细胞遗传学方法与诊断
细胞遗传学方法是用于可视化和解释染色体数量和结构的实验室技术，并检测构成性和获得性遗传疾病的获得、丢失和重排。本领域旨在引导读者了解主要的诊断方法，从全染色体核型分析到靶向荧光探针，再到全基因组微阵列，这些共同构成了临床细胞遗传学的诊断工具包。
Definition
细胞遗传学诊断是对染色体和亚微观拷贝数变化的实验室分析，以识别数量和结构异常，使用一套在分辨率、靶点特异性和每种方法可检测的异常类型方面有所不同的分级技术。
Scope
本领域涵盖了诊断中使用的主要细胞遗传学方法的原理、分辨率和互补作用：带有染色体显带的核型分析、荧光原位杂交（FISH）以及带有比较基因组杂交的染色体微阵列。它将这些方法作为方法学主题，并作为染色体发现如何产生和报告的参考，而不是作为临床管理指南。
Sub-topics
Core questions
- 每种细胞遗传学方法可以检测哪些异常，以及分辨率如何？
- 全基因组（核型、微阵列）和靶向（FISH）方法如何相互补充？
- 何时平衡重排需要微阵列无法检测的方法？
- 细胞遗传学发现如何在实验室之间标准化和报告？
Key concepts
- 技术的分辨率和检测限
- 数量性与结构性染色体异常
- 平衡性与非平衡性重排
- 拷贝数变异（CNV）
- 全基因组与靶向分析
- 国际人类细胞基因组命名系统（ISCN）报告
- 一线诊断检测
Mechanisms
这些方法形成了一个分辨率阶梯。带有显带的核型分析在整个染色体和大型结构变化（通常为数兆碱基）的水平上可视化整个基因组，并独特地揭示平衡重排和倍性。FISH应用标记的DNA探针来检测或计数中期或间期细胞中的特定位点，以牺牲全基因组覆盖为代价换取高靶点特异性。染色体微阵列和比较基因组杂交将测试基因组与参考基因组进行比较，以比显带高得多的分辨率绘制整个基因组的拷贝数获得和丢失图谱，代价是无法检测平衡重排或低水平嵌合体。选择其中一种方法或组合使用，取决于临床问题和怀疑的异常类型。
Clinical relevance
细胞遗传学检测支持对先天性异常、发育障碍、复发性流产和许多癌症的评估，其结果对遗传咨询至关重要。共识指南已将染色体微阵列定位为不明原因发育障碍或先天性异常的一线检测，而核型分析和FISH仍保留其明确的作用。本领域描述了此类证据是如何产生和报告的；它不是个体诊断或治疗决策的基础。
Evidence & guidelines
专业共识，包括Miller及其同事（2010）的国际声明，已经明确了这些方法的相对作用，并推荐染色体微阵列作为特定临床环境中的一线检测。标准化报告遵循国际人类细胞基因组命名系统。
History
人类细胞遗传学始于1956年确定正确的人类染色体数目（46条）之后，以及1960年代末和1970年代初的显带技术使单个染色体得以识别。1980年代的荧光原位杂交增加了位点特异性分辨率，而1990年代以来的比较基因组杂交和微阵列将分析扩展到全基因组拷贝数检测，逐步将经典细胞遗传学与分子生物学融合。
Key figures
- Torbjörn Caspersson
- Daniel Pinkel
- Anne Kallioniemi
- Michael Speicher
- Nigel Carter
Related topics
Seminal works
- speicher-carter-2005
- miller-2010
Frequently asked questions
- 为什么有几种细胞遗传学方法而不是一种？
- 每种方法以不同的分辨率检测不同类型的异常：核型分析可观察全基因组和平衡重排，FISH以高灵敏度靶向特定位点，而微阵列则以高分辨率绘制全基因组拷贝数变化图谱。它们是互补的，而不是可互换的。
- 染色体微阵列能否完全取代核型分析？
- 不能。微阵列为拷贝数获得和丢失提供了更高的分辨率，但它无法检测平衡重排（如平衡易位或倒位）或某些形式的低水平嵌合体，而这些是核型分析可以揭示的。