核型检测

核型分析是细胞遗传学研究中研究染色体的方法之一。该分析有多种实施指征和类型。

核型是一组人类染色体。它描述了基因的所有特征：大小、数量和形状。通常，基因组由46条染色体组成，其中44条为常染色体，即它们决定遗传性状（例如头发和眼睛的颜色、耳朵的形状等）。最后一对是性染色体，决定核型：女性为46XX，男性为46XY。

在诊断过程中，可以发现任何基因组异常：

• 数量组成的变化。
• 违反结构。
• 违反质量规定。

核型分析通常用于新生儿，以确定是否存在遗传异常。这项分析也适用于计划怀孕的已婚夫妇。在这种情况下，该研究可以识别基因错配，从而确定可能导致患有遗传性疾病的婴儿出生的原因。

分子核型分析的类型：

1. 有针对性的

它用于确认各种异常和综合征。它可以确定流产的原因：胎儿冻存、流产、因医疗原因终止妊娠。它还可以确定三倍体中额外一组染色体的病因。该分析在包含35万个标记的微矩阵上进行，这些标记集中在染色体的临床重要区域。这项研究的分辨率为100万bp。

2. 标准

检测具有临床意义的基因组异常。诊断微缺失综合征和常染色体显性遗传病相关的病理。确定发育异常、先天性缺陷、精神运动发育迟缓和自闭症患者中未分化综合征中染色体异常的病因。

该方法可在胎儿期检测染色体异常。该方法可确定胎儿的非整倍体和病理性微缺失。该研究基于一个包含75万个高密度标记的微矩阵进行，这些标记覆盖了基因组的所有重要区域。标准核型分析的分辨率为20万bp以上。

3. 扩展

可用于确定儿童未分化综合征中染色体异常的病因。揭示致病性缺失，即染色体片段的缺失和重复——基因拷贝数的增加。诊断杂合性缺失的片段，即常染色体隐性遗传病的病因。

扩展染色体微阵列分析使用高密度微阵列进行，该微阵列包含超过260万个独立的高密度标记。该研究的分辨率可覆盖整个基因组，范围从50,000 bp到10,000 bp。这使得研究人员能够以极高的精度研究基因密码的所有部分，从而识别出最小的结构异常。

核型分析通常由遗传学家开具处方进行。根据医生的指征，医生可能会开具上述类型的检测之一。标准检测费用较低，但极少开具，因为它无法发现很多染色体异常。靶向核型分析费用较高，因此仅在出现综合征或其他异常的临床症状时才开具。扩展诊断费用最高，但信息量最大，因为它可以对全部23组染色体进行全面研究。

我可以在哪里进行核型测试？

染色体微阵列分析由遗传学家进行。该研究旨在研究患者的基因组并识别其结构中的任何异常。

染色体是DNA链，其数量和结构因物种而异。人体含有23对染色体。其中一对决定性别：女性有46条XX染色体，男性有46条XY染色体。其余基因为常染色体，即非性别基因。

核型分析的特点：

• 由于染色体组在整个生命过程中不会改变，因此分析只进行一次。
• 让您确定配偶生殖问题的原因。
• 诊断儿童的多种发育缺陷。
• 检测基因异常。

染色体核型分析在专门的医学实验室或遗传中心进行。研究由合格的医生进行。通常情况下，测试结果会在1-2周内完成。结果由遗传学家解读。

程序的適應症 核型检测

染色体核型分析适用于新生儿，以识别遗传异常和遗传病，也适用于计划怀孕的男性和女性。此外，该分析还适用于其他一些情况：

• 原因不明的男性和女性不育症。
• 男性不育症：严重及非梗阻性少精子症、畸精子症。
• 自然终止妊娠：流产、胎儿冻死、早产。
• 原发性闭经。
• 早期新生儿死亡史。
• 染色体异常的儿童。
• 患有多种先天畸形的儿童。
• 父母年龄均超过35岁。
• 多次尝试人工授精（IVF）均失败。
• 未来父母一方患有遗传性疾病。
• 女性荷尔蒙失调。
• 病因不明的精子发生。
• 近亲结婚。
• 生态生存环境恶劣。
• 长期接触化学品、辐射。
• 不良习惯：吸烟、酗酒、吸毒、吸毒。

