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颈项透明层(nuchal translucency，NT)是指存在于胎儿颈部后面的短暂皮下积液，可以作为妊娠11~14周的重要超声参数[1]。NT厚度增加与不良妊娠结局相关，包括更高的染色体异常风险[2-3]。当检测到胎儿NT厚度异常时，可使用侵入性产前诊断技术排查染色体异常。目前，检测染色体异常最常用的方法是核型分析，该法是细胞遗传学检测的“金标准”，但其检测时间长、分辨率低，无法检测低于5 Mb的拷贝数变异(copy number variants，CNV)[4]。染色体微阵列分析(chromosome microarray analysis，CMA)是一种检测人类基因组中CNV的技术，它可以检测到传统核型分析无法检测到的微缺失或微重复，完美克服了传统核型分析的弊端[5]。因此，本研究目的是评估结合核型和CMA对NT增厚胎儿的产前诊断策略的性能。此外，在大多数研究中，NT增加被定义为≥3.5 mm[6-7]，但我们发现NT在2.5~3.5 mm的情况下也可以检测到一些致病性CNV，所以本研究选择NT ≥2.5 mm的胎儿作为研究对象。
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2019年7月至2021年12月，选择在青海红十字医院接受早孕超声筛查提示胎儿NT≥2.5 mm的孕妇作为研究对象。胎儿医学基金会将NT增加定义为NT ≥ 3.5 mm，因为该测量值对应于普通人群中的第99个百分位/(
https://fetalmedicine.org )，但NT值在2.5~2.9 mm范围内可能增加胎儿畸形的风险，因此将NT≥2.5 mm的胎儿包括在本研究中。最终将139例产前诊断(染色体核型分析和CNV分析)的胎儿(均为单胎)纳入分析。孕妇平均年龄为30岁，35岁及以下104例，35岁以上35例。 -
使用2.5~7 MHz换能器(GE Voluson E10型)进行超声检查。根据英国胎儿医学基金会制定的方法[8]：(1)胎儿头臀长45~84 mm；(2)孕妇取仰卧位，取胎儿自然屈曲正中矢状切面超声图像；(3)将图像放大至胎头和上胸部的75%；(4)区分胎儿皮肤和羊膜；(5)测量胎儿颈部软组织与皮肤之间半透明组织的最大厚度；(6)刻度线应与NT厚度边界重叠；(7)测量3次并记录其最大值。
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在超声引导下通过羊膜穿刺术收集20 mL羊水。将10 mL羊水离心并接种在培养基中。每个病例平行接种两瓶。在CO2培养箱中培养10~11 d后收获细胞。G显带后在显微镜下观察和计数20张裂变图像，分析3~5个核型。当发现异常时，计数增加1倍。剩下羊水离心2次，以尽量减少母体污染。根据说明书，使用Qiagen DNA提取试剂盒(德国Qiagen公司)从羊水细胞中提取DNA，并采用CytoScan 750K阵列(美国Affymetrix公司)筛选所有样品。CMA的敏感性和特异性得到普遍认可，可以可靠地检测到整个基因组中≥200 kb的CNV。2位临床遗传学家分别使用染色体分析套件(ChAS)软件(美国Affymetrix公司)分析结果，使用内部数据库和公开可用的CNV数据库确定结果，包括使用Ensembl Resources的人类染色体不平衡和表型数据库(DECIPHER；
http://decipher.sanger.ac.uk )、GeneReviews®、基因组数据库变体(DGV;http://projects.tcag.ca/variation )、在线人类孟德尔遗传(OMIM;http://www.omim.org )和ClinGen (https://www.clinicalgenome.org/ )。本研究中，除了CMA之外，没有进行常规的细胞遗传学分析。核型分析认为大小>10 Mb的CNV是可见的，而≤10 Mb的CNV被归类为隐匿的。根据美国医学遗传学会(ACMG)标准和产后体质CNV解释和报告指南将CNV分为良性、致病性或意义不确定的变异体。如果在胎儿样本中检测到不确定的变异体，则从父母双方采集外周血，并进一步分析结果以区分可能是良性、可能致病或真正不确定的变异体的CNV。 -
采用χ2检验。
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在139个样本中，45个CNV异常(32.37%)。以NT值1 mm为间隔，将139例孕11~14周NT ≥ 2.5 mm的胎儿分为4组：2.5~3.4 mm、3.5~4.4 mm、4.5~5.4 mm和≥5.5 mm组。结果显示，随着NT厚度的增加，活产率呈下降趋势(χ2=53.18，P < 0.01)，CNV异常检出率呈上升趋势(χ2=38.24，P < 0.01)(见表 1)。
