人類染色體疾病的診斷一課件

1、人類染色體疾病的診斷一1 人類染色體疾病的診斷（一）人類染色體疾病的診斷（一） 人類染色體疾病的診斷一2 第一節(jié)人類正常染色體第一節(jié)人類正常染色體 一、人類中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)一、人類中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 人類染色體疾病的診斷一3 DNA+組蛋白 核小體+連接絲 核小體+連接絲 螺線體(solenoid) 螺線體 超螺線體 (super-solenoid) 超螺線體 染色體 人類染色體疾病的診斷一4 G1期，指從有絲分裂 完成到期DNA復(fù)制之前的 間隙時(shí)間； S期，指DNA復(fù)制的時(shí) 期； G2期，指DNA復(fù)制完 成到有絲分裂開始之前的 一段時(shí)間； M期，細(xì)胞分裂開始到 結(jié)束。 G0期：間期細(xì)胞

2、，細(xì)胞 周期之外的細(xì)胞。 人類染色體疾病的診斷一5 人類外周淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備人類外周淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備: : 采血接種培養(yǎng)秋水仙素處理收集細(xì)胞低滲固定制片 人類染色體疾病的診斷一6 染色單體(端粒) 次縊痕 短臂 （p） 長(zhǎng)臂 （q） 隨體 常染色質(zhì)區(qū) 異染色質(zhì)區(qū) 主縊痕（初級(jí)縊痕） 人類染色體疾病的診斷一7 人類染色體疾病的診斷一8 人類染色體疾病的診斷一9 二、人類正常核型二、人類正常核型 （一） Denver體制 1960，在美國(guó)丹佛、1963，在英國(guó)倫敦，1966， 在美國(guó)芝加哥，召開三次人類細(xì)胞遺傳學(xué)的國(guó)際會(huì) 議。 主要依據(jù)：染色體大小、著絲粒位置。 人類染色體

3、疾病的診斷一10 染色體的四種類型： 1/25/8 中央著絲粒 染色體 5/87/8 亞中著絲粒 染色體 7/8 近端著絲粒 染色體 中 部 亞 中 部 近 端 部 端 部 末端處 人類染色體疾病的診斷一11 人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制） 組 染色體號(hào) 主要特征 A組 B組 C組 D組 E組 F組 G組 1 2 3 亞中著絲粒染色體 中央著絲粒染色體 4 5 亞中著絲粒染色體、無隨體 6 12、X亞中著絲粒染色體 大 小 13 15 近端著絲粒染色體、有隨體 16 1718 亞中著絲粒染色體 中央著絲粒染色體 19 20 中央著絲粒染色體 2122、Y 近端著絲粒染色體、有隨體 Y

4、染色體略大、長(zhǎng)臂平行伸展、無隨體 人類染色體疾病的診斷一12 （二）非顯帶染色體核型及識(shí)別（二）非顯帶染色體核型及識(shí)別 人類染色體疾病的診斷一13 人類染色體疾病的診斷一14 核型：一個(gè)體細(xì)胞（somatic cell）中的全部 染色體稱為核型（Karyotype） 。 確切的說核型是指是一個(gè)體細(xì)胞內(nèi)的全部染 色體按其大小和形態(tài)特征排列所構(gòu)成的圖像。 對(duì)這種圖像進(jìn)行分析稱為核型分析。 人類染色體疾病的診斷一15 1 2 1 2 3 5 4 1 2 1 3 2 4 （三）染色體顯帶與顯帶染色體的命名（三）染色體顯帶與顯帶染色體的命名 1、染色體顯帶技術(shù)、染色體顯帶技術(shù) 對(duì)有絲分裂中期染色體進(jìn)行酶

5、解，酸、堿、鹽等處理，并用特殊的染色方 法（芥子喹吖因或鹽酸喹吖因）可使染色體在其長(zhǎng)軸上顯出一個(gè)個(gè)明暗交 替或染色深淺不同的橫紋，這樣的橫紋就叫做染色體的帶。 人類染色體疾病的診斷一16 染色體的顯帶技術(shù)分類染色體的顯帶技術(shù)分類 人類染色體疾病的診斷一17 Q帶（Q banding） 染料：芥子喹吖因或鹽 酸喹吖因 優(yōu)點(diǎn)：受制片過程和熱 處理的影響較小,制片效 果較好,帶型鮮明 缺點(diǎn)：在熒光顯微鏡下 進(jìn)行觀察。但Q帶保存 時(shí)間短，而且需要在熒 光顯微鏡下進(jìn)行觀察， 因而，限制了Q顯帶技 術(shù)的應(yīng)用。 人類染色體疾病的診斷一18 Q-Q-顯帶：熒光顯帶，同顯帶：熒光顯帶，同G G顯帶帶紋顯帶帶紋

