الأساليب والتشخيص الخلوي الوراثي
الأساليب الخلوية الوراثية هي التقنيات المخبرية المستخدمة لتصوير وتفسير عدد وتركيب الكروموسومات، والكشف عن الزيادات والنقصان وإعادة الترتيب التي تكمن وراء الأمراض الوراثية التكوينية والمكتسبة. يوجه هذا المجال القارئ عبر المناهج التشخيصية الرئيسية، من النمط النووي للكروموسومات الكاملة عبر مجسات الفلورسنت المستهدفة إلى المصفوفات الدقيقة على مستوى الجينوم، والتي تشكل معًا مجموعة أدوات التشخيص في علم الوراثة الخلوية السريري.
Definition
التشخيص الخلوي الوراثي هو التحليل المخبري للكروموسومات والتغيرات تحت المجهرية في عدد النسخ لتحديد الشذوذات العددية والتركيبية، باستخدام مجموعة متدرجة من التقنيات التي تختلف في الدقة، وخصوصية الهدف، ونوع الشذوذ الذي يمكن لكل منها الكشف عنه.
Scope
يغطي هذا المجال المبادئ، والدقة، والأدوار التكميلية للأساليب الخلوية الوراثية الرئيسية المستخدمة في التشخيص: النمط النووي في الطور الاستوائي مع التلوين الكروموسومي، والتهجين الموضعي المتألق (FISH)، والمصفوفات الدقيقة الكروموسومية مع التهجين الجينومي المقارن. ويؤطرها كمواضيع منهجية وكمرجع لكيفية توليد النتائج الكروموسومية والإبلاغ عنها، وليس كإرشادات للإدارة السريرية.
Sub-topics
Core questions
- ما هي الشذوذات التي يمكن لكل طريقة خلوية وراثية الكشف عنها، وبأي دقة؟
- كيف تكمل مناهج الجينوم الكامل (النمط النووي، المصفوفات الدقيقة) والمناهج المستهدفة (FISH) بعضها البعض؟
- متى يتطلب إعادة الترتيب المتوازن طريقة لا تستطيع المصفوفات الدقيقة الكشف عنها؟
- كيف يتم توحيد النتائج الخلوية الوراثية والإبلاغ عنها عبر المختبرات؟
Key concepts
- الدقة وحد الكشف للتقنية
- الشذوذ الكروموسومي العددي مقابل التركيبي
- إعادة الترتيب المتوازن مقابل غير المتوازن
- تغير عدد النسخ (CNV)
- تحليل الجينوم الكامل مقابل التحليل المستهدف
- الإبلاغ وفقًا للنظام الدولي لتسمية الجينوم الخلوي البشري (ISCN)
- اختبار تشخيصي من الدرجة الأولى
Mechanisms
تشكل هذه الأساليب سلمًا للدقة. يصور النمط النووي في الطور الاستوائي مع التلوين الجينوم بأكمله على مستوى الكروموسومات الكاملة والتغيرات التركيبية الكبيرة (عادةً عدة ميغابايت)، ويكشف بشكل فريد عن إعادة الترتيب المتوازنة وتعدد الصيغة الصبغية. يطبق التهجين الموضعي المتألق (FISH) مجسات حمض نووي موسومة للكشف عن أو عد مواقع محددة في خلايا الطور الاستوائي أو الطور البيني، مبادلاً التغطية على مستوى الجينوم بخصوصية عالية للهدف. تقارن المصفوفات الدقيقة الكروموسومية والتهجين الجينومي المقارن جينومًا اختباريًا بمرجع لتحديد زيادات ونقصان عدد النسخ عبر الجينوم بدقة أعلى بكثير من التلوين، على حساب عدم القدرة على الكشف عن إعادة الترتيب المتوازنة أو الفسيفساء منخفضة المستوى. يعتمد الاختيار بينها، أو دمجها، على السؤال السريري ونوع الشذوذ المشتبه به.
Clinical relevance
يدعم الاختبار الخلوي الوراثي تقييم التشوهات الخلقية، والإعاقة التنموية، وفقدان الحمل المتكرر، والعديد من أنواع السرطان، وتعتبر نتائجه أساسية للاستشارة الوراثية. وقد وضعت الإرشادات المتفق عليها المصفوفات الدقيقة الكروموسومية كاختبار من الدرجة الأولى للإعاقة التنموية غير المبررة أو التشوهات الخلقية، بينما يحتفظ النمط النووي والتهجين الموضعي المتألق (FISH) بأدوار محددة. يصف هذا المجال كيفية توليد مثل هذه الأدلة والإبلاغ عنها؛ وهو ليس أساسًا لقرارات التشخيص أو العلاج الفردية.
Evidence & guidelines
لقد قنن الإجماع المهني، بما في ذلك البيان الدولي لميلر وزملاؤه (2010)، الأدوار النسبية لهذه الأساليب وأوصى بالمصفوفات الدقيقة الكروموسومية كاختبار من الدرجة الأولى في الإعدادات السريرية المحددة. يتبع الإبلاغ الموحد النظام الدولي لتسمية الجينوم الخلوي البشري.
History
بدأ علم الوراثة الخلوية البشرية بمجرد تحديد العدد الصحيح للكروموسومات البشرية (46) في عام 1956، وجعلت تقنيات التلوين في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات الكروموسومات الفردية قابلة للتحديد. أضاف التهجين الموضعي المتألق (FISH) في الثمانينيات دقة خاصة بالموقع، ووسع التهجين الجينومي المقارن والمصفوفات الدقيقة من التسعينيات التحليل ليشمل الكشف عن عدد النسخ على مستوى الجينوم، مما دمج تدريجيًا علم الوراثة الخلوية الكلاسيكي مع البيولوجيا الجزيئية.
Key figures
- Torbjörn Caspersson
- Daniel Pinkel
- Anne Kallioniemi
- Michael Speicher
- Nigel Carter
Related topics
Seminal works
- speicher-carter-2005
- miller-2010
Frequently asked questions
- لماذا توجد عدة طرق خلوية وراثية بدلاً من طريقة واحدة؟
- تكشف كل طريقة عن أنواع مختلفة من الشذوذ بدقات مختلفة: يرى النمط النووي الجينوم بأكمله وإعادة الترتيب المتوازنة، ويستهدف التهجين الموضعي المتألق (FISH) مواقع محددة بحساسية عالية، وترسم المصفوفات الدقيقة تغيرات عدد النسخ على مستوى الجينوم بدقة عالية. إنها مكملة لبعضها البعض وليست قابلة للتبادل.
- هل يمكن للمصفوفات الدقيقة الكروموسومية أن تحل محل النمط النووي بالكامل؟
- لا. توفر المصفوفات الدقيقة دقة أعلى بكثير لزيادات ونقصان عدد النسخ، ولكنها لا تستطيع الكشف عن إعادة الترتيب المتوازنة (مثل الانتقالات المتوازنة أو الانقلابات) أو بعض أشكال الفسيفساء منخفضة المستوى، والتي يمكن للنمط النووي الكشف عنها.