NT/mm n 妊娠结局 异常CNV 终止妊娠 宫内死亡 流产 活产 2.5~3.4 57 9 4 2 42 (73.7) 9 (15.8) 3.5~4.4 39 10 3 1 25 (64.1) 11 (28.2) 4.5~5.4 19 8 1 0 10 (52.6) 9 (47.4) ≥5.5 24 14 3 1 6 (25.0) 16 (66.7) 合计 139 41 11 4 83 (59.7) 45 (32.4) 表 1 139例胎儿在妊娠11~14周时NT厚度增加的CNV与妊娠结局情况[n; 百分率(%)]
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在139个样本中，35例(25.2%)染色体异常(21三体14例；45, XO 6例；18三体6例；13三体3例；47, XXX 2例；其他异常4例)(见表 2)。
NT/mm n 21三体 18三体 13三体 45, XO 47, XXX 其他 2.5~3.4 57 1 1 0 0 0 2 3.5~4.4 39 7 2 2 0 1 0 4.5~5.4 19 5 2 1 1 0 1 ≥5.5 24 1 1 0 5 1 1 合计 139 14 6 3 6 2 4 注：其他包括16三体1例；47, XXY 1例；92, XXXX 1例；46, Xn, inv(9) (p13q13) 1例 表 2 核型检测到的染色体异常分布
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12例CNV异常且核型正常，其中2例为致病性CNV(见表 3)。检测到的致病性CNV为22q11微重复综合征和15q11.2微缺失综合征。其他10个较小的CNV没有任何具有临床意义的疾病关联。
病例 NT/mm 产妇年龄/岁 妊娠周数 结局 CNV结果 涉及基因 表型 1 5.6 20 12 活产 Chr1:247300000-248280000;0.98 Mb dup NLRP3 未知 2 3 35 13 活产 ChrX: 5680000-6760000;1.08 Mb del NLGN4X 未知 3 3.3 34 14 活产 ChrX: 149140000-149440000;0.3 Mb dup 无 未知 4 9.8 30 14 终止妊娠 Chr5:122900000-123280000;0.38 Mb dup CSNK1G3 未知 5 3.5 29 12 活产 Chr10:67780000-68360000;0.58 Mb dup 无 未知 6 4.6 30 12 终止妊娠 Chr17:140000-840000;0.7 Mb dup RNMTL1, GEMIN4, RPH3AL, FAM101B, FAM57A, NXN 未知 8 3.6 27 12 宫内死亡 Chr22:18960000-21460000; 2.5 Mb dup SLC25A1, RTN4R, SCARF2, SERPIND1, TBX1, GP1BB 22q11微重复综合征 9 3.4 23 13 终止妊娠 Chr15:22760000-23100000; 0.34 Mb del TUBGCP2, NIPA1, NIPA2, CYFIP1 15q11.2微缺失综合征 10 3.2 37 13 活产 Chr15:22760000-23080000;0.32 Mb dup NIPA1 未知 11 2.6 24 12 活产 Chr6:104180000-104880000;0.70 Mb dup 无 未知 12 3.3 32 13 活产 ChrX: 6480000-8120000;1.64 Mb dup STS 未知 表 3 12例CNV异常且核型正常的胎儿资料
CMA正确检测了核型分析确定的35种染色体异常中的33种，包括21三体(14例)，18三体(6例)，13三体(3例)，47、XXX(2例)，45, X(6例)和47, XXY (1例)(见表 4)。CMA和核型结果不一致的两个样本分别为92, XXXX和46, Xn, inv (9) (p13q13)。
病例 n CNV结果 核型 Ⅰ 2 47, XXX 47, XXX Ⅱ 6 45, X0 45, X0 Ⅲ 14 47, Xn, +21 47, Xn, +21 Ⅳ 6 47, Xn, +18 47, Xn, +18 Ⅴ 1 47, Xn, +16 47, Xn, +16 Ⅵ 1 47, XXY 47, XXY Ⅶ 3 47, Xn, +13 47, Xn, +13 Ⅷ 1 正常 92, XXXX Ⅸ 1 正常 46, Xn, inv(9) (p13q13) 表 4 在35个核型异常的胎儿中检测到CNV
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高龄孕妇CNV异常率与非高龄孕妇CNV异常率比较差异无统计学意义(P>0.05)。单独NT异常CNV异常率低于NT合并其他超声指标异常(P < 0.05)，活产者CNV异常率低于引产者(P < 0.01)(见表 5)。
