人類染色體疾病的診斷（一）肖文珺首都醫(yī)科大學(xué)附屬世紀(jì)壇醫(yī)院檢驗(yàn)科細(xì)胞分子遺傳專業(yè)組1人類染色體疾病的診斷（一）肖文珺1第一節(jié)人類正常染色體一、人類中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)2第一節(jié)人類正常染色體一、人類中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)2DNA+組蛋白

核小體+連接絲核小體+連接絲

螺線體(solenoid)螺線體

超螺線體

(super-solenoid)超螺線體

染色體3DNA+組蛋白

核小體+連接絲核小體+連接絲

螺線體細(xì)胞周期：指由細(xì)胞分裂結(jié)束到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程。①G1期，指從有絲分裂完成到期DNA復(fù)制之前的間隙時(shí)間；②S期，指DNA復(fù)制的時(shí)期；③G2期，指DNA復(fù)制完成到有絲分裂開始之前的一段時(shí)間；④M期，細(xì)胞分裂開始到結(jié)束。G0期：間期細(xì)胞，細(xì)胞周期之外的細(xì)胞。4細(xì)胞周期：指由細(xì)胞分裂結(jié)束到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程。人類外周淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備:采血→接種→培養(yǎng)→秋水仙素處理→收集細(xì)胞→低滲→固定→制片

5人類外周淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備:5染色單體(端粒)次縊痕短臂（p）長臂（q）隨體常染色質(zhì)區(qū)異染色質(zhì)區(qū)主縊痕（初級縊痕）6染色單體(端粒)次縊痕短臂（p）長臂（q）隨體常染色質(zhì)區(qū)異染初級縊痕（主縊痕）：著絲粒所在部位兩染色單體縮窄。次級縊痕（副縊痕）：有的染色體在長、短臂上還存在縮窄區(qū)或淺染區(qū)，稱為副縊痕。隨體：大部分近端著絲粒染色體短臂末端有一球形小體，借柄部與染色體主體稱為隨體。7初級縊痕（主縊痕）：7NOR：近端著絲粒染色體隨體和短臂相連的柄部含有rDNA，可轉(zhuǎn)錄形成rRNA,與核仁形成有關(guān)，也稱核仁組織者區(qū)。端粒（telomere）：

染色體端部特化部位，由端粒DNA和端粒蛋白構(gòu)成。功能:1.維持染色體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；

2.保持各條染色體彼此不相粘接；

3.有助于同源染色體配對和染色單體互換。8NOR：8二、人類正常核型（一）Denver體制

1960，在美國丹佛、1963，在英國倫敦，1966，在美國芝加哥，召開三次人類細(xì)胞遺傳學(xué)的國際會議。主要依據(jù)：染色體大小、著絲粒位置。9二、人類正常核型9染色體的四種類型：1/2~5/8中央著絲粒染色體5/8~7/8亞中著絲粒染色體7/8近端著絲粒染色體中部亞中部近端部端部

末端處10染色體的四種類型：1/2~5/8中央著絲粒5/8~7/8亞中人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）

組染色體號主要特征A組B組C組D組E組F組G組123亞中著絲粒染色體中央著絲粒染色體4——5亞中著絲粒染色體、無隨體6——12、X亞中著絲粒染色體大小13——15近端著絲粒染色體、有隨體161718亞中著絲粒染色體中央著絲粒染色體19——20中央著絲粒染色體21——22、Y近端著絲粒染色體、有隨體Y染色體略大、長臂平行伸展、無隨體11人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）（二）非顯帶染色體核型及識別

丹佛(Denver)體制。

規(guī)定每一條染色體可通過相對長度、臂率和著絲粒指數(shù)等三個(gè)參數(shù)予以識別；常染色體按長度遞減的次序以1～22號編號，性染色體則稱為X和Y。另外人類的46條染色體應(yīng)根據(jù)長度遞減順序和著絲粒位置劃分為7個(gè)易區(qū)分的組，即以字母A～G表示7組染色體，并決定將副縊痕和隨體作為識別染色體的輔助指標(biāo)。

