分子细胞遗传学技术---微阵列芯片技术

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cnvPartition 参数
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Log R Ratio（LRR）=log(实际观察到的探针密度/ 理论上预期的探针密度) B allele frequency(BAF)=B等位基因的比例
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结果示例
染色体
4 4
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1995-2006年Array技术相关文献统计 参考文献 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 年份
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HumanCytoS NP-12 12
4
561,466
620,901
370,404
299,671
5.3/2.9
4.7/2.7
7.9/5.0
9.6/6.2
90th %ile Largest Gap(kb)
_
11.0
17.2
10.6
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样本选择
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不明原因的智力低下\发育迟缓患者 选择标准： 1、临床诊断为智力低下\发育迟缓的患者； 2、无明确围产期异常病史(包括宫内窘迫、生后窒息、 病理性黄疸、产伤、颅内出血、早产、感染、母孕期妊高 征及糖尿病史等)；无明确生后中毒、缺氧、中枢神经系 统感染及头颅外伤等病史； 3、常规550-850条带染色体核型未见异常或者可疑； 4、排除临床可以识别的遗传性智力低下，如苯丙酮尿 症、克丁病、半乳糖血症、肝豆状核变性、结节性硬化、 脆性x综合征
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基因芯片发展过程
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Array CGH基因芯片原理
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SNP array技术原理
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细胞遗传学和分子细胞遗传学技术的比较 1、染色体核型分析 2、荧光原位杂交（FISH）
3、array CGH和SNP array
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传统的细胞遗传学技术
优点： 1、可以发现大部分的染色 体异常，包括数目和大的结 构畸变； 2、所需设备相对而言比较 简单，成本较低，适合普遍 推广，现在已广泛应用于临 床。
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缺点： 主要是受其分辨率的限制， 只能发现3-10M以上的畸变， 更小的微缺失微重复，无法 检出。
分子细胞遗传学技术
--array CGH/SNP array技术
沈鉴东
染色体畸变
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数目异常：21-三体、13-三体、18-三体、Turner综合 征、克氏综合征等 结构异常： 平衡易位 倒位 缺失 “非平衡” 重复 共同的临床表现：除了性染色体异常和“平衡”的结构异 常外，一般都有生长发育迟缓、智力低下、多器官系统的 畸形等。
细 胞 细 胞 器 病 毒
微 小 组 织
样 品 筛 选 浓 缩 放 大
毛 细 管 电 泳
电 介 质 电 泳
色 谱
质 谱
微 型 光 谱 仪
芯 片 实 验 室
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基因芯片
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基因芯片的概念：是指通过微阵列技术将高密度DNA片段 通过高速机器或原位合成方式以一定的顺序或排列方式使 其附着在如膜、玻璃片等固相表面，以同位素或荧光标记 的DNA探针，借助碱基互补杂交原理，进行大量的基因表 达及监测等方面研究的最新革命性技术 基因芯片应用： 1、拷贝数检测：array CGH、SNP array 2、突变检测 3、功能基因组研究 4、药靶发现、药物筛选 5、农林业、军事、司法等等
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Genotype Beadchip类型
Human Hap550 Samples per Chip Markers per Sample Spacing(Mea n/Median)(k b) 2 Human610 HumanSNP 370 4
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DECIPHER数据库
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URL：https://decipher.sanger.ac.uk/application/
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OMIM数据库
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查找相关基因功能
URL：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim
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终点（bp）
69163188 162146977
起点（bp）
69064675 162083578
大小（bp）
98513 63399
类型
0 3
可信度
1876.122 144.6856
6
7 9 11 13 14 15 19 22
32563460
101931221 43515795 55130549 62209926 19288965 19628788 516114 22676385
结果分析
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CNV（copy number variation）:是指至少大于1K 的DNA片段存在拷贝数的改变 CNV多态性（ copy number polymorphism）:是 指CNV在人群中出现的频率大于1%。 最近的研究显示人类基因组约12%存在CNV，这些拷贝 数的改变的多态性可能是我们人类表型多样性的一个重要 遗传学组成部分。
32593470
102126404 43615863 55209499 62511299 19528419 20093116 564898 22717669
30010
195183 100068 78950 301373 239454 464328 48784 41284
0
1 3 1 1 3 3 0 0
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Database of Genomic Variants
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URL：http://projects.tcag.ca/variation
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UCSC数据库
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DGV 数据库
URL：http://genome.ucsc.edu/
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实验流程及原理
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Kits
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仪器设备
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细胞遗传学发展简史
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1956年Tjio首次报道 人类染色体为46条
1970年Caspersson发表第1张人 类染色体显带照片
1975年Dutrillaux 和1976年Yunis 发现了染色体高分辨 显带技术
21世纪初 Array CGH 全基因组拷贝数检测
市场上的芯片平台
Affymetrix GeneChip System Agilent gene microarry system
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Illumina Genechip System
Nimblegen microarray SBC DNA microarray 。。。。。。。。。。。。
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Array CGH/SNP array技术
优点： 1、可以发现全基因组的微小缺失微小重复 2、 全面、快速、高通量、高分辨 缺点： 1、费用高、技术要求高 2、尚不能检出“染色体平衡畸变”，如平衡易位、倒位
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检索词: (DNA microarray) or (DNA chip) or (expression array) or (array CGH) or (SNP array)
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参考文献篇数
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生物芯片
阵列型 仪器型
化 合 物 药 物
核 酸
多 肽 蛋 白 质 受 体
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拷贝数改变分析参考流程图-总结
Байду номын сангаас
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（参考Koolen DA，2009）
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结果分析
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分析软件： Illumina Beadstudio Illumina Karyostudio Illumina Genomestudio 拷贝数改变分析插件： cnvPartition Log R Ratio B allele frequence
414.4211
48.80896 45.20729 78.81037 177.2883 167.2598 72.08574 91.87247 119.1185
注：类型“0”代表纯合缺失；“1”代表杂合性缺失；“3” 代表重复。可信度阈值设为35，大于35认为结果可信。
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八十年代初期 FISH技术
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生物芯片
生物芯片的概念：最早是由Fodor等于1991年提出。
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主要指通过平面微细加工技术在固体芯片表面构建的 微流体分析单元和系统，以实现对细胞、蛋白质、核酸以 及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测
生物芯片是一种高通量、平行化、微量化的高速生物分析 手段，是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的 科学技术革命。
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FISH技术
优点： 将细胞遗传学和分子遗传 学技术结合起来，可以检测染 色体微小畸变，结果直观，可 靠。
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缺点： 1、必须依靠经验丰富的临 床遗传学家做出明确的诊断或 者在传统细胞遗传学水平发现 高度可疑异常，才能针对特定 区域进行检测 2、所需设备仪器较昂贵， 费用相对较高