拷贝数变异（CNV）

拷贝数变异（CNV）人类基因组由23对染色体中的60亿个碱基（或核苷酸）组成。

正常人类基因组成分通常是以2个拷贝存在，分别来自父母。

拷贝数变异（CNV）是由基因组发生重排而导致的，一般指长度为1kb以上的基因组大片段的拷贝数增加或者减少，主要表现为亚显微水平的缺失和重复，是人类疾病的重要致病因素之一。

异常的DNA拷贝数变化（CNV）是许多人类疾病（如癌症、遗传性疾病、心血管疾病）的一种重要分子机制。

作为疾病的一项生物标志，染色体水平的缺失、扩增等变化已成为许多疾病研究的热点，然而传统的方法（比如G显带，FISH，CGH等）存在操作繁琐，分辨率低等问题，难以提供变异区段的具体信息。

CNV，即拷贝数变异，一般指长度为1kb到几个Mb基因组大片段的拷贝数复制、缺失。

CNV被定义为一段至少1kb大小DNA的拷贝数，与具有代表性的参考基因组拷贝数不同。

CNV在基因组中的存在形式主要有以下几种：2条同源染色体拷贝数同时出现缺失；1条同源染色体发生缺失，1条正常；1条同源染色体出现拷贝数重复，另1条正常；1条同源染色体出现缺失，另1条出现拷贝数重复；2条同源染色体同时出现拷贝数重复。

染色体拷贝数变异（CNV）检测：NIPT技术目前医院临床应用的为普通NIPT技术，商业上还有通过增加测序数据的升级版的NIPT产品（可以检测染色体微缺失/微重复和某些单基因病）。

对于NIPT提示的CNV可以分为两种：母源性CNV，就是母亲存在CNV（此时胎儿50%可能存在相同的CNV，50%可能不存在该CNV）；第二种，胎儿CNV。

母源性CNV的阳性预测值（PPV）接近100%，因为母源游离DNA占比90%，因此阳性预测值（PPV）很高就不足为奇。

但是不同的检测机构或者有些已发表文献，并不提示母源性CNV。

对于母源性CNV，胎儿无非两种情况，和母亲一样拥有同样的CNV，或不含有该CNV。

在临床咨询中，对于这种来源于母源或父源CNV，如果父母本身没有任何表型，胎儿本身也不存在超声结构异常，我们大多认为偏良性。

遗传咨询时，医生会告知由于遗传的异质性，即使胎儿的CNV 来自表型正常的父母，也不能代表胎儿一定没有表型，因为有很多具有相同CNV的家系成员表型可能从无表型到严重表型。

此时可以通过介入性产前诊断，胎儿样本做染色体核型分析和染色体微整列分析（或CNV-seq），来明确诊断CNV的大小和胎儿的具体情况（注：这里讨论的CNV大多是指临床意义不明的，对于明确致病的CNV，相应的临床建议不同）。

胎儿CNV，CNV按照现有的标准分为致病性、可能致病性、临床意义不明、可能良性、良性。

最难的咨询的也是临床最常见的是临床意义不明的CNV，对于NIPT提示的这种CNV存在较高的假阳性率（具体见下图大数据的NIPT(plus)的数据统计结果，对于常见的明确致病的DGS，PWS，22q dup综合征有较高的阳性预测值（PPV），>10MbCNV的阳性预测值（PPV）为31.9%，<10Mb的CNV阳性预测值（PPV）只有18.8%），因此一定要通过介入性产前诊断明确该CNV是否存在以及片段大小，有时还需验证夫妻双方已明确CNV的来源，如果胎儿CNV遗传自表型正常的父母，一般认为偏良性，对于新发的临床意义不明确的胎儿CNV，实际上很难咨询的，只能通过现有的数据库如decipher，OMIM，DGV等数据库以及胎儿的超声影像学综合评估，查询CNV包含的基因情况，是否存在单倍剂量不足或三倍剂量敏感，还要结合已有的病例报道，但最终的决定权还在夫妻双方，临床医生只能通过现有的资料和数据告知胎儿可能的预后情况。

