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微阵列比较基因组杂交技术及其应用
基因组DNA拷贝数变化在许多人类疾病如肿瘤、遗传性疾病的发生发展中起重要作用.经典的细胞遗传技术(如核型分析和比较基因组杂交)由于分辨率低,只能检测较大的拷贝数变化.虽然荧光定量PCR和荧光原位杂交的分辨率大大提高了,但需要预先知道拷贝数变化的位置和类型,且一次只能分析少数位点,缺乏整体性.微阵列比较基因组杂交具有高分辨率、高灵敏度、高通量、自动化和快速等优点,能准确地检测微缺失、微复制和扩增等基因组不平衡,精确地确定断裂点,并把结果直接定位于基因组上,为肿瘤、遗传性疾病及正常人群的基因组DNA拷贝数变化的检测和研究提供了一种有效的方法.
关键词： 微阵列比较基因组杂交技术 基因组 拷贝数变化 -
微阵列比较基因组杂交技术检测不明原因智力低下/发育迟缓患儿的基因组拷贝数变异
目的 应用高分辨微阵列比较基因组杂交技术(Array-CGH),对中国人群不明原因的智力低下/发育迟缓(MR/DD)患儿进行全基因组拷贝数变异(CNVs)筛查,获得在这些不明原因MR/DD患儿中CNVs的检出率,并分析其中的罕见CNVs与MR/DD的相关性,以此评估Array-CGH对不明原因MR/DD可能的遗传病因诊断作用.方法 根据特定筛选条件收集在首都儿科研究所临床诊断为不明原因MR/DD患儿,用Oligo 244 K DNA芯片筛查全基因组CNVs.针对所发现的CNVs,首先将其与国际基因组CNVs多态性数据库(database of genomic variants)进行比对,剔除常见多态性CNVs,将获得的罕见CNVs应用美国波士顿儿童医院遗传诊断实验室的临床分子诊断平台,结合基因组异常拷贝数数据库(DECIPHER)进行核查并与既往相关文献比对,以发现罕见CNVs在不明原因MR/DD患儿中的检出率.结果 2004年7月至2008年7月共收集111例不明原因MR/DD患儿,平均年龄为6岁,男女比例为1.775.28例患儿发现36个罕见CNVs,CNVs平均长度为1 326 kb (29～8 760 kb),这些CNVs均无法被常规染色体G带检查所识别.通过评估,19例患儿携带可能与MR/DD相关的CNVs,另1例患儿的CNVs临床意义不明确,Array-CGH在不明原因MR/DD患儿中发现携带与疾病相关的罕见CNVs的诊断率为17.1%(19/111例).22/36个(66.1%)罕见CNVs曾被美国波士顿儿童医院Array-CGH数据库、DECIPHER数据库、既往MR/DD微阵列研究文献所报道.1例患儿在15q11.2-13.1存在2 098 kb的基因组缺失,覆盖Prader-Willi综合征/Angelman综合征关键区的多个候选基因,包括SNRPN、NECDIN、SnRNAs和UBE3A,结合该患儿面部表型、临床检查以及Array-CGH结果 ,诊断为非典型性Prader-Willi综合征.结论 基因组CNVs相关的微缺失/重复是中国人群中不明原因MR/DD患儿的原因之一,高分辨Array-CGH技术可在不明原因MR/DD患儿中发现更多的遗传病因,帮助和提高不明原因MR/DD的分子诊断水平.
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1例1q25.1-q31.3缺失智力低下患儿的分子细胞遗传学诊断
目的 检测1例不明原因智力低下(mental retardation,MR)患儿的基因组不平衡,寻找其致病原因.方法 经常规G显带核型分析,发现患儿核型为46,XX,del(1)(q25-q31)后运用微阵列比较基因组杂交(array-based comparative genomic hy-bridyzation,array-CGH)技术对患儿进行全基因组高分辨率扫描,对缺失区域的位置和大小作精确分析.结果 array-CGH结果 证实了患儿基因组存在一个病理性的拷贝数变异:del(1)(q25.1-q31.3)(172 832 580-193 394 460,～20.561Mb).结果 del(1)(q25.1-q31.3)是此患儿真正的致病原因;array-cGH技术具有高分辨率、高准确性等优点,有利于基因组异常的检测和临床遗传咨询.
