染色体病诊断技术PPT课件.ppt

染色体病诊断技术 上海交通大学医学院陆振虞教授 1 染色体病的诊断技术 一 人类染色体的形态二 染色体畸变三 常染色体病诊断技术四 性染色体病诊断技术五 荧光原位杂交技术 2 一 人类染色体的形态 1 染色体标本的制备2 染色体的形态3 染色体的分组 3 1 染色体标本的制备 1 取材外周血淋巴细胞骨髓细胞羊水细胞绒毛膜细胞皮肤成纤维细胞癌肿细胞进入母体循环的胎儿淋巴细胞 1 5000 1 20000 妊娠12 16周 18ml母血中可收集到1 22个胎儿有核RBC 4 2 制备的关键步骤 5 Fig7 1Preparationofcellsforcytologicalanalysis 2003JohnWileyandSonsPublishers 6 7 8 9 2 染色体的形态 10 2 染色体的形态 1 秋水仙素中期染色体染色单体 chromatid 着丝粒 centromere 短臂 shortarm 长臂 longarm 随体 satellite 次级缢痕 secondaryconstriction 端粒 telomere TTAGGG nn 2 3x104 11 2 染色体的形态 2 三种染色体类型 中着丝粒染色体 metacentricchromosom 亚中着丝粒染色体 submetacentricchromosome 近端着丝粒染色体 acrocentricchromosome 12 3 染色体的分组 1 染色体分组指标 相对长度 Relativelength 臂比率 armratio 着丝粒指数 centromereindex 有无随体 withorwithoutsatellite 13 2 染色体的分组 各组染色体对数为 3273322 性染色体ABCDEFG 14 返回 返回 15 返回 16 3 正常男女核型 karyotype 核型 karyotype 个体体细胞的染色体组成 核型分析 karyotyping 用显微摄影或显微描绘的方法得到单个细胞中所有的染色体 并按照编号顺序系统地排列 17 3 正常男女核型 karyotype 正常男性核型 46 XY正常女性核型 46 XX 18 4 显带技术的命名和书写 1 染色体带的描述 界标 landmark 区 region 带 band 亚带 sub band 19 4 显带技术的命名和书写 2 书写方式 染色体号数 臂的符号 区号 带号 亚带号 亚亚带号 例如 2p132q3121q22 12 20 21 二 染色体畸变 chromosomeaberration 一 染色体畸变的原因 二 染色体畸变的类型 三 人类染色体畸变的国际命名体制 AnInternationalSystemforhumanCytogeneticNomenclature ISCN 22 一 染色体畸变的原因 1 环境因素 1 化学诱变药物 农药 工业毒物 食品添加剂 霉菌毒素 2 射线诱变X射线 射线 粒子 粒子 中子 3 病毒诱变SV40病毒 Rous肉瘤病毒 2 遗传因素 母亲年龄 23 二 染色体畸变的类型 1 数目畸变 numericalaberration 2 结构畸变 structuralaberration 24 1 染色体数目畸变 1 染色体数目畸变的原因 2 染色体数目畸变的类型 a 整倍体 euploid b 非整倍体 aneuploid c 嵌合体 mosaic 25 1 数目畸变的原因 最常见原因为染色体不分离 26 2 染色体数目畸变的类型 a 整倍体 euploid 正常人 体细胞染色体数目为46条 2n 称为二倍体 diploid 配子细胞染色体数目为23条 n 称为单倍体 haploid 若细胞的染色体数目以n为基数成倍的增加 则称为整倍体 27 整倍体细胞表现为多倍体 polyploid 染色体数目 3n如 三倍体 triploid 69 XXY四倍体 tetraploid 92 XXYY多倍体一般不能存活 多倍体细胞多见于肿瘤细胞或流产儿细胞 28 返回 69 XXY 29 92 XXYY 返回 30 b 非整倍体 aneuploid 超二倍体 hyperdiploid 2n x 指一个细胞中的染色体数目增加了一个或数个 如47 XX 21 21三体 47 XXY 亚二倍体 hypodiploid 2n x 指一个细胞中的染色体数目减少了一个或数个 如45 XY 21 21单体 45 X0 假二倍体 pseudodiploid 2n x y x y 指某对染色体减少一个 同时另一对染色体又增加一个 染色体的总数不变 这种情况称为假二倍体 如46 XY 18 21 31 c 嵌合体 mosaic 嵌合体 一个个体内同时有两种或两种以上不同核型的细胞系 产生原因 在受精卵的卵裂过程中及胚胎发育早期的细胞分裂过程中发生染色体不分离现象 