染色体微阵列分析技术在2600例流产物中的应用
染色体微阵列分析技术在2600例流产物中的应用
彭继苹,袁海明
1. 北京金域医学检验实验室有限公司,北京 100010 2. 广州金域医学检验中心有限公司,广州 510330
流产组织发生嵌合体 A：Copy Number State是CMA检测出的CNV片段的拷贝数,正常常染色体DNA拷贝数是2,当片段拷贝数为1或0时表示发生缺失,当片段拷贝数为 3或4时表示发生重复,图中DNA拷贝数是2或3,表示嵌合三体。B：Smooth Signal是拷贝数的真实反映,即患者的15号染色体的DNA拷贝数为2.5。C：Allele Difference是 DNA等位基因分布图,正常应该是3条信号带,分别在0、-1、1对应的位置,图中出现了4条信号带,中间2条信号带的位置分别在0~0.5和0~-0.5之间,而发生三体变异类型 时中间2条信号带应该在0.5和-0.5处;所以此图表示染色体发生嵌合体时拷贝数和等位基因分布图的具体情况。D：从染色体层面直观反映嵌合重复的现象。 遗传,2018,40(9),779-788.DOI:10.16288/j.yczz.18-120
2014年染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用专家共识
染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用专家共识染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用协作组目前，G 显带染色体核型分析技术仍然是细胞遗传学产前诊断的“金标准”，但该技术具有细胞培养耗时长、分辨率低以及耗费人力的局限性。
包括荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization，FISH) 技术在内的快速产前诊断技术的引入虽然具有快速及特异性高的优点，但还不能做到对染色体组的全局分析。
染色体微阵列分析(chromosomal mlcroarray analysis，CMA) 技术又被称为“分子核型分析”，能够在全基因组水平进行扫描，可检测染色体不平衡的拷贝数变异(copy number variant,CNV)，尤其是对于检测染色体组微小缺失、重复等不平衡性重排具有突出优势。
根据芯片设计与检测原理的不同，CMA 技术可分为两大类：基于微阵列的比较基因组杂交(array- based comparative genomic hybridization ，aCGH) 技术和单核苷酸多态性微阵列(single nucleotide polymorphism array，SNP array) 技术。
前者需要将待测样本DNA 与正常对照样本DNA 分别标记、进行竞争性杂交后获得定量的拷贝数检测结果，而后者则只需将待测样本DNA 与一整套正常基因组对照资料进行对比即可获得诊断结果。
通过aCGH 技术能够很好地检出CNV，而SNP array 除了能够检出CNV 外，还能够检测出大多数的单亲二倍体(uniparental disomy，UPD) 和三倍体，并且可以检测到一定水平的嵌合体。
而设计涵盖CNV+SNP 检测探针的芯片，可同时具有CNV 和SNP 芯片的特点。
2010 年，国际细胞基因组芯片标准协作组(lntemational Standards for Cytogenomic Arrays Consortium，ISCA Consortium) 在研究了21698 例具有异常临床表征，包括智力低下、发育迟缓、多种体征畸形以及自闭症的先证者的基础上，发现aCGH 技术对致病性CNV 的检出率为 12.2%，比传统G 显带核型分析技术的检出率提高了10%。
染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用指南(2023)解读PPT课件
高分辨率
该技术具有高分辨率的特点，能 够检测到较小的染色体变异，包
括微缺失、微重复等。
自动化程度高
染色体微阵列分析技术实现了自 动化操作，提高了检测效率和准
确性。
技术优势
检测范围广
该技术能够检测多种类型的染色 体变异，包括数目异常和结构异
常等。
准确度高
与传统的核型分析相比，染色体微 阵列分析技术具有更高的准确度和 灵敏度，能够检测到更小的染色体 变异。
采集时间
孕妇外周血样本应在孕12周后进行采集，以确保胎儿DNA在母 血中达到一定浓度。
采集方法
采用无菌技术抽取孕妇静脉血，避免溶血和污染。
样本制备
将抽取的血液样本进行离心分离，提取血浆中的游离DNA，并 进行纯化和浓缩处理。
芯片杂交与扫描
芯片选择
选择具有高分辨率、高灵敏度和高特异性的染色体微 阵列芯片。
临床应用前景
早期筛查
染色体微阵列分析有望应用于孕早期筛查，实现对染色体异常的 早期发现和干预。