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胎儿染色体异常快速产前检测方法的研究进展
快速产前检测方法是产前诊断的重要组成部分,包括细胞和分子遗传学和超声诊断.由于细胞和分子遗传学检测技术的介入,胎儿染色体非整倍体的快速检出及某些染色体结构异常的鉴别能力,得到了很大的提高.目前临床上较常用的细胞和分子遗传技术包括荧光原位杂交技术(FISH)、荧光定量PCR(QF-PCR)、多重连接探针扩增技术(MLPA)和微阵列比较基因组杂交技术(array-CGH).在怀孕的第1和第2个"3个月"阶段进行有效的超声检查,常见的染色体异常都可以被检测出来.因此,将细胞和分子遗传技术与超声检测相结合,可以提高胎儿染色体非整倍体的检出率和产前诊断的准确性,以减少缺陷婴儿的出生.
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应用MLPA技术和aCGH技术检测额外小标记染色体
目的:应用多重连接依赖探针扩增(multiplex ligation-dependent probe amplication,MLPA)技术和微阵列比较基因组杂交(array comparative genomic hybridization,aCGH)技术检测1例额外小标记染色体.方法:应用MLPA技术对外周血G显带诊断的1例智力低下患儿携带小标记染色体(染色体核型为47,XY,+Mar)进行分析,确定小标记染色体的来源,并进一步通过aCGH技术对患儿进行全基因组高分辨率扫描确定小标记染色体的大小及具体来源区域.结果:MLPA分析结果显示患儿18号染色体p11.21和p11.32两个区域探针信号高于正常值范围,提示这两个区域存在拷贝数的增加；aCGH分析结果显示拷贝数增加的区域为p11.21～p11.32,范围约为15 Mb.两项技术分析结果均证实额外小标记染色体来源于18号短臂,即该患儿为18p三体.结论:应用MLPA技术和aCGH技术可确定额外小标记染色体的来源,并能明确其来源染色体的具体区域范围,从而为判断标记染色体的遗传学效应提供帮助.
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针对染色体易位携带者的微阵列比较基因组杂交-植入前遗传学诊断技术的建立与应用
目的:应用微阵列比较基因组杂交技术(array-CGH)对染色体平衡易位携带者进行胚胎植入前遗传学诊断,探讨其临床应用价值.方法:应用荧光原位杂交技术(FISH)对染色体易位携带者D3胚胎进行检测,对结果为异常且发育到囊胚的15枚胚胎应用array-CGH再次检测,建立array-CGH技术平台,再将array-CGH技术应用于染色体平衡易位携带者胚胎植入前遗传学诊断.结果:对经过FISH检测为异常且发育到囊胚的15枚胚胎进行全基因组扩增(WGA)后采用array-CGH技术进行检测,发现array-CGH技术不仅能够检测到FISH结果对应的数目异常和结构异常,还可以发现除FISH诊断的染色体异常外其他染色体异常.其对于相互易位病例不平衡易位断裂点检测的结果与对易位携带者的核型分析结果一致.应用array-CGH技术对5对染色体易位携带者夫妇的31枚胚胎进行胚胎植入前遗传学诊断,30枚获得检测结果,1对夫妇移植1枚整倍体胚胎后获得妊娠,羊水染色体分析提示胎儿染色体核型正常.结论:通过全基因组扩增以及array-CGH技术,对染色体平衡易位携带者胚胎进行植入前遗传学诊断,能够全面评估胚胎染色体的情况,具有良好的临床应用前景.
