Хромосомные аномалии являются причиной различных расстройств. Аномалии, которые затрагивают аутосомы (22 парные хромосомы, одинаковые у мужчин и женщин), встречаются чаще, чем вовлекающие половые хромосомы (X и Y).
Хромосомные аномалии подпадают под различные категории, но в широком смысле могут рассматриваться как численные или структурные. 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.
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.)
Для хромосомного анализа обычно используют лимфоциты, за исключением пренатального исследования, при котором используют амниоциты или клетки плацентарных ворсинок хориона (см. Амниоцентез и Биопсия ворсин хориона). Кариотипический анализ включает блокировку митоза в клетках во время метафазы и окрашивание конденсированных хромосом. Хромосомы из отдельных клеток фотографируют и из их изображений формируют 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 клеток в профазе и прометафазе. Хромосомы при этом менее конденсированы, чем при рутинном анализе метафазы, и число выявляемых полос увеличивается, что позволяет проводить более чувствительный кариотипический анализ.
При спектральном кариотипическом анализе (также называется хромосомой живописи) используют методы хромосом-специфичной многоцветной флуоресцентной гибридизации (FISH), которые улучшают выявление 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. Микроматричный анализ однонуклеотидного полиморфизма (ОНП) обладает дополнительной способностью определять области гомозиготности, которая может наблюдаться в случаях, когда родители происходят от общих предков (кровное родство), а также тогда, когда имеется однородительская дисомия (т.е., обе копии хромосом унаследованы от одного родителя вместо того, чтобы 1 копия - от матери и 1 копия - 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 использовался в качестве скринингового теста для распространенных синдромов микроделеции (например, делеция 22q11). Важно отметить, что чувствительность и специфичность для различных хромосомных аномалий разнятся. 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 136(4):e48-e69, 2020. doi: 10.1097/AOG.0000000000004084
