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背景： 随着基于芯片的比较基因组杂交（aCGH）和二代测序（NGS或全外显子测序）技术的快速发展，核型分析技术已经逐渐失去了其在遗传学检测中的领军位置。在很多罕见病领域中，这一技术的发展深受临床策略和实验室实践的影响。在患有智力障碍（intellectualdisability，ID）或自闭症系列疾病的儿童病例中，如果没有特异性的、指导做出准确临床诊断的体征的情况下，有一些国际指南建议直接以aCGH进行筛查。一般而言，采用aCGH分析可以使对ID病例的病因学诊断率提高至15%。如果aCGH结果正常，进一步采用NGS或全外显子测序技术可以在另外15%的病例中证实存在遗传性疾病的变异。这些技术无疑是在ID病例中进行病因学诊断的主要手段。但是，这些技术也存在一定的缺点值得讨论：首先，这些技术主要还是在西方国家和一些比较富有的国家中才能够开展，大多数病人是无力支付这些昂贵的现代检测技术的；其次，临床医生必须要面对这些全基因组检测中会出现的困难局面，比如对于临床意义不明确的变异（variant of unknown significance，VOUS）或偶然发现的解释。这些意料之外的变异使得遗传咨询比从前更加困难，而且还会给受检家庭带来很多精神方面的影响。另一个在文献中几乎不被提及的问题是缺乏基因组的定性信息，尤其是NGS和aCGH不能检出不伴有遗传物质增加或缺失的染色体重排。有些时候染色体易位或倒位导致基因断裂，而这些定性技术却不能检出，核型分析却可以做到！在30年之前，当核型分析提示染色体易位时，后续研究会立即将重点放在特异位点以及在某个重要的路径中可能涉及到的基因上。这是以前为了诊断某种基因病经常采用的策略，时至今日仍然有相关报道。 在这篇文章中，我们展示核型分析在某些情况下仍然能够帮助临床医生明确诊断的证据。我们描述5个病例，核型分析都提供了正确的孟德尔遗传病的诊断，而基因分子分析技术则未能成功。 病人和方法： 病例1: 25岁男性，第一次在遗传门诊进行遗传咨询时的临床表现提示为Duchenne肌营养不良，尽管其病史和肌肉活检结果均不支持该诊断，对DMD基因的广泛筛查也没有检出任何DNA变异。皮肤活检进行成纤维细胞的核型分析发现X染色体存在围着丝粒的倒位，该倒位遗传自其母亲，而他的健康的哥哥则核型正常。 病例2: 30岁女性，第一次在遗传门诊进行遗传咨询时发现其自出生起就表现有少汗性外胚层发育不良（hypohidrotic ectodermaldysplasia，HED-OMIM 305100＃）的体征，她戴着假发和全套的假牙。她想知道导致她这种情况的分子原因从而为其家庭获得明确的遗传咨询。X失活完全偏倚，这使我们考虑这是一种X相关的遗传方式。但是，X连锁的HED女性携带者通常是无症状或仅有轻微表型。由于ECTD1基因（在X连锁HED中涉及到的基因）筛查阴性，我们建议行核型分析，结果发现患者是X－常染色体易位。 病例3：一对非近亲婚配的健康高加索夫妇的第二个孩子，孕期由于母血清学筛查高危而行核型分析，结果提示是一个新发生的染色体平衡易位：t(2;10)(p23.1;q22.1)。孕期超声检查未见异常，至足月分娩一男婴，巨大儿（4340g），头围大（39cm）。他之后出现语言发育迟滞，在2.5岁时发生过三次热病猝发，头围达57cm（+3.5SD）且前额突出。尽管缺乏皮肤、甲状腺和胃肠道症状，我们仍然怀疑其诊断为与位于10q22上的PTEN相关的Cowden病（OMIM #158350）。aCGH筛查仅仅发现遗传自父亲的位于4q22.1的176kb片段的缺失，该缺失被认为是良性变异。 病例4：一个34岁孕妇的初次妊娠，无家族史和个人医疗问题。超声提示CRL 5.45mm，NT 0.4cm，胎儿核型分析为新发生的t(3;5)(p14.3;q11)。