sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20240505sibmed-1701Research ArticleОБЗОРЫREVIEWSДостижения последних лет в пренатальной генетической диагностике малых сверхчисленных маркерных хромосомRecent achievements in prenatal genetic diagnosis of small supernumerary marker chromosomeshttps://orcid.org/0000-0003-1061-3006ОмаровМ. А.OmarovM. A.

Омаров Магомед Абдурахманович

197022, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6-8

Magomed A. Omarov

197022, Saint Petersburg, L’va Tolstogo st., 6-8

mmaaggaa_omarov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7490-3710МулюковА. Р.MulyukovA. R.

Мулюков Айрат Рамильевич

450077, г. Уфа, ул. Ленина, 3

Airat R. Mulyukov

450077, Ufa, Lenina st., 3

mulykov.165@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0002-2087-3223БурмистровИ. А.BurmistrovI. A.

Бурмистров Иван Александрович

450077, г. Уфа, ул. Ленина, 3

Ivan A. Burmistrov

450077, Ufa, Lenina st., 3

Ivan.burmistr@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0000-1488-5872АхмадишинЭ. И.AkhmadishinE. I.

Ахмадишин Эдуард Ильдусович

450077, г. Уфа, ул. Ленина, 3

Eduard I. Akhmadishin

450077, Ufa, Lenina st., 3

zubotedik@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0009-0380-3136ЛаптеваМ. С.LaptevaM. S.

Лаптева Мария Сергеевна

194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6

Mariia S. Lapteva

194044, Saint Petersburg, Akademika Lebedeva st., 6

laptevamaria05@icloud.comhttps://orcid.org/0009-0004-2619-3952НизамутдиновА. Н.NizamutdinovaA. N.

Низамутдинова Аделина Нуровна

450077, г. Уфа, ул. Ленина, 3

Adelina N. Nizamutdinova

450077, Ufa, Lenina st., 3

nizamutdinovaadelina278@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0008-1695-6273НуриеваК. З.NurievaK. Z.

Нуриева Кадрия Зуфаровна

450077, г. Уфа, ул. Ленина, 3

Kadria Z. Nurieva

450077, Ufa, Lenina st., 3

nkadria@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0002-2064-7816ЯгудинаР. А.IagudinaR. A.

Ягудина Регина Айдаровна

450077, г. Уфа, ул. Ленина, 3

Regina A. Iagudina

450077, Ufa, Lenina st., 3

yagudina.regina@list.ruhttps://orcid.org/0009-0009-2257-3938КурбанадамовМ. Р.KurbanadamovM. R.

Курбанадамов Магомедали Рустамович

450077, г. Уфа, ул. Ленина, 3

Magomedali R. Kurbanadamov

450077, Ufa, Lenina st., 3

mrkurbanadamov@mail.ruПервый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Минздрава РоссииРоссияPavlov First Saint Petersburg State Medical University of Minzdrav of RussiaRussian FederationБашкирский государственный медицинский университет Минздрава РоссииРоссияBashkir State Medical University of Minzdrav of RussiaRussian FederationВоенно-медицинская академия имени С.М. Кирова Минздрава РоссииРоссияS.M. Kirov Military Medical Academy of Minzdrav of RussiaRussian Federation2024301020244454652Copyright © Омаров М.А., Мулюков А.Р., Бурмистров И.А., Ахмадишин Э.И., Лаптева М.С., Низамутдинов А.Н., Нуриева К.З., Ягудина Р.А., Курбанадамов М.Р., 20242024Омаров М.А., Мулюков А.Р., Бурмистров И.А., Ахмадишин Э.И., Лаптева М.С., Низамутдинов А.Н., Нуриева К.З., Ягудина Р.А., Курбанадамов М.Р.Omarov M.A., Mulyukov A.R., Burmistrov I.A., Akhmadishin E.I., Lapteva M.S., Nizamutdinova A.N., Nurieva K.Z., Iagudina R.A., Kurbanadamov M.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/1701