6、人類染色體疾病的診斷一19 染色體標(biāo)本 優(yōu)點(diǎn)：G顯帶克服了Q顯帶的缺點(diǎn)，G帶標(biāo)本可長(zhǎng)期保存，而且可在普通光學(xué)顯 微鏡下觀察。 （ G帶在各條染色體上顯出的帶型和Q帶型基本相同 ） 熱、堿、蛋白酶 Giemsa染色 G顯帶 G顯帶（G banding） 人類染色體疾病的診斷一20 正常男性染色體 46, XY 正常女性染色體 46，XX G顯帶核型分析 人類染色體疾病的診斷一21 人類染色體疾病的診斷一22 方法：中期染色體不經(jīng) 鹽酸水解或不經(jīng)胰酶處 理的情況下，經(jīng)吉姆薩 染色后所呈現(xiàn)的區(qū)帶。 所顯示的帶紋與G帶的 深、淺帶帶紋正好相反， 故稱為R帶（reversed band）。 R顯帶（R

7、banding） 人類染色體疾病的診斷一23 人類1號(hào)染色體Q、G、R三種顯帶對(duì)比圖 人類染色體疾病的診斷一24 C-顯帶：著絲粒顯帶 C顯帶 核型圖 人類染色體疾病的診斷一25 T-顯帶：末端顯帶 人類染色體疾病的診斷一26 特異顯示近端著絲粒染色體特異顯示近端著絲粒染色體 （核仁組織區(qū)）（核仁組織區(qū)） N帶（NOR）： 人類染色體疾病的診斷一27 2、染色體顯帶核型的命名、染色體顯帶核型的命名 1971，在巴黎召開的第四屆和1972在愛丁堡的國(guó) 際會(huì)議，提出人類細(xì)胞遺傳學(xué)命名的國(guó)際體制。 （1）界標(biāo)：染色體上具有顯著形態(tài)學(xué)特征并穩(wěn)定存在的結(jié)構(gòu)區(qū) 域。 端粒、著絲粒、明顯的帶。 （2）區(qū)：兩

8、界標(biāo)之間的區(qū)域。 （3）帶：染色體由一系列帶組成，沒有非帶區(qū)。 （4）亞帶： 人類染色體疾病的診斷一28 p q 3 2 1 1 2 3 4 1p31 6 5 4 3 2 1 人類染色體疾病的診斷一29 3、染色體高分辨顯帶及命名、染色體高分辨顯帶及命名 分裂中期一套單倍染色體一般顯示320條帶。高分辨顯帶能 顯示550-850條帶，甚至2000條帶以上。達(dá)到了亞帶（subband） 的水平。 如21三體，早期確定為多了一條21 號(hào)，高分辨顯帶則確定癥狀與21q22.3重 復(fù)有關(guān)。 -應(yīng)用高分辨顯帶技術(shù)研究染色體微 細(xì)結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)改變后遺傳效應(yīng)的學(xué)科， 稱為“微細(xì)胞遺傳學(xué)”。 現(xiàn)在可以在G2期或

9、早前期的染色體 上顯示300010000條帶。 人類染色體疾病的診斷一30 10q23 10q23.3 10q23.33 人類染色體疾病的診斷一31 第二節(jié)染色體多態(tài)性 染色體多態(tài)性 （chromosome polymorphism） 在正常健康人群中存在著各種染色體的恒定微小變異，主要在正常健康人群中存在著各種染色體的恒定微小變異，主要 表現(xiàn)在一對(duì)同源染色體之間出現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)、帶紋寬窄度、著表現(xiàn)在一對(duì)同源染色體之間出現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)、帶紋寬窄度、著 色強(qiáng)度等的明顯差異，同時(shí)這些微小恒定的變異又按孟德爾色強(qiáng)度等的明顯差異，同時(shí)這些微小恒定的變異又按孟德爾 方式遺傳，通常沒有明顯表型效應(yīng)和病理學(xué)意義，這

