摘要
一、核心原理:
1. 染色体核型分析:通过显微镜人工观察整条染色体数目+大片段结构异常。
2. FISH:利用荧光标记特异性基因探针,与染色体特定区域DNA互补杂交,荧光显微镜观察信号数目/位置,靶向定点检测。
3. CMA:芯片固定海量基因组探针,与样本DNA杂交,通过信号强度对比,检测全基因组拷贝数变异(CNV);SNP-array还可检测杂合性缺失,单亲二倍体。
4. WES:捕获人类全部外显子区域,比对参考基因组,识别点突变、小片段插入缺失、微小CNV。
二、检测分辨率
1、核型:5~10 Mb 只能检出巨大片段异常
2、 FISH:50~100 kb 靶向区域分辨率高,非全基因组
3、CMA:10~50 kb 全基因组无死角,远高于核型
4、WES:单碱基水平,可检出单个点突变、1~数个bp的Indel
三、检测变异类型
1、核型:可检:染色体数目异常、大片段结构异常;不可检:微缺失/微重复、点突变、小Indel、隐匿性易位
2、FISH:可检:靶向区域微缺失/微重复、基因扩增、染色体数目异常、特定易位断点、嵌合体;不可检:全基因组未知变异、非探针覆盖区异常、点突变
3、CMA:可检:全基因组CNV微缺失/微重复、大片段缺失重复、染色体数目异常、LOH/UPD、嵌合体(低比例也可);不可检:平衡易位、倒位(无拷贝数变化)、单碱基点突变、小片段Indel
4、WES:可检:外显子区点突变、小片段插入缺失Indel、外显子水平微小CNV、部分LOH;不可检:内含子/基因间区突变、大片段结构重排、平衡易位、整条染色体数目异常(弱)、低比例嵌合体
四、基因组覆盖范围
1、核型:全基因组,但仅宏观形态,无精细序列信息
2、FISH:靶向局部,仅探针设计的特定基因/区域
3、CMA:全基因组无偏好,覆盖编码+非编码区
4、WES:仅覆盖全部外显子(约基因组1%),内含子、调控区、非编码区不覆盖
五、嵌合体检出能力
1、核型:可检出≥10%~20% 比例嵌合体,依赖人工阅片
2、FISH:可检出5%~10% 低比例嵌合体,灵敏度高
3、CMA:可检出5%及以下低比例嵌合体,量化比例更准
4、WES:嵌合体检出弱,仅高比例嵌合体可能发现
六、临床适用场景
1、核型:孕前优生、唐筛高风险产前初筛、反复流产、明显染色体大数异常、大结构畸变筛查、遗传性染色体病初诊
2、FISH:产前快速加急检测(13/18/21/X/Y三体)、已知特定微缺失综合征(如22q11缺失)、核型可疑后的靶向验证
3、CMA:不明原因发育迟缓、智力低下、自闭症、多发畸形、核型正常但临床高度可疑遗传异常、流产胚胎组织遗传学检测、CNV遗传病一线检测
4、WES:不明原因罕见病、多系统疑难杂症、家系遗传分析(显性/隐性遗传)、CMA/核型/FISH均阴性仍高度怀疑遗传病、单基因病筛查
七、主要局限性
1. 核型:分辨率极低、耗时长、人工误差大、无法检出微缺失微重复、漏诊隐匿性结构异常。
2. FISH:只能查已知靶向区域,无法筛查全基因组未知变异;需提前怀疑目标疾病。
3. CMA:无法检出平衡易位、倒位;不能检测点突变;部分小片段CNV分辨率受限。
4. WES:只测外显子,漏诊非编码区致病突变;分析解读难度大、变异意义不明确(VUS)多;无法检出平衡结构重排;成本高、周期长。
