医学遗传学第九章 染色体畸变 (2)课件

工业毒物
苯、甲苯、铝、砷、二硫化碳、氯丁二稀、 氯乙烯单体等，都可以导致染色体畸变。
食品添加剂
食品的防腐剂和色素等添加剂中所含的 化学物质也可以使人类染色体发生畸变， 如硝基呋喃基糖酰胺AF-2、环己基糖精等。
二、物理因素
电离辐射 电磁辐射
三、生物因素
生物类毒素
杂色曲霉素、黄米霉素、棒曲霉素等
一、化学因素
药物
抗肿瘤药物 环磷酰胺、氮芥、白硝安（马利兰）、甲
氨喋呤、阿糖胞苷等抗癌药物可导致染色体畸 变 保胎及预防妊娠反映的药物 抗痉挛药物
苯妥英钠可引起人淋巴细胞多倍体细胞数 增高
农药
许多化学合成的农药可以引起人类细胞染 色体畸变。某些有机磷农药也可使染色体畸变 率增高，如敌百虫类农药。
染色体畸变、自发畸变和诱发畸变概念，染色体 不分离;染色体结构畸变及其产生机制。
染色体畸变 (chromosome aberration )
前言 染色体畸变发生的原因 染色体数目异常及其产生的机制 染色体结构畸形及其产生的机制
染色体畸变的分子细胞生物学效应
前言
染色体畸变（chromosome aberration）是
病毒
风疹病毒、乙肝病毒、麻疹病毒和巨细胞病 毒等
四、母亲年龄
Down综合征与母亲年龄
第二节 染色体数目异常及其产生机制
整倍性（体）改变（euploid）
染色体数目畸变
非整倍性（体）改变（aneupliod）
一、整倍性改变
人体正常生殖细胞精子和卵子所包含的全部 染色体称为一个染色体组（chromosome set）。 因此，精子和卵子为单倍体（haploid），以n 表示，分别含有22条常染色体和1条性染色体。
有4个染色体组，每对染色体都增加了一条， 染色体总数为92（4n）
47，XY,+21 / 94,XXYY,+21,+21
8月，男，系第三胎早产儿。生长缓慢，智力低下；颈短，前额扁平，眼裂下， 眼距宽，内眦下斜，鼻梁低，鼻孔向上，嘴小，唇厚而外翻，张口伸舌；左手通贯掌。
整倍性改变的机制
双雄受精 双雌受精 核内复制 核内有丝分裂
（pter→p34::p22→p34::p22→qter）
②臂间倒位（pericentric inversion）：一条染色体的长、短臂各 发生了一次断裂，中间断片颠倒后重接，则形成了一条臂间倒位 染色体。
如4号染色体的p15和q21同时发生了断裂，两断点之间的片段倒 转后重接，形成了一条臂间倒位染色体。
重复（duplication, dup） 倒位（inversion, inv）
臂内倒位、臂间倒位 易位（translocation, t）
相互易位、罗伯逊易位、插入易位、复杂（合）易位 环状染色体 （ring chromosome, r） 双着丝粒染色体（dicentric chromosome, dic） 等臂染色体（isochromosome, i） 插入 （insertion, ins）
嵌合体
一个个体内同时存在两种或两种以上核型 的细胞系，这种个体称嵌合体（mosaic）。 如46，XX/47，XXY、 45，X/46，XX、 45，X/47，XYY、 45，XY，-21/46，XY/47，XY，+14等。
嵌合体可以是数目异常之间、结构异常之 间以及数目和结构异常之间的嵌合。
医学遗传学 Medical Genetics
第九章 染色体畸变
【目标要求】 1．掌握染色体畸变的概念、类型和形成机理 2．掌握异常核型的描述方法 3．了解染色体畸变的研究方法 【教学内容】 1． 染色体畸变发生的原因 2． 染色体数目异常及其产生机制 3． 染色体结构畸变及其产生机制 【重点难点】
12岁，男，进行性肌营养不良症。
（二）重复 （dup）
21岁，女，原发性闭经。 身高155cm，体重 35.5kg，女性表型，无 腋毛、阴毛，乳房未发 育，外阴发育不良，阴 蒂稍大，子宫极小。
简式：46，X，dup(X)(p11p22) 详式：46，X，dup(X)(pter→p11::p22→qter)
