染色體多態 VS 異常

2021-02-15 鄭大一附院遺傳與產前診斷中心

染色體多態（chromosome polymorphism）也稱異態性，是指正常人群的染色體上存在的各種非病理性的微小變異，主要表現為同源染色體大小形態、帶紋寬窄或著色強度等方面的變異，通常指D/G組染色體隨體區變異（主要包括隨體區增大，雙隨體）以及1、9、16號染色體副縊痕增加或缺失等。染色體多態是可遺傳的，可能還與環境、壓力刺激相關。

染色體多態所涉及的染色體區域通常為異染色質區域。異染色質分布在特定染色體的特定區段，其英文名詞是heterochromatin，取英文單詞的第一個字母h作為異染色質的縮寫。結構性異染色質通常位於染色體長臂靠近著絲粒的部位。例如，位於1號染色體長臂區域的異染色質可以簡寫為1qh，9號染色體長臂區域的異染色質則可寫為9qh，依次類推。結構性異染色質區域的改變可以是長度的變化。例如，1qh+表示1號染色體長臂異染色質區長度較正常核型增加，而1qh-則表示1號染色體長臂異染色質區長度較正常核型有所減少。除了長度以外，結構性異染色質的改變也可以表現為與異染色質區域相關的倒位。例如，inv(9)(p12q13)是指9號染色體長臂區域的異染色質部分倒位到了9號染色體的短臂上，這也是染色體變異的一種常見類型。

著絲粒（centromere）是真核生物細胞在進行有絲分裂和減數分裂時，染色體分離的一種裝置。著絲粒位於異染色質區內，富集了衛星DNA，也就是短的DNA串聯重複序列，經常表現為長度變異，又稱著絲粒異染色質區長度變異，如21cenh+。

D/G組染色體的短臂很短，又被稱端著絲粒染色體。端著絲粒染色體的短臂由三部分構成：著絲粒區異染色質、隨體柄和隨體。這三部分的結構均可以發生變異，尤其是隨體和隨體柄結構，不同個體間會發生比較大的差異。在極端的情況下，這些端著絲粒染色體的短臂部分可以幾乎沒有；而在另一種極端的情況下，隨體可以變得很長，使得端著絲粒染色體看上去很象近中著絲粒染色體。這些端著絲粒短臂結構的變異通常也是長度的不同。例如，隨體長度增加，就寫作ps+，隨體柄長度增加，則寫為pstk+。除了長度不同，隨體和隨體柄的數量也可能不同。有些染色體可能出現雙隨體或者雙隨體柄的情況，這些都屬於染色體多態。

歸納染色體多態性核型如下（圖1）：
1、1、9、16號染色體的次縊痕區加長（qh+）或縮短（qh-）；
2、Y染色體長臂的長度變異，可大於F組（Yqh+），也可小於G組（Yqh-）；
3、Y、9號染色體等臂間倒位：inv(Y)、inv（9）等；
4、著絲粒異染色質區長度變異：cenh+或cenh-；
5、D組（13、14、15號染色體）和G組（21、22號染色體）的隨體增大（ps+）、重複（雙隨體）或缺如（ps-），隨體柄的長短（pstk+或pstk-）。

 

圖1 染色體多態性

染色體多態在人群中發生的比例很高，經常在染色體核型分析中被發現。從分子水平上看，結構異染色質所含DNA主要是「非編碼」的高度重複序列，不含有結構基因，沒有轉錄活性。因此傳統觀點認為異染色質變異不會引起表型效應。通俗講染色體多態可以比喻為：人都有眼睛鼻子，但有的人眼睛大，有的人眼睛小；有人鼻梁高，有人塌鼻梁，總不能說小眼睛或者大眼睛是有病吧，鼻梁高低都正常，只是每個人的形態不同罷了。

