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Análise de Teste Genético e de Desfecho da Gestação de 362 Fetos com Cardiopatia Congênita Identificados por Ultrassom Pré-Natal

Análise de Teste Genético e de Desfecho da Gestação de 362 Fetos com Cardiopatia Congênita Identificados por Ultrassom Pré-Natal

Autores:

Shiyu Luo,
Dahua Meng,
Qifei Li,
Xuehua Hu,
Yuhua Chen,
Chun He,
Bobo Xie,
Shangyang She,
Yingfeng Li,
Chunyun Fu

ARTIGO ORIGINAL

Arquivos Brasileiros de Cardiologia

versão impressa ISSN 0066-782Xversão On-line ISSN 1678-4170

Arq. Bras. Cardiol. vol.111 no.4 São Paulo out. 2018 Epub 20-Ago-2018

https://doi.org/10.5935/abc.20180144

Resumo

Fundamento:

As cardiopatias congênitas (CCs) são as anomalias congênitas mais comuns, e têm sido associadas a anormalidades cromossômicas. Atualmente, a cariotipagem e a análise cromossômica por microarray (CMA) são oferecidas rotineiramente aos pacientes, mas a relação genótipo-fenótipo ainda não foi totalmente estabelecida.

Objetivo:

Determinar o tipo e a frequência das anomalias cromossômicas em fetos com CC e analisar os desfechos da gestação de fetos com anormalidades cardíacas causadas por diferentes fatores genéticos.

Métodos:

No total, foram admitidos 362 casos de CC entre 2009 e 2016. Ultrassonografia e exames laboratoriais detalhados foram realizados, incluindo cariotipagem e CMA. O resultado foi obtido a partir das folhas de epicrise.

Resultados:

Dos 362 fetos, 220 apresentaram doença coronariana isolada e 142 apresentaram doença coronariana com anomalia extracardíaca. Entre esses 362 fetos, foram identificados 140 com causa genética, incluindo 111 casos com aneuploidia, 10 casos com anormalidade da estrutura cromossômica por cariotipagem e 19 casos com variações no número de cópias (CNVs) patogênicas ou provavelmente patogênicas por CMA. A taxa de detecção é de aproximadamente 38,7%. Apenas um (identificado como síndrome da trissomia do cromossomo 18) em 140 casos positivos resultou em morte perinatal, com as demais sendo induzidas. Os 222 casos restantes tiveram resultados negativos para ambos os testes genéticos e, destes, 56 resultaram em trabalho de parto induzido e 77 tiveram partos naturais ou cesarianas. O desfecho da gravidez dos 89 casos restantes foi incerto.

Conclusões:

A cariotipagem e a CMA são técnicas genéticas pré-natais eficazes e precisas para a identificação de anomalias cromossômicas fetais associadas a defeitos cardíacos, e isso pode ajudar os médicos a realizar aconselhamento genético adequado com relação à etiologia e ao desfecho das cardiopatias congênitas.

Palavras-chave: Cardiopatias Congênitas; Transtornos Cromossômicos; Cariotipagem Espectral; Gravidez; Feto; Ultrassonografia

Abstract

Background:

Congenital heart defects (CHD), as the most common congenital anomaly, have been reported to be associated with chromosomal abnormalities. Currently, patients with CHD are routinely offered karyotyping and chromosomal microarray (CMA) testing, but the genotype-phenotype relationship has not yet been fully established.

Objective:

To determine the type and frequency of chromosomal abnormalities in fetuses with CHD and to analyze pregnancy outcomes of fetuses with heart abnormalities caused by different genetic factors.

Methods:

A total of 362 cases of CHD were enrolled from 2009 to 2016. Detailed ultrasound and laboratory examinations, including karyotyping and CMA, were performed. Outcome was obtained from discharge summaries.

