臨床基因組學(xué)檢驗(yàn)：細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)的臨床應(yīng)用

1、細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)的臨床應(yīng)用 本次課程大綱 染色體核型分析 染色體變異 常見染色體病 血液病腫瘤相關(guān)的細(xì)胞遺傳學(xué)檢測(cè) 染色體，細(xì)胞分裂 【掌握】染色體和染色體四級(jí)結(jié)構(gòu)，唐氏綜合征，Turner綜 合征 【熟悉】細(xì)胞分裂，染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)變異 【了解】染色體核型分析，染色體檢查的適應(yīng)癥， Klinefelter綜合征，核型分析在血液病腫瘤的作用 知識(shí)點(diǎn) 染色體，細(xì)胞分裂 真核細(xì)胞 真核細(xì)胞的重要特征 包含幾乎所有遺傳物質(zhì) 核膜 核孔 核仁 細(xì)胞核 著絲粒 DNA高度重復(fù)，染色體分離、運(yùn)動(dòng) 短臂，長(zhǎng)臂 次縊痕 隨體 端粒 帶 染色體 亞中著絲粒染色體 近中著絲粒染色體 端著絲粒染色體 染色體 DNA到

2、核小體 一個(gè)核小體直徑是10nm 167個(gè)堿基對(duì)纏繞在組蛋白 八聚體周圍 壓縮了7倍 染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu)（一） 核小體到螺線管 自身螺旋 外徑30nm 壓縮6倍 染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu)（二） 螺線管到超螺線管 形成螺旋域或螺旋環(huán)，300nm 超螺旋域，700nm 壓縮40倍 染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu)（三） 超螺線管到染色體 直徑1-2m，長(zhǎng)度2-10 m 壓縮5倍 總共壓縮8400倍 染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu)（四） 細(xì)胞分裂 細(xì)胞周期： 連續(xù)分裂的細(xì)胞 ，從一次分離完成， 到下一次分裂完成為 一個(gè)細(xì)胞周期。 高度分化的細(xì)胞 沒有細(xì)胞周期。 洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂 分裂間期 1.染色質(zhì)纏繞變粗，形成染色體。 2.每條染色

3、體包含2條姊妹染色單 體。 3.核膜溶解，核仁消失。 4.中心體發(fā)出星射線，形成紡錘體 （中心粒在間期復(fù)制） 5.染色體散亂分布在紡錘體中央。 有絲分裂-前期 1.紡錘絲牽引染色體運(yùn) 動(dòng)。 2.染色體的著絲粒排在 細(xì)胞中央的赤道板。 有絲分裂-中期 有絲分裂-后期 1.每個(gè)著絲粒分裂成2個(gè) 。 2.姊妹染色單體分開， 稱為2條子染色體。 3.紡錘絲牽引，子染色體 移動(dòng)到細(xì)胞兩極。 1.紡錘體消失。 2.染色體變?yōu)槿旧|(zhì) 3.新的核膜、核仁出 現(xiàn)。 4.細(xì)胞中部的細(xì)胞膜 向內(nèi)凹陷，細(xì)胞縊裂 有絲分裂-末期 減數(shù)分裂 哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞的分裂方式。 DNA復(fù)制一次，染色體分裂2次，成熟生殖細(xì)胞中 染

4、色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半。 減數(shù)第一次分裂 間期：間期：DNA復(fù)制，蛋白質(zhì)合成前期前期：聯(lián)會(huì)，形成四分體 1個(gè)四分體=1對(duì)同源染色體=2條染色體=4條染色單體 =4拷貝DNA=8條脫氧核苷酸鏈 減數(shù)第一次分裂-姊妹染色單體交換 四分體時(shí)期，同源染色 體的非姊妹染色單體發(fā) 生部分片段交換。 減數(shù)第一次分裂 后期后期：同源染色體分離 ，非同源染色體自由組 合。分別向細(xì)胞兩極移 動(dòng)。 中期中期：各對(duì)同源染色體 排在赤道板兩側(cè)。 分離定律、自由組合定律 染色體數(shù)目減半，細(xì)胞內(nèi)不含同源染色體，每條染色體 均有2條姊妹染色單體。 減數(shù)第二次分裂 與有絲分裂類 似， 無同源染色體 減數(shù)第二次分裂-末期 染色體