aCGH筛查结果正常。局限于断裂点的FISH分析在3p14.3有一个1.3Mb的间隙，在5q11有一个2.6Mb的间隙。唯一的一个已知位于这两个间隙的综合征相关性基因是WNT5A，导致常染色体显性的Robinow综合征（OMIM #180700）。由于进一步的超声检查未见异常，包括男性生殖器，妊娠得以继续至足月。新生儿表现有和Robinow综合征一致的畸形特征，数日后出现两个牙龈囊肿，外生殖器正常。在四肢上均发现有发育不良的远节趾骨且指甲发育不良。双足均有小的轴前性多趾。X线检查未见肋椎异常，但有一些远端指骨缺失。随访至6个月时孩子发育良好。 病例5：一对非近亲婚配父母的第一个孩子，母亲在孕期发现患有主动脉瓣上狭窄。新生儿出生后超声心动图检查也提示存在主动脉瓣和肺动脉瓣狭窄，随后进行外科手术矫正。新生儿既无畸形表现也没有发育迟滞，aCGH筛查结果正常，除外Williams-Beuren综合征。同时，母系的一个表哥也存在主动脉瓣和肺动脉瓣狭窄，也没有畸形表现或发育迟滞，他母亲（病例5的母亲的双胎姐姐）也存在心脏杂音但至今尚未行超声心动图检查。在这个家系中，细胞遗传学检查发现涉及7q11.23位点的平衡性相互易位。 结果： 病人1：核型结果为46,Y,inv(X)(p21.1q26.2)mat, aCGH提示为平衡性倒位。采用RP11-150F16（Xp21.1,DMD靶位点）探针进行FISH分析，以RP11-951B20（Xp21.2)为对照探针。在衍生X染色体的每条臂上都可以观察到RP11-150F16的信号，比对照探针的信号强度要弱，因此可以确定断裂点位于DMD基因上。 病人2：核型结果为46,XX,t(X;3)(q13;p13),aCGH提示为平衡易位。采用位于Xq13.1并包绕EDA基因的RP11-188E19和RP11-177A4探针进行FISH分析，在衍生X染色体上观察到RP11-188E19探针的信号，在衍生3号染色体上观察到RP11-177A4探针的信号，从而可以确定断裂点位于X染色体上，接近ECTD1基因，FISH分析之后核型结果应为46,XX,t(X;3)(q13.1;p13)。 病人3：核型结果为46,XY,t(2;10)(p23.1;q22.1)dn，aCGH提示为平衡易位。采用PTEN探针进行FISH分析，可以观察到三个信号：在正常10号染色体上有一个强信号，在衍生10号染色体和衍生2号染色体上分别有一个较弱的信号，从而可以确定断裂点位于10号染色体的PTEN基因上，FISH分析之后的核型为46,XY,t(2;10)(p24;q23.31)。 病人4：核型结果为46,XY,t(3;5)(p14.3;q11)dn，aCGH提示为平衡易位。采用RP11-575H7探针（3p14.3,靶位点WNT5A）进行FISH分析，以RP11-447A21（3p21.1)作为对照探针。可以观察到3个信号：在正常3号染色体上有一个强信号，在衍生3号染色体和衍生5号染色体上分别有一个较弱的信号，从而可以确定断裂点位于3号染色体上，可能位于或接近WNT5A基因。 病人5：核型结果为46,XX,t(7;12)(q11.2q23)mat，aCGH提示为平衡易位。采用Williams-Beuren探针进行FISH分析。可以观察到3个信号：在正常7号染色体上可以观察到一个强信号，在衍生7号染色体和衍生12号染色体上分别可以观察到一个较弱的信号，从而可以确定断裂点位于7号染色体，位于或接近ELN基因，该基因与动脉病有关。FISH分析之后的核型为46,XX,t(7;12)(q11.23;q23）。 讨论： 国际指南推荐对于缺乏引导准确临床诊断的特异体征的发育异常和先天畸形病例以aCGH作为一线筛查方案。这一推荐是基于以下假说，即认为通过核型分析不能检出微小染色体重排。这也和很多核型为看似平衡的重排在DNA水平进行检测为不平衡重排这个情况有一定的联系。