染色体微阵列技术在神经遗传病诊断的应用

·专家论坛·《中国产前诊断杂志（电子版）》　２０２３年第１５卷第１期染色体微阵列技术及全外显子测序在先心病产前诊断中的应用价值廖灿 （广州医科大学附属广州市妇女儿童医疗中心产前诊断中心，广东广州　５１００００）【摘要】　先天性心脏病（简称先心病）是最常见的一类出生缺陷疾病，先心病患者合并心外畸形和神经发育障碍的风险通常会增加。

因此，揭示胎儿先心病的遗传学病因，对于临床产前诊断以及遗传咨询非常重要。

目前染色体微阵列分析技术已常规用于产前诊断胎儿先心病；全外显子测序技术正被越来越广泛地应用于结构异常胎儿，包括先心病胎儿的产前诊断。

本文系统归纳了近年来染色体微阵列分析及全外显子测序技术在先心病产前诊断中的应用价值，为进一步临床推广提供参考。

【关键词】　先天性心脏病；产前诊断；染色体微阵列分析；全外显子测序【中图分类号】　Ｒ７１５．５ 【文献标识码】　Ａ犇犗犐：１０．１３４７０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｊｐｄ．２０２３．０１．００２ 通信作者：廖灿，Ｅｍａｉｌ：ｃａｎｌｉａｏ６００８＠１６３．ｃｏｍ基金项目：十四五国家重点研发计划项目（２０２１ＹＦＣ２７０１００２） 先天性心脏病（ｃｏｎｇｅｎｉｔａｌｈｅａｒｔｄｅｆｅｃｔ，ＣＨＤ）简称先心病，是最常见的一类出生缺陷疾病，每１０００名活产婴儿中约有１０名（～１％）患病受累［１］。

根据患病率排序，最常见的先心病类型依次为室间隔缺损（３．０７‰）、房间隔缺损（１．４４‰）、动脉导管未闭（１‰）、肺动脉狭窄（０．５５‰）、法洛四联症（０．３６‰）、大动脉转位（０．３‰）、房室间隔缺损／主动脉缩窄（０．２９‰）［２］。

先心病的病因复杂，包括染色体异常、单基因疾病、表观遗传改变、环境因素、多基因因素、母亲年龄或疾病等［３，４］。

遗传和表型的异质性以及可变外显率，增加了先心病遗传学诊断的复杂性。

由染色体非整倍体所导致的先心病约占１３％，染色体缺失重复，即拷贝数变异（ｃｏｐｙｎｕｍｂｅｒｖａｒｉａｎｔ，ＣＮＶ）约占１０％，单基因疾病变异约占１１％，环境因素约占１０％，其余约５５％仍病因不明［５］。

染色体微阵列分析2篇第一篇:染色体微阵列分析随着基因组学和分子遗传学的发展，微阵列技术已成为一种有效的全基因组高通量分析方法，在癌症、生殖、遗传、神经系统和免疫学等领域应用广泛。

其中染色体微阵列也是微阵列技术中的一种，它可以检测染色体上的微缺失和微扩增，对染色体异常病人的筛查和诊断有重要作用。

染色体微阵列的原理是利用纯化的DNA样品在基因芯片上进行杂交反应，比较其与正常对照DNA样品的相对强度。

正常对照DNA被添加到反应中可减少混杂物的影响，从而使测试结果更可靠。

如果染色体存在缺失或扩增，相应的染色体区域的荧光强度比正常对照DNA低或高。

通过分析芯片上每个点芯片的荧光强度，确定染色体区域的突变类型和位置，从而检测染色体的异常。

染色体微阵列技术可以检测染色体全基因组或特定区域的微偏差，包括拷贝数变异和基因重排。

拷贝数变异是指基因拷贝数发生变化，包括基因微缺失、基因微扩增和复杂基因扩增。

基因重排是指染色体片段重排到非正常位置，包括倒位、平衡易位、不平衡易位等。

这些突变类型都会对基因和蛋白质的表达产生影响，进而引起多种疾病。

染色体微阵列技术的应用主要集中在遗传和神经系统疾病的诊断和研究上。

比如，常见的染色体工程疾病如唐氏综合症、爱德华综合症和帕特劳症都可以通过染色体微阵列技术检测。

此外，染色体微阵列技术还可以用于癌症的早期诊断和预后评估，以及肿瘤基因组学研究中。

虽然染色体微阵列技术已经成为一种成熟的高通量分析方法，但是仍然存在一些问题。

比如，一些较大的CNV（拷贝数变异）和基因重排可能不会被检测到；基因微缺失或微扩增可能与染色体上的一些重复序列混淆，使结果解释有误；此外，由于样品处理、芯片制作和信号分析存在误差，结果可能出现假阳性或假阴性。