5、變異 人類正常的染色體有特定的數(shù)目，中期分裂相二倍體細(xì)胞的 染色體數(shù)是46條。每條染色體有正常的形態(tài)結(jié)構(gòu)。 體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體可以發(fā)生異常改變，分別稱為 數(shù)目畸變和結(jié)構(gòu)畸變。 其實(shí)質(zhì)是受累的染色體或染色體節(jié)段上基因的增加或減少或位置的改變，使得遺傳物 質(zhì)及功能發(fā)生改變，導(dǎo)致染色體異常綜合征或染色體病。 染色體病分為 常染色體病 和 性染色體病。 染色體異常在自發(fā)性流產(chǎn)、死胎、早夭中占50%以上，新生兒中發(fā)病率約 7.6/1000 染色體畸變與染色體病 染色體發(fā)生畸變的原因： 染色體畸變可以自發(fā)產(chǎn)生，即自發(fā)畸變；也可通過物理、 化學(xué)、生物的誘變產(chǎn)生，稱為誘發(fā)畸變；也可由親代遺 傳下來。其原

6、因很多，主要包括化學(xué)、物理、生物因素。 化學(xué)因素：藥物，抗腫瘤藥物最常見。農(nóng)藥，化學(xué)合成 的農(nóng)藥。工業(yè)毒物，苯、甲苯。某些食品添加劑。 染色體畸變與染色體病 物理因素：大量的電離輻射。醫(yī)療上用到的放射線。工 業(yè)放射物的污染，引起放射職業(yè)病。 生物因素：生物體產(chǎn)生的生物類毒素可引起染色體畸變。 某些生物體如病毒可引起染色體畸變。 母親年齡：生育年齡越大，出生唐氏綜合征的風(fēng)險(xiǎn)越高， 生殖細(xì)胞在母體內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng)，受到各種因素影響的 機(jī)會(huì)越多，越容易產(chǎn)生染色體不分離導(dǎo)致染色體數(shù)目異 常。 染色體畸變與染色體病 多倍體：體細(xì)胞數(shù)目成倍增加的個(gè)體。 產(chǎn)生機(jī)理：雙雄受精，雙雌受精，核內(nèi)復(fù)制。 非整倍體：體

7、細(xì)胞染色體數(shù)目增加或減少一條或數(shù) 條。 產(chǎn)生機(jī)理：減數(shù)分裂染色體不分離或染色體丟失。 染色體數(shù)目異常 個(gè)體內(nèi)含有2個(gè)或2個(gè)以上細(xì)胞系。 同源嵌合體，異源嵌合體 嵌合體 92,XX XX 受精卵 46,XX 有絲分裂間期復(fù)制有絲分裂間期復(fù)制 45,X 卵子 23,X 精 子 23,X 94,XX XXXX 90,XX 有絲有絲 分裂分裂 有絲分裂間期復(fù)制有絲分裂間期復(fù)制 47,XXX45,X 45,X 47,XXX 47,XXX 有絲分裂有絲分裂 嵌合體 45,X/47,XXX 92,XX YY 受精卵 46,XY 有絲分裂間期復(fù)制有絲分裂間期復(fù)制 46,XY 卵子 23,X 92,XX YY

8、92,XX YY 有絲有絲 分裂分裂 有絲分裂間期復(fù)制有絲分裂間期復(fù)制 47,XXY45,Y 有絲分裂有絲分裂 46,XY 46,XY46,XY 嵌合體 47,XXY/ 46,XY 精 子 23,X 缺失：染色體臂丟失 染色體結(jié)構(gòu)異常 q21 號(hào) 46,XX,del(1)(q21) q 21 q 23 號(hào) 46,XX,del(1)(q21q23) 染色體結(jié)構(gòu)異常 2號(hào) q21 5號(hào) q31 46,XY,t(2;5)(q21;q31) 相互易位：兩條染色體斷裂后相互交換無著絲粒 斷片后重接。 2號(hào) 5號(hào) 染色體結(jié)構(gòu)異常 染色體結(jié)構(gòu)異常 染色體結(jié)構(gòu)異常 染色體核型分析 細(xì)胞培養(yǎng) 細(xì)胞收獲 染色體核

9、型分析技術(shù) 染色體核型分析技術(shù) 自動(dòng)顯微鏡掃片 核型分析 核型分析 常見的染色體病 1、精神智力發(fā)育遲緩，先天性、多發(fā)性畸形患者 2、生殖功能障礙者原發(fā)性不育、不孕、習(xí)慣性流 產(chǎn)和生育過畸胎等 有生殖功能障礙的婦夫中至少有7%-10%是染色體異常的攜帶者。 常見的有染色體結(jié)構(gòu)異常，如平衡易位和倒位以及數(shù)量異常。 平衡易位和倒位由于無基因的丟失，攜帶者本身并不發(fā)病，卻可因其生殖細(xì) 胞染色體異常而導(dǎo)致不孕癥、流產(chǎn)和畸胎等生殖功能障礙。 染色體核型分析的適應(yīng)癥 3、第二性征異常者常見于女性，如有原發(fā)性閉經(jīng) 、性腺發(fā)育不良。外生殖器兩性畸形者。 4、接觸過有害物質(zhì)者，輻射、化學(xué)藥物等可以引 起染色體的