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应用微阵列比较基因组杂交技术对胎儿额外小标记染色体及染色体大片段重复进行产前诊断
目的 对产前羊水细胞培养染色体核型分析,检测出来源不明染色体片段的胎儿应用基于芯片的微阵列比较基因组杂交(aCGH)技术检测,以明确其遗传物质的变异,探讨aCGH技术在检测胎儿来源不明染色体片段致病性中的临床价值.方法 通过胎儿羊水细胞培养,染色体G显带核型分析,诊断出2例胎儿染色体异常(来源不明片段),核型分别为47,XY,+Mar及46,XY,add(16)(p13.1).对此2例标本进行aCGH分析,通过多位点高分辨率扫描确定未知片段的来源及大小.结果 aCGH扫描检测出其中一个胎儿染色体在15q11.1-q12.1区带存在3.2 Mb的重复,另一个胎儿染色体在13q22.2-q33.3区带存在35.1Mb的重复.结论 利用aCGH技术可以方便快速地鉴定和分析染色体的重复变异,也能高效地对染色体重复片段进行定位,结合传统的核型分析技术,可以为判断额外染色体片段的遗传学效应和产前诊断提供帮助.
关键词： 微阵列比较基因组杂交技术 额外小标记染色体 染色体片段重复 产前诊断 -
微阵列比较基因组杂交技术对不明原因智力低下/生长发育迟缓患儿的分子诊断
目的：分析不明原因智力低下（ID）和（或）生长发育迟缓（DD）患儿潜在的致病性基因组不平衡，及其与表型的相关性，探讨高密度微阵列比较基因组杂交技术（array-CGH）在临床分子遗传学诊断中的应用价值。方法采用array-CGH技术对16例ID/DD患儿进行全基因组扫描分析，并用多重连接探针扩增技术（MLPA）对检出的基因组不平衡异位进行验证。结果16例患儿高分辨G显带核型分析均无异常。6例（38%）患儿存在基因拷贝数异常（CNVs），其中3例CNVs为正常多态性改变；1例CNVs涉及4p16.3区域微缺失，考虑为Wolf-Hirschhorn综合征；1例CNVs涉及7q11.23区域微缺失，考虑为Williams-Beuren?综合征；另1例CNVs临床意义不明确，包含2个重复突变，该突变与智力低下、脑发育迟缓、特殊面容、隐睾、牙列不齐等有关，证实该CNVs具有临床意义。结论通过array-CGH技术对不明原因ID/DD患儿进行全基因组扫描，可为部分患儿明确病因诊断。该技术作为一种高通量、快速的疾病研究手段，在ID/DD的病因诊断中具有重要的临床意义。
关键词： 微阵列比较基因组杂交技术 智力低下 发育迟缓 基因组不平衡 儿童 -
4例Williams-Beuren综合征家系遗传学诊断与产前诊断
Williams-Beuren综合征是一类常见的染色体微缺失综合征，早期诊断及干预对患儿及其家庭十分重要。本研究应用染色体核型分析技术（G显带），多重连接依赖探针扩增技术（MLPA）及微阵列比较基因组杂交技术（array-CGH）对4个家系中1例超声异常的胎儿及3例发育异常患儿行染色体核型和基因组DNA分析，为这4个家庭的再生育提供指导，为产前诊断提供依据。研究结果发现1例产前超声异常孕妇羊水及3例发育异常患儿外周血MLPA分析提示染色体7q11.23区域ELN基因探针信号降低，array-CGH检测提示染色体7q11.23区域杂合缺失。4个家系中母亲再次妊娠时取羊水细胞标本行上述检测均未发现异常。研究结果提示MLPA技术及array-CGH技术能够快速、准确地诊断Williams-Beuren综合征，为临床提供更好的遗传咨询服务。
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反复纳差伴皮肤色素沉着2月余
2月龄男性,新生儿期起病,存在肾上腺皮质功能减退、肝功能损害、肌酶显著增高、高脂血症、电解质紊乱等多系统损害,结合微阵列比较基因组杂交技术发现的X染色体短臂(Xp21.3-p21.1)8.7 Mb致病性拷贝缺失,确诊为复合型甘油激酶缺乏症(cGKD).予氢化可的松替代和大剂量辅酶Q10联合左卡尼汀治疗,并随访4年.治疗1周患儿皮质醇水平即恢复正常,但肌酸肌酶、甘油三脂及转氨酶进行性升高,伴智力发育落后及肌力减退.cGKD又称Xp21邻近基因缺失综合征,症状包括甘油激酶缺乏所致的高甘油三脂血症以及先天性肾上腺发育不良(AHC)、杜氏肌营养不良(DMD)、智力发育迟缓(MR)等症候群.对于以先天性肾上腺皮质功能不全为表现的患儿,应注意监测血肌酸激酶及甘油三脂水平,必要时行基因检测以免误诊.