总体来说，染色体微阵列技术是一种有效的检测染色体异常的方法，尤其适用于遗传和神经系统疾病。

随着技术的进步和不断地优化，相信染色体微阵列技术将在未来更广泛应用，为疾病诊断和治疗带来更多的帮助。

安徽卫生职业技术学院学报2021年20卷第2期・121・染色体微阵列分析对智力障碍/发育迟缓患儿病因检测的应用汤镇川童光磊李红周陶成徐艳红[中图分类号】R749.94【文献标识码】A【文章编号】1671-8054（2021）02-0121-04【摘要】目的：探讨染色体微阵列分析对不明原因ID/DD患儿遗传学病因检测的应用价值。

方法：收集安徽省儿童医院就诊的不明原因ID/DD患儿共149例，通过染色体微阵列技术对患儿进行拷贝数分析，并整理相关临床资料。

结果:在149例患儿中，检测出致病性CNV共36例，阳性率24.2%,临床意义不明CNV共48例，占32.2%,可能致病性CNV有6例，良性CNV28例，可能良性CNV8例，阴性23例。

其中有26例属于已知明确的微重复/微缺失综合征，包含2例罕见Kleefitra综合征。

结论:CMA作为具有高通量、高分辨的一线分子遗传学的诊断技术,在临床上的诊断率远高于传统细胞遗传学诊断技术，对于所有ID/DD的儿童，应将CMA检测作为第一临床诊断测试。

【关键词】染色体微阵列分析ID/DD微重复/微缺失病因学智力障碍（ID）/发育迟缓（DD）是儿童康力（ADL）则通过婴儿-初中学生社会生活能力量复学科临床诊治中最为多见的疾病之一,严重影响儿童的身心健康。

全球人口中发病率约占3%,而中国的发病率约为0.9%,其中年龄在6岁以下的就有95.4万人切。

其特征表现为在18岁之前,智力能力落后同阶段的儿童且在两项或多项适应性技能方面（例如自我护理，沟通技能，解决问题和逻辑思维）存在极大限制闵。

国内大多数ID/DD儿童因为病因不明而延误了最佳康复治疗时期。

染色体微阵列分析（CMA）是目前国际公认用于不明原因ID/DD儿童的一线诊断方法，有别于传统的细胞遗传学诊断方法囱。

它能为ID/DD遗传病因学上的精准诊断提供更高的分辨率，检测到基因拷贝数异常（CNV），从而发现各种CNV导致的微缺失或微重复综合征，给病因诊断带来新的进展。

·综述·《中国产前诊断杂志（电子版）》　２０１６年第８卷第３期染色体微阵列分析技术在胎儿遗传病诊断中的应用顾莹１　黄欢２　孙丽洲２（１．连云港市妇幼保健院生殖遗传科，江苏连云港　２２２００６；２．江苏省妇幼保健院产科，江苏南京　２１００３６）【摘要】　染色体微阵列分析（ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌｍｉｃｒｏａｒｒａｙａｎａｌｙｓｉｓ，ＣＭＡ）技术是一种通过对染色体进行全基因组扫描，发现染色体组的数目和结构异常的检测技术。

ＣＭＡ以其高分辨率、高效率、高自动化操作等优点，不仅能有效检测传统核型分析技术所能检测的染色体数目异常及非平衡性结构异常，还能检测染色体组亚显微结构水平上不平衡重排引起的拷贝数变异（ｃｏｐｙｎｕｍｂｅｒｖａｒｉａｔｉｏｎ，ＣＮＶ），成为现代临床遗传学常规诊断工具，并被引入到产前胎儿遗传疾病检测中。