如图第1号染色体长臂的2区1带发生断裂，其远侧段（q21→qter） 丢失。这条染色体是由短臂的末端至长臂的2区1带所构成。
这种畸变的简式描述为：46，XX（XY），del（1）（q21） 详式描述为：46，XX（XY），del（1）（pter→q21:）
②中间缺失（interstitial deletion）指一条染色体的同一臂上发生了 两次断裂，两个断点之间的片段丢失，其余的两个断片重接。
这种畸变的简式描述为：46，XX（XY），inv（4）（p15q21）
详式描述为：46，XX（XY），inv（4） （pter→p15::q21→p15::q21→qter）
简式： 46，XX，inv(1)(p32q12) 详式： 46,XX,inv(1)(pter→P32::q12→p32::q12→qter)
（三）倒位（inv）
①臂内倒位（paracentric inversion）：一条染色体的某一臂上同 时发生了两次断裂，两断点之间的片段旋转180度后重接。
例如1号染色体p22和p34同时发生了断裂，两断点之间的片段倒 转后重接，形成了一条臂内倒位的染色体。
这种畸变的简式描述为：46，XX（XY），inv（1）（p22p34） 详式描述为：46，XX（XY），inv（1）
简式： 46，X，t (X；14)(q24；p12)
详式： 46,t(X;14)(Xpter→Xq24::14p12→14pter； 14qter→14p12::Xq24→Xqter) 31岁，女。继发性闭经。
条或数条。 单体型（monosomy） 某对染色体少了一条（2n-1），即细胞内染 色体数目为45。
单体型——45,X
超二倍体（hyperdiploid） 体细胞中
染色体数目多了一条或数条
三体型（trisomy） 某对染色体多了一条 （2n+1），即细胞内染色体数目为47
三体型——21三体
多体型和缺体型
常见的易位方式有相互易位、罗伯逊易位和 插入易位等。
①相互易位（reciprocal translocation, rcp or t）是两条染色体同时发生断裂， 断片交换位置后重接。形成两条衍生染色 体（derivation chromosome, der）。当 相互易位仅涉及位置的改变而不造成染色 体片段的增减时，则称为平衡易位染色体。
三体型以上的统称为多体型（polysomy）。 多体型常见于性染色体中，如性染色体四 体型（48，XXXX；48，XXXY；48， XXYY）和五体型（49，XXXXX；49， XXXYY）等。
如果患者细胞中一对同源染色体同时缺失， 即减少了一对同源染色体（2n-2），称为 缺体型（nullosomy）。人类缺体型尚未见 报道，说明这种核型的个体是不能存活的。
6岁，男。系第一胎一 产，出生时体重 2.95kg,1岁时不能抬 头,2岁半才会走路。 现智力低下,不会加减 计算，发音不清，语 言障碍；身高98.5cm， 体重15.5kg，头围 52.8cm,皮肤干燥有黑 褐色斑，前额高，枕 骨突出，眼距宽，鼻 梁宽而隆起，牙排列 不齐，下颌小且后缩， 耳大位低，颈短，鸡 胸，IQ54。
染色体结构畸变的产生机制
断裂及断裂片段的重接是各种染色 体结构畸变产生的基本机制
一、染色体结构畸变的核型描述方法
有简式和详（繁）式两种： ①简式：如46，XX（XY），del（1）（q21） 在简式中，对染色体结构的改变只用断裂点所在的带
来表示。 按国际命名规定，应依次写明染色体总数，性染色体
组成，然后用一个字母（如t）或三联字符号（如del） 写明重排染色体的类型，其后的第一个括弧内写明染 色体的序号，第二个括弧写明区号、带号以表示断裂 点（即断裂点所在的带)。
简式：46，XX（XY），del（1）（q21） 详式：46，XX（XY），del（1）（pter→q21:）
②详（繁）式：
如果染色体的数目变化是单倍体（n）的 整倍数，即以n为基数，整倍地增加或减少，则 称为整倍体（euploid），超过二倍体的整倍体 被称为多倍体（polyploid）。