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微阵列比较基因组杂交技术与二代基因测序检测拷贝数变异的对比
目的 对比分析微阵列比较基因组杂交技术(array-based comparative genomic hybridization,aCGH)和第二代基因测序技术(next generation sequencing,NGS)在基因组拷贝数变异(copy number variation,CNV)上的一致性,为临床检测CNV提供新的检测方法. 方法 提取15例流产组织临床样本的基因组DNA,然后分别使用aCGH和NGS 2种方法对上述DNA进行检测,分析对比每个样本的CNV的数目. 结果 aCGH共检测到CNV数有109个,小的片段有16 kb,大的片段有34Mb,其中小于200 kb的有20个,大于200 kb小于1 Mb的有34个,大于1 Mb小于5 Mb的有26个,大于5 Mb小于34Mb的有29个.NGS共检出68个CNV,其中小于200 kb的有3个,检出率为15.0％;大于200 kb小于1 Mb的有22个,检出率为64.7％;大于1 Mb小于5 Mb的有20个,检出率为76.9％;大于5 Mb小于34 Mb的有29个,检出率为100.0％. 结论 对于目前的数据量来说,NGS在检测大于5Mb的大片段CNV上检出率较高,与aCGH具有一定的一致性,可以应用于流产组织中CNV的检测.对于小片段的CNV的检测,需要增加相应的读取的数据量进行检测.
关键词： 基因组拷贝数变异 第二代基因测序 微阵列比较基因组杂交技术 -
全基因组扩增技术在产前诊断中的应用
目的：探讨全基因组扩增技术（WGA）结合微阵列比较基因组杂交技术（Array-CGH）在低 DNA浓度的产前样本中的应用价值。方法：对18例有产前诊断指征的孕妇进行侵入性产前诊断，所抽取的羊水或绒毛样本经DNA提取后因DNA浓度较低行全基因组扩增，再应用微阵列比较基因组杂交技术分析。结果：所检测的18例样本中，有3例异常，均提示为45，X0，其余芯片结果正常。随访15例正常aCGH结果的胎儿，有9例出生后正常。结论：应用WGA技术辅助微阵列比较基因组杂交技术对早孕期超声提示异常的胎儿进行产前诊断是可行的，它不仅缩短了发报告的时间也保持了应用aCGH技术检测的敏感性和精确性。
关键词： 全基因组扩增技术 微阵列比较基因组杂交技术 产前诊断 -
微阵列比较基因组杂交技术及其在肿瘤拷贝数变化研究中的应用进展
肿瘤是一种严重威胁健康和生命的疾病,据统计约有50％的男性和30％的女性可能患病[1],并且超过半数的肿瘤患者分布在医疗条件欠缺的发展中国家[2].肺癌的发生发展是一个多基因参与、多阶段发展的病理过程,而基因组DNA拷贝数变化(CNVs)是引起肿瘤基因异常的重要机制之一,识别特征性CNVs及所含基因对认识肿瘤的将起到重要作用.