本文将就产前胎儿遗传病、胎儿遗传病检测的技术回顾、ＣＭＡ技术的发展及在胎儿遗传病检测中的应用、优势和面临的挑战等做一个详细的综述。

【关键词】　染色体微阵列分析；产前诊断；遗传病；遗传咨询【中图分类号】　Ｒ７１４．５３ 【文献标识码】　Ａ犱狅犻：１０．１３４７０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｊｐｄ．２０１６．０３．０１１ 遗传病指人体遗传物质（包括细胞核ＤＮＡ和核外线粒体ＤＮＡ）发生变异或可遗传性修饰而导致的疾病，可由亲代遗传给子代，故称遗传病。

在产前胎儿检测的遗传性疾病中主要包括染色体病、基因病、线粒体病等。

目前已发现的人类染色体异常超过１００００种［１］，主要包括数目异常，如唐氏综合征２１号染色体比正常多一条，女性先天卵巢发育不全缺少一条Ｘ染色体；部分染色体大片段结构变异，罗氏易位等；染色体亚显微结构的微缺失或重复，如１７ｑ２１．３１微缺失综合征和２２ｑ１ｌ．２微重复综合征。

染色体病对胎儿的危害尤其巨大，除极少数三体和性染色体异常可以存活下来，大多数的染色体数目异常均以流产、死胎而告终，而染色体结构异常则是引起新生儿出生缺陷非常重要的原因，包括智力低下、发育迟缓、多器官畸形等［２］，而目前尚无有效的治疗措施，因此需要及早准确检测和积极干预。

染色体微阵列分析报告引言染色体微阵列是一种用于研究基因组改变的方法，它可以同时分析多个基因座的拷贝数变异。

本文档将介绍染色体微阵列分析的原理、实验流程以及结果分析。

方法样本准备从病人体内获取染色体样本，例如血液、组织等，进行细胞培养和染色体提取工作。

微阵列实验将提取得到的染色体样本进行荧光标记，并与已知引物探针进行杂交。

然后使用染色体微阵列芯片进行读取和扫描，获取到每个基因座的信号强度。

数据分析根据信号强度，使用专门的数据分析软件对微阵列数据进行处理和分析。

常见的分析方法包括拷贝数变异分析、基因座关联分析等。

结果拷贝数变异分析根据微阵列数据，可以获得每个基因座的信号强度，从而推断拷贝数变异的情况。

拷贝数增加或减少可能与一些疾病相关。

基因座关联分析通过比较不同基因座之间的信号强度，可以发现它们之间的关联性。

这有助于理解基因座之间的相互作用和调控机制。

结果解读根据拷贝数变异分析和基因座关联分析的结果，可以得出一些结论。

例如，某个基因座的拷贝数增加与某种疾病的发病风险增加有关等。

结论染色体微阵列是一种有效的分析基因组改变的方法。

通过对微阵列数据的处理和分析，可以获得有关基因座的拷贝数变异和关联性的重要信息。

这对于研究疾病的发病机制和个体的遗传特征具有重要意义。

参考文献： 1. Smith A, et al. (2005). Microarray analysis of human copy number variants. 2. Johnson B, et al. (2007). Association mapping in structured populations.。

染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用专家共识（完整版）目前，G显带染色体核型分析技术仍然是细胞遗传学产前诊断的“金标准”，但该技术具有细胞培养耗时长、分辨率低以及耗费人力的局限性。

包括荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization，FISH)技术在内的快速产前诊断技术的引入虽然具有快速及特异性高的优点，但还不能做到对染色体组的全局分析。

染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis，CMA)技术又被称为“分子核型分析”，能够在全基因组水平进行扫描，可检测染色体不平衡的拷贝数变异(copy number variant，CNV)，尤其是对于检测染色体组微小缺失、重复等不平衡性重排具有突出优势。

根据芯片设计与检测原理的不同，CMA技术可分为两大类：基于微阵列的比较基因组杂交(array．based comparative genomic hybridization，aCGH)技术和单核苷酸多态性微阵列(single nucleotide polymorphism array．SNP array)技术。

前者需要将待测样本DNA与正常对照样本DNA分别标记、进行竞争性杂交后获得定量的拷贝数检测结果，而后者则只需将待测样本DNA与一整套正常基因组对照资料进行对比即可获得诊断结果。

