案，只能作为筛查手段。母体血液中的循环胎儿细胞（circulating fetal cells，CFC），如胎儿有核红细胞（fetal nucleated red blood cells，fNRBC）、循环滋养细胞（circulating trophoblasts，cTB），可以提供完整的胎儿基因组，通过对CFC的准确分离和分析可实现基于细胞的无创产前诊断 ［ 39 ］ 。Kang等 ［ 40 ］ 使用基于连续离心微流体的循环滋养层盘（continuous centrifugal microfluidics-based circulating trophoblast disc，CCM-CTBD）对14例妊娠8~26周男性胎儿的孕妇外周血成功分离并高效回收cTB，实现了对全谱cTB的早期、全自动、无偏倚、高水平的分离。对于IEI等单基因突变为主的疾病，更多的DNA采集可产生更准确的分析结果，CCM-CTBD有望成为无创识别IEI胎儿基因组的有效工具。IEI的对症及替代治疗、造血干细胞移植、大或小分子靶向治疗及基因治疗等大幅改善了IEI的预后 ［ 41 ］ 。然而，部分IEI在胎儿出生后不久甚至在宫内时就已经造成严重的损害。由于免疫系统在胎儿时期的特殊性，宫内胎儿治疗将减少IEI严重发病的可能性或治疗滞后带来的不良结局。1. 宫内干细胞移植：宫内干细胞移植（in utero stem cell transplantation，IUSCT）将供者细胞引入尚未成熟的胎儿免疫系统，与产后移植相比有如下潜在的优势：在严重感染及不可逆的损害前完成免疫重建；可无免疫抑制或清髓性预处理；形成的供体特异性耐受可以在产后再次接受来自同一供体的移植等 ［ 42 , 43 , 44 , 45 , 46 ］ 。Magnani等 ［ 47 ］ 报道了在妊娠25周经超声引导，将全相合供者造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）输注至1例X连锁SCID胎儿脐静脉，移植后无不良结局，免疫重建在其出生后至随访的第27个月持续有效且免疫球蛋白水平正常。目前，IUSCT仅在X连锁SCID中观察到较满意的治疗效果，主要原因为X连锁SCID缺乏宿主T淋巴细胞，有利于供体细胞获得生长竞争优势，因此，寻找新策略为供体T淋巴细胞提供竞争优势以改善移植效果是IUSCT研究的重点之一，如宫内消耗宿主HSC有利于长期植入 ［ 48 ］ ；胎儿与母体间的相互作用可影响移植效果 ［ 49 , 50 ］ ；动物试验发现，与骨髓来源相比，自体培养的羊水干细胞移植具有长期植入、多系造血的优势 ［ 51 , 52 ］ 。目前的文献报道中，至少有46例胎儿IUSCT，干预的疾病包括CGD、血红蛋白病和先天性代谢缺陷等，但由于各项研究选择的疾病、移植方式、移植来源等各不相同，缺乏系统的临床试验，目前仍处于研究和初步实践阶段 ［ 43 ］ 。作为IEI的宫内疗法之一，IUSCT具有很大潜力，未来需要进一步的临床研究和长期随访以评估其安全性、有效性和适应证等。2. 宫内基因治疗：基因治疗（gene therapy）是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正因基因缺陷和异常引起的疾病的一种治疗手段。核酸酶领域的最新进展使精确的基因组编辑成为可能，规律间隔成簇短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）及其相关核酸酶9（CRISPR/CRISPR-associated protein 9，CRISPR/Cas9）系统是基因编辑的强大工具，可以精确修改特定的DNA序列，在一些IEI动物模型的治疗中已得到应用，如IPEX、X连锁高IgM综合征、XLA等 ［ 53 ］ 。Rossidis等 ［ 54 ］ 在小鼠模型中确定了在子宫内进行CRISPR介导的肝细胞基因编辑的可行性，并且产前组与产后组相比，其长期编辑效率更高、更稳定，免疫反应程度更轻。脂质纳米颗粒（lipid nanoparticle，LNP）是CRISPR/Cas9系统理想的非病毒递送载体，可以递送siRNA、mRNA、DNA或基因编辑复合物，具有较高的负载能力和良好的安全性 ［ 55 ］ ，但LNP在肝脏外器官的递送效率低 ［ 56 ］ ，而宫内环境为LNP递送提供了独特优势，可将mRNA递送到多种器官并可转染CD45+、CD31+、CD90+或CD71+等细胞 ［ 57 , 58 ］ 。未来宫内基因治疗的人体应用还需确定其必要性、有效性、母胎安全性，考虑社会和伦理因素等 ［ 59 ］ 。部分IEI先证者缺乏其他有效治疗方法，父母可通过基于HLA分型的PGT（PGT with HLA matching，PGT-HLA）选择植入与患病同胞HLA相匹配的健康胚胎，以获取HLA相匹配的健康同胞的HSC进行移植治疗，适应证包括了WAS、Kostmann综合征、SCID等IEI及严重的血液疾病、肿瘤、遗传性代谢病等 ［ 60 ］ 。欧洲人类生殖和胚胎学学会（European Society of Human Reproduction and Embryology，ESHRE）一项评估PGT-HLA诊断和临床效用的多中心研究报告了PGT-HLA的诊断效力为78.5%，由于脐血干细胞数量较少，多数HSC来源于脐血联合骨髓，77.3%的患儿在随访期内未出现并发症 ［ 60 ］ 。由于PGT-HLA的临床程序复杂，ESHRE于2020年更新了PGT-M的实践指南 ［ 61 ］ ，临床上需遵循基本临床流程和家庭需求差异制定个体化方案。单种IEI发病率虽低，但总体IEI发病率并不低，且危害通常极大，患者长期生命质量不高。产前筛查和分子诊断的进步允许IEI能够在妊娠早期得以识别并指导生育决策，为早期治疗提供足够的时间窗。与产后治疗相比，IUSCT或基因治疗有明显优势，在未来有希望为IEI家庭提供更佳的治疗选择，并在减少出生缺陷及减轻疾病经济负担方面发挥更大的作用。医护人员和患者家属也应充分了解产前干预的必要性，规范实施产前干预，响应国家人口战略。
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