Малые сверхчисленные маркерные хромосомы (sSMC) представляют собой структурно-аномальные хромосомы, которые нельзя однозначно идентифицировать или охарактеризовать с помощью традиционного кариотипирования. Они могут существовать в различных формах, включая кольцевые, центрические фрагменты и другие структурные аномалии, часто обнаруживающиеся во время пренатальной диагностики. sSMC встречаются приблизительно в 0,075 % неотобранных пренатальных случаев и могут быть связаны с широким спектром фенотипических проявлений, от нормального развития до серьезных конгенитальных аномалий развития и синдромов. Понимание и интерпретация их клинического значения остаются сложными задачами в генетическом консультировании из-за высокой гетерогенности и потенциального влияния sSMC на фенотип плода. Прогресс в области молекулярной цитогенетики, включая такие методы, как флуоресцентная гибридизация in situ (FISH), а также сравнительная геномная гибридизация на микрочипах (aCGH) и секвенирование нового поколения (NGS) значительно улучшили возможности точной характеристики sSMC. Данные методы позволяют определять их происхождение, размер и генетическое содержание, что критически важно для оценки рисков и принятия решений во время беременности. Таким образом, современные методы молекулярной цитогенетики играют ключевую роль в идентификации и характеристике sSMC, что обеспечивает более точное генетическое консультирование и помогает принимать обоснованные решения в отношении беременности. Однако, несмотря на технологический прогресс, sSMC продолжают представлять собой вызов для пренатальной диагностики из-за их сложности и потенциального влияния на развитие плода. В данной статье представлен общий обзор sSMC и их роли в пренатальной диагностике, а также рассмотрены клиническое значение и потенциальное влияние sSMC на исход беременности.

Small supernumerary marker chromosomes (sSMCs) are structurally abnormal chromosomes that cannot be clearly identified or characterized by traditional karyotyping. They can appear in a variety of forms, including rings, centric fragments, and other structural abnormalities, and are often detected during prenatal diagnosis. sSMCs occur in approximately 0.075 % of unselected prenatal cases and can be associated with a wide range of phenotypic presentations, from normal development to severe congenital malformations and syndromes. Understanding and interpreting the clinical significance of sSMCs remains challenging in genetic counseling due to their high heterogeneity and potential impact on fetal phenotype. Advances in the field of molecular cytogenetics, including techniques such as fluorescence in situ hybridization (FISH), as well as microarray comparative genomic hybridization (aCGH) and next-generation sequencing (NGS), have significantly improved the ability to accurately characterize sSMCs. These methods can determine their origin, size and genetic content, which is critical for risk assessment and decision-making during pregnancy. Thus, modern molecular cytogenetics techniques play a key role in the identification and characterization of sSMC, allowing for more accurate genetic counseling and helping to make informed pregnancy decisions. However, despite technological advances, sSMCs continue to pose a challenge for prenatal diagnosis due to their complexity and potential impact on fetal development. In this article, we aim to provide a general overview of sSMCs and of their impact on prenatal diagnosis, as well as consider the clinical significance and potential impact of sSMCs on pregnancy outcome.