12（二）非顯帶染色體核型及識別丹佛(Denver)體制1313

核型：一個(gè)體細(xì)胞（somaticcell）中的全部染色體稱為核型（Karyotype）。確切的說核型是指是一個(gè)體細(xì)胞內(nèi)的全部染色體按其大小和形態(tài)特征排列所構(gòu)成的圖像。對這種圖像進(jìn)行分析稱為核型分析。14核型：一個(gè)體細(xì)胞（somaticcell）中的全1212354121324（三）染色體顯帶與顯帶染色體的命名1、染色體顯帶技術(shù)對有絲分裂中期染色體進(jìn)行酶解，酸、堿、鹽等處理，并用特殊的染色方法（芥子喹吖因或鹽酸喹吖因）可使染色體在其長軸上顯出一個(gè)個(gè)明暗交替或染色深淺不同的橫紋，這樣的橫紋就叫做染色體的帶。

15112354121324（三）染色體顯帶與顯帶染色染色體的顯帶技術(shù)分類整條染色體的顯帶技術(shù)：如Q帶和G帶染色體局部的顯帶技術(shù)如T帶和C帶.

16染色體的顯帶技術(shù)分類整條染色體的顯帶技術(shù)：16Q帶（Qbanding）染料：芥子喹吖因或鹽酸喹吖因優(yōu)點(diǎn)：受制片過程和熱處理的影響較小,制片效果較好,帶型鮮明缺點(diǎn)：在熒光顯微鏡下進(jìn)行觀察。但Q帶保存時(shí)間短，而且需要在熒光顯微鏡下進(jìn)行觀察，因而，限制了Q顯帶技術(shù)的應(yīng)用。17Q帶（Qbanding）染料：芥子喹吖因或鹽酸喹吖因17Q-顯帶：熒光顯帶，同G顯帶帶紋18Q-顯帶：熒光顯帶，同G顯帶帶紋18染色體標(biāo)本

優(yōu)點(diǎn)：G顯帶克服了Q顯帶的缺點(diǎn)，G帶標(biāo)本可長期保存，而且可在普通光學(xué)顯微鏡下觀察。（G帶在各條染色體上顯出的帶型和Q帶型基本相同）熱、堿、蛋白酶Giemsa染色G顯帶G顯帶（Gbanding）19染色體標(biāo)本優(yōu)點(diǎn)：G顯帶克服了Q顯帶的缺點(diǎn)，G帶標(biāo)本可長期保正常男性染色體

46,XY正常女性染色體46，XXG顯帶核型分析20正常男性染色體

46,XY正常女性染色體G顯帶核型分析202121方法：中期染色體不經(jīng)鹽酸水解或不經(jīng)胰酶處理的情況下，經(jīng)吉姆薩染色后所呈現(xiàn)的區(qū)帶。所顯示的帶紋與G帶的深、淺帶帶紋正好相反，故稱為R帶（reversedband）。R顯帶（Rbanding）22方法：中期染色體不經(jīng)鹽酸水解或不經(jīng)胰酶處理的情況下，經(jīng)吉姆薩人類1號染色體Q、G、R三種顯帶對比圖23人類1號染色體Q、G、R三種顯帶對比圖23方法：將中期染色體先經(jīng)鹽酸，后經(jīng)堿（如氫氧化鋇）處理，再用吉姆薩染色C-顯帶：著絲粒顯帶C顯帶核型圖

24方法：將中期染色體先經(jīng)鹽酸，后經(jīng)堿（如氫氧化鋇）處理，再用吉T-顯帶：末端顯帶是染色體的端粒部位經(jīng)吉姆薩和吖啶橙染色后所呈現(xiàn)的區(qū)帶，典型的T帶呈綠色。25T-顯帶：末端顯帶是染色體的端粒部位經(jīng)吉姆薩和吖啶橙染色后特異顯示近端著絲粒染色體

（核仁組織區(qū)）N帶（NOR）：26特異顯示近端著絲粒染色體

（核仁組織區(qū)）N帶（NOR）：22、染色體顯帶核型的命名

1971，在巴黎召開的第四屆和1972在愛丁堡的國際會議，提出《人類細(xì)胞遺傳學(xué)命名的國際體制》。（1）界標(biāo)：染色體上具有顯著形態(tài)學(xué)特征并穩(wěn)定存在的結(jié)構(gòu)區(qū)域。端粒、著絲粒、明顯的帶。（2）區(qū)：兩界標(biāo)之間的區(qū)域。（3）帶：染色體由一系列帶組成，沒有非帶區(qū)。（4）亞帶：272、染色體顯帶核型的命名（1）界標(biāo)：染色體上具有顯著形態(tài)學(xué)特pq32112341p3165432128pq311p316283、染色體高分辨顯帶及命名分裂中期一套單倍染色體一般顯示320條帶。高分辨顯帶能顯示550-850條帶，甚至2000條帶以上。達(dá)到了亞帶（subband）的水平。