通过aCGH技术能够很好地检出CNV，而SNP array除了能够检出CNV外，还能够检测出大多数的单亲二倍体(uniparental disomv，UPD)和三倍体，并且可以检测到一定水平的嵌合体。

而设计涵盖CNV+SNP检测探针的芯片，可同时具有CNV和SNP芯片的特点”。

2010年，国际细胞基因组芯片标准协作组(International Standards for Cytogenomic Arrays Consortium，ISCA Consortium)在研究了2 1 698例具有异常临床表征，包括智力低下、发育迟缓、多种体征畸形以及自闭症的先证者的基础上，发现aCGH 技术对致病性CNV的检出率为12．2％，比传统G显带核型分析技术的检出率提高了10％。

100·罕少疾病杂志 2023年6月 第30卷 第 6 期 总第167期【第一作者】刘建生，男，副主任技师，主要研究方向：细胞遗传、分子遗传实验室诊断。

E-mail：***************【通讯作者】刘建生·论著·染色体微阵列技术在胎儿遗传学诊断中的应用刘建生*泰安市妇幼保健院产前诊断中心 (山东 泰安 271000)【摘要】 目的 应用染色体微阵列分析技术(CMA)，对符合产前诊断指征的孕中期胎儿羊水细胞遗传学诊断。

方法 对2020年1月至2023年2月来本院就诊的675例18~27周孕妇，按照年龄组与诊断指征分组，抽取羊水，分别进行CMA检测及染色体核型分析。

结果 本文共检出染色体异常157例，其中染色体非整倍体97例，检出率为23.3%(97/675)，其中以无创产前DNA(NIPT)数目异常组为主，检出率55.6%(84/151)；拷贝数变异(CNVs)60例，检出率为8.9%(60/675)，其中明确致病35例，占58.3%(35/60)，非明确临床意义型 (VOUS)检出25例，占41.7%(25/60)，以NIPT提示CNV异常组检出率最高，占13.8%(13/87)。

年龄分组以≥35岁组与30-34岁组为多，分别占39.3%(265/675)与37.5%(253/675)。

染色体非整倍体检出率20-24岁组最高，占21.7%(13/60)，其次为≥35岁组，占17%(45/265)。

20-24岁组与30-34岁组比较，χ2=4.5，0.01<P <0.05，两组比较有统计学意义。

产前诊断指征中，NIPT提示胎儿染色体异常组检测人数最多，比占总数的35.3%(238/675)，其中NIPT提示染色体数目异常检测率22.4%(151/675)，异常检出率58.9%(89/151)；超声软指标异常检出率17.6%(27/153)，以NT/NF增厚为主，占软指标的37.0%(10/27)。