只有0.3%的接受核型分析检测的智力障碍患者是真正的平衡性重排，当一个重要的基因断裂时，这些重排就可能和畸形特征以及发育异常有相关性，约6%的病例有异常表型。在这些小数目的病例中，即使遵循这些官方推荐也仍然有可能会漏掉一些疾病诊断。 当临床上考虑诊断为某种孟德尔疾病时，对于靶基因的分子分析有时可能无法检出致病性突变，因此，就会寻找其他的发病机制，例如内含子、剪切位点、或上游调节元件突变。如果这些也无法检出，那么将检查范围缩小，做一个核型分析，可能会非常有用。在此，我们已经证明核型分析可以在不同情况下都可以是验证诊断的主要步骤，从而使正确的遗传咨询成为可能。 对于病例3和病例4，都是在孕期发现染色体易位。由于没有其他的超声表现，看起来是平衡性的核型会被认为是偶然发现，出生后新生儿表现出异常特征，得出和易位相关的诊断假设。FISH分析证实了致病基因的断裂。尤其是病例3，巨大儿和头围大并不是Cowden并所特异的，也可以推断出很多其他的诊断假设。对于病例3和病例4，由于易位是新发生的，我们可以给予肯定的遗传咨询。 对于病例1和病例2，主要的问题是遗传咨询。事实上，当DMD（病例1）和少汗性外胚层发育不良（病例2）的诊断被临床证实之后，缺乏对这两种X连锁疾病的分子验证会影响对其他家庭成员的遗传咨询。由于涉及DMD和EDA的基因改变在细胞遗传学水平被证实，我们可以对这两个家族给予准确的X连锁疾病的遗传咨询。 对于病例5，对涉及ELN基因的正确诊断却又没有Williams-Beuren探针的缺失，可以使我们确认这个家族和神经发育疾病相关的结果。在这个家族内发现染色体易位帮助我们给予正确的医疗随访和遗传咨询。 当临床症状强烈提示某种诊断假设而分子筛查结果又为正常时，临床医生应考虑到有无涉及到细胞遗传学机制，缩小检查范围，申请核型分析。结果可能会发现涉及到靶基因的染色体重排，如果这个基因被切断，并为FISH证实，那么临床医生就不仅能够确定之前的疑诊，并且能够给予患者正确的遗传咨询。 但是，对于智力缺陷和／或先天畸形的病例，没有任何有关临床诊断的线索，事情就很不一样了。如果发现染色体重排但又没有明确的可疑基因，事情就很难处理。用传统方法（即FISH，或Southern blot）对明显为平衡性染色体重排进行断裂点分析又是一个耗时的工作，那么NGS技术就是一种能够对断裂点进行快速分析的强有力的分子技术手段。另外，最近的资料显示全基因组测序能够精确确定那些没有明确提示打断疾病相关性基因的染色体易位或倒位的断裂点。现代DNA技术，例如外显子或基因组测序技术，无疑会给染色体重排的机制带来更多的光明，但是，这些技术仍然存在一些缺陷。首先，全基因组测序技术不能证明染色体重排的断裂点是否可能位于内含子中；其次，临床医生在处理这些全基因组分析的结果时会遇到困难，例如对于VOUS或偶然发现的解释；第三，全DNA筛查技术较为昂贵，尚不能在全世界范围内广泛开展。 最后，一些其他的医学遗传学领域仍然需要核型分析技术：对性发育异常疾病的诊断首先要进行核型分析；在癌症领域中，核型分析是强有力的判断大多数血液系统疾病预后的技术手段，例如在骨髓发育不良综合征的国际预后评分系统中核型分析是一个重要的组成部分。 综上所述，当强烈提示某种临床诊断，而测序技术又没有发现异常时，核型分析仍然是一项强有力的廉价技术，在全世界都可以开展，在有些情况下能够证实临床诊断，从而给予患者正确的遗传咨询。在如今这个涉及全基因组分子分析技术流行的时代，我们仍然要谨记核型分析依然是一项对临床医生和患者家庭有用的技术！ 文献引自：Pasquier L, Fradin M,Cherot E, et al. Karyotype is not dead (yet)! Euro J Med Genet2016;59:11-15
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