核型与显带技术

一、染色体的研究方法

（一）分组

为了准确表达人体细胞的染色体组成，1960年，在美国丹佛（Denver）会议上确立了世界通用的细胞内染色体组成的描述体系——丹佛体制。此体制根据染色体的长度和着丝粒位置将人类染色体顺次从1号编到22号，并分为A、B、C、D、E、F、G，共7个组，X和Y染色体分别归入C组和G组（表10－1）。

表10－1 人类核型分组与各组形态特征

（二）核型

将一个细胞内的染色体按大小和形态特征的顺序配对，分组排列所构成的图像称为该细胞的核型（karyotype），通常是将显微摄影得到的染色体照片剪贴而成（图10－5，图10－6）。一个细胞的核型一般可代表该个体的核型。核型如用模式图表示则称为组型（idiogram）。

（三）显带技术

在非显带的染色体标本上，由于不能将每一条染色体的细微特征完全显示出来，只能根据大致特征进行辨认，因此对相邻号数间的染色体的鉴别较为困难。对各染色体上发生的微小结构变化，如缺失、易位等不能检出。所以对许多染色体异常，特别是结构畸变的研究受到了极大限制。20世纪70年代后产生了多种染色体显带技术（如G显带，图10－7），并以此为基础又发展了一些新技术。显带技术不仅解决了染色体的识别问题，又由于在染色体上能区别许多区和带（图10－8），再结合分子细胞遗传学技术，为深入研究染色体的异常和人类基因定位创造了条件。

图10－5 非显带人类染色体核型：46，XY

图10－6 G显带人类染色体核型：46，XY

图10－7 G显带染色体模式图

图10－8 人类染色体光谱核型

注：显示2号染色体与22号染色体的易位。

（四）染色体的多态性

染色体的多态性（polymorphism）又称异态性（heteromorphism），是正常人群中经常可见到的各种染色体形态的微小变异。这种变异集中在含高度重复DNA序列的结构异染色质区，即着丝粒、随体、副缢痕和Y染色体长臂远侧段，主要表现为一对同源染色体上这些结构的形态大小或带纹着色深浅等方面的变异。如在D和G组的染色体随体的增大、重复（双随体）或缺如，随体荧光的强弱，随体柄的长短；1、9、16号和Y染色体长臂异染色质区的增长或缩短，以及9号染色体长臂异染色质区的倒位。这些染色体的多态性按孟德尔方式遗传，但不同于染色体的异常，通常没有不良的临床后果。

染色体的多态性，在产前诊断中可用于区别胎儿细胞和母体细胞；可探讨异常染色体不分离的来源，以利于对患儿家庭进行遗传咨询。此外，还可用于鉴定不同个体，对法医学中的亲权鉴定有一定意义。

二、染色体带型

20世纪70年代中期诞生的染色体高分辨显带技术可以在细胞的前中期染色体上显示出1 256条带；在晚前期染色体上显示出1 700条带；在G2期或早前期染色体上显示出3 000～10 000条带，这使染色体的研究逐步深入到分子生物学水平，有助于揭示染色体与基因的关系。

利用G显带等技术，可以比较恒定地显示人类每条染色体的特异带型，这就为识别每条染色体和分析每条染色体的改变提供了必要的条件。在显带染色体标本上，染色体被着丝粒分隔的短臂（p）和长臂（q）上均有一系列连续的染色深浅不同的带，没有非带区。依照染色体长、短臂上的明显特征作为界标，可将每一条染色体区分出着色不同的区、带（见图10－7）。①界标（landmark）是识别染色体的重要特征，并具有显著而恒定的形态学特征。它包括染色体两臂的端粒、着丝粒和某些明显的深染带或浅染带。②区（region）为两个相邻界标之间的染色体区域。③带（band）的意义是，每一条染色体都应看作是由一系列序贯的带构成，即没有非带区。它借其较深或较浅的着色程度，清楚地与相邻带相区分。

一条染色体以着丝粒为界标，而区和带则沿着每个染色体的长臂和短臂，由着丝粒向远端编号。因此，靠近着丝粒的两个区，分别标记为每个臂上的1区，其次向臂末端延伸，依次编为2区、3区……区。每一区内也依次编为1号带、2号带……带。作为界标的带被认为是界标远端那个区的第1号带。

在标示一特定的带时，需要包括4项内容：①染色体号；②臂的符号；③区号；④在该区内的带号。这些项目依次列出，无须间隔或用标点符号。例如，3p25表示3号染色体短臂的第2区5号带。随着染色体高分辨技术的建立，原来的1个带可以再分为3～5个亚带，1个亚带又可以分为3～5个次亚带，故在记述时，在原来的带名后加一圆点，由着丝粒向远端依次编号。例如，可以将3q25带划分为3q25.1、3q25.2和3q25.3。随之3q25.3可再划分为3q25.31、3q25.32和3q25.33。