使一个胚胎的部分细胞发生染色体的数目畸变 形成一个个体具有几种不同核型的细胞系 如45 X 46 XX 47 XXX 32 2 结构畸变 structuralaberration 染色体结构畸变 指染色体发生断裂 breakage 和再接合 reunion 而形成各种类型重组的结果 染色体结构畸变的类型 1 缺失 deletion del 2 重复 duplication dup 3 倒位 inversion inv 4 易位 translocation t 5 环形染色体 ringchromosome r 6 等臂染色体 isochromosome i 33 1 缺失 deletion del 指染色体臂的部分丢失 末端缺失 染色体的长臂或短臂发生一次断裂 缺失了末端节段 中间缺失 染色体的长臂或短臂内发生了两次断裂 两断裂面之间的断片脱离后两断裂面又重新结合 34 35 2 重复 duplication dup 重复 是指同源染色体中一条断裂后 其断片连接到另一条同源染色体上的相应部位 或是由同源染色体间的不等交换 结果一条同源染色体上部分基因重复了 而另一条同源染色体则相应缺失了 36 返回 37 3 倒位 inversion inv 倒位 染色体发生两处断裂后 中间的断片倒转180度后又重新连接 臂内倒位 paracentricinversion 系指倒位部分不包括着丝粒而仅限于一臂之内 臂间倒位 pericentricinversion 系指倒位部分包括着丝粒 38 39 4 易位 translocation t 广义的易位系指染色体的节段位置发生改变 即一条染色体断裂后其片段接到同一条染色体的另一处或接到另一条染色体上去 狭义的易位系指两条染色体之间的相互易位 即两条染色体都发生断裂 相互交换断片后又重新接合 形成两条新的易位染色体 40 返回 41 罗伯逊易位 Robertsoniantranslocation rob 罗伯逊易位 是一种涉及两条近端着丝粒的易位类型 其断裂发生在着丝粒部位或着丝粒附近 整个染色体臂发生了相互易位 形成两个中着丝粒染色体 其中由染色体短臂形成的小染色体往往丢失 42 返回 43 5 环形染色体 ringchromosome r 环形染色体 由于断裂发生在染色体两个臂的远端 随后这两臂的断裂端彼此粘着形成环形结构 44 返回 45 6 等臂染色体 isochromosome i 等臂染色体 系指染色体的两臂带有相等的遗传信息 46 返回 47 3 人类染色体畸变的国际命名体制 ISCN 1 常用符号和缩写术语 2 非显带染色体畸变核型书写规则 染色体总数 性染色体类型及畸变 常染色体畸变 3 显带染色体畸变核型的书写规则 繁式 简式 48 注 符号书写次序 染色体总数 性染色体类型或畸变 常染色体畸变情况 49 50 51 52 53 三 常染色体病诊断 一 常用的显带技术 二 常染色体病诊断 54 一 常用显带技术 55 a Q带 QFQ b G带 GTG 56 c R带 RHG d C带 CBG 57 染色体显带技术的选用 58 e 高分辨G带 59 二 常染色体病诊断 1 1q部分单体综合征2 2p部分三体综合征3 3p部分三体综合征4 4号环状染色体综合征5 5p 综合征6 6q部分三体综合征7 13三体综合征8 18p部分单体综合征9 18三体综合征10 21三体综合征 60 1 1q部分单体综合征 1 主要症状 生长发育迟缓 智力低下 眼距宽 内眦赘皮 塌鼻梁 鼻短 唇裂 小下颌 耳低位 畸形 颈短 先天性心脏病 室间隔缺损 肺动脉瓣狭窄或闭锁 动脉导管闭锁等 生殖器异常 肌张力低 手脚短宽 其他 人中长 癫痫 尖叫的哭声 61 1 1q部分单体综合征 预后与防治 多在婴儿期死亡 应加强染色体平衡易位携带者的婚 育指导 根据染色体检查可作出产前诊断 62 1 1q部分单体综合征 2 核型 常见的核型有46 XX del 1 q43 qter 46 XX del 1 q42 qter 63 1 1q部分单体综合征 64 1 1q部分单体综合征 65 1 1q部分单体综合征 66 2 2p部分三体综合征 1 主要症状 生长发育迟缓 严重智力低下 小头 前额隆凸 眼距宽 内眦赘皮 眼球震颤 外眼角下斜 鼻根低平 蒜头鼻 鼻短 耳大 耳低位 小下颌 人中长 躯干长 胸骨畸形 肋骨畸形 男性小阴茎 隐睾 其他 可有高鼻梁 腭裂 先天性心脏畸形 67 2 2p部分三体综合征 预后与防治 一般可活至儿童期早期 预后差 对携带者应加强婚 育指导 根据染色体检查可作出产前诊断 68 2 2p部分三体综合征 2 核型 常见的核型有46 XX 16 der 16 t 2 6 p13 q11 pat46 XX 17 der 17 t 2 17 p23 q25 pat 69 2 2p部分三体综合征 