因素 CNV结果 χ2 P 正常 异常 高龄产妇(≥35岁)非高龄产妇(< 35岁) 2171 1433 1.40 > 0.05 单独NT异常合并其他超声指标异常 4349 1433 5.10 < 0.05 引产
活产12
8242
3110.25 < 0.01 表 5 不同因素下CNV结果分析
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近年来，NT检查在染色体非整倍体筛查中的作用得到了肯定[9-10]。已证实NT ≥3.5 mm与染色体/结构异常率和围生期不良结局的增加密切相关[11]。在现有文献中，NT增加的阈值普遍定义为≥第99个百分位数(≥3.5 mm)[12-13]。染色体非整倍体和致病性CNV的发生率随着NT厚度的增加而增加。还有研究[14]比较了NT≥第95个百分位数(≥3.0 mm)的病例与NT < 3.0 mm病例的染色体结果，结果发现25例(69%)NT≥3.0 mm的病例核型异常，而在NT < 3.0 mm的7例中，只有1例核型异常(47, +18)。另一项研究[15]得出结论，染色体异常的发生率随着NT厚度的增加而增加，从NT介于第95个百分位的头臀长度和3.4 mm之间的7%增加到NT为8.5 mm或更大时的75%。本研究分析139例NT增厚胎儿，并检测到45个胎儿异常CNV。根据NT的厚度将受试者分为4组，发现随着厚度的增加，异常CNV的比例也增加，诱导率也增加。因此，随着NT厚度的增加，染色体异常的检出率相应提高。值得注意的是，本研究中，NT在2.5~3.4 mm的病人中诊断出4个致病性CNV。因此，我国胎儿的NT厚度范围需要重新评估。
除了33例>5 Mb的染色体异常(包括非整倍体)外，CMA还发现了另外12例微缺失和微重复，包括1例22q11.2微重复综合征和1例15q11微缺失综合征。22q11.2染色体微重复综合征是指常见的3 Mb或1.5 Mb近端串联重复[16]。大约70%的病人从未受影响或症状轻微的父母那里遗传了这种疾病。该综合征通常是轻度且高度异质的。病人的范围从无症状到精神/学习障碍、精神运动迟缓、生长迟缓和/或肌张力减退。15q11.2缺失综合征是由15q11.2 BP1至BP2区域的300~500 kb缺失引起的，该区域包含四个非印迹基因，TUBGCP2、NIPA1、NIPA2和CYFIP1[17]。15q11.2缺失综合征具有多种表型且不完全显性，该区域的缺失增加了胎儿对神经精神或神经发育问题的易感性，包括精神运动发育迟缓、言语发育迟缓、强迫症和癫痫。在其他学者的研究[18-19]中，也有单次或多次超声异常以及检出传统核型无法检测到的致病性CNV的报道。本研究发现了7例临床未知的CNV和3例可能为良性的CNV。随后对7个胎儿的父母进行CMA分析，结果表明5个胎儿遗传自其父母，性能正常，判定为良性CNV，另外2个未知，尚不清楚临床意义。这就是染色体CNV分析的难点和局限。因此，对于临床上未知CNV的新生儿，需要长期随访以确定其是否致病。
本研究中有2个CNV正常但核型异常的病例，92, XXXX和46, Xn, inv(9) (p13q13)。由于技术分析的原理，CMA技术无法检测染色体整倍体异常、染色体平衡易位和倒位、单一二倍体。因此，我们建议对染色体疾病病人和高危人群同时进行CMA联合核型分析，这样可以为病人提供更详细、更准确的临床诊断。此外，NT增厚合并其他超声异常指标的CNV异常率高于单独NT增厚者。为NT异常的产前诊断和咨询提供指导。
综上所述，NT是一种有效的产前诊断和筛查手段。对于NT增厚胎儿的产前诊断，我们建议在核型正常时进行CMA以检测全基因组水平的染色体微缺失和微重复，可以为临床提供更多的额外相关信息。此外，以详细的方式和专业的产前咨询环境向父母告知CMA仍然非常重要。这种交流将帮助病人了解测试的含义，并使他们能够决定适当的生殖选择，为病人及其家人带来益处。
染色体微阵列对颈项透明层增厚胎儿的产前诊断价值
Prenatal diagnosis value of chromosomal microarray in fetuses with thickened nuchal translucency
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摘要:
目的探讨采用染色体微阵列(CMA)技术分析胎儿颈项透明层(NT)增厚的产前诊断价值。 方法选取胎儿NT增厚(NT≥2.5 mm)的孕11~14周孕妇139例。以NT值为1 mm为间隔，将胎儿分为4组，包括2.5~3.4 mm、3.5~4.4 mm、4.5~5.4 mm和≥5.5 mm组。对胎儿标本进行核型分析和拷贝数变异(CNV)测序。 结果随着NT厚度的增加，活产率呈下降趋势(P < 0.01)，相应异常CNV检出率呈上升趋势(P < 0.01)；139例中染色体核型异常35例(25.2%)，CNV异常45例(32.3%)；12例CNV异常且染色体核型正常的病例中，致病性CNV 2例，临床意义不明CNV 7例，可能为良性CNV 3例；高龄孕妇CNV异常率与非高龄孕妇CNV比较差异无统计学意义(P>0.05)，单独NT异常CNV异常率低于NT合并其他超声指标异常(P < 0.05)，活产者CNV异常率低于引产者(P < 0.01)。 结论NT增厚胎儿应同时进行CMA联合核型分析，为遗传咨询提供依据，对产前诊断具有重要意义。 Abstract:ObjectiveTo explore the prenatal diagnostic value of chromdsome microarray (CMA) in analyzing the thickening of nuchal translucency (NT) of fetus. MethodsA total of 139 women with gestational 11-14 weeks whose fetuses were detected with increased NT (NT≥2.5 mm) were selected.They were divided into four groups with NT value of 1 mm as an interval, including 2.5-3.4 mm, 3.5-4.4 mm, 4.5-5.4 mm, and ≥5.5 mm groups.Fetal specimens were performed for karyotype analysis and copy number variants (CNV) sequencing. ResultsWith the increase in NT thickness, the live birth rate tended to decrease (P < 0.01) and the corresponding abnormal CNV detection rate tended to increase (P < 0.01).Among the 139 cases, 35 cases (25.2%) had abnormal karyotype, 45 cases (32.3%) had abnormal CNV.Among the 12 cases with abnormal CNV and normal karyotype, 2 cases were pathogenic CNV, 7 cases were CNV of unknown clinical significance, and 3 cases were possibly benign CNV.There was no statistically significant difference in CNV abnormalities between elderly and non-elderly pregnant women (P>0.05).The rate of abnormal CNV in NT alone was lower than that of NT combined with other ultrasound (P < 0.05), and the rate of abnormal CNV was lower than that of induced labor in those with live births (P < 0.01). ConclusionsNT thickened fetuses should be combined with CMA karyotype analysis to provide the basis for genetic counseling, which is of great significance for prenatal diagnosis. -
Key words:
- chromosomal microarray /
- nuchal translucency /
- karyotype analysis /
- copy number variants
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表 1 139例胎儿在妊娠11~14周时NT厚度增加的CNV与妊娠结局情况[n; 百分率(%)]
NT/mm n 妊娠结局 异常CNV 终止妊娠 宫内死亡 流产 活产 2.5~3.4 57 9 4 2 42 (73.7) 9 (15.8) 3.5~4.4 39 10 3 1 25 (64.1) 11 (28.2) 4.5~5.4 19 8 1 0 10 (52.6) 9 (47.4) ≥5.5 24 14 3 1 6 (25.0) 16 (66.7) 合计 139 41 11 4 83 (59.7) 45 (32.4) 
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表 2 核型检测到的染色体异常分布
