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《重庆医科大学》 2010年
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微阵列比较基因组杂交在临床细胞遗传诊断中的应用研究

张艳亮  
【摘要】: 目的探讨微阵列比较基因组杂交(array-CGH)在临床细胞遗传诊断中应用的可行性和优越性。 方法收集10例细胞遗传病病例,以常规G显带核型分析作为对照,同时采用全基因组array-CGH芯片对这些病例及相关亲属进行核型分析,应用荧光定量PCR(FQ-PCR)和荧光原位杂交(FISH)对芯片结果进行验证。 结果通过比较G显带核型分析和array-CGH两种方法的检测结果发现:①array-CGH显示病例1存在18p11.21→pter缺失合并18p11.21→qter重复,断裂点位于12104527 bp - 12145199 bp之间,因此,其衍生染色体被确定为idic(18)(p11.21→qter)而非G显带核型分析诊断的i(18q);②G显带核型分析显示病例2存在一条似X染色体短臂的衍生染色体,然而,array-CGH证实此衍生染色体为Y染色体,且不存在异常,另外发现患儿8p23.1嗅觉受体/防卫素重复(ORDRs)之间(位于10245882 bp - 11676699 bp之间)存在一~ 1.43 mb的重复,与其异常表型相关。因此,病例2被诊断为一罕见的8p23.1重复综合征病例,其重复区域缩小了8p23.1重复综合征的关键区域,其心脏缺陷与GATA4基因重复相关;③G显带核型分析显示病例3的核型为涉及4, 5, 15三条染色体的复杂染色体重排(CCR),但无法确定断裂点区域(4q23, 5p15和15q23)是否存在亚显微基因组不平衡;由于方法本身的局限,array-CGH未检测出病例3的CCR,但证实CCR断裂点区域并不存在亚显微基因组不平衡,表明此CCR是平衡的;④G显带核型分析认为病例4是一单纯的4q25→qter部分三体患儿,其父亲及祖母是平衡易位t(4;10)(q25;q26)携带者;然而,通过array-CGH检测发现病例4不仅存在4q26→qter重复,断裂点被定位于4q26(位于115596658 bp - 118785802 bp之间)而非4q25,而且还存在一~ 0.54 mb的微缺失del(10)(q26.3)(位于134750859 bp - 135286223 bp之间)。QF-PCR和FISH证实患儿父亲和祖母同样存在此缺失。由于父亲及祖母表型均正常,因此可以认为del(10)(q26.3)并不导致表型异常,病例4的异常表型可仅归因于4q26→qter三体;⑤G显带核型分析显示病例5, 6的核型均正常,然而,array-CGH检测发现两病例均存在一~ 80 kb的微缺失del(4)(q13.2)(位于70183990 bp - 70264889 bp之间),此缺失区仅含有UGT2B28基因,此基因缺失与两病例患有原发性闭经和高雄激素血症相关;⑥病例7是一例未报道过的新型面骨发育不良综合征病例,G显带核型分析未发现异常,然而,array-CGH检测发现患儿存在2个微重复:dup(1)(p36.33)(位于784258 bp - 1556626 bp之间, ~ 722 kb)和dup(1)(q21.3-22)(位于153182506 bp - 153318761 bp之间, ~ 136 kb)。分别定位于这两个微重复区域中的VWA1基因和PYGO2基因可能是患儿异常表型的致病基因;⑦病例8, 9同时患有智力低下、发育迟缓、语言障碍、无法站立和行走等异常表型,类似的病例未见报道,因此,这种异常很可能是一种新型综合征。G显带核型分析显示两病例核型均无异常,但array-CGH检测发现两病例均存在~ 378 kb的微缺失del(2)(p13.2)(位于73007487 bp - 73385899 bp之间),此缺失含有9个蛋白编码基因,与两病例的异常表型相关,其中EMX1基因可能是致病基因;⑧G显带核型分析显示病例10存在一嵌合微小多余标记染色体(sSMC),但无法确定其来源和性质,只有在array-CGH检测后,此sSMC才被确定为18q21.1→pter。 此外,array-CGH还从10例病例中检测出了大量常规G显带核型分析法无法检测到的亚显微拷贝数变化(copy number variations, CNVs),最小的仅12.87 kb。Array-CGH精确地确定了这些CNVs的大小、断裂点及基因组定位,并与相应的基因联系起来,便于性质鉴定及表型效应分析。其中5个CNVs,包括dup(8)(p23.1)(病例2)、del(4)(q13.2)(病例5, 6)、dup(1)(p36.33)(病例7)、dup(1)(q21.3-q22)(病例7)和del(2)(p13.2)(病例8, 9),很可能是病理性的,与相应病例的异常表型相关;其余的CNVs可能是良性的,不产生表型效应。FQ-PCR和FISH证实array-CGH的检测结果是准确的。 结论由于分辨率的限制,G显带核型分析的检测能力有限,难以确定衍生染色体及标记染色体的性质,被诊断为“正常”结果的核型可能隐藏有亚显微基因组不平衡。与G显带核型分析相比,array-CGH具有高分辨率、高敏感性、高通量、快速准确、易于自动化、样品用量少等优点,能准确地进行核型分析,有利于衍生染色体和标记染色体性质的确定,有利于病理性CNVs/致病基因的筛查,有利于核型-表型的相关性研究。因此,尽管目前还存在费用和技术方面的问题,但array-CGH可以作为常规G显带核型分析的有益补充应用于临床细胞遗传诊断中。
【学位授予单位】:重庆医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R440

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【引证文献】
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【共引文献】
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