关键词： 微阵列比较基因组杂交技术 肿瘤 拷贝数变化 -
应用aCGH技术检测额外小标记染色
目的：探讨联合运用核型分析和微阵列比较基因组杂交（aCGH）技术在检测胎儿额外小标记染色体致病性中的临床价值。方法通过染色体G显带技术进行胎儿羊水细胞核型分析，对诊断出的1例胎儿携带小标记染色体（染色体核型为47，XY，＋Mar）标本进行aCGH分析，通过全基因组高分辨率扫描确定小标记染色体的大小及具体来源区域。结果aCGH分析结果显示该胎儿染色体在15q11．1-q11．2区带存在2．03Mb的重复。结论aCGH技术能够在基因组水平上确定额外小标记染色体的来源和具体区域范围，结合传统的核型分析技术，可以为判断标记染色体的遗传学效应和产前诊断提供帮助。
关键词： 微阵列比较基因组杂交技术 额外小标记染色体 产前诊断 -
人类早期体外发育停滞胚胎的微阵列比较基因组技术全基因组分析
目的 了解人类早期体外发育停滞胚胎染色体整倍体性,探索早期胚胎发育停滞与染色体非整倍体的关系,为胚胎发育停滞机制的下一步研究提供方向.方法 选择行胞浆内单精子注射受精的胚胎13枚:四细胞期停滞胚胎5枚,八细胞期停滞胚胎4枚,囊胚4枚,分别进行活检、全基因组扩增、微阵列比较基因组杂交技术基因芯片分析.结果 5枚四细胞期停滞胚胎有2枚染色体整倍体性正常.4枚八细胞期停滞胚胎均为非整倍体.4枚囊胚中仅1枚形态较差的囊胚染色体存在微缺失,另3枚形态学评分分别为好、中、差的囊胚均为整倍体.另外对卵裂期停滞的4枚胚胎取不同活检细胞分别观察,除1例扩增失败、1例均为整倍体外,剩余2枚胚胎不同卵裂球染色体整倍体性不一致,即存在嵌合现象.结论 卵裂期停滞胚胎及形态学差的囊胚染色体整倍体性可为正常,早期胚胎嵌合普遍,提示胚胎发育停滞的机制可能不仅是由染色体非整倍体导致的;具体机制尚待进一步研究.
关键词： 微阵列比较基因组杂交技术 植入前遗传学筛查 整倍体性 嵌合 停滞胚胎 -
一例17q11.2微缺失综合征患儿的临床表型及分子遗传学诊断
目的 对1例颜面部发育异常患儿进行细胞及分子遗传学分析,以明确其可能的遗传学病因,为家系的产前诊断提供依据.方法 对患儿神经心理5项进行分析;应用彩色多普勒、CT及MRI对患儿全身结节进行探查;常规G显带分析患儿及父母外周血染色体核型;微阵列比较基因组杂交技术(array comparative genomic hybridization,aCGH)检测患儿及其父母全基因组染色体拷贝数变异(copy number variations,CNVs),并对CNV断裂部位进行精确定位.结果 患儿智商及发育商偏低;MRI检查示患儿右侧颌面部皮下可见团片状混杂信号,CT及彩色多普勒检查见双侧背部多处不规则实性结节且富血供;患儿及其父母G显带核型分析结果均未见异常;aCGH检测显示患儿17号染色体长臂存在1.2 Mb染色体缺失,分子核型为arr[hg19] 17q11.2(29 124 299-30 326 958)×1,父母均未见异常.结论 患儿染色体17q11.2区段微缺失为新发生缺失,该区域染色体缺失可以导致颜面部异常、神经纤维瘤病等,该区段的缺失为患儿临床表型的病因.
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光谱核型分析联合微阵列比较基因组杂交诊断15号环状染色体综合征
目的 探讨联合应用光谱核型分析技术(spectral karyotyping,SKY)和微阵列比较基因组杂交技术(microarray-based comparative genomic hybridization,array-CGH)在诊断复杂疑难的环状染色体畸变中的价值.方法 对1例常规G显带染色体核型分析疑诊为46,XY,r(15)?的8岁男性生长发育迟缓患儿依次应用SKY及array-CGH技术常规进行制片杂交,并通过相应的显微摄像系统和计算机软件分析结果.结果 SKY技术明确了该患儿环状染色体来源于15号染色体,array-CGH技术明确患儿15q26.3末端存在约594 kb的缺失,染色体基因位点编码范围为99689349-100282878.结论 联合应用现代分子细胞遗传学技术可以从细胞到分子水平精确诊断复杂疑难的环状染色体病例,是常规染色体核型分析的有益补充,也有利于细胞遗传学向分子水平深入.