Results:

Of the 362 fetuses, 220 were found with an isolated CHD, and 142 had CHD with extracardiac anomaly. Among these 362 fetuses, 140 were identified with a genetic cause, including 111 cases with aneuploidy, 10 cases with abnormality of chromosomal structure by karyotyping and 19 cases with pathogenic or likely pathogenic copy-number variations (CNVs) by CMA. The detection rate is close to 38.7%. Only one (identified as trisomy 18 syndrome) in 140 positive cases resulted in perinatal death, with the others being induced. The remaining 222 cases had negative results for both genetic testing and of these cases, 56 resulted in induced labor, and 77 had natural childbirth or caesarean births. The pregnancy outcome of the remaining 89 cases was uncertain.

Conclusions:

Karyotyping and CMA are effective and accurate prenatal genetic techniques for identifying fetal chromosomal abnormalities associated with cardiac defects, and this can assist clinical doctors to perform appropriate genetic counselling with regard to the etiology and outcome of CHD.

Keywords: Heart Defects, Congenital; Chromosome Disorders; Spectral Karyotyping; Pregnancy; Fetus; Ultrasonography

Introdução

A cardiopatia congênita (DCC) é um dos defeitos congênitos mais comuns, afetando aproximadamente 1 em cada 100 nascidos vivos.1-3 Com a disponibilidade de técnicas cirúrgicas avançadas, é possível restaurar a função cardíaca normal ou quase normal após tratamento cirúrgico da maioria dos tipos de CC, de simples comunicações interventriculares (VSD) a anormalidades cardiovasculares mais complexas. No entanto, o prognóstico a longo prazo de um número pequeno, mas significativo, de fetos com CC costuma ser complicado por anormalidades extracardíacas graves, como atraso no desenvolvimento e deficiência mental. Há cada vez mais evidências de que fatores genéticos influenciam o desenvolvimento da maioria dos tipos de CC,4-6 mas a base genética precisa da maioria dos casos de CC ainda não é totalmente compreendida. As tecnologias atuais de ultrassom são capazes de detectar a maioria das CCs, mas é difícil para os médicos fazerem uma avaliação abrangente dos fetos com CC com base apenas na evidência da ultrassonografia pré-natal, também dificultando o gerenciamento do curso da gravidez já estabelecida.7 Por isso, o teste genético agora é altamente recomendado para fetos com CC.

A cariotipagem tem sido o principal método de diagnóstico para detectar anormalidades cromossômicas associadas a CCs.8 Nos casos de diagnóstico pré-natal de CC, estima-se que existam até 22 anomalias cromossômicas.9,10 Hoje, a análise cromossômica por microarray (CMA) tornou-se a primeira escolha em casos de anomalias estruturais fetais detectadas por ultrassonografia.11,12 O advento da tecnologia da CMA permitiu a busca por deleções ou duplicações cromossômicas submicroscópicas em todo o genoma, conhecidas como variações do número de cópias (CNVs). A CNV é uma forma de variação estrutural no genoma: especificamente, é um tipo de duplicação ou deleção que influencia nos pares de bases,13 desempenhando também um papel importante na geração de variações necessárias nos fenótipos de populações e de doenças.14 Estudos recentes demonstraram que foram detectadas CNVs patogênicas em uma proporção considerável dos pacientes com CC,15,16 e foram encontrados múltiplos locos recorrentes de CNV em pacientes com CCs sindrômicas ou isoladas, como 22q11.2 (região da síndrome de DiGeorge), 7q11.23, 8p23.1, 9q34.3, e 1q21.1.17-19

Até o momento, apenas alguns estudos relataram testes genéticos em grandes grupos de fetos com CC na China,20-24 e a relação genótipo-fenótipo ainda não foi totalmente estabelecida. O Laboratório de Genética e Metabolismo do Hospital de Saúde Materna e Infantil de Guangxi é um dos maiores centros de diagnóstico perinatal no sul da China. Este estudo teve como objetivo analisar as anormalidades cromossômicas e os desfechos da gravidez em 362 fetos com CC.

