染色体病诊断技术PPT课件

1、.,1,染色体病诊断技术,上海交通大学医学院 陆振虞 教授,2,.,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,3,.,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,4,.,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(1/5 000-1/20 000) 妊娠12-16周,18ml母血中可收集到1-22个胎儿有核RBC,5,.,(2)制备的关键步骤,6,.,Fig 7.1 Preparat

2、ion of cells for cytological analysis, 2003 John Wiley and Sons Publishers,8,.,10,.,2、染色体的形态,11,.,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(short arm) 长臂(long arm) 随体(satellite) 次级缢痕(secondary constriction) 端粒（telomere) (TTAGGG)n n=2-3x104,12,.,2、染色体的形态,(2)三种染色体类型: 中着丝粒染色体 (metacentri

3、c chromosom) 亚中着丝粒染色体 (submetacentric chromosome) 近端着丝粒染色体 (acrocentric chromosome),13,.,3、染色体的分组,（1） 染色体分组指标： 相对长度（Relative length)= 臂比率(arm ratio)= 着丝粒指数(centromere index)= 有无随体(with or without satellite),14,.,（2）染色体的分组,各组染色体对数为: 3 2 7 3 3 2 2+性染色体 A B C D E F G,返回,返回,返回,17,.,（3）正常男女核型（karyotype),

4、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。,18,.,（3）正常男女核型(karyotype),正常男性核型： 46,XY 正常女性核型： 46,XX,19,.,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) .,20,.,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：2p13 2q31 21q22.12,二、染色体畸

5、变（chromosome aberration),（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(An International System for human Cytogenetic Nomenclature, ISCN),（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,（二）染色体畸变的类型,1、数目畸变(numerical aberration) 2、结构畸变(structur

6、al aberration),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),(1) 数目畸变的原因,最常见原因为染色体不分离,（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。,整倍体细胞表现为多倍体(polyploid） 染色体数目3n 如：三倍体（triploid

7、） 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。,返回,69,XXY,92,XXYY,返回,（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

8、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,（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,2. 结构畸变（structural aberration）,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)

9、 （2）重复(duplication,dup) （3）倒位(inversion,inv) （4）易位(translocation,t) （5）环形染色体(ring chromosome,r) （6）等臂染色体(isochromosome, i),(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。,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

10、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。,37,.,返回,(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：(paracentric inversion) 系指倒位部分不包括着丝粒而仅限于一臂之内。 臂间倒位：(pericentric inversion)系指倒位部分包括着丝粒。,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

11、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。,41,.,返回,罗伯逊易位(Robertsonian translocation,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。,43,.,返回,(5)环形染色体 (ring chromosome,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。,45,.,返回,（6）等臂染色体 (isochromosome,i),等臂染色

12、体：系指染色体的两臂带有相等的遗传信息。,47,.,返回,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）,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。,54,.,三、常染色体病诊断,（一）常用的显带技术 （二）常染色体病诊断,55,.,（一）常用显带技术,56,.,a) Q带(QFQ),b) G带(GTG),57,.,c) R带(RHG),d) C带(CBG),58,.,染色体显带技术的选用,59,.,e) 高分

13、辨G带,60,.,(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,61,.,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,62,.,1、1q部分单体综合征,预后与防治： 多

14、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。,63,.,1、1q部分单体综合征,（2）核型： 常见的核型有 46,XX,del(1)(q43qter) 46,XX,del(1)(q42qter),64,.,1、1q部分单体综合征,65,.,1、1q部分单体综合征,66,.,1、1q部分单体综合征,67,.,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

15、梁。腭裂，先天性心脏畸形,68,.,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。,69,.,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)pat 46,XX,-17,+der(17 ),t(2;17)(p23;q25)pat,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,.,2、2p部分三体综合征,75,.,3、3p部分三体综合征,（1）主要

16、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。,76,.,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。,77,.,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,78,.,3、3p部分三体综合征

