روشها و تشخیص سیتوژنتیک
روشهای سیتوژنتیک، تکنیکهای آزمایشگاهی هستند که برای مشاهده و تفسیر تعداد و ساختار کروموزومها، و تشخیص افزایش، کاهش و بازآراییهایی که زیربنای بیماریهای ژنتیکی مادرزادی و اکتسابی هستند، استفاده میشوند. این حوزه خواننده را با رویکردهای تشخیصی اصلی، از کاریوتایپینگ کل کروموزوم تا پروبهای فلورسانس هدفمند و آرایه میکرو سراسر ژنوم، که مجموعاً ابزار تشخیصی سیتوژنتیک بالینی را تشکیل میدهند، آشنا میکند.
Definition
تشخیص سیتوژنتیک، تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی کروموزومها و تغییرات تعداد کپی زیرمیکروسکوپی برای شناسایی ناهنجاریهای عددی و ساختاری است که با استفاده از مجموعهای از تکنیکها با وضوح، اختصاصیت هدف و نوع ناهنجاری قابل تشخیص متفاوت است.
Scope
این حوزه اصول، وضوح و نقشهای مکمل روشهای اصلی سیتوژنتیک مورد استفاده در تشخیص را پوشش میدهد: کاریوتایپینگ متافازی با باندینگ کروموزومی، هیبریداسیون درجا با فلورسانس (FISH)، و میکروآرایه کروموزومی با هیبریداسیون ژنومی مقایسهای. این موارد را به عنوان موضوعات روششناختی و به عنوان مرجعی برای چگونگی تولید و گزارش یافتههای کروموزومی، نه به عنوان راهنمای مدیریت بالینی، چارچوببندی میکند.
Sub-topics
Core questions
- هر روش سیتوژنتیک چه ناهنجاریهایی را میتواند تشخیص دهد و با چه وضوحی؟
- رویکردهای سراسر ژنوم (کاریوتایپ، میکروآرایه) و هدفمند (FISH) چگونه یکدیگر را تکمیل میکنند؟
- چه زمانی یک بازآرایی متعادل به روشی نیاز دارد که میکروآرایه قادر به تشخیص آن نیست؟
- یافتههای سیتوژنتیک چگونه در آزمایشگاهها استاندارد و گزارش میشوند؟
Key concepts
- وضوح و حد تشخیص یک تکنیک
- ناهنجاری کروموزومی عددی در مقابل ساختاری
- بازآرایی متعادل در مقابل نامتعادل
- تغییر تعداد کپی (CNV)
- تجزیه و تحلیل سراسر ژنوم در مقابل هدفمند
- گزارشدهی سیستم بینالمللی نامگذاری سیتوژنومیک انسانی (ISCN)
- آزمایش تشخیصی رده اول
Mechanisms
این روشها یک نردبان وضوح را تشکیل میدهند. کاریوتایپینگ متافازی با باندینگ، کل ژنوم را در سطح کروموزومهای کامل و تغییرات ساختاری بزرگ (معمولاً چندین مگاباز) مشاهده میکند و به طور منحصر به فرد بازآراییهای متعادل و پلوئیدی را آشکار میسازد. FISH از پروبهای DNA نشاندار برای تشخیص یا شمارش جایگاههای خاص در سلولهای متافازی یا اینترفازی استفاده میکند و پوشش سراسر ژنوم را با اختصاصیت هدف بالا مبادله میکند. میکروآرایه کروموزومی و هیبریداسیون ژنومی مقایسهای، یک ژنوم آزمایشی را با یک مرجع مقایسه میکنند تا افزایش و کاهش تعداد کپی را در سراسر ژنوم با وضوح بسیار بالاتر از باندینگ ترسیم کنند، به این هزینه که قادر به تشخیص بازآراییهای متعادل یا موزائیسم در سطح پایین نیستند. انتخاب از میان آنها، یا ترکیب آنها، به سوال بالینی و نوع ناهنجاری مشکوک بستگی دارد.
Clinical relevance
آزمایش سیتوژنتیک از ارزیابی ناهنجاریهای مادرزادی، ناتوانی رشدی، از دست دادن مکرر بارداری و بسیاری از سرطانها حمایت میکند و نتایج آن برای مشاوره ژنتیک حیاتی است. راهنماییهای اجماعی، میکروآرایه کروموزومی را به عنوان یک آزمایش رده اول برای ناتوانی رشدی یا ناهنجاریهای مادرزادی بدون علت مشخص قرار داده است، در حالی که کاریوتایپینگ و FISH نقشهای مشخصی را حفظ میکنند. این حوزه نحوه تولید و گزارش چنین شواهدی را توصیف میکند؛ این مبنایی برای تصمیمگیریهای تشخیصی یا درمانی فردی نیست.
Evidence & guidelines
اجماع حرفهای، از جمله بیانیه بینالمللی میلر و همکاران (2010)، نقشهای نسبی این روشها را کدگذاری کرده و میکروآرایه کروموزومی را به عنوان یک آزمایش رده اول در محیطهای بالینی مشخص توصیه کرده است. گزارشدهی استاندارد شده از سیستم بینالمللی نامگذاری سیتوژنومیک انسانی پیروی میکند.
History
سیتوژنتیک انسانی زمانی آغاز شد که تعداد صحیح کروموزومهای انسانی (46) در سال 1956 مشخص شد و تکنیکهای باندینگ در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 1970 کروموزومهای منفرد را قابل شناسایی ساخت. هیبریداسیون درجا با فلورسانس در دهه 1980 وضوح جایگاه-خاص را اضافه کرد، و هیبریداسیون ژنومی مقایسهای و میکروآرایه از دهه 1990 تجزیه و تحلیل را به تشخیص تعداد کپی در سراسر ژنوم گسترش دادند و به تدریج سیتوژنتیک کلاسیک را با زیستشناسی مولکولی ادغام کردند.
Key figures
- Torbjörn Caspersson
- Daniel Pinkel
- Anne Kallioniemi
- Michael Speicher
- Nigel Carter
Related topics
Seminal works
- speicher-carter-2005
- miller-2010
Frequently asked questions
- چرا به جای یک روش، چندین روش سیتوژنتیک وجود دارد؟
- هر روش انواع مختلفی از ناهنجاریها را با وضوحهای متفاوت تشخیص میدهد: کاریوتایپینگ کل ژنوم و بازآراییهای متعادل را میبیند، FISH جایگاههای خاص را با حساسیت بالا هدف قرار میدهد، و میکروآرایه تغییرات تعداد کپی را در سراسر ژنوم با وضوح بالا ترسیم میکند. آنها مکمل یکدیگر هستند تا قابل تعویض.
- آیا میکروآرایه کروموزومی میتواند کاریوتایپ را به طور کامل جایگزین کند؟
- خیر. میکروآرایه وضوح بسیار بالاتری برای افزایش و کاهش تعداد کپی ارائه میدهد، اما نمیتواند بازآراییهای متعادل (مانند جابجاییهای متعادل یا وارونگیها) یا برخی اشکال موزائیسم در سطح پایین را که کاریوتایپ میتواند آشکار کند، تشخیص دهد.