如21三體，早期確定為多了一條21號，高分辨顯帶則確定癥狀與21q22.3重復(fù)有關(guān)。-----應(yīng)用高分辨顯帶技術(shù)研究染色體微細(xì)結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)改變后遺傳效應(yīng)的學(xué)科，稱為“微細(xì)胞遺傳學(xué)”?，F(xiàn)在可以在G2期或早前期的染色體上顯示3000~10000條帶。293、染色體高分辨顯帶及命名如21三體，早期確定為染色體高分辨顯帶及命名高分辨顯帶染色體（人類10號染色體）帶的描述：①染色體號②臂的符號長臂q;短臂p③區(qū)的序號④帶的序號⑤亞帶⑥次亞帶10q2310q23.310q23.3330染色體高分辨顯帶及命名高分辨顯帶染色體（人類10號染色體）帶第二節(jié)染色體多態(tài)性染色體多態(tài)性（chromosomepolymorphism）在正常健康人群中存在著各種染色體的恒定微小變異，主要表現(xiàn)在一對同源染色體之間出現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)、帶紋寬窄度、著色強(qiáng)度等的明顯差異，同時(shí)這些微小恒定的變異又按孟德爾方式遺傳，通常沒有明顯表型效應(yīng)和病理學(xué)意義，這種變異稱染色體的多態(tài)性。31第二節(jié)染色體多態(tài)性染色體多態(tài)性31染色體多態(tài)的特征：1、常常集中在染色體一定部位，常為異染色質(zhì)區(qū)。2、不同于染色體畸變，不具明顯的臨床表型或病理性意義。3、在個(gè)體中是恒定的，按孟德爾遺傳方式遺傳。32染色體多態(tài)的特征：32染色體多態(tài)主要發(fā)生的部位染色體長度﹑隨體和副縊痕；D組和G組近端著絲粒染色體的短臂、隨體及隨體柄部副縊痕區(qū)（NOR）形態(tài)的變異（常見）；1、9和16號染色體長臂近著絲粒區(qū)副縊痕處形成的狹窄、淺染的區(qū)域的變異；33染色體多態(tài)主要發(fā)生的部位染色體長度﹑隨體和副縊痕；33一、染色體長度的多態(tài)不同個(gè)體或同一個(gè)體同源染色體的兩條染色體長度存在真實(shí)的差異。Y染色體長度變異是最典型、最常見的多態(tài)形態(tài)，具有隨體的Y染色體；具有中央著絲粒的Y染色體；Y長度的變異，主要發(fā)生的部位是Yq遠(yuǎn)側(cè)2/3處:大Y:Y長度大于F組或18號長度(或稱長Y或巨Y）Y=>18小Y:Y長度小于G組染色體長度體Y<22

34一、染色體長度的多態(tài)34abcdefY染色體Y染色體長臂上有精子分化發(fā)育的基因，異染色質(zhì)增加或減少都可能是造成細(xì)胞錯(cuò)誤、生殖障礙的原因。35abcd二、隨體多態(tài)abcdef近端著絲粒染色體的變異36二、隨體多態(tài)abc三、副縊痕多態(tài)

近端著絲粒染色體存在副縊痕，此外1、9、16和Y染色體也有副縊痕。abc

副縊痕常位于異染色質(zhì)區(qū)，副縊痕的增長是高度重復(fù)DNA序列增加所致。有報(bào)道稱這種增長可使同源染色體配對困難，從而引起流產(chǎn)。37三、副縊痕多態(tài)ab第三節(jié)染色體畸變?nèi)旧w畸變(chromosomeaberration)：是指染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。38第三節(jié)染色體畸變?nèi)旧w畸變(chromosomeaber一、畸變的原因（一）物理因素：高熱、射線。（二）化學(xué)因素藥品：環(huán)磷酰胺、氮芥；農(nóng)藥；工業(yè)毒物：苯、甲苯；食品添加劑等。（三）生物因素：生物毒素：霉菌毒素；生物體：帶狀皰疹病毒、風(fēng)疹病毒、乙肝病毒、巨細(xì)胞病毒。（四）遺傳因素39一、畸變的原因39二、染色體數(shù)目異常（一）整倍體異常和發(fā)生機(jī)制：-----染色體數(shù)目以染色體組為單位的增減。單倍體（n）三倍體（3n）四倍體（4n）多倍體40二、染色體數(shù)目異常（一）整倍體異常和發(fā)生機(jī)制：單倍體（n）1、三倍體（triploid）：

