人类染色体疾病的诊断(一)

染色体标本
热、碱、蛋白酶
Giemsa染色
G显带
优点：G显带克服了Q显带的缺点，G带标本可长期保存，而且可在普通光学显 微镜下观察。
（ G带在各条染色体上显出的带型和Q带型基本相同 ）
G显带核型分析
正常女性染色体 46，XX
正常男性染色体 46, XY
R显带（R banding）
方法：中期染色体不经
异源嵌合体----不同核型的细胞系来自两个或两个以 上的合子。
多倍体产生的机制
（1）双雄受精(diandry)
23X
23Y 23X
69XXY
（2）双雌受精(digyny)
23X 23X
23Y
69XXY
2、四倍体（tetraploid）
核型92，XXXX，92，XXYY。
原因： （1）核内复制（endoreplication） （2）核内有丝分裂。
示7组染色体，并决定将副缢痕和随体作为识别染
色体的辅助指标。
核型：一个体细胞（somatic cell）中的全部
染色体称为核型（Karyotype） 。 确切的说核型是指是一个体细胞内的全部染 色体按其大小和形态特征排列所构成的图像。
对这种图像进行分析称为核型分析。
（三）染色体显带与显带染色体的命名 1、染色体显带技术
发育不同阶段染色体畸变后果
•在配子形成期或受精24小时内的畸变将导致畸变纯合 体。 •在发育2-4天（卵裂及桑椹胚期）将导致不同比例的 嵌合体。
•在3胚层分化（3周左右）阶段，某一层染色体畸变将
导致由该胚层发育而来的组织器官系统异常。 •在各组织器官染色体异常嵌合体中，仅依外周血检查 不一定能够发现嵌合核型。
端粒、着丝粒、明显的带。
（2）区：两界标之间的区域。
（3）带：染色体由一系列带组成，没有非带区。 （4）亚带：
3
p
6 5 4 3 2 1
1p31
2
1 1
q
2
3
4
3、染色体高分辨显带及命名
分裂中期一套单倍染色体一般显示320条带。高分辨显带能 显示550-850条带，甚至2000条带以上。达到了亚带（subband） 的水平。
10q23.33
10q23
10q23.3
高分辨显带染色体（人类10号染色体）
第二节
染色体多态性
染色体多态性
（chromosome polymorphism） 在正常健康人群中存在着各种染色体的恒定微小变异，主要 表现在一对同源染色体之间出现形态结构、带纹宽窄度、着 色强度等的明显差异，同时这些微小恒定的变异又按孟德尔
采血→接种→培养→ 处理→收集细胞→低渗→固定→制片
染色单体(端粒)
随体
短臂 （p ）
常染色质区
主缢痕（初级缢痕）
长臂 （q ）
次缢痕
异染色质区
初级缢痕（主缢痕）： 着丝粒所在部位两染色单体缩窄。 次级缢痕（副缢痕）： 有的染色体在长、短臂上还存在缩窄区或 浅染区，称为副缢痕。 随体： 大部分近端着丝粒染色体短臂末端有一球 形小体，借柄部与染色体主体称为随体。
2、非整倍体产生的机制 （1）染色体不分离
主要是由于细胞有丝分裂和减数分裂时
染色体不分离或丢失引起。
①MI分裂同源染色体不分离: 70%
②MII分裂姐妹染色单体不分离:30%
③有丝分裂不分离
（2）染色体丢失（后期延迟）
46
46
46
45
45
46
46
后期迟滞所致染色体遗失与嵌合体形成图解
三、 染色体结构的畸变
del inv ins t dic ace i rcp rob fra r ter
缺失； 倒位； 插入； 易位 双着丝粒； 无着丝粒染色体 等臂染色体； 相互易位 罗伯逊易位 脆性部位 环状染色体 末端

如T带和C带.
Q带（Q banding）
染料：芥子喹吖因或盐 酸喹吖因
优点：受制片过程和热 处理的影响较小,制片效 果较好,带型鲜明 缺点：在荧光显微镜下 进行观察。但Q带保存 时间短，而且需要在荧 光显微镜下进行观察， 因而，限制了Q显带技 术的应用。
Q-显带：荧光显带，同G显带带纹
G显带（G banding）
部副缢痕区（NOR）形态的变异（常见）；