但近年的研究表明，異染色質在著絲粒功能方面起著至關重要的作用，是姐妹染色單體結合和染色體分離所必需的。異染色質可以加強著絲粒區，以確保染色體的分離，並能使著絲點穩定化；同源染色體可通過其異染色質區的重複序列在減數分裂時配對促進沿染色體全長的聯會。因此，異染色質的異常有可能影響在減數分裂時染色體配對聯會，乃至影響配子的形成，進而導致流產、不育不孕、死胎及其它症狀的臨床生殖異常。另外，常染色質經過染色體重排而移位到異染色質區或其附近，在異染色質影響下將導致常染色質的異染色質化，產生斑點位置效應（PEV），使其中的基因表達受到抑制，使一些與生殖相關的基因沉默，從而引起生殖異常。

染色體多態有一定的臨床效應，且是以流產、死胎、不孕不育為主要表現，且以生殖異常佔多數。當然，染色體多態導致這些臨床效應除主要考慮異染色質變異外，也還有可能有環境和遺傳因素的存在。對染色體多態有待於從分子水平進一步研究，以便為臨床提供更準確的依據。

染色體多態大多數是遺傳而來，可以通過家系調查來判斷，同時，結合超聲畸形篩查和環境因素，排除結構畸形。應儘可能告知多態研究和細胞遺傳學檢查技術的新進展，為受檢人提供國內外何處、用什麼方法可以對其多態的臨床意義作進一步驗證的信息，並助其實現進一步驗證，以利其作出正確的遺傳選擇。

染色體是遺傳物質DNA的載體。當染色體的數目發生改變時（缺少/增多）或者染色體的結構發生改變時，遺傳信息就隨之改變，帶來的就是生物體的後代性狀的改變，這就是染色體變異。它是可遺傳變異的一種。根據產生變異的原因，它可以分為結構變異和數量變異兩大類（圖2）。

 

圖2 染色體結構異常類型

常見染色體異常的臨床表現及分析方法見圖3。一般情況下，有下列情形需要做遺傳檢查進而排除是否存在染色體異常：1、大於35歲的高齡產婦；2、家族史中有生育過先天異常或染色體異常的夫婦；3、家族史中有生育過神經管缺陷的夫婦；4、孕婦本身有遺傳疾病攜帶者或曾生育過遺傳病患兒的孕婦；5、夫妻雙方有隱性遺傳疾病帶因者，有機率會遺傳給下一代；6、曾有不原因的自然流產史、死產、新生兒死亡以及先天畸形兒的孕婦；7、孕婦產前篩查為高風險的孕婦以及孕期超聲檢查發現胎兒異常的孕婦；8、胎兒宮內感染的產前診斷或宮內生長緩慢的孕婦。

 