胎儿期的临床表型有限，只能通过超声影像评估胎儿结构方面的问题，对于出生的生长发育，智力情况无法预测。

对于无创提示CNV，一定不要轻易的决定胎儿的去留，一定要进行介入性产前诊断明确CNV来源和大小，对CNV致病性进行评估，通过密切结合胎儿仅有超声影像学资料综合评估，染色体CNV普遍存在于我们每个正常人，只是现有的知识和数据库资料有限，因此有很多临床不明的CNV难以解释，因此产前诊断还有很多的路要走，很多时候就算是经验丰富的临床医生也无法给出明确的临床建议。

产前诊断工作如履薄冰，如临深渊，临床医生会尽最大可能给出相对准确的临床建议。

注：一定要听取自己的临床医生建议，以上信息为个人经验仅供参考，因为只有您的医生最了解您和胎儿的真实临床资料。

正常：2拷贝缺失：1或0拷贝重复：>2拷贝CNV在人类基因组中分布广泛，是人类疾病的重要致病因素之一。

致病性CNV可引起智力障碍、生长发育迟缓、自闭症、各种各样的出生缺陷、白血病和肿瘤等多种疾病。

高通量测序CNV可以检测全基因组水平上的大片段CNV。

点评：贝瑞和康采用双盲实验设计，对染色体结构异常的样本进行检测，滑窗大小为20kb的情况下，CNV seq和高密度SNP array 对于已知致病CNVs都能达到100%的检出。

与中等密度SNP array 相比，CNV seq表现更优。

鉴于CNV seq价格较低，CNV seq可以替代微阵列芯片用于大片段CNV检测。

关于CNV seq的分辨率取决于滑窗的大小。

一般来讲，如果是低倍基因组测序，要使滑窗内的reads数目可信的话，所取的滑窗不可能太小。

根据文章2描述，以20kb滑窗大小计算，按照3个点计算，CNV-seq的分辨率约为60kb。

高通量测序CNV检测存在的问题：成本较高，对测序深度和生信分析有要求特定染色体区域的捕获效率差短读长拼接错误各种检测方案对CNV的分析存在差异-不同算法结果不同WES覆盖率低，噪音高，不如WGS相同深度的WES比MES成本高对DNA质量要求高CNV在以往的文献中明确了致病的临床意义，即使是该CNV外显率不同，表型有差异也应报告。

这包括大的CNV区域包含了有明确致病的小CNV，尽管这个CNV没有类似的文献报道，也应按致病性CNV报告。

虽然整个CNV 的致病机制还不明确，但属于致病性变异是确定的。

例外的情况是，按以往细胞遗传学的经验属于染色体异态性区域的CNV（可>3-5Mb），如果没有明确的综合征应谨慎做出致病性CNV的解读。

不确定临床意义的CNV：不确定临床意义的CNV是一个相当宽泛的类别，包括那些后来研究证明是明确致病或明确不致病的CNV。

如果在报告时没有足够的证据可以明确检测到的CNV的临床意义或该CNV不符合该实验室内部的报告标准，应报告为不确定临床意义的CNV。

不确定临床意义的CNV：不确定临床意义可能致病不确定临床意义非致病性变异可能不确定临床意义（未分类）报告指南CNV的定义、大小、重复或缺失细胞遗传学的位置（染色体数目和细胞遗传学区带定位）。

CNV剂量（例如拷贝数重复或缺失）CNV的大小、线性坐标与指定基因组的构成。

特别适用于CNV的基因组成不清楚时，应标注最小和（或）最大坐标位置（起始及终止位置）。

和临床表型无关的不明临床意义CNV报告的特别注意事项：隐性遗传（AR）携带者报告迟发性疾病/症状前突变或未发现疾病的报告肿瘤易感风险CNV的报告注意参照其他家庭成员的CNV数据作重新评估：新发突变的CNV遗传性CNV父亲或母亲亦受累父亲母亲未受累家庭成员CNV验证方法的选择胎儿拷贝数变异（CNV）为父源性智力低下，发育迟缓，外显不全，部分患者该区段缺失遗传自表型正常的父母，现有数据不能明确该CNV是否致病。