10、斷裂。 5、白血病及其它腫瘤患者。 6、婚前檢查，對(duì)優(yōu)生優(yōu)育有需求人群。 染色體核型分析的適應(yīng)癥 唐氏綜合征，先天愚型， 21-三體綜合征 1866年英國醫(yī)生Langdou Down首次對(duì)此病例進(jìn)行臨 床描述。 新生兒發(fā)病率 1/800- 1/1000 常染色體病 新生兒與胎兒中唐氏綜合征發(fā)生率與母齡關(guān)系 21-三體細(xì)胞遺傳學(xué)分為三種情況 人類最小的染色體，包含600-1000個(gè)基因 1）游離型，占全部患者92.5%； 2）易位型，占5%，D/G組之間易位，或者G組內(nèi)易位； 3）嵌合型，占2% 常見的染色體病 游離型 易位型 嵌合型 新生兒期特殊面容：臉扁平，眼距寬，外眼角上斜， 鼻梁低平，內(nèi)

11、眥贅皮，舌大，張嘴，流涎。 重復(fù)性動(dòng)作。 肌張力低、第三囟門。 多發(fā)性先天性心臟病。 唐氏綜合征臨床癥狀 唐氏綜合征外貌與核型 臉扁平，眼距寬， 外眼角上斜，鼻梁 低平，內(nèi)眥贅皮， 舌大，張嘴，流涎 通貫掌 ATD角增大 小指短有內(nèi)彎足 第一二趾間距寬 皮紋改變 皮紋改變 唐氏的24種臨床特征相關(guān)的基因定位在21號(hào)染色體的6個(gè) 小區(qū)域，其中的D21S55在唐氏的發(fā)病機(jī)制中起重要作用， 定位于21q22.2。 D21S55及21q22.3遠(yuǎn)端被稱為唐氏關(guān)鍵區(qū)。一些研究已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)與智力發(fā)育遲緩，先天性心臟病，白血病，肌張 力低下的基因有關(guān)。 異常表現(xiàn)與相關(guān)基因： 染色體核型分析是本病的決定性檢測(cè)；

12、是Down綜合征診斷 的金標(biāo)準(zhǔn)。 預(yù)防：目前唐氏綜合征無有效的治療方法，只能通過對(duì)癥治 療延長(zhǎng)患者壽命，提高其生活質(zhì)量。 唐氏血清學(xué)篩查，通過對(duì)母體血中多種生化指標(biāo)含量的測(cè)定并結(jié)合超聲檢查的結(jié)果用 于評(píng)估胎兒患染色體綜合征的風(fēng)險(xiǎn)。 絨毛取樣、羊膜腔穿刺和臍帶血穿刺的方法獲得胎兒遺傳物質(zhì)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)的胎兒進(jìn)行染 色體產(chǎn)前診斷。 廣泛開展產(chǎn)前篩查和產(chǎn)前診斷，適時(shí)終止妊娠，一定程度上降低了唐氏綜合征患兒的 出生。 唐氏綜合征的診斷和預(yù)防 Turner綜合征，又稱先天性卵巢發(fā)育不全綜合征，45,X綜 合征 1938年由Turner首先報(bào)道此病 發(fā)生率 在新生女嬰中約為1/5000 在自發(fā)流產(chǎn)胎兒中可高達(dá)1

13、8%20% 細(xì)胞遺傳學(xué)：約55%病例為45,X ；還有各種嵌合型和結(jié)構(gòu)異常的核 型，最常見的嵌合型為45,X/46,XX，結(jié)構(gòu)異常為46,X,i（Xq） 性染色體病 Turner綜合征核型 Turner綜合征核型 Turner綜合征的臨床表現(xiàn) Turner綜合征的臨床表現(xiàn) Turner綜合征的臨床表現(xiàn) 患者常因身材矮小或原發(fā)閉經(jīng)就診。 典型患者以性發(fā)育幼稚、身材矮?。?20140cm左右）、肘外翻 為特征?；颊叱錾w重輕，新生兒期腳背有淋巴樣腫。 內(nèi)眥贅皮，上瞼下垂，小頜；后發(fā)際低，約50%有蹼頸，乳間距寬 ，第四、五掌骨短，皮膚色素痣增多。 性腺為纖維條索狀，無濾泡、子宮，外生殖器及乳房幼稚