核型69，XXX，69，XXY/三倍體嵌合體。嵌合體----一個(gè)個(gè)體內(nèi)存在兩種或兩種以上核型的細(xì)胞株。異源嵌合體----不同核型的細(xì)胞系來自兩個(gè)或兩個(gè)以上的合子。411、三倍體（triploid）：41多倍體產(chǎn)生的機(jī)制（1）雙雄受精(diandry)23X23Y23X69XXY42多倍體產(chǎn)生的機(jī)制23X23Y23X69XXY42（2）雙雌受精(digyny)69XXY23X23X23Y43（2）雙雌受精(digyny)69XXY23X23Y432、四倍體（tetraploid）

核型92，XXXX，92，XXYY。原因：（1）核內(nèi)復(fù)制（endoreplication）（2）核內(nèi)有絲分裂。442、四倍體（tetraploid）44核內(nèi)復(fù)制（腫瘤常見）

DNA復(fù)制完畢但染色體不分離，結(jié)果細(xì)胞核中含有四倍的染色體，人類則為92根染色單體。核內(nèi)復(fù)制45核內(nèi)復(fù)制（腫瘤常見）DNA復(fù)制完畢但染色體不分離，結(jié)果染色體數(shù)目只有少數(shù)幾條的增減。超二倍體（hyperdiploid）

2n+1、2、3……n亞二倍體（hypodiploid）

2n–1、2、3……n（二）非整倍體改變46染色體數(shù)目只有少數(shù)幾條的增減。超二倍體（hyperdipl（1）單體型（monosomy）:2n–1

常染色體單體型難以存活；臨床只可見X染色體單體型個(gè)體，即Turner綜合癥。1、非整倍體改變的類型47（1）單體型（monosomy）:2n–11、非整倍體（2）三體型（trisomy）:2n+1

最常見21三體和性染色體三體；其次18、13三體；較大染色體三體型較難存活。（3）多體型：某號染色體增加2條或以上。（4）復(fù)合非整倍體：細(xì)胞內(nèi)兩種或兩種以上染色體數(shù)發(fā)生異常。48（2）三體型（trisomy）:2n+1（3）多體型：某號染2、非整倍體產(chǎn)生的機(jī)制（1）染色體不分離主要是由于細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂時(shí)染色體不分離或丟失引起。

492、非整倍體產(chǎn)生的機(jī)制49①M(fèi)I分裂同源染色體不分離:70%50①M(fèi)I分裂同源染色體不分離:70%50②MII分裂姐妹染色單體不分離:30%③有絲分裂不分離51②MII分裂姐妹染色單體不分離:30%③有絲分裂不分離51464646

后期遲滯所致染色體遺失與嵌合體形成圖解45454646（2）染色體丟失（后期延遲）52464646后期遲滯所致染色體遺失與嵌合體形成圖解454三、染色體結(jié)構(gòu)的畸變（一）染色體結(jié)構(gòu)畸變的產(chǎn)生基礎(chǔ)

染色體結(jié)構(gòu)畸變的基礎(chǔ)是斷裂及斷裂后的變位重接。染色體斷裂，重新組合，稱為染色體重排（rearrangement）。異常重接形成的各種結(jié)構(gòu)異常的染色體稱為衍生染色體。53三、染色體結(jié)構(gòu)的畸變（一）染色體結(jié)構(gòu)畸變的產(chǎn)生基礎(chǔ)染色體型畸變(chromosome-typeaberration)：

斷裂發(fā)生在染色體復(fù)制之前（G1或S期）。

染色單體型畸變(chromatid-typeaberration)：

斷裂發(fā)生在染色體復(fù)制之后（晚S期或G2期）?；儠r(shí)間54染色體型畸變(chromosome-typeaberrat發(fā)育不同階段染色體畸變后果在配子形成期或受精24小時(shí)內(nèi)的畸變將導(dǎo)致畸變純合體。在發(fā)育2-4天（卵裂及桑椹胚期）將導(dǎo)致不同比例的嵌合體。在3胚層分化（3周左右）階段，某一層染色體畸變將導(dǎo)致由該胚層發(fā)育而來的組織器官系統(tǒng)異常。在各組織器官染色體異常嵌合體中，僅依外周血檢查不一定能夠發(fā)現(xiàn)嵌合核型。55發(fā)育不同階段染色體畸變后果在配子形成期或受精