Métodos

Sujeitos

Exames de anatomia fetal por ultrassonografia foram realizados rotineiramente em gestantes no Centro de Diagnóstico Pré-natal da Região Autônoma de Guangxi Zhuang, na China. Os exames de anatomia foram realizados entre 20 e 28 semanas de gestação por ultrassonografistas experientes, utilizando máquinas de ultrassom GE E8 (General Electric Healthcare, EUA). Em caso de suspeita de CC, o ecocardiograma era realizado posteriormente para confirmação.

Foram feitos testes para a identificação de defeitos cardíacos fetais em um total de 8.430 gestações entre junho de 2012 e junho de 2016, e 362 fetos com CC foram identificados. O Comitê de Ética Médica do Hospital de Saúde Materno-Infantil de Guangxi aprovou o protocolo do estudo (Aprovação nº. 160220), e os pais de todos os fetos com CC selecionados deram seu consentimento por escrito.

Teste por SNP microarray

Todas as amostras de líquido amniótico ou sangue do cordão umbilical foram coletadas das mulheres grávidas, e o DNA genômico foi extraído utilizando o QIAamp DNA Blood Mini Kit (Qiagen, Alemanha) de acordo com o protocolo do fabricante. O teste por SNP microarray (Polimorfismo de Nucleotídeo Único) foi realizado utilizando o Illumina HumanCytoSNP-12 v2.1 BeadChip (Illumina, EUA). A política laboratorial no momento do teste era a de não relatar polimorfismos bem estabelecidos, CNVs que não continham genes e CNVs menores que 0,20 Mb. No entanto, trechos de homozigose maiores que 10 Mb eram relatados.

Cariotipagem

Todas as amostras de líquido amniótico ou sangue do cordão umbilical foram usadas para realizar o bandeamento G de acordo com o procedimento padrão, conforme descrito anteriormente.25

Resultados

Dados clínicos

Entre as 8.430 gestações, 362 casos de CC foram diagnosticados por meio de ecocardiografia fetal, com frequência de 4,2%. A idade média das gestantes foi de 31,1 ± 5,1 anos, e a idade gestacional média do diagnóstico foi de 24,4 ± 3,8 semanas.

Os 5 tipos mais comuns de CC foram, em ordem, comunicação interventricular (51,9%, 188/362), persistência da veia cava superior esquerda (13,0%, 47/362), defeitos do coxim endocárdico (0,9%, 33/362), artéria umbilical única (0,9%, 32/362) e arco aórtico do lado direito (0,8%, 29/362).

Etiologia

No total, 362 fetos foram diagnosticados com CC. Os testes genéticos encontraram 111 casos com aneuploidia, 10 casos com anormalidade na estrutura dos cromossomos e 19 casos com CNVs patogênicas ou provavelmente patogênicas (Tabela 1). Os 222 casos restantes não apresentaram achados genéticos anormais. As anormalidades do número de cromossomos consistiram de: síndrome da trissomia do cromossomo 18 (61 casos), síndrome da trissomia do cromossomo 21 (31 casos) e síndrome da trissomia do cromossomo 13 (19 casos). A CMA identificou 19 CNVs, incluindo síndrome de DiGeorge (8 casos), síndrome de Jacobsen (2 casos), síndrome de Angelman/Prader-Willi (1 caso), síndrome de microdeleção 16p11.2-p12.2 (1 caso), síndrome de triplicação 16q24 (1 caso), síndrome de Trombocitopenia e Ausência de Rádio (TAR) (1 caso), síndrome de microduplicação 3q29 (1 caso), síndrome de duplicação 22q11 (1 caso), síndrome de Cri-du-Chat (1 caso) e 2 CNVs patogênicas (Tabela 2).