14、型。 嵌合型的臨床表現(xiàn)較輕，輕者有可能有生育力。 Turner綜合征的臨床表現(xiàn) 先天性睪丸發(fā)育不全，原發(fā)性小睪丸癥 1942年Klinefelter等首先報(bào)道而命，1959年Jacob等證實(shí)其核型為 47,XXY 男性新生兒中占1/10001/1500，在身高180cm以上的男性中占 1/260，在精神病患者或刑事收容所中占1/100，在不育的男性中占 1/10。 細(xì)胞遺傳學(xué)：80%90%的病例為 47,XXY； 約10%15%為嵌合型，常見的有46,XY/47,XXY、46,XY/48,XXXY 等；此外還有48,XXXY、49,XXXXY、48,XXYY等。 Klinefelter綜合征

15、Klinefelter綜合征核型 身材高、睪丸小、第二性征發(fā)育不良、不育為主要特征。 四肢修長(zhǎng)、身材高、胡須陰毛稀少、成年后體表脂肪堆積似女性；音調(diào)較高， 喉節(jié)不明顯。 約25%病例有乳房發(fā)育，皮膚細(xì)嫩；外陰多數(shù)正常無畸形，少數(shù)病例伴尿道 下裂或隱睪。 新生兒期睪丸大小正常，但至青春期時(shí)睪丸小而硬，睪丸體積常少于6ml。 睪丸精曲小管基膜增厚，呈玻璃樣變性，無精子。典型病例的血漿睪酮僅為 正常人的一半；個(gè)別病人睪酮正常，血中雌激素增多。 智能正?；蛴休p度低下，個(gè)別嵌合型患者可有生育。 Klinefelter綜合征的臨床表現(xiàn) Klinefelter綜合征的臨床表現(xiàn) 2021-6-8 超雌綜合征

16、核型: 47, XXX 大多數(shù)正常，可生育。 少數(shù)卵巢功能低下、原發(fā)或繼發(fā)閉經(jīng)、乳房發(fā)育不良 1/3患者患有先天性心臟病，部分有精神障礙。2/3患者智 力稍低。 2021-6-8 無法治療。 癥狀為綜合征。 染色體片段缺失或獲得，基因的減少或增加，致病。 原有位置的改變，攜帶者。生育影響。 染色體病 血液病腫瘤相關(guān)的細(xì)胞遺傳學(xué)檢測(cè) 來源于造血系統(tǒng)的克隆性疾病。 通常所指包括：白血病、淋巴瘤、骨髓異常增殖性 疾病等。 核型分析的最佳時(shí)機(jī)：初診、未進(jìn)行化療、化療后 半個(gè)月左右。受化療藥物影響，腫瘤細(xì)胞的染色體 核型可能隨之發(fā)生改變。 定期行骨髓細(xì)胞染色體、骨髓形態(tài)學(xué)檢查。 血液病腫瘤 細(xì)胞形態(tài)學(xué)細(xì)

17、胞形態(tài)學(xué) 骨髓組織病理骨髓組織病理 細(xì)胞遺傳學(xué)細(xì)胞遺傳學(xué) 細(xì)胞免疫標(biāo)記細(xì)胞免疫標(biāo)記 檢查內(nèi)容及方法檢查內(nèi)容及方法 Ph染色體的發(fā)現(xiàn) t(9;22)(q34;q11.2) 融合基因BCR-ABL（p210） 陽性 TKI治療：伊馬替尼，尼洛替尼，達(dá)沙替尼 治療預(yù)后判斷的多樣性 慢性粒細(xì)胞性白血?。–ML） 1. Ph染色體將長(zhǎng)期存在，融合基因消失。 2. 治療過程出現(xiàn) +8，i(17q)，提示惡變。 3. CR 時(shí)可見Ph消失。 4. CR 后如，出現(xiàn)其他異常，-5，-7，-Y ，可能轉(zhuǎn) 化MDS、AML CML 治療預(yù)后判斷 分類分類典型染色體異常典型染色體異常出現(xiàn)幾率出現(xiàn)幾率融合基因融合基因 M1 急性髓細(xì)胞白血病未成熟型 無 M2 急性髓細(xì)胞白血病部分成熟 型 t(8;21)(q22;q22)90%AML1-ETO M3急性早幼粒細(xì)胞白血