关键词： 15号环状染色体 微阵列比较基因组杂交技术 光谱核型分析技术 -
应用微阵列比较基因组杂交技术精确诊断不平衡染色体畸变
目的 探讨微阵列比较基因组杂交技术(array-based comparative genomic hybridization,array-CGH)在诊断不平衡染色体畸变中的应用价值.方法 选取4例常规G显带染色体核型分析未能确诊的不平衡染色体畸变病例,按照标准的Affymetrix SNP 6.0微阵列的操作手册进行杂交、洗涤及全基因组扫描,并通过相应的计算机软件分析结果.结果 通过array-CGH技术分析,明确了所有4例染色体不平衡畸变的诊断并且进行精确定位,其中对2例患者镜下染色体出现无法确定来源的额外条带进行了自身直接重复的确诊;对2例患者G显带无法识别的缺失合并重复的衍生染色体进行了精确诊断.结论 array-CGH技术在DNA水平上对染色体不平衡畸变的诊断具有独特的高分辨率、高敏感性和高特异性,并且能够精确定位,对染色体疾病作出基因型-表型关系的诊断具有重大的应用价值.
关键词： 微阵列比较基因组杂交技术 不平衡染色体畸变 基因型-表型关系 -
G显带和aCGH技术联合检测92例早期自然流产妊娠物核型分析
目的:探讨影响早期自然流产妊娠物染色体异常的因素以及微阵列比较基因组杂交技术(aCGH)在流产妊娠物核型检测中的应用价值.方法:收集在我院妇产科门诊确诊为“胚胎停育”的病例共92例,对清宫后获得的妊娠物进行绒毛染色体G显带核型分析,绒毛体外培养或G显带分析失败的进行aCGH检测.结果:本实验对92例自然流产妊娠物的绒毛组织进行体外培养,85例(92.4％)G显带染色体核型分析成功,失败的7例进行aCGH检测,两种方法联合分析的成功率100％.其中异常核型50例(异常率54.3％),非整倍体40例(非整倍体率43.5％).复发性流产和偶发性流产患者的异常率分别是50.0％和58.3％,差异无统计学意义(P＞0.05).年龄≥35岁患者妊娠物核型为非整倍体的概率(61.5％)大于年龄＜35岁的患者(36.4％),差异有统计学意义(P＜0.05).流产儿男女性别比约为1∶1.2,男性胚胎核型异常率(42.9％)小于女性(64.0％),差异有统计学意义(P＜0.05).超声检查示妊娠囊内无胎芽和有胎芽患者的核型异常率分别为53.3％和54.8％ (P ＞0.05)；曾见胎心和从未见胎心患者的异常率分别为58.7％和50.0％,差异均无统计学意义(P＞0.05).结论:自然流产妊娠物核型异常的风险与流产次数以及有无胎芽或胎心无关,非整倍体妊娠的风险随母体年龄增大,女性胚胎在早孕期更易发生染色体异常.aCGH技术在检测流产妊娠物核型中有优越性.
关键词： 早期自然流产 G显带 微阵列比较基因组杂交技术 染色体异常 -
应用微阵列比较基因组杂交技术对55例智力低下/发育迟缓患儿基因组拷贝数变异的分析
目的 应用高分辨微阵列比较基因组杂交技术(array-comparative genomic hybridization,aCGH)对55例不明原因的智力低下或发育迟缓(mental retardation or developmental delay,MR/DD)患儿进行拷贝数变异(copy numbervariations,CNVs)检测,寻求与遗传学相关的致病因素,探讨aCGH对不明原因MR/DD患儿可能的分子病因诊断的作用.方法 收集2013年6月-2013年12月到本院儿科初步诊断为MR/DD的患儿55例,应用25～50 K CytoScan HD芯片检测全基因组CNVs,联合生物信息学分析手段分析致病性CNVs.结果 在55例不明原因MR/DD患者中共检测到21例存在罕见CNVs.通过比对数据库,21处CNVs确认为致病性CNVs.19例患者携带与MR/DD相关的CNVs.2例为已知综合征患者,其中1例为Turner综合征,1例为1p36缺失综合征.结论 基因组CNVs相关的微缺失或微重复是不明原因MR/DD的病因之一,这些片段均无法被常规染色体G带检查所识别.aCGH可以提高对不明原因MR/DD患儿的分子病因诊断水平,对深入研究MR/DD病因机制有重要意义,为患儿预后和家庭再发风险评估提供指导.
关键词： 微阵列比较基因组杂交技术 智力低下 发育迟缓 拷贝数变异