10、種變異方式遺傳，通常沒有明顯表型效應(yīng)和病理學(xué)意義，這種變異 稱稱染色體的多態(tài)性染色體的多態(tài)性。 人類染色體疾病的診斷一32 染色體多態(tài)的特征：染色體多態(tài)的特征： 1、常常集中在染色體一定部位，常為異染色質(zhì)區(qū)。 2、不同于染色體畸變，不具明顯的臨床表型或病 理性意義。 3、在個(gè)體中是恒定的，按孟德爾遺傳方式遺傳。 人類染色體疾病的診斷一33 染色體多態(tài)主要發(fā)生的部位染色體多態(tài)主要發(fā)生的部位 人類染色體疾病的診斷一34 一、染色體長(zhǎng)度的多態(tài)一、染色體長(zhǎng)度的多態(tài) 不同個(gè)體或同一個(gè)體同源染色體的兩條染色體長(zhǎng) 度存在真實(shí)的差異。 Y染色體長(zhǎng)度變異是最典型、最常見的多態(tài)形態(tài)，具有隨體的 Y染色體；具有中央

11、著絲粒的Y染色體；Y長(zhǎng)度的變異，主要發(fā) 生的部位是Yq遠(yuǎn)側(cè)2/3處: 大Y: Y長(zhǎng)度大于F組或18號(hào)長(zhǎng)度(或稱長(zhǎng)Y或巨Y） Y=18 小Y: Y長(zhǎng)度小于G組染色體長(zhǎng)度體 Y 22 人類染色體疾病的診斷一35 a b c d e f Y染色體 Y染色體長(zhǎng)臂上有精子分化發(fā)育的基因， 異染色質(zhì)增加或減少都可能是造成細(xì)胞錯(cuò) 誤、生殖障礙的原因。 人類染色體疾病的診斷一36 二、隨體多態(tài)二、隨體多態(tài) a b c d e f 近端著絲粒染色體的變異 人類染色體疾病的診斷一37 三、副縊痕多態(tài)三、副縊痕多態(tài) 近端著絲粒染色體存在副縊痕，此外1、9、16 和Y染色體也有副縊痕。 a b c 副縊痕常位于異染色

12、質(zhì)區(qū)，副縊痕的增長(zhǎng)是高度重復(fù) DNA序列增加所致。 有報(bào)道稱這種增長(zhǎng)可使同源染色體配對(duì)困難，從而引起 流產(chǎn)。 人類染色體疾病的診斷一38 第三節(jié)染色體畸變 染色體畸變(chromosome aberration)： 是指染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。 人類染色體疾病的診斷一39 一、畸變的原因 （一）物理因素：高熱、射線。 （二）化學(xué)因素 藥品：環(huán)磷酰胺、氮芥；農(nóng)藥；工業(yè)毒物：苯、 甲苯；食品添加劑等。 （三）生物因素： 生物毒素：霉菌毒素；生物體：帶狀皰疹病毒、 風(fēng)疹病毒、乙肝病毒、巨細(xì)胞病毒。 （四）遺傳因素 人類染色體疾病的診斷一40 二、染色體數(shù)目異常二、染色體數(shù)目異常 （一）整倍體異常和

13、發(fā)生機(jī)制： -染色體數(shù)目以染色體組為單位的增減 。 單倍體（n） 三倍體（3n） 四倍體（4n） 多倍體 人類染色體疾病的診斷一41 1、三倍體（triploid）： 核型69，XXX，69，XXY/三倍體嵌合體。 嵌合體-一個(gè)個(gè)體內(nèi)存在兩種或兩種以上核型的細(xì) 胞株。 異源嵌合體-不同核型的細(xì)胞系來自兩個(gè)或兩個(gè)以 上的合子。 人類染色體疾病的診斷一42 多倍體產(chǎn)生的機(jī)制多倍體產(chǎn)生的機(jī)制 （1）雙雄受精(diandry) 23X 23Y 23X 69XXY 人類染色體疾病的診斷一43 （2）雙雌受精(digyny) 69XXY 23X 23X 23Y 人類染色體疾病的診斷一44 2、四倍體（、四

14、倍體（tetraploid） 核型92，XXXX，92，XXYY。 原因： （1）核內(nèi)復(fù)制（endoreplication） （2）核內(nèi)有絲分裂。 人類染色體疾病的診斷一45 核內(nèi)復(fù)制核內(nèi)復(fù)制（腫瘤常見）（腫瘤常見） 核內(nèi)復(fù)制 人類染色體疾病的診斷一46 染色體數(shù)目只有少數(shù)幾條的增減 。 超二倍體（hyperdiploid） 2n+1、2、3n 亞二倍體（hypodiploid） 2n 1、2、3n （二）非整倍體改變（二）非整倍體改變 人類染色體疾病的診斷一47 （1）單體型（monosomy）: 2n 1 常染色體單體型難以存活； 臨床只可見X染色體單體型個(gè)體，即Turner綜合癥。 1、

