Хромосомные аномалии представляют собой генетические изменения, затрагивающие количество или структуру хромосом. Эти нарушения вызывают различные расстройства. Аномалии, которые затрагивают аутосомы (22 парные хромосомы, одинаковые у мужчин и женщин), встречаются чаще, чем вовлекающие половые хромосомы (X и Y) (1).
Числовые аномалии могут затрагивать часть хромосомы или всю хромосому.
Численные аномалии включают в себя:
Трисомию (дополнительная хромосома)
Моносомию (отсутствие хромосомы)
Структурные аномалии включают в себя:
Транслокации (аномалии, при которых целая хромосома или сегменты хромосом неправильно объединяются с другими хромосомами)
Делеции и дупликации различных частей хромосом;
Терминология
Для описания хромосомных аномалий важны некоторые специфические термины из области генетики:
Анеуплоидия: наиболее распространенная хромосомная аномалия, вызвана дополнительной или недостающей хромосомой.
Кариотип: Полный набор хромосом в клетках человека.
Генотип: Генетическая конституция, определяемая кариотипом.
Фенотип: клинические признаки человека, включая внешние признаки организма – биохимические, физиологические и физические, обусловленные генотипом и влиянием факторов окружающей среды (см. Общие принципы медицинской генетики).
Мозаицизм: Наличие ≥ 2 клеточных линий с различным генотипом у человека, развившегося из одной оплодотворенной яйцеклетки.
Общие справочные материалы
1. Suciu N, Plaiasu V. A time stamp comparative analysis of frequent chromosomal abnormalities in Romanian patients. J Matern Fetal Neonatal Med. 2014;27(1):1-6. doi:10.3109/14767058.2013.794215
Диагностика хромосомных аномалий
Хромосомный анализ (кариотипирование)
Дифференциальное окрашивание хромосом
Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH)
Хромосомный микроматричный анализ (матричная сравнительная геномная гибридизация)
(См. также Технологии секвенирования следующего поколения.)
Крупные хромосомные аномалии видны на микроскопическом уровне (например, при кариотипировании) в отличие от микроделеций, микродупликаций и дефектов отдельных генов (таких как вставки, делеции, инверсии или замещения пар оснований), которые требуют более специализированного тестирования. Митоз является центром анализа во многих хромосомных исследованиях, поскольку он производит соматические клетки с хорошо различимыми диплоидными хромосомами, где аномалии легко визуализируются. Фазы митоза в хронологическом порядке: профаза, прометафаза, метафаза (когда хромосомы наиболее конденсированы), анафаза и телофаза.
Хромосомный анализ обычно проводится с использованием лимфоцитов, за исключением пренатального периода, когда используются амниоциты или клетки из ворсин хориона плаценты (см. Амниоцентез и Биопсия ворсин хориона). Кариотипический анализ включает блокировку митоза в клетках во время метафазы и окрашивание конденсированных хромосом. Хромосомы отдельных клеток фотографируются с помощью цифровых систем захвата изображений, и их изображения располагаются в определенном порядке, образуя кариотип.
Некоторые методы используют для более четкой характеризации хромосом
При классическом бэндинге (например, G [Гимзе]-бэндинге, Q [флуоресцентном]-бэндинге и C-бэндинге) краситель используют для окрашивания полос на хромосомах.
При хромосомном анализе высокого разрешения используют специальные культуральные методы, чтобы получить высокий процент препаратов в профазе и прометафазе. Из-за преобладания профазы и прометафазы хромосомы менее конденсированы, чем при рутинном метафазном анализе, и количество идентифицируемых полос увеличивается, что позволяет проводить более чувствительный кариотипический анализ.
Анализ спектрального кариотипирования (также называемый хромосомной окраской) использует многоцветные хромосомоспецифические методы флуоресцентной гибридизации in situ (FISH), которые улучшают визуализацию определенных дефектов, включая транслокации и инверсии.
Хромосомный микроматричный анализ (ХМА), или матриксная сравнительная геномная гибридизация (aCGH) является одноэтапным методом, позволяющим просканировать весь геном на наличие хромосомных количественных аномалий, включая увеличение (дупликацию) или уменьшение (делецию) хромосом, что может указывать на несбалансированную транслокацию. Анализ микрочипов однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) представляет собой тип CMA, который обладает дополнительной способностью выявлять области гомозиготности, которые могут наблюдаться в случаях, когда родители имеют общих предков (кровное родство), а также при наличии однородительской дисомии (то есть обе копии хромосомы или части хромосомы наследуются от одного родителя вместо получения 1 копии от матери и 1 копии от отца). Важно отметить, что ХMA не обнаруживает сбалансированных перестроек (например, транслокаций, инверсий), которые не связаны с делециями или дупликациями.
Скрининг
Методы неинвазивного пренатального скрининга (НИПС) используются для пренатальных генетических скрининговых тестов (1). Эти методы включают получение бесклеточных образцов ДНК плода из образца крови матери, в первую очередь при трисомии 21 (Синдром Дауна), трисомии 13, трисомии 18 и анеуплоидии половых хромосом. НИПС также используется в качестве скринингового теста для распространенных синдромов микроделеций (например, делеция 22q11). Чувствительность и специфичность НИПС варьируются для различных хромосомных аномалий. Рекомендуется, чтобы любая аномалия, выявленная с помощью НИПС, была подтверждена диагностическим тестом.
Справочные материалы по скринингу
1. American College of Obstetricians and Gynecologists’ Committee on Practice Bulletins—Obstetrics; Committee on Genetics; Society for Maternal-Fetal Medicine. Screening for fetal chromosomal abnormalities: ACOG Practice Bulletin, Number 226. Obstet Gynecol. 2020;136(4):e48-e69. doi:10.1097/AOG.0000000000004084
