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李晨星-清华大学第一附属医院
作者: 李晨星
单位: 北京华信医院(清华大学第一附属医院)

摘要

1. 技术原理

   · 核型分析:中期细胞染色体显带(G/Q带),显微镜观察形态、数目。

   · FISH:荧光标记探针与特定DNA序列杂交,荧光显微镜定位信号。

   · CMA:芯片上的探针与全基因组DNA杂交,通过信号强度计算拷贝数变异(CNV)。

   · 全外显子分析:高通量测序捕获外显子区(约1%基因组)并测序,分析点突变、小片段插入缺失。

2. 分辨率

   · 核型:5-10 Mb

   · FISH:100 kb - 1 Mb

   · CMA:50-100 kb

   · 全外显子:单碱基级别

3. 检测变异类型

   · 核型:非整倍体、大片段缺失/重复(>10 Mb)、平衡易位、倒位、标记染色体。

   · FISH:特定位点的缺失、扩增、易位、融合基因。

   · CMA:全基因组CNV(包括微缺失/微重复)、杂合性缺失、单亲二体(UPD)。

   · 全外显子:单核苷酸变异、小插入缺失(indel,通常<50 bp),可间接提示部分CNV。

4. 无法检测的变异

   · 核型:微小CNV、点突变、低比例嵌合体(<10%)。

   · FISH:探针范围外的变异、未知位点异常、点突变。

   · CMA:平衡易位、倒位、点突变、低比例嵌合体(<10%)。

   · 全外显子:深内含子变异、大片段CNV(需专用算法)、启动子/增强子变异、三核苷酸重复扩展。

5. 样本要求与培养

   · 核型:活细胞(羊水/外周血等),需培养7-14天。

   · FISH:新鲜或固定细胞,无需培养,2-4小时出结果。

   · CMA:DNA,无需培养,1-2天。

   · 全外显子:DNA,无需培养,2-4天。

6. 嵌合体检测灵敏度

   · 核型:≥10%,可通过计数更多细胞提高至5%。

   · FISH:可低至1%。

   · CMA:约10-20%。

   · 全外显子:基于变异等位基因频率,可检出5-10%嵌合。

7. 主要临床应用

   · 核型:产前诊断(21/18/13三体)、血液肿瘤(如慢性粒细胞白血病Ph染色体)、复发性流产排查。

   · FISH:产前快速非整倍体检测、血液肿瘤融合基因(如PML-RARA)、HER2/neu基因扩增。

   · CMA:不明原因智力障碍/发育迟缓、自闭症、多发畸形、产前超声异常但核型正常者。

   · 全外显子:罕见遗传病(单基因病)诊断、疑似综合征但CMA阴性、肿瘤体细胞突变检测。

10. 技术优势与局限总结

    · 核型:金标准看全基因组结构变异(特别是平衡易位),成本最低;但分辨率粗糙、需培养、依赖人工。

    · FISH:快速、靶向精确,可低比例嵌合;仅能探针设计内已知位点。

    · CMA:自动、高分辨率全基因组CNV检测,适合微缺失/重复综合征;漏平衡易位和点突变。

    · 全外显子:发现新突变、单碱基精度、外显子区覆盖全面;对CNV和结构变异分析较弱,数据解读复杂。