三倍体（triploid） 患者的体细胞具有3个
染色体组，每对染色体都增加了一条，染色体 总数为69（3n）
四倍体（tetraploid） 患者的体细胞具
二、非整倍性改变
一个体细胞的染色体数目增加或减少了一 条或数条，称非整倍体（aneupliod），这 是临床上最常见的染色体畸变类型。
发生非整倍体改变后，会产生亚二倍体 （hypodiploid）、超二倍体 （hyperdiploid）等。
亚二倍体（hypodiploid） 体细胞中染色体数目少了一
如2号染色体长臂2区1带和5号染色体长臂3 区1带同时发生了断裂，两断片交换位置后 重接，形成两条衍生染色体。
染色体相互易位图解 这种结畸变的简式描述为：46，XX（XY），t（2;5）（q21;q31） 详式描述为：46，XX（XY），t（2;5）
（2pter→2q21::5q31→5qter；5pter→5q31::2q21→2qter）
如图3号染色体长臂上的q21和q31发生断裂和重接，这两断点之间 的片段丢失。
这种畸变的简式描述为：46，XX（XY），del（3）（q21q31）
详式写为46，XX（XY），del（3）（pter→q21::q31→qter）。
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46，Y，del(X)(p11.4p21.2) 46，Y，del(X)(pter→p21.2::p11.4→qter)
假二倍体
有时细胞中某些号的染色体数目发生了异 常，其中有的增加，有的减少，而增加和 减少的染色体数目相等，结果染色体总数 不变，还是二倍体数（46条），但不是正 常的二倍体核型，则称为假二倍体 （pseudodiploid）。
如46，XX，+22，-21
非整倍性改变的机制
染色体不分离（non-disjunction）
在详式中，除了简式中应写明的内容外，与简式 有所不同，即是在最后一个括弧中不是只描述断 裂点，而是描述重排（新形成的即畸变的）染色 体带的组成。
如46，XX（XY），del（1）（pter→q21:）
染色体结构畸变表达法用到的符号
①单冒号(:)表示断裂 ②双冒号(::)表示染色体断裂和重接 ③箭头(→)表示同一条染色体的区域从那里 到那里
3岁，女。第一胎， 正常分娩。不会说话， 不能走路。第四、五 并指，第五指仅有一 个横褶纹；右手通贯 掌。两下肢肌肉萎缩， 双足内翻。患儿父亲、 祖母、姑母均有同样 的倒位染色体。
（四）易位（t）
一条染色体的断片移接到另一条非同源染色 体的臂上，这种结构畸变称为易位 （translocation，t）。
④"ter"表示染色体的末端 ⑤“cen”表示有功能或有活性的着丝粒 ⑥两条染色体序号 之间要用“；”隔开， 不同染色体的断裂点也要用“；”隔开。
二、染色体结构畸变的类型的核型描述
临床上常见的染色体结构畸变有： 缺失、重复、易位、倒位、环状染色体和
等臂染色体等。
（一）缺失 （del）
①末端缺失（terminal deletion）指染色体的臂发生断裂后，未 发生重接，无着丝粒的片段不能与纺锤丝相连而丢失。
指体细胞或生殖细胞内染色体发生的异常改变。
染色体畸变
数目畸变 结构畸变
第一节 染色体畸变发生的原因
自发畸变（spontaneous aberration） 诱发畸变（induced aberration）
化学因素：药物、农药、工业毒物、食品添加剂 物理因素：射线 生物因素：生物类毒素 、病毒等 母亲年龄
受精卵早期卵裂的有丝分裂不分离 减数分裂时发生染色体不分离
染色体丢失（chromosome lose）
受精卵早期卵裂的有丝分裂不分离
减数分裂中染色体不分离
a 减数分裂I同源染色体不分离；b 减数分裂II姐妹染色单体不分离
第三节 染色体结构畸变及其产生机制
染色体结构畸变类型
缺失（deletion, del） 末端缺失、中间缺失