Các Phương pháp và Chẩn đoán Di truyền Tế bào
Các phương pháp di truyền tế bào là những kỹ thuật xét nghiệm được sử dụng để hình dung và diễn giải số lượng cũng như cấu trúc của nhiễm sắc thể, đồng thời phát hiện các trường hợp tăng, mất và tái sắp xếp là nguyên nhân gây ra các bệnh di truyền bẩm sinh và mắc phải. Lĩnh vực này định hướng người đọc qua các phương pháp chẩn đoán chính, từ lập kiểu nhân nhiễm sắc thể toàn bộ đến các đầu dò huỳnh quang có mục tiêu và vi mảng toàn bộ gen, cùng nhau tạo thành bộ công cụ chẩn đoán của di truyền tế bào lâm sàng.
Definition
Chẩn đoán di truyền tế bào là phân tích trong phòng thí nghiệm về nhiễm sắc thể và các thay đổi số lượng bản sao dưới kính hiển vi để xác định các bất thường về số lượng và cấu trúc, sử dụng một bộ kỹ thuật được phân loại khác nhau về độ phân giải, tính đặc hiệu mục tiêu và loại bất thường mà mỗi kỹ thuật có thể phát hiện.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm các nguyên tắc, độ phân giải và vai trò bổ sung của các phương pháp di truyền tế bào chính được sử dụng trong chẩn đoán: lập kiểu nhân ở kỳ giữa với băng nhiễm sắc thể, lai huỳnh quang tại chỗ (FISH) và vi mảng nhiễm sắc thể với lai hóa bộ gen so sánh. Nó trình bày những điều này như các chủ đề phương pháp luận và như một tài liệu tham khảo về cách các phát hiện nhiễm sắc thể được tạo ra và báo cáo, không phải là hướng dẫn quản lý lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Mỗi phương pháp di truyền tế bào có thể phát hiện những bất thường nào và ở độ phân giải nào?
- Các phương pháp toàn bộ bộ gen (kiểu nhân, vi mảng) và phương pháp có mục tiêu (FISH) bổ sung cho nhau như thế nào?
- Khi nào một tái sắp xếp cân bằng yêu cầu một phương pháp mà vi mảng không thể phát hiện?
- Các phát hiện di truyền tế bào được tiêu chuẩn hóa và báo cáo giữa các phòng thí nghiệm như thế nào?
Key concepts
- Độ phân giải và giới hạn phát hiện của một kỹ thuật
- Bất thường nhiễm sắc thể số lượng so với cấu trúc
- Tái sắp xếp cân bằng so với không cân bằng
- Biến thể số lượng bản sao (CNV)
- Phân tích toàn bộ bộ gen so với phân tích có mục tiêu
- Báo cáo theo Hệ thống Danh pháp Di truyền Tế bào Người Quốc tế (ISCN)
- Xét nghiệm chẩn đoán hàng đầu
Mechanisms
Các phương pháp tạo thành một thang độ phân giải. Lập kiểu nhân ở kỳ giữa với băng nhiễm sắc thể hình dung toàn bộ bộ gen ở cấp độ nhiễm sắc thể toàn bộ và các thay đổi cấu trúc lớn (thường là vài megabase), và đặc biệt tiết lộ các tái sắp xếp cân bằng và bội thể. FISH áp dụng các đầu dò DNA được đánh dấu để phát hiện hoặc đếm các locus cụ thể trong tế bào ở kỳ giữa hoặc kỳ trung gian, đánh đổi phạm vi bao phủ toàn bộ gen để có tính đặc hiệu mục tiêu cao. Vi mảng nhiễm sắc thể và lai hóa bộ gen so sánh so sánh một bộ gen thử nghiệm với một tham chiếu để lập bản đồ các trường hợp tăng và mất số lượng bản sao trên toàn bộ bộ gen với độ phân giải cao hơn nhiều so với băng nhiễm sắc thể, với chi phí là không thể phát hiện các tái sắp xếp cân bằng hoặc khảm mức độ thấp. Việc lựa chọn giữa chúng, hoặc kết hợp chúng, phụ thuộc vào câu hỏi lâm sàng và loại bất thường bị nghi ngờ.
Clinical relevance
Xét nghiệm di truyền tế bào hỗ trợ đánh giá các dị tật bẩm sinh, khuyết tật phát triển, sẩy thai liên tiếp và nhiều bệnh ung thư, và kết quả của nó là trung tâm của tư vấn di truyền. Hướng dẫn đồng thuận đã định vị vi mảng nhiễm sắc thể là xét nghiệm hàng đầu cho khuyết tật phát triển không rõ nguyên nhân hoặc dị tật bẩm sinh, trong khi lập kiểu nhân và FISH vẫn giữ vai trò xác định. Lĩnh vực này mô tả cách bằng chứng như vậy được tạo ra và báo cáo; nó không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.
Evidence & guidelines
Sự đồng thuận chuyên môn, bao gồm tuyên bố quốc tế của Miller và các đồng nghiệp (2010), đã mã hóa vai trò tương đối của các phương pháp này và khuyến nghị vi mảng nhiễm sắc thể là xét nghiệm hàng đầu trong các tình huống lâm sàng xác định. Báo cáo tiêu chuẩn hóa tuân theo Hệ thống Danh pháp Di truyền Tế bào Người Quốc tế.
History
Di truyền tế bào người bắt đầu khi số lượng nhiễm sắc thể người chính xác (46) được xác định vào năm 1956 và các kỹ thuật băng nhiễm sắc thể vào cuối những năm 1960 và đầu những năm 1970 đã giúp nhận dạng từng nhiễm sắc thể. Lai huỳnh quang tại chỗ vào những năm 1980 đã bổ sung độ phân giải đặc hiệu locus, và lai hóa bộ gen so sánh và vi mảng từ những năm 1990 đã mở rộng phân tích để phát hiện số lượng bản sao trên toàn bộ bộ gen, dần dần hợp nhất di truyền tế bào cổ điển với sinh học phân tử.
Key figures
- Torbjörn Caspersson
- Daniel Pinkel
- Anne Kallioniemi
- Michael Speicher
- Nigel Carter
Related topics
Seminal works
- speicher-carter-2005
- miller-2010
Frequently asked questions
- Tại sao có nhiều phương pháp di truyền tế bào thay vì chỉ một?
- Mỗi phương pháp phát hiện các loại bất thường khác nhau ở các độ phân giải khác nhau: lập kiểu nhân nhìn thấy toàn bộ bộ gen và các tái sắp xếp cân bằng, FISH nhắm mục tiêu các locus cụ thể với độ nhạy cao, và vi mảng lập bản đồ các thay đổi số lượng bản sao trên toàn bộ bộ gen ở độ phân giải cao. Chúng bổ sung cho nhau chứ không thể thay thế cho nhau.
- Vi mảng nhiễm sắc thể có thể thay thế hoàn toàn kiểu nhân không?
- Không. Vi mảng cung cấp độ phân giải cao hơn nhiều cho các trường hợp tăng và mất số lượng bản sao, nhưng nó không thể phát hiện các tái sắp xếp cân bằng (như chuyển đoạn cân bằng hoặc đảo đoạn) hoặc một số dạng khảm mức độ thấp, mà kiểu nhân có thể tiết lộ.