17、,79,.,3、3p部分三体综合征,80,.,3、3p部分三体综合征,81,.,3、3p部分三体综合征,82,.,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。,83,.,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。,84,.,4、4号环状染色体综合征,（2）核型：

18、 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),85,.,4、4号环状染色体综合征,86,.,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),90,.,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，

19、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。,91,.,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。,92,.,6、6q部分三体综合征,（2）核型： 常见的核型有 46,XX,dir dup(6)(q21q27); 46,XY,dir ins(5;6)(q33;q15q27) mat,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,.,6、6q部分三体综合

20、征,97,.,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,+13 46,XX,-D,+t(Dq13q) 46,XX/47,XX,+13,99,.,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,.,7、13三体综合征,104,.,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

21、，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。,105,.,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。,106,.,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),del 18(p11)mat,107,.,8、18p部分单体综合

22、征,108,.,8、18p部分单体综合征,109,.,8、18p部分单体综合征,110,.,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,+18 46,XX/47,XX,+18 48,XXX,+18,111,.,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,.,9、18三体综合征,119,.,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

23、商一般在25-50。 50%有先天性心脏畸形，通贯手（猿线），草鞋脚。,120,.,121,.,122,.,内 眦 赘 皮,返回,返回,草 鞋 脚,返回,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,.,10、21三体综合征(Down 综合征),136,.,单纯型（游离型） 47，XX(XY),+21 易位型 46,XY,-D,+t(DqGq) 嵌合型 46，XY/

24、47,XY,+21,（2）核型：,游 离 型,返回,易 位 型,返回,（4）预后：男性患者不育 （5）发病率：与母亲年龄有关。,140,.,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,X 46,XY 22,X,-14,-21,+t(14q21q) 45,XY,-14, -21,+t(14q21q) 23,X,-14,+t(14q21q) 46,XY,-14,+t(14q21q) 22,X,-21 45,XY,-21 23,X,-21,+t(14q21q) 46,XY,-21,+t(14q21q)

25、 22,X,-14 45,XY,-14,（3）14/21平衡易位染色体的传递,141,.,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,142,.,（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,143,.,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。,144,.,1、

26、X性染色质(X-chromatin),146,.,2、鼓槌(drum stick),147,.,3、Y染色质(Y-chromatin),148,.,（二）性染色体病,1、先天性睾丸发育不全综合征 (Klinefelter syndrome) 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。,149,.,核型： 47,XXY 48,XXXY 49,XXXXY 46,XY/47,XXY,150,.,2、先天性卵巢发育不全综合征(Turner syndrome),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1.5

27、0M），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。,色 素 痣,肘 外 翻,发 际 低 蹼 颈,返回,154,.,核型： 45,X0 45,X0/46,XX,155,.,3、脆性X染色体智力障碍综合征(Martin-Bell syndrome),主要临床特征： 三大一低 大睾丸 大头围 大耳朵 低智商,157,.,158,.,3、脆性X染色体智力障碍综合征,核型： fra(X)(q27.3) （CGG)n,159,.,160,.,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。,161,.,五. 荧光原位

28、杂交 Fluorescence in situ hybridization, FISH,分子细胞遗传学(Molecular Cytogenetics)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,162,.,163,.,Diagramatic representation of FISH analysis using three different kinds

29、 of probes,164,.,着丝粒探针,165,.,(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： conjugated to avidin or antibody of digoxigenin (1)Fluorescein isothiocyanate(FITC)或Bidopy绿色 (2)Texas Red, Rhodamine, 红色 (3)AMCA蓝色 染色体复染的物质: Propidium Iodide (PI)（红色），DAPI（兰色），quinacrine（绿色），chromomycine A3（绿色）,166,.,167,.,(二) 染色体涂染探针(chromosome painting probes) 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(forward)：正常probe杂交到待检测的异常标本上； 逆向(r