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曹双双 房山区妇幼保健院
作者: 曹双双
单位: 北京市房山区妇幼保健院

摘要

这四种技术从细胞到分子水平分辨率递升,在遗传学诊断中各有定位,常呈互补关系。以下是关键维度对比:

 

1. 基本原理与分辨率

· 核型分析:培养细胞后观察分裂中期染色体,分辨率最低(5-10 Mb),无法识别微缺失/重复。

· 荧光原位杂交(FISH):用荧光探针靶向特定DNA序列,分辨率100 kb-1 Mb,只能看预设位点。

· 染色体微阵列(CMA):芯片杂交检测全基因组拷贝数变化,分辨率50-100 kb,不能测平衡易位。

· 全外显子测序(WES):高通量测序所有基因编码区,分辨率达单碱基,可检测点突变和Indel。

 

2. 检测范围

· 核型:染色体数目异常、大片段结构变异(易位/倒位/缺失/重复)、标记染色体。

· FISH:特定位点拷贝数(如21号)、微小缺失(如22q11.2)、基因重排(如BCR-ABL)。

· CMA:全基因组微缺失/微重复、杂合性缺失(LOH)、单亲二体(UPD),但无法检测平衡易位/倒位。

· WES:单核苷酸变异(SNV)、小插入缺失(Indel),可发现新发突变,但无法可靠检测CNV(需专用算法)或动态突变。

 

3. 适用场景

· 核型:唐氏综合征等非整倍体产前诊断、不孕/复发性流产(平衡易位筛查)、血液肿瘤(如慢性粒细胞白血病)。

· FISH:快速产前诊断(羊水直接检测)、特定微缺失综合征(如Prader-Willi)、乳腺癌HER2扩增等实体瘤靶标。

· CMA:不明原因发育迟缓/智力障碍、多发性先天异常、自闭症谱系障碍(一线首选)。

· WES:疑似单基因病但表型不特异、已知基因阴性、罕见病家系(核心家系分析助提高检出率)。

 

4. 优劣势与局限

· 核型:低成本、宏观全局、可发现意外异常;但需细胞培养(2-3周)、分辨率低、主观依赖经验。

· FISH:快速(24-48h)、可分析间期细胞(无需培养);但靶点预设、费用随探针数量增加、漏检非靶位变异。

· CMA:高通量自动化、无需培养、分辨率优于核型百倍;但无法检测点突变和平衡重排,可能检出临床意义不明的CNV。

· WES:全面覆盖编码区、诊断率达25%-30%(发育迟缓);但非编码区无输出、回避了动态突变和深内含子变异,数据解读耗时长。

 

5. 临床路径位置

· 产前诊断:超声异常先核型±快速FISH,若核型正常但高度怀疑微缺失则上CMA。

· 产后发育异常:一线用CMA,阴性且表型强烈提示单基因病则WES。

· 肿瘤:血癌用核型+FISH(如BCR-ABL),实体瘤中CMA找缺失/扩增,WES寻驱动突变。

· 遗传病家系:核型筛平衡易位,WES找致病点突变,必要时CMA补CNV。

 

总结:核型看全局染色体,FISH精准定向,CMA找拷贝数微缺失/重复,WES读点突变。实际应用中常依临床表型、遗传模式与可及资源分层选择,必要时联合提升诊断率。