圖3 常見染色體異常的臨床表現及分析方法


相關焦點

  • 這些染色體異常的臨床意義,你都掌握了嗎?
    異染色質在著絲粒功能方面其著至關重要的作用，是正確的姐妹染色單體結合和染色體分離所必需的，異染色質的異常有可能影響生殖細胞在減數分裂時染色體配對聯合，乃至影響配子的形成；或者因為位置效應，使一些生殖相關的基因沉默，從而引起生殖異常【2】。
  • 染色體的多態性與臨床效應
    據文獻報導，染色體多態性在人群中發生率約為2．6％,多見於D/G組染色體隨體區變異（主要包括隨體區增大，雙隨體）以及1、9、16號染色體副縊痕增加或缺失等。染色體多態是可遺傳的，可能還與環境、壓力刺激相關[1]。    染色體多態所涉及的染色體區域通常為異染色質區域。結構性異染色質通常位於染色體長臂靠近著絲粒的部位。結構性異染色質區域的改變可以是長度的變化。
  • 染色體核型分析是什麼?
    但隨著檢測技術的更新和對非編碼基因研究的深入，越來越多的學者認識到染色體多態性的多態部分很可能在細胞分裂中其多態部分會造成同源染色體配對困難，使染色體不分離，從而形成染色體異常的配子或合子，導致胚胎發生染色體非整倍性變異或減數分裂中異常配子的產生，最終引發流產、不育不孕、死胎及其他症狀的臨床效應。
  • 性染色體異常
    45，X（Turner症候群）Turner症候群是女性當中最常見的染色體異常之一，僅發生在女性，在部分或全部細胞中丟失了整條或全部X染色體。女性胎兒中有3%存在這種異常。但和其它多種染色體異常不同的是，Turner症候群的發生與孕婦高齡無關。Turner症候群對胎兒是高致命性的，受累胎兒中，僅有1%可以存活至足月。據統計，在所有自然流產的胎兒中，約有10%為Turner症候群。典型的Turner症候群超聲表現包括淋巴水囊瘤、胎兒水腫、短股骨、心血管畸形和腎臟畸形。
  • 染色體檢查,你了解嗎?
    染色體數目或結構異常稱之為染色體畸變，是引起染色體病的原因。染色體病可導致智力低下或發育畸形、不良孕產史、性分化異常等。這是一例染色體數目與形態未見異常的女性或男性染色體報告。該染色體核型的染色體數目是 46（與正常人數目一致），性染色體是 XX（與正常女性染色體一致)或XY（與正常男性染色體一致），並且未見到異常染色體形態結構。
  • 胚胎最大的殺手是染色體異常?
    25個存在染色體異常➜ 這就是為什麼著床後可能沒有胎心或胎停流產臨床研究將原因歸於以下幾類：1、大齡生育，減數分裂異常導致染色體不分離 non-disjunction2、輻射，導致染色體確實、易位或斷裂3、病毒，如German
  • 胚胎最大殺手是染色體異常?
    25個存在染色體異常➜ 這就是為什麼著床後可能沒有胎心或胎停流產臨床研究將原因歸於以下幾類：1、大齡生育，減數分裂異常導致染色體不分離 non-disjunction2、輻射，導致染色體確實、易位或斷裂3、病毒，如German
  • 試管胚胎染色體異常
    胚胎染色體異常是導致胚胎種植失敗、反覆流產的重要原因之一。除了遺傳性疾病，隨著女方年齡的增加，卵子染色體的異常率也會增加，導致正常胚胎數量的急劇下降。胚胎植入前遺傳學檢測（PGT），能夠幫助我們篩選染色體正常的胚胎進行移植，從而減少了因胚胎染色體異常導致的胚停、反覆種植失敗的概率。目前傳統的胚胎植入前遺傳檢測主要是對胚胎卵裂球活檢，或囊胚滋養外胚層細胞活檢兩種方法，都可能對胚胎產生一定的損傷，隨著科學技術的發展，無創胚胎檢測以其獨特的優點逐漸被大家所關注。
  • 染色體異常,究竟怎麼個異常法?
    染色體核型為 45，X 該染色體核型的染色體數目是 45（比正常人少了一條），性染色體是 X（比正常女性丟失了一條 X 染色體）。這是典型的先天性卵巢發育不全症候群，又稱特納症候群的染色體核型。臨床表現為女性青春期外生殖器仍保持幼稚型外陰，閉經，體型矮小，蹼頸，肘外翻等。
  • 胎兒染色體異常的超聲篩查