70 2 2p部分三体综合征 71 2 2p部分三体综合征 72 2 2p部分三体综合征 73 2 2p部分三体综合征 74 3 3p部分三体综合征 1 主要症状 小头 中度到重度智力低下 四方形大脸 前额隆凸 颞部凹陷 眼距宽 内眦赘皮 人中长而凸起 鲤鱼嘴 小下颌 大耳 颈短 先天性心脏病 消化道畸形 隐睾 小阴茎 指纹中斗纹多 其他 有的鼻梁扁宽 唇 腭裂 小指内弯等 75 3 3p部分三体综合征 预后与防治 预后差 多数在婴儿期死亡 应加强对携带者的婚 育指导 根据染色体检查可作出产前诊断 76 3 3p部分三体综合征 2 核型 常见的核型有46 XX 4 14 der 4 der 14 T 3 4 14 p12 q13 p13 mat 9qh mat 77 3 3p部分三体综合征 78 3 3p部分三体综合征 79 3 3p部分三体综合征 80 3 3p部分三体综合征 81 4 4号环状染色体综合征 1 主要症状 出生前后生长发育迟缓 出生体重轻 智力低下 痉挛 小头 眼距宽 内眦赘皮 外眼角上斜 腭裂 先天性心脏病 肾畸形 生殖器异常 上肢畸形 可有桡骨缺损 拇指缺如 骨成熟延迟 82 4 4号环状染色体综合征 预后与防治 预后与心脏畸形等严重程度不同而有差异 严重者多在婴儿期死亡 少数可活到儿童早期 报告病例有4岁 6岁 8岁 11岁等 幸存者有智力低下 应加强指导 83 4 4号环状染色体综合征 2 核型 常见的核型有46 XY r 4 p16q35 46 XY r 4 p15q35 46 XX r 4 p15q35 46 XX XY r 4 p16q35 84 4 4号环状染色体综合征 85 5 5p 综合征 猫叫综合征 1963年 Lejeune首次报导 主要症状 哭声如猫叫 智力落后 生长阻滞 小头 满月脸 斜视 心脏畸形 核型 46 XY 5p 46 XY del 5 p15 46 XY del 5 5p15 qter 86 87 88 89 6 6q部分三体综合征 1 主要症状 长发育迟缓 身材矮小 严重智力低下 小头 扁平脸 鼻根扁平 人中长 鲤鱼嘴 下唇中央凹陷 下颌后缩 牙齿异常 耳大 耳低位 耳畸形 颈短 特异性宽 短的蹼颈 脊柱侧弯 后弯 四肢挛缩 畸形 乳距宽 男性外生殖器发育不良 其他 腭弓高 并趾 心脏畸形 90 6 6q部分三体综合征 预后与防治 预后不良 对携带者应加强婚 育的指导 91 6 6q部分三体综合征 2 核型 常见的核型有46 XX dirdup 6 q21 q27 46 XY dirins 5 6 q33 q15q27 mat 92 6 6q部分三体综合征 93 6 6q部分三体综合征 94 6 6q部分三体综合征 95 6 6q部分三体综合征 96 7 13三体综合征 1960年Patau等人首次报导 主要症状 严重的多发畸形 比21三体 18三体都要严重 核型 47 XX 1346 XX D t Dq13q 46 XX 47 XX 13 97 98 99 7 13三体综合征 100 7 13三体综合征 101 7 13三体综合征 102 7 13三体综合征 103 8 18p部分单体综合征 1 主要症状 出生前后生长发育迟缓 出生体重轻 平均2800g 轻度到重度智力低下 癫痫 身材矮小 站立时双腿叉开并稍向前倾 小头 眼距宽 内眦赘皮 外眼角下斜 斜视 人中宽 小下颌 上唇短而前凸 下唇外翻 耳大 耳低位 颈短 蹼颈 女 后发际低 鸡胸 脐疝或腹股沟疝 手短而宽 手背水肿 第5指屈曲 蹼状趾 平底足或摇篮足 其他 可有肘外翻 头部畸形 小眼球 耳聋等 104 8 18p部分单体综合征 预后与防治 除伴有严重畸形者 一般寿命正常 文献报告一例为61岁的患者 一例46 XX 18p 的轻度智力低下的女患者 曾生育一个18p 的患儿 故应加强婚 育的指导 105 8 18p部分单体综合征 2 核型 常见的核型有46 XX XY 18p 46 XX XY del18 p11 mat 106 8 18p部分单体综合征 107 8 18p部分单体综合征 108 8 18p部分单体综合征 109 9 18三体综合征 1960年Edwards首次报导 主要症状 特殊的面容 手呈特殊握拳状 摇篮足 核型 47 XX 1846 XX 47 XX 1848 XXX 18 110 9 18三体综合征 111 9 18三体综合征 112 9 18三体综合征 113 9 18三体综合征 114 9 18三体综合征 115 116 117 118 10 21三体综合征 Down综合征 1 主要症状 特殊面容 鼻梁低 眼斜视 外眼角上翘 内眦赘皮 耳小 低位 口常开 流口水 智力障碍 智商一般在25 50 50 有先天性心脏畸形 通贯手 猿线 草鞋脚 119 120 121 122 内眦赘皮 123 