精准诊断
该技术能够对染色体微小变异进行精准检测，有助于实现精准诊断 和个性化治疗。
遗传咨询
通过染色体微阵列分析，可以为孕妇提供更准确的遗传咨询，帮助 她们做出更明智的决策。
挑战与问题讨论
技术成本
目前染色体微阵列分析技术成本较高 ，可能限制其在临床的广泛应用。
杂交过程
将制备好的DNA样本与芯片进行杂交，确保杂交过程 充分且均匀。
扫描成像
使用高分辨率扫描仪对杂交后的芯片进行扫描，获取 高质量的荧光信号图像。
数据分析与解读
01
数据预处理
对扫描得到的荧光信号图像进行 预处理，包括背景校正、信号归 一化等。
2023年版染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用指南解读ppt课件
技术成本高
数据解读复杂
染色体微阵列分析技术依赖于高通量 测序仪器和专业的生物信息学分析， 技术成本相对较高。
该技术产生大量的基因组数据，解读 这些数据需要专业的生物信息学知识 和经验，对医生和实验室的要求较高 。
检测范围有限
虽然染色体微阵列分析技术可以检测 微小的拷贝数变异，但对于某些点突 变和复杂的基因重排，该技术可能无 法准确检测。因此，在产前诊断中， 染色体微阵列分析技术不能完全替代 传统的细胞遗传学方法和其他分子遗 传学技术，而应作为这些方法的补充 和完善。
早期的染色体微阵列分析技术主要基于比较基因组杂交芯片 （aCGH），它通过将待测样本与参照样本进行杂交，来检 测染色体变异。
第二代技术
随着技术的发展，出现了基于单核苷酸多态性芯片（SNP array）的染色体微阵列分析技术。该技术不仅能够检测染色 体拷贝数变异，还能够检测单亲二倍体（UPD）和三倍体等 复杂遗传事件。
高分辨率
01
染色体微阵列分析技术可以检测染色体上微小的拷贝数变异，
分辨率远高于传统细胞遗传学方法。
快速准确
02
该技术无需细胞培养，直接对DNA进行测序，大大缩短了诊断
时间，并提高了准确性。
能够发现新的遗传变异
03
通过分析全基因组序列，该技术有可能发现以前未知的与疾病
相关的遗传变异。
染色体微阵列分析技术的局限性
。
成功案例分析
1 2
案例一
通过染色体微阵列分析技术，成功诊断出胎儿携 带的某种遗传性疾病，及时进行了医学干预，保 障了母婴健康。
案例二
在产前诊断中，通过该技术发现了染色体异常， 避免了潜在的高风险妊娠，实现了优生优育。
3
案例三
染色体微阵列的原理与临床应用
Progeria syndrome
A point mutation of the LMNA gene
复，被収现广泛存在于人类基因组中[1,2]。已有大量研究证实CNVs
不许多疾病相关，包括数百种染色体微缺失、微重复综合征，是先
天畸形和神经収育障碍的主要遗传病因，包括智力低下(mental
retardation, MR)[3,4]，自闭症 (autism)[5-7], 精神分裂症
(Schizophrenia)[8,9]等。
出生缺陷
也称先天异常，是指由于遗传因素、环境因素或两者 共同作用于孕前或孕期，引起胚胎或胎儿在发育过程中 发生解剖学结构和/或功能上的异常。 2012年卫生部统计我国出生缺陷率达5.6%，每年新增 出生缺陷患儿90-120万例。 随着二胎政策的全面放开，孕妇年龄增加及环境因素 影响，估计出生缺陷数量还会增加。 保守估计，我国有上千万的罕见病群体，几乎无法得 到有敁诊断和治疗，甚至遭到严重歧视。
longevity
More than 150 genes prevents cholesterol buildup
精确控制胚胎发育和分化的每一个步骤; 决定了个体的所有生命特征; 决定了个体患各种疾病的可能性.
遗传病：遗传物质发生突变所引起的疾病。 种类：确定的遗传疾病超过7000种。 1、单基因病--涉及一对基因，AR、AD、XR、XD、Y连 锁遗传病。隐性遗传4000，显性遗传3000。 2、多基因病--多对基因和环境共同作用所导致的疾病。 3、染色体病--数目异常及结构异常引起的疾病。 4、体细胞遗传病--体细胞突变如肿瘤。 5、线粒体病--线粒体功能异常为主要起因的一大类疾病。 特征：垂直传递、终生性、发病率低、危害严重、家族性 发病、多无有效治疗。成为危害人类健康的主要疾病。
微阵列比较基因组杂交技术在产科领域推广说明
（3）曾生育出生缺陷的夫妻再生第二胎的遗传咨询。
定位：为妇产科医生提供最全面精细的遗传诊断方法，为不孕不育诊断指明方向。 策略： 优先推荐首选aCGH技术，配合外周血染色体核心分析使用。 提供后期“辅助生殖技术”绿色通道等增值支持。 市场培育 :各级学术活动铺开，主要目标客户。
市场细分、目标市场选择、市场定位策略
流产组织是最快上量的切入点。
可用CytoScan750K芯片，收费相对较低。 发病率高，可推范围广(二三级医院）。 阳性率很高：流产组织中有一半存在染色体异常。 阳性后的遗传咨询：可带动夫妻同做，带动三个标本。