染色体微阵列分析染色体微阵列分析是一种常用的遗传学检测方法，用于检测染色体序列的变异和异常。

它可以帮助医生和研究人员了解遗传疾病的发生机制，并为病人提供个性化的诊断和治疗方案。

本文将介绍染色体微阵列分析的原理、应用和潜在的风险。

染色体微阵列分析的原理是基于DNA微阵列技术，它可以同时检测数千个基因的表达量和染色体上的拷贝数变异。

在染色体微阵列分析中，首先需提取被检测者的DNA样本，然后将其转化为标记有荧光物质的cRNA（互补RNA）。

接下来，将cRNA与染色体上的DNA序列片段进行杂交反应。

最后，使用显微镜观察染色体上的荧光信号，以确定基因的表达量和染色体的结构变异。

染色体微阵列分析在临床应用中有着广泛的应用。

首先，它可以用于检测染色体异常，如染色体缺失、重复和倒位等。

这些异常往往与遗传疾病的发生密切相关，通过染色体微阵列分析可以及早发现这些异常，从而指导临床诊断和治疗。

其次，染色体微阵列分析可以用于评估肿瘤患者的染色体变异情况，以指导治疗方案的制定和预后的判断。

此外，它还可以用于检测染色体序列的失衡情况，如染色体局部缺失和重复，这对研究人员来说是非常有价值的。

然而，染色体微阵列分析也存在一定的风险。

首先，该技术需要高度专业的实验操作和数据解读能力，否则可能会导致错误结果的产生。

其次，因为染色体微阵列分析是通过检测基因的表达量和染色体序列的拷贝数来判断异常的，所以它可能无法检测一些基因变异，如染色体点突变和基因结构变异。

此外，染色体微阵列分析也存在着一定的伦理和隐私问题，因为它可以揭示被检测者的遗传信息，可能对个人和家庭产生潜在的影响。

因此，在进行染色体微阵列分析之前，需要对潜在的风险和益处进行综合评估，并充分考虑被检测者和家族的意愿。

同时，也需要进行必要的知情同意和隐私保护措施，以确保被检测者的权益和数据的安全。

综上所述，染色体微阵列分析是一种常用的遗传学检测方法，具有广泛的临床应用前景。

它可以帮助医生了解疾病的发生机制，并为病人提供个性化的诊断和治疗方案。

儿科遗传病评估的一线检测手段——染色体微阵列分析俗话说“孩子是祖国的花朵，是每个家庭的希望”，而当孩子出现不明原因的智力落后和（或）发育迟缓时，当孩子出现多发畸形时，当孩子出现自闭症（孤独症）时，或当孩子出现身材矮小、语言发育延迟、癫痫或其他精神神经发育障碍时，不仅给患儿身心健康带来严重的危害，也给社会和家庭带来了沉重的经济和精神负担。

随着二胎政策的全面放开，很多父母想再要一个孩子，可是头胎患病孩子带来的精神压力可能会让父母犹豫，担心下一个孩子还是同样的情况怎么办？而近两年出现的一项最新诊断技术——染色体微阵列分析（chromosomal microarray analysis, CMA），给解决患儿父母的忧虑带来了希望。

什么是CMA？该技术又称为“基因芯片”是基于核酸互补杂交原理对全基因组进行检测，可检测基因组拷贝数变异（copy number variations, CNVs），主要针对微缺失或微重复、单亲源二体等。

与传统染色体核型相比，它具有更高的分辨率，可提供更为准确和全面的细胞分子遗传学诊断。

继2010年10月美国医学遗传学与基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG）专家委员会CMA指南发布后，2016年我国中国医师协会医学遗传学分会、中国医师协会青春期医学专业委员会临床遗传学组、中华医学会儿科学分会内分泌遗传代谢学组组织专家，对CMA技术各个环节展开交流讨论，形成了专家共识，对该技术临床应用进行规范指导。

根据我国多中心临床研究数据表明：针对智力落后和（或）发育迟缓疾病患儿阳性率约为19.2%，针对多发畸形患儿阳性率约32.6%。

此结果与国外研究数据基本一致（13%~20%）。

因此共识中指出对以下临床表型的疾病，建议将CMA 作为一线检测手段，将CMA作为一线检测手段，作为一线检测手段（重要的事说三遍）：CMA国内专家共识临床推荐指征：1. 不明原因的智力落后和（或）发育迟缓。

微阵列比较基因组杂交技术在产前诊断中的应用微阵列比较基因组杂交技术（array-CGH）在产前诊断中具有显著的应用价值。

array-CGH技术克服了传统染色体核型分析技术的局限性，具有高通量、高分辨率、快速的优点，一次实验即可检测待测样本整个基因组拷贝数的变化。

在遗传和环境因素共同影响下，大约3%的婴儿有严重的出生缺陷，其中5%～10%将会发展成智力障碍，所以产前诊断是优生优育的必要保障。

从20世纪60年代染色体显带技术发展以来，染色体核型分析就成为产前诊断的金标准。

该技术能够检测到染色体数量变化，平衡/不平衡易位，倒位和显微镜下可见的大片段缺失和重复等问题。

但目前该技术还存在一定的局限，如由于分辨率较低不能够检测出少于5Mb片段的染色体异常；同时，产前染色体（羊水，绒毛染色体）条带较少增加了异常检出的难度；诊断前需要细胞培养的过程延长了出最终报告的时间；对于结果的分析也依赖于检验人员的水平。

array-CGH技术在产前诊断中的应用主要包括以下几个方面：1. 检测染色体拷贝数变异：array-CGH技术可以检测到全基因组的染色体拷贝数变异，包括染色体的缺失和重复，这对于产前诊断具有重要意义，因为这些变异可能导致胎儿出生缺陷和遗传疾病。

