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【科普】基因芯片技术在儿科疾病的临床应用

淄博市妇幼保健院 2022年03月25日 11:07

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基因芯片听起来好高大上,但它并没有想象的那么复杂,让我们一起来揭开它的神秘面纱……

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基因芯片又称DNA芯片,它的原理是杂交测序方法,即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。

在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针,当溶液中带有荧光标记的核酸序列,与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时,通过确定荧光强度最强的探针位置,获得一组序列完全互补的探针序列,以此来发现拷贝数变异(CNVs)和单核苷酸多态性(SNPs),以判定样本基因组是否存在异常。

拷贝数变异(CNVs)和单核苷酸多态性(SNPs)的概念如何理解呢?

拷贝数变化(Copy number variations,CNVs)是指患者与健康对照之间基因组DNA拷贝数的差异,以及导致微缺失或微重复综合征的基因组不平衡,如缺失、重复、扩增和非整倍体等。基因组CNVs通过基因缺失(或)重复、基因断裂、位置效应、后生效应或上位效应等方式可导致各种人类疾病或功能障碍。最近研究发现,CNVs是许多遗传病的细胞遗传基础,根据特征性的CNVs,可对遗传病进行准确诊断。

单核苷酸多态性主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。它是人类可遗传的变异中最常见的一种,占所有已知多态性的90%以上。SNP在人类基因组中广泛存在,平均每300个碱基对中就有1个,估计其总数可达300万个甚至更多。

对以下临床表型的疾病,建议将基因芯片技术作为一线检测手段:

针对语言及生长发育迟缓、不明原因的智力低下、自闭症谱系障碍及各种体征畸形等,如:杜氏肌肉营养不良症(Duchenne muscular dystrophy,DMD)、脊髓性肌萎缩症(spinal muscular atrophy, SMA)、猫叫综合征(5p缺失)、DiGeorge综合征(22q11缺失)等,均需进行遗传学检查的人群等使用全基因组芯片对样本全基因组进行扫描,检测染色体非整倍体、大片段缺失和重复、染色体微缺失微重复、三倍体、单亲二倍体、杂合性缺失、低比例嵌合等情况。

检测的临床意义:

① 可以明确或排除体征畸形、发育迟缓、智力障碍、自闭症等患儿是否由染色体异常原因导致;

② 若患儿症状是由染色体异常引起,需进一步查找异常染色体的来源,包括对患儿父母外周血样本进行分析,必要时需进行家系追踪研究,以确定异常染色体是新发或遗传;

③ 尽早明确发育迟缓、智力障碍、自闭症等患儿发病的真正原因,以便临床根据患者的具体情况,制定个性化的干预和诊疗方案,从而做到早期发现、为患儿和家庭及时提供有效而准确的遗传咨询和干预治疗方案,降低病残率;

④ 从科学的角度分析患儿发病原因,给与详细的遗传咨询和指导,减轻患者家庭不必要的心理负担等。

近年来,遗传因素在病因构成中日益突出,染色体微缺失或者微重复是引起发育迟缓、智力障碍的重要原因,而儿童自闭症是一个累及遗传和环境病因的复杂疾病,但流行病学调查显示,遗传因素在自闭症的发病中起到非常重要的作用。

针对以上种种,基因芯片技术无疑是检测首选,它是近年来迅速在临床推广应用的一种高分辨率、高准确度的遗传学检测技术,一次实验即可对儿童全基因组进行扫描,检测多种染色体异常。该检测方法无需细胞培养,报告周期短,检测结果更加可靠、信息量更加丰富。

遗传咨询门诊,医生联合遗传学和临床医学的基本原理和技术,与遗传病患者、其亲属以及相关人员,讨论遗传病的发病原因、遗传方式、诊断、转归、治疗、再发风险、后代预防等问题。遗传咨询门诊致力于为遗传病的早期诊断、预防出生缺陷以及疑难杂症的诊治提供精准的医学服务。另外,门诊医生对各类遗传检测报告进行解读并给于咨询者相关建议,尤其是全外基因报告、染色体报告、各种遗传病Panel报告等。遗传咨询门诊将以出生缺陷三级防控为基础,进一步推进医学遗传学在肿瘤、个体化用药等转化应用。


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供稿|医学遗传科

审核|宣传科

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