1、9和16号染色体长臂近着丝粒区副缢痕处形成的
狭窄、浅染的区域的变异；
一、染色体长度的多态
不同个体或同一个体同源染色体的两条染色体长 度存在真实的差异。
Y染色体长度变异是最典型、最常见的多态形态，具有随体的 Y染色体；具有中央着丝粒的Y染色体；Y长度的变异，主要发 生的部位是Yq远侧2/3处: 大Y: Y长度大于F组或18号长度(或称长Y或巨Y） Y=>18 小Y: Y长度小于G组染色体长度体 Y< 22

是染色体的端粒部位经吉姆萨和吖啶橙染色后
所呈现的区带，典型的T带呈绿色。
N带（NOR）：
特异显示近端着丝粒染色体
（核仁组织区）
2、染色体显带核型的命名 1971，在巴黎召开的第四届和1972在爱丁堡的国 际会议，提出《人类细胞遗传学命名的国际体制》。
（1）界标：染色体上具有显著形态学特征并稳定存在的结构区 域。
如21三体，早期确定为多了一条21 号，高分辨显带则确定症状与21q22.3重 复有关。
-----应用高分辨显带技术研究染色体微 细结构及结构改变后遗传效应的学科， 称为“微细胞遗传学”。 现在可以在G2期或早前期的染色体 上显示3000~10000条带。
染色体高分辨显带及命名 带的描述： ① 染色体号 ② 臂的符号 长臂q;短臂p ③ 区的序号 ④ 带的序号 ⑤ 亚带 ⑥ 次亚带
人类染色体疾病的诊断（一）
肖文珺 首都医科大学附属世纪坛医院检验科 细胞分子遗传专业组
第一节 人类正常染色体
一、人类中期染色体的形态结构
DNA+组蛋白 核小体+连接丝 核小体+连接丝 螺线体(solenoid) 螺线体 超螺线体 (super-solenoid) 超螺线体 染色体
（二）染色体结构畸变的表示方法
1、简式：
①染色体总数
②性染色体组成
③畸变类型的符号
④括号内写明受累染色体序号 ⑤在接着的括号内以符号注明受累染色体断裂点。 2、详式： ①②③④与简式相同，在最后括号中描述重排染色 体的带纹组成。
P q cen rea der +或： ∷ （） ； / →
短臂 长臂 着丝粒； 重排 衍生染色体； 增加或减少 表示断裂； 断裂和连接； 括号内为结构异常染色体 用于重排中分开染色体 嵌合体 从……到……；
7/8 末端处 近端着丝粒 染色体
端 部
人类体细胞的正常核型（Denver体制） 组 大 A组 染色体号 主要特征
中央着丝粒染色体 亚中着丝粒染色体 亚中着丝粒染色体、无随体 亚中着丝粒染色体 近端着丝粒染色体、有随体 中央着丝粒染色体 亚中着丝粒染色体 中央着丝粒染色体
近端着丝粒染色体、有随体 Y染色体略大、长臂平行伸展、无随体
（一）染色体结构畸变的产生基础
染色体结构畸变的基础是断裂及断裂后的 变位重接。 染色体断裂，重新组合，称为染色体重排 （rearrangement）。 异常重接形成的各种结构异常的染色体称为 衍生染色体。
畸变时间
染色体型畸变(chromosome-type aberration)： 断裂发生在染色体复制之前（G1或S期）。 染色单体型畸变(chromatid-type aberration)： 断裂发生在染色体复制之后（晚S期或G2 期）。
（四）遗传因素
二、染色体数目异常 （一）整倍体异常和发生机制：
-----染色体数目以染色体组为单位的增减 。
单倍体（n） 三倍体（3n） 四倍体（4n） 多倍体
1、三倍体（triploid）：
核型69，XXX，69，XXY/三倍体嵌合体。
嵌合体----一个个体内存在两种或两种以上核型的细 胞株。
核内复制（肿瘤常见）
DNA复制完毕但染色体不分离，结果细胞核 中含有四倍的染色体，人类则为92根染色单体。
核内复制
（二）非整倍体改变
染色体数目只有少数几条的增减 。
超二倍体（hyperdiploid） 2n+1、2、3……n 亚二倍体（hypodiploid） 2n – 1、2、3……n
1、非整倍体改变的类型
二、人类正常核型
（一） Denver体制 1960，在美国丹佛、1963，在英国伦敦，1966， 在美国芝加哥，召开三次人类细胞遗传学的国际会 议。 主要依据：染色体大小、着丝粒位置。
染色体的四种类型：
中 部 1/2~5/8 中央着丝粒 染色体
亚 中 部
5/8~7/8 亚中着丝粒 染色体
近 端 部
（1）单体型（monosomy）: 2n – 1 常染色体单体型难以存活； 临床只可见X染色体单体型个体，即Turner综合症。
（2）三体型（trisomy）:2n+1
最常见21三体和性染色体三体；其次18、13三 体； 较大染色体三体型较难存活。 （3）多体型：某号染色体增加2条或以上。
（4）复合非整倍体：细胞内两种或两种以上染色 体数发生异常。
1
2
3
B组
C组 D组 E组
4 —— 5
6 ——12、X 13 ——15 17
16
18
小 F组 G组
19 ——20 21——22、Y
（二）非显带染色体核型及识别
丹佛 (Denver) 体制。
规定每一条染色体可通过相对长度、臂率和着
丝粒指数等三个参数予以识别；常染色体按长度 递减的次序以1～22号编号，性染色体则称为X和Y。 另外人类的46条染色体应根据长度递减顺序和着 丝粒位置划分为7个易区分的组，即以字母A～G表
NOR： 近端着丝粒染色体随体和短臂相连的柄部含有 rDNA，可转录形成rRNA,与核仁形成有关，也称核 仁组织者区。 端粒（telomere）： 染色体端部特化部位，由端粒DNA和端粒蛋白构成。 功能:1. 维持染色体结构稳定； 2. 保持各条染色体彼此不相粘接； 3. 有助于同源染色体配对和染色单体互换。
对有丝分裂中期染色体进行酶解，酸、碱、盐等处理，并用特殊的染色方 法（芥子喹吖因或盐酸喹吖因）可使染色体在其长轴上显出一个个明暗交 替或染色深浅不同的横纹，这样的横纹就叫做染色体的带。
1 2 1 2 43 1 5 2 1 2 3 4
染色体的显带技术分类