Tabela 1 Testes genéticos realizados em 362 fetos com cardiopatia congênita 

Etiologia Classificação Números
Aneuploidia (111, 30,7%) Trissomia 18 61
Trissomia 21 31
Trissomia 13 19
Anormalidade da estrutura dos cromossomos (10, 2,8%) 46,X,i(X)(q10) 1
46,der(18)dup(18)(q11q22)del(18)(q22q23) 1
46,XY,r(13)(p13q34) 1
46,XY,der(21;21)(q10;q10),+21 1
46,XX,der(9)t(9;18)(p22;q21)mat 1
46,XY,del(10)(q11q22)dn 1
46,XY,6q-dn 1
46,XY,der(18)t(7;18)(q22;q23)mat 1
46,XX,del(5)(p13) 1
46,XY,der(5)t(5;12)(p13;p12)mat 1
CNVs (19, 5,2%) 15q13.2q13.3(30940398-32515681)x1 1
arr16p11.2(29614976-30199805)x1~2 1
arr16q21q24.3(63,863,382-90,130,136)x2~3 1
arr1q21.1q21.2(146,501,348-147,828,939)x1 1
arr3q21.1q29(123031042-198022430)x2~3 1
arr22q11.21(18877787-21458625)x1 1
arr22q11.21(18889490-21460220)x1 1
arr22q11.21(18895703-21928916)x1 1
arr 22q11.21(18844632-21462353)x1 1
arr 11q24.1q25(123615329-1349444006)x1 1
arr10q26.13q26.3 (126254468-135430043)x3,
arr11q24.1q25(122805910-134944006)x1
1
arr 10p15.1p12.31(6085312-21544231)x1 1
arr 5q11.2q12.1(56368573-61428613)x1 1
arr21q11.2 q21.1(14687571-18341062)x1 1
arr22q11.21(21050552-21811991)x1 1
arr22q11.21(20740778-21445064)x1 1
arr22q11.21(18895703-21452237)x1 1
arr11q23.3q25(116728277-134944006)x3, arr22q11.1q11.21(16079545-20306993)x3 1
arr5p15.33p15.1(354051-17484038)x1, 5q34q35.3(165731079-180705539)x3 1

CNVs: variações no número de cópias.

Tabela 2 Variações no número de cópias (CNVs) em 362 fetos com cardiopatia congênita (CC) 

Paciente Defeito cardíaco Defeito extracardíaco CNVs Tamanho (Mb) Síndrome conhecida/prováveis
genes relacionados à CC
Classificação
1 persistência da veia cava
superior esquerda
Retardo de
crescimento intrauterino
15q13.2q13.3(30940398-32515681)x1 10,0 Síndrome de Angelman/Prader-Willi patogênica
2 persistência da veia cava superior
esquerda, artéria umbilical única
arr16p11.2(29614976-30199805)x1~2 0,5 Síndrome de microdeleção
16p11.2-p12.2
patogênica
3 estenose pulmonar arr16q21q24.3(63,863,382-90,130,136)x2~3 26,3 Síndrome de triplicação 16q24 patogênica
4 defeito do coxim endocárdico do
tipo completo
arr1q21.1q21.2(146,501,348-147,828,939)x1 1,3 Síndrome de Trombocitopenia e
Ausência de Rádio (TAR)
patogênica
5 comunicação interventricular Membros curtos arr3q21.1q29(123031042-198022430)x2~3 75,0 Síndrome de microduplicação 3q29 patogênica
6 tetralogia de Fallot arr22q11.21(18877787-21458625)x1 2,6 Síndrome de DiGeorge patogênica
7 tetralogia de Fallot arr22q11.21(18889490-21460220)x1 2,6 Síndrome de DiGeorge patogênica
8 arco aórtico direito, persistência da veia
cava superior esquerda
arr22q11.21(18895703-21928916)x1 3,0 Síndrome de DiGeorge patogênica
9 tetralogia de Fallot, válvula
pulmonar ausente
arr 22q11.21(18844632-21462353)x1 2,6 Síndrome de DiGeorge patogênica
10 artéria umbilical única arr 11q24.1q25(123615329-1349444006)x1 11,3 Síndrome de Jacobsen patogênica
11 defeito do coxim endocárdico,
átrio único
arr10q26.13q26.3 (126254468-135430043)x3,
arr11q24.1q25(122805910-134944006)x1
9,2; 12,1 Síndrome de Jacobsen patogênica
12 comunicação interatrial arr 10p15.1p12.31(6085312-21544231)x1 15 CACNB2 provavelmente patogênica
13 comunicação interventricular arr 5q11.2q12.1(56368573-61428613)x1 5,1 provavelmente patogênica
14 comunicação interventricular,
comunicação interatrial
arr21q11.2q21.1(14687571-18341062)x1 3,7 Síndrome de DiGeorge patogênica
15 comunicação interventricular Higroma cístico fetal arr22q11.21(21050552-21811991)x1 0,7 Síndrome de DiGeorge patogênica
16 comunicação interventricular arr22q11.21(20740778-21445064)x1 0,7 Síndrome de DiGeorge patogênica
17 tetralogia de Fallot, hipoplasia tímica Retardo de
crescimento intrauterino
arr22q11.21(18895703-21452237)x1 2,6 Síndrome de DiGeorge patogênica
18 estenose pulmonar, coartação aórtica,
comunicação interventricular
arr11q23.3q25(116728277-134944006)x3; arr22q11.
1q11.21(16079545-20306993)x3
18 Síndrome de duplicação 22q11 patogênica
19 comunicação interventricular,
hipoplasia do coração esquerdo
Retardo de
crescimento intrauterino
arr5p15.33p15.1(354051-17484038)
x1,5q34q35.3(165731079-180705539)x3
17,1; 15,0 Síndrome de Cri-du-Chat patogênica