建议：1胎儿父母CNV检测15q11.2-q13缺失：Angelman综合征（母源染色体）：重度发育迟缓、智力低下，重度语言障碍、步态失调及四肢震颤、不合适宜的高兴行为（频繁大笑、微笑和兴奋）、常伴小头畸形、癫痫Prader-Willi综合征（父源染色体）：智力障碍，认知障碍，语言障碍、发育迟缓、婴儿早期肌张力严重减退及喂养困难、1-6岁食欲亢进，体重快速增长，发展为向心性肥胖、性腺功能减退、身材矮小、手足小、典型行为异常：暴躁，倔强，顽固，盗窃，说谎，强迫。

约70%是由于父源染色体15q11-q13区间微缺失，约25%由于该染色体区间的母源单亲二倍体（UPD）。

罕见的病因有染色体易位，或者父源15号染色体的变异致相关基因失活。

母源15号染色体的变异致相关基因失活。

缺失区间的基因，尤其是SNRPN基因突变、MAGEL2基因缺陷可能与本病的主要表型相关。

缺失区域的OCA2基因与部分患者的皮肤毛发色素浅淡相关。

胎儿染色体微缺失和微重复综合征也可表现为血清学筛查阳性单亲二倍体（UPD）或杂合性缺失其他常染色体非整倍体：结果说明：检测区域及精度范围内2号染色体数目偏多已发现由于6号染色体单亲二体致病和证实没有CYP21B基因突变患者的报道。

已知7号染色体存在遗传印记疾病Russell-Silver综合征，即染色体7q32.2区段或7p11.2p12区段母源性单亲二体（maternal UPD）可致Russell-Silver综合征。

UPD常见机制：三体自救、单体自救SNP数据可以增强对拷贝数变化的检测，并检测单亲二体（UPD）、血缘关系与杂合子缺失（AOH）杂合性缺失和单亲二倍体（UPD）杂合性缺失（loss of heterozygosity，LOH；abosence of heterozygosity，AOH）的类型：1、血源同一（IBD）父母是远亲关系，在基因组上表现为小的杂合性缺失（LOH）分散在少数几条染色体上。

2、近亲关系（consanguinity）父母近亲结婚，在基因组上表现为许多染色体上有较大的杂合性缺失（LOH）。

一级亲缘关系：杂合性缺失（LOH）占25%（1/4）；二级亲缘关系：杂合性缺失（LOH）占12.5%；三级亲缘关系：杂合性缺失（LOH）占6.25%。

核型分析的局限性：需要培养（时间长、失败）、分辨率低、不能确定染色体来源（marke染色体）CNV检测的局限性：不能检测平衡易位、漏检低比例嵌合体、不能提供CNV的发生机制（非平衡易位、marker染色体）、不在检测范围内的CNVs会漏掉、点突变、甲基化等会漏掉、VUS（不确定意义的变体）平衡易位的遗传概率正常人是1/18，携带者是1/18，剩下的16/18都是不正常，可以选择用芯片进行检测，携带者的平衡易位1/18是芯片检测不出来的。

CNV解读的4种主要标准致病的（-10-15%）VUS（不确定意义的变体）VLPS（可能病理意义的变异）Benign（温和的，-80%）核型分析：7-10Mb（107bp）若染色体数目或结构小于7-10Mb呢？染色体病变小于普通核型分析分辨能力染色体微缺失与微重复综合征遗传性疾病源于核基因组和/或线粒体基因组异常：遗传性疾病是由个体基因组异常引起的任何疾病，通常源于细胞核基因组或线粒体基因组的变异。