摘要
染色体核型分析、荧光原位杂交(FISH)、染色体微阵列分析(CMA)和全外显子测序(WES)是临床遗传学从细胞水平到分子水平的四层核心检测技术,从以下几个维度进行比较:
一、检测原理
染色体核型分析:细胞培养获得中期染色体,经显带后显微镜观察整条染色体形态结构;FISH:用荧光标记特异性探针与染色体靶序列原位杂交,通过荧光信号判断异常;CMA:利用全基因组基因芯片,通过探针信号强弱对比检测基因组拷贝数变异;全外显子分析:通过二代测序捕获并测定人类全部基因外显子编码区序列,识别基因序列变异。
二、分辨率
染色体核型分析分辨率最低,仅能检出 5~10Mb 以上大片段异常;FISH 为位点靶向中低分辨率;CMA 分辨率高,可检出 kb 级微缺失或微重复;全外显子分析达单碱基水平,分辨率最高。
三、可检测变异类型
染色体核型分析可检出染色体数目异常、大片段缺失重复、平衡易位、倒位等平衡结构变异,不能检测微缺失微重复和点突变;FISH 可定点检测数目异常、特定微缺失或微重复、靶向易位,不覆盖全基因组未知变异;CMA 可检测全基因组拷贝数变异、微缺失或微重复、杂合性缺失、单亲二倍体,无法识别平衡易位或倒位,不能检测点突变;全外显子分析可检测点突变、小插入缺失、剪切位点变异,同时可分析外显子区拷贝数变异,不能识别染色体平衡结构畸变。
四、检测范围
染色体核型分析全基因组宏观筛查,无靶向性;FISH 为定点靶向检测,仅查预设位点;CMA 全基因组无偏向筛查拷贝数变异;全外显子分析仅覆盖基因编码外显子区,不覆盖非编码区。
五、实验与周期
染色体核型分析必须细胞培养,检测周期长;FISH、CMA、全外显子分析均无需细胞培养;FISH 周期最短,CMA 次之,全外显子分析测序与生信分析耗时最长。
六、嵌合体的检出
染色体核型分析可检出高比例嵌合体;FISH 对靶向嵌合体检出较好;CMA 和全外显子分析对低比例嵌合体灵敏度差。
七、临床应用
染色体核型分析多用于产前初筛、反复流产、不孕不育基础排查;FISH 用于快速产前诊断、特定综合征定点验证;CMA 是胎儿多发畸形、儿童智力低下、发育迟缓一线筛查手段;全外显子分析多用于核型、CMA 阴性的罕见病、单基因病、遗传代谢病病因诊断。
八、成本
成本由低到高:FISH<核型分析<CMA<全外显子分析。
九、局限性
染色体核型分辨率低、漏检微小变异;FISH 只能定点检测、不能盲筛;CMA 无法检测平衡结构变异和点突变;全外显子分析费用高、周期长、不覆盖非编码区、数据分析复杂。
