荧光原位杂交 (FISH)

荧光原位杂交 (FISH) 是一种分子细胞遗传学技术，利用荧光标记的 DNA 探针结合特定的染色体序列，然后在荧光显微镜下直接在染色体或细胞核中观察。通过靶向特定位点而非扫描整个基因组，FISH 能够高灵敏度地检测和定位特定的缺失、重复、重排和非整倍体，包括在非分裂（间期）细胞中。

Definition

FISH 是一种技术，其中将标记的核酸探针与固定在染色体制备物或细胞核中的互补序列进行杂交，并通过荧光检测，从而识别、计数或定位特定的基因组靶点。

Scope

本主题涵盖探针杂交原理、主要探针类型及其用途（位点特异性探针、着丝粒探针和全染色体涂染探针），以及 FISH 在中期和间期细胞中的应用。本主题为方法学参考，不提供临床管理指导。

Core questions

• 标记探针如何实现对其染色体靶点的特异性、可检测结合？
• 位点特异性探针、着丝粒探针和染色体涂染探针有何区别？
• 为什么 FISH 可以应用于间期细胞和中期细胞？
• FISH 能解决哪些带型分析无法解决的靶向异常？

Key concepts

• 核酸杂交
• 荧光标记探针
• 位点特异性探针
• 着丝粒（α-卫星）探针
• 全染色体涂染探针
• 间期与中期 FISH
• 探针特异性和信号计数
• 微缺失检测

Mechanisms

与靶序列互补的 DNA 探针用荧光团标记（直接标记或通过报告分子标记）。载玻片上的靶染色体 DNA 和探针均变性为单链，然后进行退火，使探针与其互补序列原位杂交。洗去未结合的探针后，通过荧光显微镜观察结合信号。不同的探针设计有不同的用途：位点特异性探针检测或确认特定基因或区域的获得、丢失或重排；着丝粒探针计数给定染色体的拷贝数（非整倍体计数）；全染色体涂染探针标记整个染色体以表征复杂的重排。由于杂交不需要分裂细胞，FISH 可以在间期细胞核上进行，从而将分析扩展到难以获得中期制备物的组织和样本。

Clinical relevance

FISH 用于确认或排除特定的微缺失和微重复疾病，计数非整倍体，以及检测特定的重排，例如表征某些癌症的重排。它通过增加靶向、高灵敏度的检测（包括在间期细胞中），补充了核型分析。本条目描述了 FISH 结果的产生方式；它不是个体诊断或治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

FISH 结果在国际人类细胞基因组命名系统 (ISCN) 中进行描述，其中包括探针信号和杂交结果的表示法。

History

原位杂交最初于 20 世纪 60 年代后期使用放射性探针开发。1986 年，Pinkel、Straume 和 Gray 定量证明了向荧光检测的转变，提供了一种更快、更安全、可多色分析的方法，并开启了分子细胞遗传学。随后的探针设计和多色方法将 FISH 从单基因座检测扩展到同时分析多个靶点，连接了经典细胞遗传学和分子遗传学。

Key figures

• Daniel Pinkel
• Joe W. Gray
• Michael Speicher
• Nigel Carter

Seminal works

• pinkel-1986
• speicher-carter-2005

Frequently asked questions

FISH 与核型分析有何不同？

核型分析以低分辨率扫描整个基因组，并揭示平衡重排和倍性，而 FISH 使用标记探针以高灵敏度检测特定位点，包括在非分裂的间期细胞中。它们是互补的方法。

FISH 可以在没有分裂细胞的情况下进行吗？

是的。由于杂交不依赖于染色体凝缩，FISH 可以应用于间期细胞核，从而可以分析难以获得中期染色体的样本。