在下列情况下对儿童进行核型分析：

• 先天性畸形。
• 智力障碍。
• 心理运动发育迟缓。
• 微异常和心理语言发育迟缓。
• 性异常。
• 性发育中断或延迟。
• 生长迟缓。
• 儿童健康预测。

建议所有配偶在计划怀孕阶段进行诊断。也可以在怀孕期间进行分析，即产前染色体研究。

核型测试是什么样的？

一组完整染色体的特征集合称为核型。为了系统化染色体分析，使用国际细胞遗传学命名法 (ICN)，该命名法基于基因组的差异染色，详细描述了DNA链的所有部分。

这项研究使我们能够确定：

• 三体性——一对染色体中多出第三条。
• 单体性——一对染色体中缺少一条。
• 倒位是基因组某个区域的逆转。
• 易位是部分的移动。
• 删除是指区域的丢失。
• 复制是片段的加倍。

分析结果按照以下系统记录：

1. 染色体总数和性染色体组为46，XX；46，XY。
2. 标明了额外和缺失的染色体，例如 47，XY，+ 21；46，XY -18。
3. 基因组的短臂用符号 p 表示，长臂用 q 表示。
4. 易位为t，缺失为del，例如46,XX,del(6)(p12.3)

完成的核型分析如下所示：

• 46，XX——正常女人。
• 46，XY——正常男性。
• 45，X——Shereshevsky-Turner综合征。
• 47 XXY——克莱恩费尔特综合征。
• 47，XXX——X 染色体三体。
• 47，XX（XY），+ 21——唐氏综合症。
• 47，XY（XX），+ 18 – 爱德华兹综合征。
• 47, XX (XY), + 13 – 帕陶综合症。

细胞遗传学研究揭示了DNA链结构中的各种异常。该分析还能诊断多种疾病的易感性，例如内分泌疾病、高血压、关节损伤、心肌梗塞等。

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製備

核型分析使用血细胞，因此做好诊断的准备非常重要。

染色体测试的准备工作在测试前两周开始，包括消除以下因素对身体的影响：

• 急性和慢性疾病。
• 服用药物。
• 饮酒、吸毒、吸烟。

分析时需用到4毫升静脉血。血液采集于空腹状态下。

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技術 核型检测

人类基因组无法用肉眼看到，染色体只有在细胞分裂的某些阶段才能在显微镜下看到。为了确定核型，可以使用单核白细胞、皮肤成纤维细胞或骨髓细胞。处于有丝分裂中期的细胞适合用于研究。将生物体液放入装有锂和肝素的试管中。将血液培养72小时。

随后，用特殊物质对培养物进行富集，使细胞分裂在诊断所需的阶段停止。培养物用于制作用于检查的载玻片。通过染色，可以获取有关基因组状态的更多信息。每条染色体都有一条染色后清晰可见的条纹。

在经典的染色体研究中，染色通常使用不同的染料及其混合物。染料与基因组各个部分的结合方式不同，导致染色不均匀。因此，会形成一组横向标记，反映染色体的线性异质性。

基本染色方法：

• Q – 提供高度精细的图像。这种方法称为卡斯帕松染色，使用奎纳克林-黄磷酸盐，在荧光显微镜下进行诊断。它用于分析遗传性别，识别 X 和 Y 染色体、Y 和常染色体之间的易位，以及筛查 Y 染色体嵌合性。
• G – 改良罗曼诺夫斯基-姬姆萨法。灵敏度高于Q法。用作细胞遗传学分析的标准方法。可检测微小畸变和标记染色体。
• R – 用于检测同源G和Q阴性区域。基因组用吖啶橙染料处理。
• C – 分析具有组成性异染色质和 Y 的可变远端部分的染色体的着丝粒区域。
• T——用于分析 DNA 链的端粒区域。

将染色固定后的细胞在显微镜下拍照。从所得照片中，形成一组编号的常染色体对，即系统化的核型。DNA链的图像垂直排列，编号取决于其大小，以性染色体对为闭合点。

在显微镜下分析 20-100 个中期板中的血液制剂，以识别数量和结构异常。

• 数量畸变是指基因数量的变化。唐氏综合征患者多了一个21号染色体，这种情况就很常见。
• 结构畸变是指染色体本身的变化。这可以是基因组某个部分的丢失、一个部分转移到另一个部分、180度旋转等等。