15、非整倍體改變的類型、非整倍體改變的類型 人類染色體疾病的診斷一48 （2）三體型（trisomy）:2n+1 最常見21三體和性染色體三體；其次18、13三 體； 較大染色體三體型較難存活。 （3）多體型：某號(hào)染色體增加2條或以上。 （4）復(fù)合非整倍體：細(xì)胞內(nèi)兩種或兩種以上染色 體數(shù)發(fā)生異常。 人類染色體疾病的診斷一49 2 2、非整倍體產(chǎn)生的機(jī)制、非整倍體產(chǎn)生的機(jī)制 （1）染色體不分離 主要是由于細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂時(shí) 染色體不分離或丟失引起。 人類染色體疾病的診斷一50 MI分裂同源染色體不分離: 70% 人類染色體疾病的診斷一51 MII分裂姐妹染色單體不分離:30% 有絲分裂不分離

16、人類染色體疾病的診斷一52 后期遲滯所致染色體遺失與嵌合體形成圖解 （2）染色體丟失（后期延遲）染色體丟失（后期延遲） 人類染色體疾病的診斷一53 三、三、 染色體結(jié)構(gòu)的畸變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)的畸變 （一）染色體結(jié)構(gòu)畸變的產(chǎn)生基礎(chǔ)（一）染色體結(jié)構(gòu)畸變的產(chǎn)生基礎(chǔ) 染色體結(jié)構(gòu)畸變的基礎(chǔ)是斷裂及斷裂后的染色體結(jié)構(gòu)畸變的基礎(chǔ)是斷裂及斷裂后的 變位重接。變位重接。 染色體斷裂，重新組合，稱為染色體斷裂，重新組合，稱為染色體重排染色體重排 （rearrangement）。）。 異常重接形成的各種結(jié)構(gòu)異常的染色體稱為異常重接形成的各種結(jié)構(gòu)異常的染色體稱為 衍生染色體衍生染色體。 人類染色體疾病的診斷一54 染色體型

17、畸變(chromosome-type aberration)： 斷裂發(fā)生在染色體復(fù)制之前（G1或S期）。 染色單體型畸變(chromatid-type aberration)： 斷裂發(fā)生在染色體復(fù)制之后（晚S期或G2 期）。 畸變時(shí)間 人類染色體疾病的診斷一55 發(fā)育不同階段染色體畸變后果 在配子形成期或受精24小時(shí)內(nèi)的畸變將導(dǎo)致畸變純合 體。 在發(fā)育2-4天（卵裂及桑椹胚期）將導(dǎo)致不同比例的 嵌合體。 在3胚層分化（3周左右）階段，某一層染色體畸變將 導(dǎo)致由該胚層發(fā)育而來的組織器官系統(tǒng)異常。 在各組織器官染色體異常嵌合體中，僅依外周血檢查 不一定能夠發(fā)現(xiàn)嵌合核型。 人類染色體疾病的診斷一56 （二）染色體結(jié)構(gòu)畸變的表示方法（二）染色體結(jié)構(gòu)畸變的表示方法 1、簡(jiǎn)式、簡(jiǎn)式： 染色體總數(shù)染色體總數(shù) 性染色體組成性染色體組成 畸變類型的符號(hào)畸變類型的符號(hào) 括號(hào)內(nèi)寫明受累染色體序號(hào)括號(hào)內(nèi)寫明受累染色體序號(hào) 在接著的括號(hào)內(nèi)以符號(hào)注明受累染色體斷裂點(diǎn)。在接著的括號(hào)內(nèi)以符號(hào)注明受累染色體斷裂點(diǎn)。 2、詳式、詳式： 與簡(jiǎn)式相同，與簡(jiǎn)式相同，在最后括號(hào)中描述重排染色在最后括號(hào)中描述重排染色 體的帶紋組成。體的帶紋組成。 人類染色體疾病的診斷一57 P 短臂短臂 q 長(zhǎng)臂長(zhǎng)臂 cen 著絲粒；著絲粒； rea 重排重排 der 衍生染