Ocorrência de malformações cardíacas fetais

Das 362 CC, foram observadas malformações cardíacas únicas em 181 fetos, e 181 apresentaram múltiplas anormalidades cardíacas; 220 apresentaram uma CC isolada, e 142 apresentavam CC com anomalia extracardíaca. A Tabela 3 lista a etiologia dos vários tipos de malformações cardíacas fetais observadas.

Tabela 3 Detecção genética em diferentes categorias de fetos com cardiopatia congêntita (CC) 

Classificação da CC Aneuploidia Anormalidade da estrutura dos cromossomos CNVs Outros
Malformação cardíaca única (n = 181) 40 4 9 128
Múltiplas anormalidades cardíacas (n = 181) 71 6 10 94
CC isolada (n = 220) 26 8 14 172
CC com anomalia extracardíaca (n = 142) 85 2 5 50

CNVs: variações no número de cópias.

Desfechos da Gravidez

Entre os 140 casos com resultados positivos nos testes genéticos, apenas uma mulher optou por continuar a gravidez, e o restante optou por induzir o parto. O feto foi diagnosticado com síndrome da trissomia do cromossomo 18, apresentando dificuldades na alimentação, e morreu 4 dias após o nascimento. Entre os 222 casos negativos restantes, 56 foram submetidos à indução do parto, e a maioria desses casos foi considerada incurável ou apresentava malformações cardíacas com prognósticos desfavoráveis (incluindo ventrículo único, displasia ventricular esquerda ou direita e tetralogia de Fallot) ou complicadas por anomalias extracardíacas (Figura 1).

Figura 1 Evolução dos pacientes no presente estudo. OPN: óbitos perinatais. CMA: análise cromossômica por microarray; CNVs: ariações no número de cópias; CC: cardiopatia congêntita 

As mães de 77 fetos com malformações cardíacas leves ou curáveis optaram por manter a gravidez. Destes casos, 66 foram encontrados sem anormalidade após o nascimento, 8 casos necessitaram de cirurgia, um apresentou atraso no desenvolvimento, um foi encontrado com pé torto, um foi identificado com hipomiotonia e os desfechos da gravidez dos 89 casos restantes foram incertos (Figura 1).