核型分析技术是一项劳动密集型的过程。该研究由高素质的专家进行。诊断一个人的基因组可能需要一整天的工作时间。

配偶核型分析

许多夫妇在步入婚姻殿堂时，都会面临受孕问题。细胞遗传学分析可以解决生殖问题。配偶的染色体核型分析可以识别基因组结构中的异常，这些异常会导致生育障碍或干扰生育过程。虽然无法改变染色体核型，但借助诊断技术，可以确定不孕不育和终止妊娠的真正原因，并找到解决方法。

染色体微阵列分析用于识别DNA链结构和数量的异常，这些异常可能导致未来孩子罹患遗传性疾病或配偶不孕。对未来父母进行染色体微阵列分析有以下国际标准：

• 家族中的染色体病变。
• 流产史。
• 孕妇年龄超过35岁。
• 对身体有长期致突变作用。

目前使用以下核型分析方法：

1. 血细胞中的染色体分析。

这项检查可以识别不孕不育症，即夫妻一方生育子女的可能性显著降低或完全丧失。该检查还可以确定基因组不稳定的风险。为了治疗不孕不育，可以给患者开具抗氧化剂和免疫调节剂，以降低受孕失败率。

这项研究需要采集静脉血。从体液中分离淋巴细胞，在试管中刺激，用特殊物质处理，染色后进行研究。例如，在表现为男性不育的克氏综合征中，核型包含一条额外的47XX染色体。此外，还可以检测到基因组的结构变化：倒位、缺失、易位。

2. 产前研究。

在妊娠早期确定胎儿的染色体病变。此类研究对于诊断导致宫内胎儿死亡的遗传疾病或发育缺陷至关重要。

可以采用以下方法进行研究：

• 非侵入性——对母亲和胎儿安全。诊断通过对胎儿进行超声波检查和对孕妇血液进行详细的生化分析进行。
• 侵入性检查——绒毛膜活检、脐带穿刺术、胎盘穿刺术、羊膜穿刺术。采集胎盘或绒毛膜细胞、羊水或脐带血进行分析。尽管侵入性检查诊断准确率高，但并发症风险较高，因此仅在符合严格的医学指征的情况下进行：超声检查发现胎儿病变、母亲年龄超过35岁、父母存在染色体异常、血液生化指标异常。

不仅血液，精液也可用于细胞遗传学研究。这种方法被称为Tunel，只要核型正常，就能确定男性不育最常见的原因之一——精子DNA碎片。

如果夫妻一方检测到基因突变或染色体畸变，医生会告知其可能的风险以及生育异常子女的可能性。由于基因病变无法治愈，夫妻双方需要自行决定：使用捐赠材料（精子、卵子）、冒险生育，还是不生育。

如果在妊娠过程中检测到孕妇和胚胎的基因组变异，医生会建议终止妊娠。这是因为胎儿出生时存在严重异常的风险较高，在某些情况下，甚至可能存在不适宜的生存缺陷。遗传学家会参与检测并解读结果。

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血液核型检测

核型分析通常是通过细胞培养分析静脉血来进行的。然而，其他生物材料也可用于进行细胞遗传学研究：

• 来自羊水的细胞。
• 胎盘。
• 胚胎细胞。
• 堕胎材料。
• 骨髓。

用于诊断的样本取决于分析的原因和目的。大致的血液检测流程如下：

• 将少量液体放入营养培养基中，在 37˚C 的温度下培养 72 小时。
• 由于染色体在细胞分裂的中期阶段可见，因此在生物环境中添加一种试剂，可以在所需的阶段停止分裂过程。
• 对细胞培养物进行染色、固定并在显微镜下进行分析。

