染色体核型分析、FISH、CMA、全外显子测序（WES）多维度对比

先明确四项技术全称：

1. 染色体核型分析：G显带染色体核型（传统细胞遗传学）

2. FISH：荧光原位杂交（分子细胞遗传学）

3. CMA：染色体微阵列分析（基因芯片，包括SNP-array/CNV-array）

4. WES：全外显子组测序（二代测序NGS）

下面从原理、检测分辨率、变异类型、检测范围、适用病症、优缺点、检测周期、价格、样本要求、临床应用、检出率、局限性等12个核心维度逐一对比。

一、核心原理

1. 核型分析

细胞培养→中期染色体制片→G显带染色→显微镜人工观察整条染色体数目、大片段结构畸变。

2. FISH

利用荧光标记特异性基因探针，与染色体特定区域原位杂交，荧光信号定位目标片段有无缺失/重复/易位。

3. CMA染色体微阵列

全基因组高密度探针杂交，通过信号强弱对比，定量检测全基因组拷贝数变异CNV，SNP芯片还可检测杂合性缺失LOH、单亲二倍体UPD。

4. WES全外显子测序

捕获人类全部编码区外显子，NGS高通量测序，比对参考基因组，检测点突变、小片段插入缺失、微小CNV。

二、检测分辨率（最小可检出变异）

• 核型分析：5~10 Mb 只能看大片段畸变，小于5Mb基本漏检

• FISH：几十kb~1 Mb 仅探针靶向区域，局部分辨率高

• CMA：10~100 kb 全基因组高分辨率，远高于核型

• WES：单碱基水平，可检出点突变、1~50bp小Indel，也可检出外显子水平微小CNV

三、可检测变异类型

1. 核型：染色体数目异常（三体、单体）、大片段结构异常（易位、倒位、大片段缺失/重复、嵌合体）

2. FISH：靶向区域微缺失/微重复、基因扩增、染色体易位、嵌合体、间期染色体数目异常

3. CMA：全基因组CNV缺失/重复、LOH、UPD、嵌合体；无法检测平衡易位、倒位

4. WES：点突变（SNV）、小片段插入缺失（Indel）、外显子级微小CNV、部分LOH；无法检测大片段结构平衡变异、整条染色体数目异常不敏感

四、检测覆盖范围

• 核型：全基因组整条染色体，低分辨率全景

• FISH：靶向特定位点，仅探针设计区域，非全基因组

• CMA：全基因组无死角，非靶向，全覆盖

• WES：仅编码区外显子（约占全基因组1%），内含子、基因间区不覆盖

五、样本类型要求

• 核型：必须活细胞（外周血淋巴细胞、羊水细胞、绒毛细胞），需细胞培养

• FISH：外周血、羊水、绒毛、组织切片、石蜡样本，可不培养，间期细胞即可

• CMA：外周血DNA、羊水DNA、绒毛DNA、组织DNA，无需活细胞，只需基因组DNA

• WES：外周血DNA、羊水DNA、组织DNA，只需纯化基因组DNA，对样本完整性要求高

六、检测周期

• 核型：7~14天（需细胞培养+制片阅片）

• FISH：1~3天（快速，无需培养）

• CMA：3~7天

• WES：10~20天（测序+生物信息分析+家系验证更久）

七、临床主要适用场景

1. 核型

唐筛高风险、反复流产、不孕不育、智力落后排查大数染色体异常、明显染色体结构畸变、大型出生缺陷。

2. FISH

快速产前筛查（13/18/21/X/Y）、特定微缺失综合征（22q11、猫叫综合征）、肿瘤基因扩增（HER2）、已知家系定点验证、嵌合体快速检测。

3. CMA

不明原因智力低下、发育迟缓、自闭症、多发畸形、核型正常的不明原因流产、排查全基因组微小CNV，一线首选。

4. WES

疑似单基因遗传病、多发畸形CMA阴性、不明原因罕见病、家系遗传模式不明、需排查点突变致病。

八、检出率（临床常规场景）

• 不明原因发育迟缓/多发畸形：

核型：约5%~10%

FISH：仅靶向位点，整体检出率低

CMA：15%~25%

WES：30%~50%（单基因病高发人群更高）

九、优缺点

1. 核型分析

优点：可检测平衡易位、倒位、整条染色体数目异常、大片段畸变；成本低；经典金标准。

缺点：分辨率极低、人工阅片主观误差大、耗时久、微小变异完全漏检、低比例嵌合体易漏。

2. FISH

优点：快速、分辨率高于核型、可间期检测无需培养、嵌合体检出好、靶向位点精准、价格适中。

缺点：只能查已知位点，不能全基因组筛查；需预判怀疑疾病；无法发现新发未知变异。

3. CMA

优点：全基因组高分辨率、无偏好筛查、自动化分析、可检出CNV/LOH/UPD、无需细胞培养、嵌合体检出优于核型。

缺点：不能检测平衡易位/倒位；无法检测点突变；部分微小CNV临床意义不明确（VUS）。

4. WES

优点：单碱基分辨率、可查单基因病点突变/小Indel、能发现新发突变、适合罕见病疑难病例。

缺点：只测外显子，内含子/调控区突变漏检；不能检测平衡结构变异；数据分析复杂、VUS多、价格高、周期长。

十、检测成本（由低到高）

核型分析 ＜ FISH ＜ CMA ＜ WES

十一、能否检测嵌合体

• 核型：可检出高比例嵌合体，低比例易漏

• FISH：嵌合体检出能力最强，可低比例检出

• CMA：可检出中等比例嵌合体

• WES：仅能检出较高比例嵌合体，低比例不敏感

十二、局限性总结

1. 核型：分辨率天花板低，微缺失微重复全部漏检；依赖人工。

2. FISH：只能“定点查病”，不能全基因组盲筛。

3. CMA：查不了点突变、平衡染色体结构变异；大量CNV意义不明。

4. WES：非编码区变异盲区；结构重排、整条染色体异常不擅长；变异解读难度大。