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杨晓敬 北京市仁和医院
作者: 杨晓敬
单位: 北京市仁和医院

摘要

染色体核型分析:

检测目标:整条染色体的数目和结构异常(如三体、缺失、易位)

核心原理:细胞遗传学技术,通过培养细胞获得中期染色体,经染色后在显微镜下观察其形态、数目和带型。

检测范围:宏观分析全部23对染色体的数目和大的结构异常。

分辨率与灵敏度:分辨率最低,只能检测到5-10Mb以上的染色体结构异常和数目改变。

应用:常用于产前诊断(如唐氏综合征筛查)、白血病等血液系统疾病的诊断和分型。

耗时:细胞培养周期长

荧光原位杂交 (FISH):

检测目标:特定DNA序列或基因的存在、缺失及定位

核心原理:分子杂交技术,利用荧光标记的探针与细胞核内的DNA进行原位杂交,通过荧光信号判断目标序列的位置和拷贝数。

检测范围:检测范围高度特异性,针对特定的几条染色体(如13, 18, 21, X, Y)进行快速数目异常筛查。

分辨率与灵敏度:分辨率介于核型分析和CMA之间,可以检测到探针所针对的特定基因或区域的微小缺失/重复,但需预先知道目标序列。

应用:用于验证已知的染色体异常、检测特定基因的扩增或缺失。

耗时:流程相对较短,无需长期细胞培养

染色体微阵列分析 (CMA)

检测目标:基因组范围内的微小拷贝数变异(CNV)

核心原理:基于芯片的高通量技术,将大量已知DNA探针固定于芯片上,与待测样本DNA杂交,通过比较荧光强度差异检测基因组的拷贝数变化。

检测范围:全基因组扫描,能同时检测全基因组范围内的拷贝数变异。

分辨率与灵敏度:分辨率显著提高,可检测到约100kb的微小拷贝数变异,覆盖全基因组范围。

应用:广泛应用于不明原因的智力障碍、发育迟缓、多发畸形患儿的病因诊断,以及产前诊断中排查微缺失/微重复综合征。

耗时:无需细胞培养,自动化操作,快速得到结果

全外显子分析 (WES) :

检测目标:基因组中所有蛋白质编码序列(外显子)的单核苷酸变异(SNV)、插入/缺失(InDel)等

核心原理:高通量测序技术,通过捕获并测序基因组中的外显子区域,结合生物信息学分析来发现可能导致蛋白质功能改变的遗传变异。

检测范围:覆盖人类基因组中约1%~2%的蛋白质编码区(外显子),不包括内含子、调控序列及非编码RNA区域。

分辨率与灵敏度:分辨率最高,能够检测到单个碱基的变化(SNV)和小片段的插入/缺失(InDel),但仅限于外显子区域。

应用:主要用于诊断由单基因遗传病(孟德尔遗传病)、复杂疾病的易感基因变异,以及癌症的驱动基因突变分析。

耗时:耗时长,高度依赖生物信息学和遗传咨询