血液核型分析可以高度准确地检测出 DNA 链结构中的任何异常：染色体内和染色体间重排、基因组片段顺序的变化等。诊断的主要目标是识别遗传疾病。

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核型遗传分析

旨在研究染色体大小、数量和形状的细胞遗传学诊断称为基因核型分析。该分析具有以下实施指征：

• 检测先天性缺陷。
• 生下患有遗传病的孩子的风险。
• 怀疑不孕。
• 精子检查异常。
• 流产。
• 针对某些类型的肿瘤制定治疗计划。

此外，染色体核型基因分析也被列入计划生育配偶的强制性检测清单中。

这项研究最常揭示以下病症：

1. 非整倍体是指染色体数目的变化，可能是增加，也可能是减少。不平衡会导致流产，甚至生下患有严重先天性疾病的婴儿。嵌合型非整倍体会导致唐氏综合征、爱德华兹综合征以及其他通常无法存活的疾病。
2. 核型重组——如果变化是平衡的，那么染色体组并没有被破坏，只是顺序发生了变化。如果变化不平衡，就会有基因突变的威胁，这对后代来说尤其危险。
3. 易位是DNA链的一种异常结构，即基因组的一个片段被另一个片段取代。在大多数情况下，易位是遗传的。
4. 性别分化障碍是一种极为罕见的染色体异常，并非总是通过外部症状表现出来。与表型性别的不一致可能是导致不孕的原因之一。

核型分析由合格的遗传学家在遗传实验室中进行。

畸变核型分析

畸变是指染色体断裂和重新分布导致遗传物质丢失或重复，从而引起染色体结构紊乱。畸变核型分析旨在识别基因组结构的任何变化。

像差类型：

• 数量——染色体数目的违反。
• 结构——基因组结构的破坏。
• 常规——存在于身体的大多数或所有细胞中。
• 不规则——由于各种不利因素（病毒、辐射、化学物质暴露）对身体的影响而产生。

分析确定了染色体核型、其特征以及各种不利因素的影响迹象。在以下情况下进行染色体畸变研究：

• 婚姻不孕。
• 自然流产。
• 死产史。
• 早期婴儿死亡率。
• 冷冻妊娠。
• 先天性畸形。
• 性别分化障碍。
• 怀疑有染色体异常。
• 智力和身体发育迟缓。
• IVF、ICSI 和其他生殖程序前的检查。

与传统的核型分析不同，这种分析需要更长的时间并且更昂贵。

儿童核型分析

根据医学统计数据，先天性疾病是导致儿童死亡的重要原因。为了及时发现基因异常和遗传性疾病，需要对儿童进行染色体核型分析。

• 最常见的是，儿童被诊断患有唐氏综合征（三体综合征）。每750个婴儿中就有1个患有这种疾病，其表现为各种身体和智力发育异常。
• 第二种最常见的疾病是克莱恩费尔特综合征，其特征是青春期性发育延迟，每 600 名男性新生儿中就有 1 名患有此病。
• 每2500名女童中就有1人被诊断出患有另一种遗传性疾病——谢列舍夫斯基-特纳综合征。这种疾病在儿童时期表现为皮肤色素沉着增加，手、脚和小腿肿胀。青春期时，患者会出现月经不调、腋毛和耻骨毛增多，乳腺发育不全等症状。

核型分析不仅对有明显异常的婴儿是必要的，因为它可以帮助人们怀疑遗传问题并着手进行纠正。分析在医学遗传中心进行。根据孩子的年龄，可以从脚跟或静脉抽血。如有必要，遗传学家可能会要求父母进行核型分析。

新生儿核型分析

新生儿筛查是新生儿的首次检查。该检查在出生后第3-4天在妇产医院进行，早产儿则在出生后第7天进行。早期染色体核型分析可以在出现可见病理症状之前发现遗传异常和DNA结构异常。

婴儿足跟血液可用于早期诊断。细胞遗传学检测旨在识别婴儿常见的以下病症：

• 苯丙酮尿症是一种遗传性疾病，其特征是分解苯丙氨酸的酶活性降低或缺失。病情发展会导致脑功能紊乱和智力障碍。
• 囊性纤维化——影响分泌分泌物、消化液、汗液、唾液和粘液的腺体。会导致肺部和胃肠道问题。该疾病具有遗传性。
• 先天性甲状腺功能减退症是一种甲状腺疾病，导致甲状腺激素分泌不足，从而导致身体和智力发育迟缓。
• 肾上腺生殖器综合征是一种肾上腺皮质激素分泌不足的病理性疾病，会导致生殖器发育障碍。
• 半乳糖血症是一种半乳糖转化为葡萄糖的功能障碍性疾病。治疗方法是戒掉乳制品。如果诊断不及时，可能会导致失明甚至死亡。