малые сверхчисленные маркерные хромосомыгенетические аномалиипренатальная генетическая диагностикагенетическое консультированиефлуоресцентная гибридизация in situсравнительная геномная гибридизация на микрочипахсеквенирование нового поколенияsmall supernumerary marker chromosomesgenetic abnormalitiesprenatal genetic diagnosisgenetic counselingfluorescent in situ hybridizationcomparative genomic hybridization on microarraysnext generation sequencingReferencesLebedev I.N., Karamysheva T.V., Elisaphenko E.A., Makunin A.I., Zhigalina D.I., Lopatkina M.E., Drozdov G.V., Cheremnykh A.D., Torkhova N.B., Seitova G.N., … Rubtsov N.B. Prenatal diagnosis of small supernumerary marker chromosome 10 by array-based comparative genomic hybridization and microdissected chromosome sequencing. Biomedicines. 2021;9(8):1030. doi: 10.3390/biomedicines9081030Lebedev I.N., Karamysheva T.V., Elisaphenko E.A., Makunin A.I., Zhigalina D.I., Lopatkina M.E., Drozdov G.V., Cheremnykh A.D., Torkhova N.B., Seitova G.N., … Rubtsov N.B. Prenatal diagnosis of small supernumerary marker chromosome 10 by array-based comparative genomic hybridization and microdissected chromosome sequencing. Biomedicines. 2021;9(8):1030. doi: 10.3390/biomedicines9081030Liehr T., Liehr L.B. An update on small supernumerary marker chromosomes (sSMC). Науч. результаты биомед. исслед. 2019;5(2):4–6. doi: 10.18413/2658-6533-2019-5-2-0-1 Liehr T., Liehr L.B. An update on small supernumerary marker chromosomes (sSMC). Nauchnye rezul’taty biomeditsinskikh issledovaniy = Research Results in Biomedicine. 2019;5(2):4–6. doi: 10.18413/2658-6533-2019-5-2-0-1Liehr T., Liehr L.B. An update on small supernumerary marker chromosomes (sSMC). Науч. результаты биомед. исслед. 2019;5(2):4–6. doi: 10.18413/2658-6533-2019-5-2-0-1 Liehr T., Liehr L.B. An update on small supernumerary marker chromosomes (sSMC). Nauchnye rezul’taty biomeditsinskikh issledovaniy = Research Results in Biomedicine. 2019;5(2):4–6. doi: 10.18413/2658-6533-2019-5-2-0-1Klaasen S.J., Kops G.J.P.L. Chromosome inequality: causes and consequences of non-random segregation errors in mitosis and meiosis. Cells. 2022;11(22):3564. doi: 10.3390/cells11223564Klaasen S.J., Kops G.J.P.L. Chromosome inequality: causes and consequences of non-random segregation errors in mitosis and meiosis. Cells. 2022;11(22):3564. doi: 10.3390/cells11223564Kurtas N.E., Xumerle L., Leonardelli L., Delledonne M., Brusco A., Chrzanowska K., Schinzel A., Larizza D., Guerneri S., Natacci F., … Zuffardi O. Small supernumerary marker chromosomes: A legacy of trisomy rescue? Hum. Mutat. 2019;40(2):193–200. doi: 10.1002/humu.23683Kurtas N.E., Xumerle L., Leonardelli L., Delledonne M., Brusco A., Chrzanowska K., Schinzel A., Larizza D., Guerneri S., Natacci F., … Zuffardi O. Small supernumerary marker chromosomes: A legacy of trisomy rescue? Hum. Mutat. 2019;40(2):193–200. doi: 10.1002/humu.23683Huang M.H., Lee C., Chang J.S., Wang H.C., Lai H.L., Chang C.C., Chen T.W., Li Y.F., Lin T.T., Yang C.Y., Ho S.P. Retrospectively investigating the 12year experience of prenatal diagnosis of small supernumerary marker chromosomes through array comparative genomic hybridization. Taiwan. J. Obstet Gynecol. 2019;58(1):139–144. doi: 10.1016/j.tjog.2018.11.026Huang M.H., Lee C., Chang J.S., Wang H.C., Lai H.L., Chang C.C., Chen T.W., Li Y.F., Lin T.T., Yang C.Y., Ho S.P. Retrospectively investigating the 12year experience of prenatal diagnosis of small supernumerary marker chromosomes through array comparative genomic hybridization. Taiwan. J. Obstet Gynecol. 2019;58(1):139–144. doi: 10.1016/j.tjog.2018.11.026Li W., Fang R., Shen X., Yao J., Xue J., Shen G. Prenatal diagnosis of three fetuses with small supernumerary marker chromosomes. Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi. 2020;37(12):1344–1348. doi: 10.3760/cma.j.cn511374-20190919-00481Li W., Fang R., Shen X., Yao J., Xue J., Shen G. Prenatal diagnosis of three fetuses with small supernumerary marker chromosomes. Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi. 2020;37(12):1344–1348. doi: 10.3760/cma.j.cn511374-20190919-00481Liehr T. Chromothripsis detectable in small supernumerary marker chromosomes (sSMC) using fluorescence in situ hybridization (FISH). Methods Mol. Biol. 2018;1769:79–84. doi: 10.1007/978-1-4939-7780-2_6Liehr T. Chromothripsis detectable in small supernumerary marker chromosomes (sSMC) using fluorescence in situ hybridization (FISH). Methods Mol. Biol. 2018;1769:79–84. doi: 10.1007/978-1-4939-7780-2_6Zhang C.Z., Spektor A., Cornils H., Francis J.M., Jackson E.K., Liu S., Meyerson M., Pellman D. Chromothripsis from DNA damage in micronuclei. Nature. 2015;522(7555):179–184. doi: 10.1038/nature14493Zhang C.Z., Spektor A., Cornils H., Francis J.M., Jackson E.K., Liu S., Meyerson M., Pellman D. Chromothripsis from DNA damage in micronuclei. Nature. 2015;522(7555):179–184. doi: 10.1038/nature14493Sun M.L., Zhang H.G., Liu X.Y., Yue F.G., Jiang Y.T., Li S.B., Liu R.Z. Prenatal diagnosis and molecular cytogenetic characterization of a small supernumerary marker chromosome (sSMC) inherited from her mosaic sSMC(15) mother and a literature review. Taiwan. J. Obstet. Gynecol. 2020;59(6):963–967. doi: 10.1016/j.tjog.2020.09.030Sun M.L., Zhang H.G., Liu X.Y., Yue F.G., Jiang Y.T., Li S.B., Liu R.Z. Prenatal diagnosis and molecular cytogenetic characterization of a small supernumerary marker chromosome (sSMC) inherited from her mosaic sSMC(15) mother and a literature review. Taiwan. J. Obstet. Gynecol. 2020;59(6):963–967. doi: 10.1016/j.tjog.2020.09.030Zhang J., Jiang Y., Cai M., Ge Y., Zhou Y., Wang W. Prenatal diagnosis of a fetus with two small supernumerary marker chromosomes. 2019;36(12):1222– 1225. Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi. doi: 10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2019.12.018Zhang J., Jiang Y., Cai M., Ge Y., Zhou Y., Wang W. Prenatal diagnosis of a fetus with two small supernumerary marker chromosomes. 2019;36(12):1222– 1225. Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi. doi: 10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2019.12.018Chen C.P., Ko T.M., Chen C.Y., Chern S.R., Wu P.S., Chen S.W., Wu F.T., Pan C.W., Wang W. Prenatal diagnosis and molecular cytogenetic characterization of mosaicism for a small supernumerary marker chromosome derived from chromosome 3. Taiwan. J. Obstet. Gynecol. 2019;58(6):864–868. doi: 10.1016/j.tjog.2019.09.023Chen C.P., Ko T.M., Chen C.Y., Chern S.R., Wu P.S., Chen S.W., Wu F.T., Pan C.W., Wang W. Prenatal diagnosis and molecular cytogenetic characterization of mosaicism for a small supernumerary marker chromosome derived from chromosome 3. Taiwan. J. Obstet. Gynecol. 2019;58(6):864–868. doi: 10.1016/j.tjog.2019.09.023Mohammadi R., Taheri R., Shahriyari F., Feiz F., Mohammadi Z., Shirian S., Raoofian R., Malekpour A., Pazhoomand R. Prenatal diagnosis of de novo small supernumerary marker chromosome 4q (4q11-q12): A case report. Int. J. Reprod. Biomed. 2021;19(5):477–482. doi: 10.18502/ijrm.v19i5.9258Mohammadi R., Taheri R., Shahriyari F., Feiz F., Mohammadi Z., Shirian S., Raoofian R., Malekpour A., Pazhoomand R. Prenatal diagnosis of de novo small supernumerary marker chromosome 4q (4q11-q12): A case report. Int. J. Reprod. Biomed. 2021;19(5):477–482. doi: 10.18502/ijrm.v19i5.9258Jedraszak G., Jobic F., Receveur A., Bilan F., Gilbert-Dussardier B., Tiffany B., Missirian C., Willems M., Odent S., Lucas J. … Morin G. Cat eye syndrome: Clinical, cytogenetics and familial findings in a large cohort of 43 patients highlighting the importance of congenital heart disease and inherited cases. Am. J. Med. Genet. A. 2024;194(4):e63476. doi: 10.1002/ajmg.a.63476Jedraszak G., Jobic F., Receveur A., Bilan F., Gilbert-Dussardier B., Tiffany B., Missirian C., Willems M., Odent S., Lucas J. … Morin G. Cat eye syndrome: Clinical, cytogenetics and familial findings in a large cohort of 43 patients highlighting the importance of congenital heart disease and inherited cases. Am. J. Med. Genet. A. 2024;194(4):e63476. doi: 10.1002/ajmg.a.63476Оленникова Р.