2. 辅助诊断染色体疾病：array-CGH技术可以辅助诊断一些染色体疾病，如唐氏综合征、威廉姆斯综合征等。

这些疾病可以通过array-CGH技术检测到相关的染色体片段缺失或重复，从而帮助医生做出准确的诊断。

3. 预测胎儿的遗传风险：对于一些具有遗传风险的家庭，array-CGH技术可以帮助预测胎儿的遗传风险，如染色体微缺失或微重复等。

这些信息可以帮助医生评估胎儿的健康状况，并给出相应的建议和干预措施。

4. 基因定位和突变检测：array-CGH技术还可以用于基因定位和突变检测，对于一些单基因遗传病，如囊性纤维化、亨廷顿氏病等，array-CGH技术可以帮助定位相关基因的位置和检测突变。

医学中的染色体异常检测方法染色体是由DNA和蛋白质组成的一种非常重要的细胞器官，它们负责人类遗传信息的传递和处理。

染色体异常是指染色体发生了数量和/或结构方面的改变，这可能会对人的健康产生诸多不良影响。

在医学上，为了确诊和治疗患者，经常需要进行染色体异常的检测。

本文将介绍几种常见的染色体异常检测方法：核型分析、荧光原位杂交（FISH）、DNA微阵列和全基因组测序。

一、核型分析核型分析是将染色体制备成为一系列的悬液，然后通过染色体计数，分析染色体的数量和形态。

该技术可以检测出大部分常见的染色体异常病例。

核型分析在诊断各种遗传病、性染色体异常（如Klinefelter综合征、Turner综合征）、羊水穿刺后诊断胎儿染色体异常等方面有广泛的应用。

核型分析的优点是可以同时诊断出大部分染色体异常，但缺点是需要对细胞进行体外培养，这个过程需要2-3周的时间，且细胞培养的成功率并不高。

此外，核型分析也只能识别数目和结构异常，无法检测到微小的基因组变异。

二、荧光原位杂交（FISH）荧光原位杂交技术是一种特殊的核型分析技术，该技术使用荧光标记的DNA探针，可以精确的定位到染色体上特定的序列位置，用于检测染色体数目和/或结构异常。

这种技术在诊断一些获得性染色体异常和癌症等单基因病例中有广泛的应用。

FISH技术的优点是不需要对细胞进行体外培养，只需要对样本制成薄层，然后进行荧光原位杂交，时间短，成功率高。

此外，FISH技术在细胞学和癌症诊断方面也有广泛的应用。

然而，FISH技术的缺点是只能检测到已知的染色体异常，对未知的异常无能为力，同时也无法检测到微小的基因组变异。

三、DNA微阵列DNA微阵列是目前较为常用的高通量分子技术之一，它将上千个DNA探针按照一定的规则排列在固体底板上，通过对样本DNA进行剪切、标记和杂交，可以对样本中数千个基因进行分析。

DNA微阵列在基因表达、基因变异等方面都有广泛的应用，同时也可以被用来进行染色体异常检测。

染色体微阵列技术（chromosomal microarray analysis，CMA）是一种用于检测染色体异常的高分辨率分子遗传学技术。

它使用微阵列芯片来同时检测数千个染色体区域的拷贝数变化（copy number variations）。

CMA技术广泛应用于遗传疾病的诊断和研究。

通过比较被检测样本的基因组DNA与一个参考DNA样本的杂交，CMA可以检测出样本DNA中的任何拷贝数变化。

这些变化可能包括染色体重复、缺失或增加等。

与传统的染色体分析技术相比，CMA具有更高的分辨率和敏感性。

它能够检测到微小的染色体拷贝数变化，从而帮助医生诊断一些与遗传相关的疾病，如先天性心脏病、智力发育迟缓和自闭症等。

染色体微阵列技术的优点包括快速、高通量、自动化和准确性。

它可以在短时间内对大量样本进行分析，并提供准确的结果。

这使得它成为遗传病诊断实验室中常用的技术之一。

总之，染色体微阵列技术是一种高分辨率的分子遗传学技术，能够帮助医生检测染色体的拷贝数变化，从而诊断和研究遗传疾病。