如果核型分析结果显示新生儿存在任何偏差或异常，则需要进行一系列进一步的检查以明确诊断。这种早期诊断有助于及时发现孩子体内的任何问题并开始治疗。

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做一次核型检测需要多长时间？

染色体检测周期为10至21天。结果出炉时间取决于分析类型，例如畸变分析或经典核型分析。

完成的核型分析包含以下信息：

• 染色体的数量。
• 染色体结构有变化吗？
• 基因组的排序是否存在任何紊乱？

检测结果由遗传学家进行解读。如发现任何异常，医生将提供进一步诊断或治疗的医学建议。

正常的表現

人类的正常核型为46，XX或46，XY。它们的改变通常发生在生物体发育的早期阶段：

• 这种疾病最常发生在配子发生期（胚胎发育前），此时亲本生殖细胞产生受精卵核型。受精卵的进一步发育会导致胚胎所有细胞都含有异常基因组。
• 这种疾病可能发生在受精卵分裂的早期阶段。在这种情况下，胚胎包含多个具有不同核型的细胞克隆。也就是说，形成了嵌合体——整个生物体及其器官都拥有多种核型。

基因组的变化表现为各种病理和缺陷。让我们考虑一下常见的核型异常：

• 47,XXY；48,XXXY——克莱恩费尔特综合征，男性 X 染色体多体性。
• 45X0；45X0/46XX；45.X/46.XY；46,X iso (Xq) – Shereshevsky-Turner 综合征，X 染色体单体性，嵌合体。
• 47,XXX；48,XXXX；49,ХХХХХ – X 染色体多体性、三体性。
• 47,XX,+18；47,ХY,+18 – 爱德华氏综合征，18 号染色体三体性。
• 46,XX, 5p- – 猫叫综合征，基因组第五对短臂缺失。
• 47,XX,+21；47,ХY,+21 – 唐氏综合症，21号染色体三体。
• 47,XX,+13；47,ХY,+13 – Patau 综合征，13 号染色体三体性。

细胞遗传学研究旨在确定DNA链的状态，识别缺陷和异常。任何与正常指标的偏差都应进行全面的身体检查。

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分析設備

为了解析核型，需要使用测序方法。该方法于1970年开发，基于确定DNA中氨基酸的序列。测序设备利用交互式循环酶促反应，随后对所得结果进行处理和比较。

定序器的主要功能：

• 对未知基因组、外显子组、转录组进行初步完整研究。
• 核型分析。
• 古遗传学。
• 宏基因组学和微生物多样性。
• 重新排序和映射。
• DNA甲基化分析。
• 转录组分析。

在第一阶段，该设备会创建一个随机DNA链序列库。然后，它会生成PCR扩增子，用作样本。在最后阶段，确定所有片段的一级结构。

最新一代测序仪完全自动化，广泛应用于基因组分析，最大限度地减少了因人为错误而导致错误结果的可能性。

解读核型分析的结果

遗传学家解读细胞遗传学研究的结果。分析结果通常在1-2周内完成，大致如下：

• 46XX（XY），共包含22对基因组和1对性别基因。基因组大小和结构正常。未检测到异常。
• 基因组被破坏，检测到的染色体多于/少于46条。一条/多条染色体的形状和大小异常。基因组对被破坏/分组错误。

至于核型的病理偏差，可区分以下常见疾病：

• 三体综合征——额外的体细胞染色体。唐氏综合征、爱德华兹综合征。
• 单体性是指一条染色体的缺失。
• 删除 - 基因组区域的缺失。-46，xx，5p - 猫叫综合症。
• 易位是指基因组的一部分移动到另一部分。
• 复制是片段的加倍。
• 倒位是染色体片段的旋转。

根据核型分析结果，医生会得出关于基因型状态和遗传风险程度的结论。DNA链结构哪怕出现哪怕是最轻微的变化，医生都会要求进行一系列补充检查。这些发现的异常可能不会以任何形式表现出来，但会增加生育基因异常婴儿的风险。