    除了常規的超聲檢查能夠發現的胎兒形態結構畸形外，染色體異常胎兒由於早期出現一過性功能、代謝紊亂，累及淋巴、泌尿和中樞神經系統，引起一些輕微病變或生理性異常延遲消失，可以通過超聲檢查出來，然後藉助羊膜腔穿刺、絨毛取樣、臍帶穿刺術等介入性方法提取胎兒細胞後進行染色體核型分析，從而確診染色體異常胎兒。常見的有關聲像和監測指標如下述。
  • 染色體異常怎麼辦?哪些人需要做染色體檢查呢?
    說到備孕或許很多姐妹會忽略了關於染色體異常所帶來的影響，染色體是人類遺傳基因的重要載體，一旦發生異常，就可能造成流產、先天愚型、先天多發畸形等問題。　　健康的人每個細胞有46條染色體，23條來自母親，另外23條來自父親，染色體成對出現，但有的胎兒染色體數量卻異常，比如醫學上稱為「三倍兒」的嬰孩，就有69條染色體。　　目前已知的染色體病有300餘種，大多數胎兒伴有生長發育遲緩，智力低下、畸形、性發育障礙等多種先天缺陷。
  • 淺談9號染色體臂間倒位
    理論上因沒有遺傳物質的丟失，一直被認為是一種多態現象而無病理意義，但近來越來越多的學者認為9號染色體臂間倒位不能認為是正常變異，與一定臨床效應有關，且認為9號染色體臂間倒位與不良孕產史有關需要做進一步的產前診斷。
  • 如何解讀人類染色體核型分析報告
    案例二：染色體核型46，XY解讀：這是—例染色體數目與形態未見異常的男性染色體報告。該染色體核型的染色體數日是46(與正常人數目一致)，性染色體是XY(與正常男性染色缽一致)．並且未見到異常染色體形態結構。
  • 如何解讀染色體核型分析報告?
    染色體報告解讀 案例一：染色體核型46,XX 解讀：這是一例染色體數目與形態正常的女性染色體報告。該染色體核型的染色體數目是46條，性染色體是XX，並且未見到異常染色體形態結構。
  • 染色體異常:導致懷孕後流產的「大魔王」
    也許你在日常的討論交流中，會聽說過一個詞語：染色體異常。或許也有姐妹親身說法，說自己做了流產後做了檢查，是胎兒染色體異常的導致的。那麼，你真的了解染色體異常嗎？什麼又會造成我們胚胎的染色體異常呢？ 什麼是染色體異常？
  • 【11個經典案例】解讀人類染色體核型分析報告
    核型分析主要研究染色體的數目與形態，所以人類染色體核型分析報告主要內容是報告研究對象的染色體數目與形態是否正常(包括性染色體)．二、報告解讀案例一：染色體核型46，XX解讀：這是一例染色體數目與形態未見異常的女性染色體報告。
  • 關於人類染色體核型報告解讀及相關案例簡述
    案例一：染色體核型46，XX解讀：這是一例染色體數目與形態未見異常的女性染色體報告。該染色體核型的染色體數目是46(與正常人數目一致)，性染色體是XX(與正常女性染色體一致)，並且未見到異常染色體形態結構。
  • 世界首報,株洲發現1例人類染色體異常核型
    省直中醫院在一例自然流產婦女的丈夫身上，查出了「染色體異常核型」，日前經省級專家確認，為全球首次發現，該核型被《中國人類染色體異常核型資料庫》收存。從事遺傳學研究的省直中醫院產前診斷中心細胞遺傳室副主任檢驗醫師伍仙，將B先生的染色體異常情況，呈報給了湖南省家輝遺傳專科醫院，該醫院創始人是中國工程院院士夏家輝教授。9月7日，伍仙收到權威鑑定證書：此異常核型未在現有文獻資料及資料庫中記載，屬於全世界最先報導該染色體異常核型的單位，收錄入《中國人類染色體異常核型資料庫》。
  • 從「鏡面人」江阿生和黃眉僧談染色體異常
    每種生物的染色體數量、性狀都是不一樣的。人體細胞染色體數目為23對。其中44條為男女所共有，稱為常染色體；另外一對為決定性別的染色體，男女不同，稱為性染色體。男性為XY，女性為XX。22對常染色體按照從大到小分別編號為1-22，但是21號染色體比22號染色體小。這是為什麼呢？
  • 個人的常染色體解讀(1)
    （點擊文章最下方「閱讀全文」可看繁體版本及打賞）大家都知道，人體共有46條染色體（22對常染色體加性染色體XX或XY），總長度是3