三、人类染色体命名国际体制

自1960年的丹佛会议后，染色体的研究取得了很大进展，原有的命名、描述体系显然已满足不了实际需要。因此，国际上召开了多次会议予以修订，对正常人类染色体核型表达、异常核型的表达都做了严格的规定，并提出了一些命名符号和缩写术语体系（表10－2），以便统一应用。

表10－2 人类细胞遗传学常用符号和缩写术语表

续表

染色体核型的表达应描述染色体总数、性染色体组成及异常染色体情况。

（一）非显带染色体核型的表达

非显带染色体核型表达时，人类染色体正常或异常核型的表达顺序是：染色体总数（包括性染色体）、性染色体组成、异常染色体情况，分别用逗号“，”隔开。例如，46，XX即46条染色体，性染色体为XX，正常女性核型。46，XY即46条染色体，性染色体为XY，正常男性核型。人类染色体数目异常核型表达见表10－3。人类染色体结构异常核型表达见表10－4。

表10－3 非显带染色体数目异常核型的表达

续表

表10－4 非显带染色体结构异常核型的表达

（二）显带染色体核型的表达

主要用于描述结构异常，一般可分为简式和繁式两种：简式仅能表达涉及哪几号染色体结构异常类型；而繁式则既能表示出相同于简式的内容，又能较清楚地表明这种染色体结构异常的具体情况（如断裂点和重接点等）（表10－5，先简式，后繁式）。

表10－5 显带染色体结构异常核型的表达

续表

1.简式体系 在这一体系中，结构变化的染色体只标之以断裂点。在写了重排类型和有关染色体后，紧接着在括号内标出断裂点，通过带的名称识别断裂点。例如，del（1）（q21）表示1号染色体长臂末端缺失，断裂点在1q21带。

若在一个染色体两臂涉及一个二次断裂后的重排时称为二断裂重排。这时一般把短臂上的断点写在长臂断裂点的前面。例如，inv（2）（p21q31）表示2号染色体的一个臂间倒位，断裂点在2p21和2q31。如果在同一臂内发生2个断裂，先写接近着丝粒的断裂点。例如， inv（2）（p13p23）表明2号染色体短臂的一个臂内倒位，断裂点为2p13和2p23。

当一个染色体内有一个插入时，总是先写被插入的那个染色体片段上的断裂点。其余的断裂点按二断裂重排中同样的方式表示，也即先写插入片段较近侧的断裂点，然后写较远侧的断裂点。“近侧”和“远侧”在这里是指重排后断裂点的位置，而不是指其原来的位置。例如，inv ins（2）（q13p23p13）表示2号染色体上位于2p13和2p23带之间的短臂片段倒位插入至长臂的2p13带上。因为插入颠倒，所以2p23带现在靠近着丝粒，而2p13则远离着丝粒。

影响到2条或更多染色体的重排，断裂点按所涉及的染色体的相同次序给予表达，分号用来使断前点分开（决不可用标点使同一染色体上的断裂点分开）。例如，rcp（2；5）（q21；q31）表示在2号和5号染色体的长臂之间有一相互易位，断裂点在2q21和5q31带上。

2.繁式体系 结构变化的染色体用其染色带的构成来表达。在简式体系中所用的规定在繁式体系中仍然适用，不同处在于最后一对括号中简要描述重排染色体的染色体带构成，而不是只指断裂点。

染色体的染色带构成的表达：从短臂的末端开始描述，一直到长臂的末端，依次识别重排染色体上所出现的染色带。若这种重排仅限于1个染色体，则在染色带的描述中染色体号数不需重复。然而，如果涉及的染色体多于1个，需要用相应的染色体号数来标明染色带和染色体的端部。

如果由于重排，两臂的端部均无短臂片段，那么在描述结构重排的染色体时，应先从染色体号数最小的长臂片段的端部开始。

当涉及1个以上的染色体时，该重排染色体的描述可与重排中涉及的染色体序号一样地予以描述。在一个染色体的长臂和另一个染色体的短臂之间发生不平衡相互易位的特殊情况下，先写染色体号数小的那个带有着丝粒的衍生染色体。

3.高分辨显带 高分辨显带染色体核型的表达，基本上与前述的普通显带一样，是人类细胞遗传学命名的国际体制所制定的中期染色体带型命名法的一种延伸。

（李锦燕）