124 125 返回 126 127 返回 128 草鞋脚 返回 129 10 21三体综合征 Down综合征 130 10 21三体综合征 Down综合征 131 10 21三体综合征 Down综合征 132 10 21三体综合征 Down综合征 133 10 21三体综合征 Down综合征 134 10 21三体综合征 Down综合征 135 单纯型 游离型 47 XX XY 21易位型46 XY D t DqGq 嵌合型46 XY 47 XY 21 2 核型 136 游离型 返回 137 易位型 返回 138 4 预后 男性患者不育 5 发病率 与母亲年龄有关 139 假定母亲是平衡易位的携带者 则她的核型是 45 XX 14 21 t 14q21q 产生6种不同的卵子与正常精子23 Y结合23 X46 XY22 X 14 21 t 14q21q 45 XY 14 21 t 14q21q 23 X 14 t 14q21q 46 XY 14 t 14q21q 22 X 2145 XY 2123 X 21 t 14q21q 46 XY 21 t 14q21q 22 X 1445 XY 14 3 14 21平衡易位染色体的传递 140 四 性染色体病诊断技术 一 性染色质 二 性染色体病1 先天性睾丸发育不全综合征2 先天性卵巢发育不全综合征3 脆性X染色体智力障碍综合征 141 一 性染色质 1 X性染色质 X小体 Barr小体 2 鼓槌3 Y染色质 142 1 X性染色质 X chromatin Lyon假说 1961 1 在哺乳动物 包括人类 的正常雌性间期细胞 两条X染色体中的一条是遗传上失活的 形成X性染色质 2 最初的失活发生在胚胎发育的早期 3 最初的失活是随机的 143 1 X性染色质 X chromatin 144 145 2 鼓槌 drumstick 146 3 Y染色质 Y chromatin 147 二 性染色体病 1 先天性睾丸发育不全综合征 Klinefeltersyndrome 主要临床特征 外表男性 睾丸小 不育 男性乳房发育 其性情体态女性化 身材瘦长 体力较弱 148 核型 47 XXY48 XXXY49 XXXXY46 XY 47 XXY 149 2 先天性卵巢发育不全综合征 Turnersyndrome 主要临床特征 外表女性 原发闭经 卵巢萎缩 外生殖器发育不良 身材矮小 身高一般不超过1 50M 盾状胸 肘外翻 乳房不发育 色素痣 蹼颈和低发际 一般不能生育 150 色素痣 151 肘外翻 152 发际低蹼颈 返回 153 核型 45 X045 X0 46 XX 154 3 脆性X染色体智力障碍综合征 Martin Bellsyndrome 主要临床特征 三大一低大睾丸大头围大耳朵低智商 155 156 157 3 脆性X染色体智力障碍综合征 核型 fra X q27 3 CGG n 158 159 脆性位点脆性X综合征为X连锁遗传 出现几率在男婴中为1 2500 主要成因可能是因为CGG三核苷片段重复数目的变化 160 五 荧光原位杂交Fluorescenceinsituhybridization FISH 分子细胞遗传学 MolecularCytogenetics 是近年来发展起来的一门学科 是传统的细胞遗传学与分子遗传学结合的产物 始于FISH用染料标记探针 与中期或间期染色体杂交后 依其荧光标记的强弱进行检测以确定基因在染色体上的位置 并能确定染色体是否畸变 探针标记方法 直接标记 荧光或非荧光 间接标记 荧光抗体 信号放大 常用 161 162 DiagramaticrepresentationofFISHanalysisusingthreedifferentkindsofprobes 163 着丝粒探针 164 一 荧光原位杂交的特点 快速 信号强 特异性高 多色 标记探针的物质 1 生物素 biotin 地高辛 digoxigenin 半抗原报告分子 间接标记 2 荧光物质 直接标记 Cy2或FluorX 绿色 Cy3 橙色 Cy3 5 猩红色 Cy5 红色 Aqua 蓝色 间接标记的信号检测 抗biotin或digoxigenin抗体上连接荧光物质 物质 conjugatedtoavidinorantibodyofdigoxigenin 1 Fluoresceinisothiocyanate FITC 或Bidopy 绿色 2 TexasRed Rhodamine 红色 3 AMCA 蓝色染色体复染的物质 PropidiumIodide PI 红色 DAPI 兰色 quinacrine 绿色 chromomycineA3 绿色 165 166 二 染色体涂染探针 chromosomepaintingprobes 整条染色体探针或染色体区带特异性探针染色体涂染方法 正向 forwa