NT/mm n 21三体 18三体 13三体 45, XO 47, XXX 其他 2.5~3.4 57 1 1 0 0 0 2 3.5~4.4 39 7 2 2 0 1 0 4.5~5.4 19 5 2 1 1 0 1 ≥5.5 24 1 1 0 5 1 1 合计 139 14 6 3 6 2 4 注：其他包括16三体1例；47, XXY 1例；92, XXXX 1例；46, Xn, inv(9) (p13q13) 1例
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表 3 12例CNV异常且核型正常的胎儿资料
病例 NT/mm 产妇年龄/岁 妊娠周数 结局 CNV结果 涉及基因 表型 1 5.6 20 12 活产 Chr1:247300000-248280000;0.98 Mb dup NLRP3 未知 2 3 35 13 活产 ChrX: 5680000-6760000;1.08 Mb del NLGN4X 未知 3 3.3 34 14 活产 ChrX: 149140000-149440000;0.3 Mb dup 无 未知 4 9.8 30 14 终止妊娠 Chr5:122900000-123280000;0.38 Mb dup CSNK1G3 未知 5 3.5 29 12 活产 Chr10:67780000-68360000;0.58 Mb dup 无 未知 6 4.6 30 12 终止妊娠 Chr17:140000-840000;0.7 Mb dup RNMTL1, GEMIN4, RPH3AL, FAM101B, FAM57A, NXN 未知 8 3.6 27 12 宫内死亡 Chr22:18960000-21460000; 2.5 Mb dup SLC25A1, RTN4R, SCARF2, SERPIND1, TBX1, GP1BB 22q11微重复综合征 9 3.4 23 13 终止妊娠 Chr15:22760000-23100000; 0.34 Mb del TUBGCP2, NIPA1, NIPA2, CYFIP1 15q11.2微缺失综合征 10 3.2 37 13 活产 Chr15:22760000-23080000;0.32 Mb dup NIPA1 未知 11 2.6 24 12 活产 Chr6:104180000-104880000;0.70 Mb dup 无 未知 12 3.3 32 13 活产 ChrX: 6480000-8120000;1.64 Mb dup STS 未知
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表 4 在35个核型异常的胎儿中检测到CNV
病例 n CNV结果 核型 Ⅰ 2 47, XXX 47, XXX Ⅱ 6 45, X0 45, X0 Ⅲ 14 47, Xn, +21 47, Xn, +21 Ⅳ 6 47, Xn, +18 47, Xn, +18 Ⅴ 1 47, Xn, +16 47, Xn, +16 Ⅵ 1 47, XXY 47, XXY Ⅶ 3 47, Xn, +13 47, Xn, +13 Ⅷ 1 正常 92, XXXX Ⅸ 1 正常 46, Xn, inv(9) (p13q13)
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表 5 不同因素下CNV结果分析
因素 CNV结果 χ2 P 正常 异常 高龄产妇(≥35岁)非高龄产妇(< 35岁) 2171 1433 1.40 > 0.05 单独NT异常合并其他超声指标异常 4349 1433 5.10 < 0.05 引产
活产12
8242
3110.25 < 0.01
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[1] 杜坤, 符芳, 杨昕, 等. 早孕期颈项透明层增厚伴或不伴颈部淋巴水囊瘤胎儿的产前诊断结果及妊娠结局分析[J]. 中华围产医学杂志, 2022, 25(2): 104. [2] JIN H, WANG J, ZHANG G, et al. A Chinese multicenter retrospective study of isolated increased nuchal translucency associated chromosome anomaly and prenatal diagnostic suggestions[J]. Sci Rep, 2021, 11(1): 5596. doi: 10.1038/s41598-021-85108-6 [3] SU L, WU X, LIN N, et al. Different cutoff values for increased nuchal translucency in first-trimester screening to predict fetal chromosomal abnormalities[J]. Int J Gen Med, 2021, 14: 8437. doi: 10.2147/IJGM.S330960 [4] 王路明, 周赤燕, 胡月, 等. 12085例无创产前基因检测在胎儿染色体异常筛查中的临床应用[J]. 