染色体核型分析
染色体核型分析(Karyotype Analysis / Karyotyping)是细胞遗传学(Cytogenetics)最经典、最基础的技术。它是指将待测细胞(如淋巴细胞、羊水细胞、骨髓细胞)培养至分裂中期(Metaphase),经秋水仙素阻滞、低渗膨胀、固定、制片及G显带(G-banding)染色后,在显微镜下对染色体的数目、形态和结构进行观察与配对排列。
该技术是诊断染色体病(如唐氏综合征)和血液肿瘤(如白血病分型)的金标准。
根据 ISCN(人类细胞遗传学国际命名体制),正常男性核型描述为 46,XY,正常女性为 46,XX。
"宏观"视角:核型分析能看到什么?
核型分析就像是给基因组拍一张“全家福”。它看不清每个人的脸(基因序列),但能看清人数对不对(数目异常),以及是否有人站错了位置(易位)。
| 异常类别 | 典型疾病 | 核型描述 (ISCN) |
|---|---|---|
| 数目异常 (非整倍体) |
唐氏综合征 (21-三体) |
47,XY,+21多了一条 21 号染色体。 |
| 平衡易位 (Reciprocal) |
反复流产 (携带者表现正常) |
46,XY,t(1;4)(q25;q21)1号和4号染色体发生了片段交换,总量不变。 |
| 特异性重排 (肿瘤) |
慢性髓系白血病 (Ph+ CML) |
46,XY,t(9;22)(q34;q11)经典的费城染色体形成。 |
| 大片段缺失 (Deletion) |
猫叫综合征 (Cri du chat) |
46,XY,del(5)(p15)5号染色体短臂缺失。 |
技术比较:核型 vs. FISH vs. CMA
随着技术发展,传统的核型分析正在与现代分子细胞遗传学技术互补。
关键相关概念 [Key Concepts]
1. G-Banding (G显带): 使用胰蛋白酶处理染色体,再用 Giemsa 染液染色。深带(Dark band)代表 AT丰富区(基因贫乏,复制晚),浅带(Light band)代表 GC丰富区(基因丰富,复制早)。这是识别每条染色体的指纹。
2. Metaphase Arrest (中期阻滞): 染色体只有在细胞分裂中期(Metaphase)才高度螺旋化、形态最清晰。因此,必须使用秋水仙素(Colchicine)破坏纺锤体,将细胞“定格”在分裂中期。
3. Balanced Translocation (平衡易位): 临床遗传咨询的难点。携带者通常表型正常(因遗传物质总量未变),但生殖细胞减数分裂时会产生遗传物质不平衡的配子,导致反复流产或生育畸形儿。核型分析是检出该异常的唯一金标准。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Tjio JH, Levan A. (1956). The chromosome number of man. Hereditas.
[点评]:历史性时刻。首次正确确定了人类染色体数目为 46 条(此前误认为是 48 条),标志着现代临床细胞遗传学的诞生。
[2] McGowan-Jordan J, et al. (2020). ISCN 2020: An International System for Human Cytogenomic Nomenclature. Karger.
[点评]:行业“圣经”。规定了全球通用的染色体核型书写规则,是每位细胞遗传学医师必须遵循的标准。
[3] Shaffer LG, et al. (2013). ACMG technical standard and guideline for constitutional cytogenomic microarray analysis... Genet Med.
[点评]:ACMG 指南。建议将 CMA 替代核型分析作为发育迟缓、智力障碍和多发畸形的一线检测手段,但也强调了核型在检测平衡易位中不可替代的作用。