Discussão

Neste estudo, 362 casos de cardiopatia congênita fetal foram identificados em um total de 8.430 gestações em um único hospital materno-infantil da região sul da China, de junho de 2012 a junho de 2016, com uma incidência de 4,2%. Esta incidência foi semelhante à relatada em Xi'an, no noroeste da China,26 e superior à taxa de 2,3% relatada em Guangzhou, no sul da China.23 Entre os 362 fetos com CC, a comunicação interventricular (51,9%, 188/362) e a persistente da veia cava superior esquerda (13,0%, 47/362) foram as anormalidades cardíacas mais prevalentes detectadas por ultrassonografia.

Muitos fatores, como fatores genéticos (incluindo anomalias cromossômicas e mutações genéticas) e fatores de risco associados às mães (incluindo o vírus da rubéola, outras infecções, radiação, uso de drogas e poluição ambiental) estão associados à CC.5-7,27-29 No entanto, as causas da maioria dos tipos de CC ainda são pouco compreendidas. Em nosso estudo, 140 dos 362 fetos com CC apresentaram anormalidades cromossômicas clinicamente significativas por cariotipagem e CMA, com uma taxa de detecção de até 38,7%. As taxas positivas dos testes genéticos neste estudo são muito maiores do que as dos relatórios anteriores em Chongqing, China24 e Holanda.30 Essa taxa é semelhante à dos brasileiros.31

Entre as 140 anormalidades cromossômicas, 111 (79,3%) eram aneuploidias, das quais a trissomia do cromossomo 18 era a mais comum; 10 casos (7,1%) foram de anormalidade da estrutura cromossômica; e 19 casos (13,6%) foram CNV patogênicas ou provavelmente patogênicas. Sugere-se que a aneuploidia é a principal causa genética de fetos com CC em nossa população. Dado que o bandeamento G só pode detectar com segurança anormalidades estruturais > 10 Mb de tamanho, 11 CNVs patogênicas podem não ser identificadas por cariotipagem, mas detectadas pela CMA. Com base nesse fator, é possível estimar que o rendimento incremental de CNVs reportáveis com menos de 10 Mb alcançado pela CMA foi de 3,0%.

Malformações cardíacas múltiplas complexas têm prognóstico desfavorável e afetam fortemente a qualidade de vida dos bebês sobreviventes, mas casos como tetralogia de Fallot leve têm um resultado razoável após cirurgia, e um bom prognóstico. No presente estudo, os resultados ultrassônicos de alguns fetos com CC causada por aneuploidia mostraram apenas malformações cardíacas leves, embora CCs complexas combinadas com defeitos extracardíacos tenham sido mais comuns nesses casos. Além disso, alguns sintomas, como a deficiência mental, não podem ser verificados pela ultrassonografia pré-natal. Nestes casos, os resultados do teste genético são de grande importância, porque esta situação é facilmente ignorada pelos pacientes e médicos. No entanto, vários casos negativos apresentaram CC complexa e defeitos extracardíacos após o cariótipo e o teste de CMA, e esses casos fornecem uma pista importante para o estudo de outros fatores que levam à CC.

Várias limitações no estudo devem ser consideradas ao revisar seus achados. Primeiramente, não foi realizada uma análise abrangente de todos os genes associados a CCs conhecidas. Em segundo lugar, não foi identificada a hereditariedade de CNVs em alguns casos com patogenicidade provável.

Conclusão

Foram realizadas a cariotipagem e a análise de CMA em 362 fetos com CCs, e verificou-se que 38,7% dos fetos com CCs tiveram resultado positivo nos testes genéticos. A aneuploidia é a principal causa de fetos com CC na nossa população. A combinação da detecção ultrassônica e dos testes genéticos pode diagnosticar efetivamente fetos com malformações cardíacas e defeitos extracardíacos, fornecendo informações valiosas ao médico e aos pacientes.

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