中华医学遗传学杂志, 2020, 37(10): 1069. doi: 10.3760/cma.j.cn511374-20190930-00503 [5] 杨丹, 杨昕, 雷婷缨, 等. 染色体微阵列分析在815例早孕期颈项透明层增厚胎儿中的应用[J]. 中华医学遗传学杂志, 2020, 37(8): 833. doi: 10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2020.08.007 [6] 杨培峰, 单婉婉, 张琳琳, 等. 染色体微阵列检测技术在NT增厚胎儿中的应用[J]. 临床检验杂志, 2020, 38(5): 330. doi: 10.13602/j.cnki.jcls.2020.05.03 [7] 郑允樵, 董雪琴, 杨雪梅, 等. 胎儿NT增厚与异常妊娠的关系研究[J]. 中国优生与遗传杂志, 2020, 13(9): 1105. [8] TEKESIN I. The value of detailed first-trimester ultrasound anomaly scan for the detection of chromosomal abnormalities[J]. Ultraschall Med, 2019, 40(6): 743. doi: 10.1055/a-0640-3148 [9] 汪凌云, 戴志俊, 王静雅, 等. 无创胚胎染色体筛查在染色体非整倍体检测中的应用效果[J]. 安徽医学, 2019, 40(12): 1323. doi: 10.3969/j.issn.1000-0399.2019.12.006 [10] 陈秀菊, 蔡满满, 张丽荣. 孕早期静脉导管A波倒置联合NT筛查胎儿染色体非整倍体价值[J]. 中国计划生育学杂志, 2020, 28(11): 1894. [11] 胡蓉, 黄伟伟, 黄演林, 等. 519例颈部透明层增厚单胎胎儿的染色体拷贝数变异分析[J]. 中华妇产科杂志, 2020, 55(8): 548. doi: 10.3760/cma.j.cn112141-20200305-00178 [12] 燕凤, 徐慧, 李春艳, 等. NT增厚胎儿的染色体异常率及妊娠结局分析[J]. 中国妇幼健康研究, 2019, 30(12): 1557. [13] 马玉红, 韩瑾, 陆萍, 等. NT增厚胎儿的妊娠结局分析[J]. 中国现代药物应用, 2020, 14(18): 80. [14] TONNI G, BONASONI MP, GRISOLIA G, et al. Heterotaxy syndrome with increased nuchal translucency and normal karyotype associated with complex systemic venous return. ultrasound diagnosis with autopsy correlation[J]. Fetal Pediatr Pathol, 2021, 9: 1. [15] LONG NH, CUONG TD, ANH NT. Relation between increased fetal nuchal translucency thickness and chromosomal defects in northern vietnam[J]. Cureus, 2021, 13(10): e18446. [16] 栾泽东, 张晓平, 邹艳丽, 等. 22q11.2微缺失综合征胎儿产前超声诊断学特征并文献复习[J]. 中华诊断学电子杂志, 2020, 8(1): 32. [17] 郝晓艳, 张烨, 孙海瑞, 等. 低深度全基因组测序技术分析107例胎儿圆锥动脉干畸形病例的染色体异常[J]. 中华围产医学杂志, 2018, 21(3): 157. [18] HUANG J, DENG X, WANG Y, et al. Analysis of copy number variations by low-depth whole-genome sequencing in fetuses with congenital cardiovascular malformations[J]. Cytogenet Genome Res, 2020, 160(11/12): 643. [19] WANG J, CHEN L, ZHOU C, et al. Identification of copy number variations among fetuses with ultrasound soft markers using next-generation sequencing[J]. Sci Rep, 2018, 8(1): 8134. -