В., Рытенкова О.И., Волков А.Н. Случай синдрома сверхчисленной дериватной хромосомы 22 у ребенка. Фундам. и клин. мед. 2023;8(2):141–146. doi: 10.23946/2500-0764-2023-8-2-141-146Olennikova R.V., Rytenkova O.I., Volkov A.N. A case of supernumerary derivative chromosome 22 syndrome in a child. Fundamental’naya i klinicheskaya meditsina = Fundamental and Clinical Medicine. 2023;8(2):141–146. [In Russian]. doi: 10.23946/2500-0764-2023-8-2-141-146Toydemir R.M., Panza E., Longhurst M.C., South S.T., Rope A.F. Seizures and cardiomyopathy in a patient with Pallister–Killian syndrome due to hexasomy 12p mosaicism. Mol. Syndromol. 2020;11(3):125– 129. doi: 10.1159/000507598Toydemir R.M., Panza E., Longhurst M.C., South S.T., Rope A.F. Seizures and cardiomyopathy in a patient with Pallister–Killian syndrome due to hexasomy 12p mosaicism. Mol. Syndromol. 2020;11(3):125– 129. doi: 10.1159/000507598Tidrenczel Z., Tardy E.P., Pikó H., Sarkadi E., Böjtös I., Demeter J., Simon J., Kósa J.P., Beke A. Pre-natal diagnosis of 4q terminal deletion and review of the literature. Cytogenet. Genome Res. 2019;158(2):63–73. doi: 10.1159/000500735Tidrenczel Z., Tardy E.P., Pikó H., Sarkadi E., Böjtös I., Demeter J., Simon J., Kósa J.P., Beke A. Pre-natal diagnosis of 4q terminal deletion and review of the literature. Cytogenet. Genome Res. 2019;158(2):63–73. doi: 10.1159/000500735Karamysheva T.V., Gayner T.A., Zakirova E.G. Rubtsov N.B. New sight on assessment of clinical value of human supernumerary marker chromosomes. Russ. J. Genet. 2020;56:530–539. doi: 10.1134/S1022795420040031Karamysheva T.V., Gayner T.A., Zakirova E.G. Rubtsov N.B. New sight on assessment of clinical value of human supernumerary marker chromosomes. Russ. J. Genet. 2020;56:530–539. doi: 10.1134/S1022795420040031Li T., Sang H., Chu G., Zhang Y., Qi M., Liu X., Cui W., Zhao Y. Genotype-phenotype correlation in 75 patients with small supernumerary marker chromosomes. Mol. Cytogenet. 2020;13:30. doi: 10.1186/s13039-020-00494-2Li T., Sang H., Chu G., Zhang Y., Qi M., Liu X., Cui W., Zhao Y. Genotype-phenotype correlation in 75 patients with small supernumerary marker chromosomes. Mol. Cytogenet. 2020;13:30. doi: 10.1186/s13039-020-00494-2Hu S., Kong X. Molecular delineation of de novo small supernumerary marker chromosomes in prenatal diagnosis, a retrospective study. Taiwan. J. Obstet. Gynecol. 2023;62(1):94–100. doi: 10.1016/j.tjog.2022.06.018Hu S., Kong X. Molecular delineation of de novo small supernumerary marker chromosomes in prenatal diagnosis, a retrospective study. Taiwan. J. Obstet. Gynecol. 2023;62(1):94–100. doi: 10.1016/j.tjog.2022.06.018Zingaretti L.M., Gezan S.A., Ferrão L.F.V., Osorio L.F., Monfort A., Muñoz P.R., Whitaker V.M., Pérez-Enciso M. Exploring deep learning for complex trait genomic prediction in polyploid outcrossing species. Front. Plant. Sci. 2020;11:25. doi: 10.3389/fpls.2020.00025Zingaretti L.M., Gezan S.A., Ferrão L.F.V., Osorio L.F., Monfort A., Muñoz P.R., Whitaker V.M., Pérez-Enciso M. Exploring deep learning for complex trait genomic prediction in polyploid outcrossing species. Front. Plant. Sci. 2020;11:25. doi: 10.3389/fpls.2020.00025Breveglieri G., D’Aversa E., Finotti A., Borgatti M. Non-invasive prenatal testing using fetal DNA. Mol. Diagn. Ther. 2019;23(2):291–299. doi: 10.1007/s40291-019-00385-2Breveglieri G., D’Aversa E., Finotti A., Borgatti M. Non-invasive prenatal testing using fetal DNA. Mol. Diagn. Ther. 2019;23(2):291–299. doi: 10.1007/s40291-019-00385-2

The authors declare that there are no conflicts of interest present.