整条染色体的显带技术：

如Q带和G带

染色体局部的显带技术
盐酸水解或不经胰酶处
理的情况下，经吉姆萨 染色后所呈现的区带。 所显示的带纹与G带的 深、浅带带纹正好相反， 故称为R带（reversed band）。
人类1号染色体Q、G、R三种显带对比图
C-显带：着丝粒显带
方法：将中期染色体先经盐酸，后经碱（如氢 氧化钡）处理，再用吉姆萨染色
C显带 核型图
T-显带：末端显带
Y染色体
a
b
c
d
e
f
Y染色体长臂上有精子分化发育的基因， 异染色质增加或减少都可能是造成细胞错 误、生殖障碍的原因。
二、随体多态
a
b
c
d
e
f
近端着丝粒染色体的变异
三、副缢痕多态 近端着丝粒染色体存在副缢痕，此外1、9、16 和Y染色体也有副缢痕。
a
b
c
副缢痕常位于异染色质区，副缢痕的增长是高度重复 DNA序列增加所致。 有报道称这种增长可使同源染色体配对困难，从而引起 流产。
方式遗传，通常没有明显表型效应和病理学意义，这种变异
称染色体的多态性。
染色体多态的特征：
1、常常集中在染色体一定部位，常为异染色质区。 2、不同于染色体畸变，不具明显的临床表型或病 理性意义。 3、在个体中是恒定的，按孟德尔遗传方式遗传。
染色体多态主要发生的部位
染色体长度﹑随体和副缢痕；

ຫໍສະໝຸດ Baidu

D组和G组近端着丝粒染色体的短臂、随体及随体柄
细胞周期：指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程。
①G1期，指从有丝分裂 完成到期DNA复制之前的 间隙时间； ②S期，指DNA复制的时 期； ③G2期，指DNA复制完 成到有丝分裂开始之前的 一段时间； ④M期，细胞分裂开始到 结束。 G0期：间期细胞，细胞 周期之外的细胞。
人类外周淋巴细胞培养及染色体标本制备:
第三节 染色体畸变
染色体畸变(chromosome aberration)： 是指染色体数目或结构发生改变。
一、畸变的原因
（一）物理因素：高热、射线。 （二）化学因素 药品：环磷酰胺、氮芥；农药；工业毒物：苯、 甲苯；食品添加剂等。 （三）生物因素： 生物毒素：霉菌毒素；生物体：带状疱疹病毒、 风疹病毒、乙肝病毒、巨细胞病毒。