谢谢
微阵列比较基因组杂交技术 （aCGH）在产科领域的推广
总部市场部 伍世兴
产品概况
1、产品属性
定义：通过对所有染色体中的基因进行扫描，检测其中片段的拷贝数目变异（CNV） 的技术，有别于细胞核型分析的分子核型分析。
染色体核型分析 技术原理 检测范围 分辨率 检测效能 显带技术 46条染色体 5-10Mb 全部染色体 aCGH 基因芯片技术 46条染色体 低于50Kb 全基因组覆盖
4、aCGH技术不能检测出平衡易位，若怀疑夫妻双方存在平衡易位，建议加做外周血
染色体核型分析。
建议检测流程
原发性不孕不育、曾生育过出生缺陷、需进行辅助生殖技术的夫妻
夫妻双方同做 aCGH（最好采用 HD芯片） 夫妻双方结果 遗传咨询
流产组织
流产组织做 aCGH（最 好采用 750K芯片） 流产物异常 结果 夫妻双方同 做 夫妻双方结 果 遗传咨询
市场细分、目标市场选择、市场定位策略
第二类目标市场——延伸导入
科室：三级医院的妇产科/不孕不育专科/遗传咨询专科/男科 数量：1043家
染色体微阵列分析技术(CMA)在产前诊断中的应用
基因组印记异常的案例分析
总结词
基因组印记异常是指基因组中某些基因的印记表达异 常，可能导致胎儿发育异常或疾病，CMA技术有助于 发现基因组印记异常。
原理
通过微阵列芯片与待测样本DNA进行 杂交，检测基因组中碱基序列的变异， 并将变异结果进行高分辨率的定位和 识别。
CMA技术的优势和局限性
优势
高分辨率、高灵敏度、高特异性、快速检测、可检测多种染色体异常和基因组变异。
局限性
无法检测染色体结构异常、无法检测单基因遗传病、无法检测线粒体基因组变异、存在假阳性或假阴性的可能。
印记异常研究
CMA技术能够用于印记异常 的深入研究，为疾病发病机 制和遗传学研究提供有力支 持。
03
CMA技术在产前诊断中的临床 价值
提高产前诊断的准确性和可靠性
CMA技术通过高分辨率的微阵列芯 片，能够检测到染色体的微小变异， 包括拷贝数变异和单核苷酸变异，从 而提高了产前诊断的准确性。
与传统的染色体核型分析相比，CMA 技术具有更高的灵敏度和特异性，能 够更准确地检测出染色体异常，避免 了漏诊和误诊的情况。
降低假阳性率和假阴性率
CMA技术能够更准确地检测出染色体 异常，从而降低了假阳性率和假阴性 率，避免了不必要的侵入性产前诊断 和终止妊娠。
CMA技术可以检测到染色体的微小变 异，而传统的染色体核型分析可能无 法检测到这些变异，因此CMA技术能 够更全面地评估胎儿的染色体异常风 险。
为遗传咨询和生育建议提供依据
CMA技术能够检测出罕见疾病， 如肌萎缩侧索硬化症、脊髓性肌 萎缩症等。
2023年版染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用指南ppt课件
技术优势与局限性
局限性-数据分析复杂性：产生大量的数据需要进行专业的生物信息学分析，对 数据解读和结果判断有一定的难度。
请注意，该扩展结果仅提供了染色体微阵列分析技术的概述部分，包括技术原理 、技术发展历程和技术优势与局限性。在实际应用中，还需进一步了解技术操作 细节、数据分析方法以及在产前诊断中的具体应用案例等内容。
分析总结
该案例展示了染色体微阵列分析技术与其他诊断技术联合应用的优势。在临床实践中，综合运用多种 诊断技术，可以更全面、更准确地评估胎儿的健康状况，为孕妇和家庭提供更全面的遗传咨询服务。
05
前景展望与未来研究 方向
技术改进与优化方向
提高分辨率和检测灵敏度
通过优化实验设计和分析算法，提高染色体微阵列分析技术的分辨 率和检测灵敏度，以更准确地检测染色体变异和基因缺陷。
探针杂交和信号检测
该技术利用特定设计的探针与样本DNA进行杂交，通过检测 杂交信号来识别染色体上的变异。
技术发展历程
1 2 3
第一代技术出现
早期的染色体微阵列分析技术主要基于比较基因 组杂交（CGH）原理，用于检测全基因组的拷贝 数变异。
第二代技术革新
随着技术的发展，出现了基于单核苷酸分辨率的 技术，如单核苷酸多态性（SNP）微阵列，提高 了分辨率和检测精度。
VS
分析总结
该案例提示，虽然染色体微阵列分析技术 具有高分辨率，但面对复杂染色体变异时 ，解读结果仍具有一定的挑战性。需要结 合其他临床信息和专业遗传咨询，进行综 合判断和决策。
案例三：与其他诊断技术的联合应用
案例描述
一位孕妇同时接受了染色体微阵列分析技术和超声检查，两者结果相互印证，更全面地评估了胎儿的 遗传和发育状况。
染色体微阵列分析技术在血清学筛查高风险孕妇中的应用价值分析
临床医药文献电子杂志Electronic Journal of Clinical Medical Literature2019 年第 6 卷第 29 期2019 Vol.6 No.29127染色体微阵列分析技术在血清学筛查高风险孕妇中的应用价值分析罗彩群，刘 洋，邓惠敏，吴晓霞，袁 晖，黄倩兰（深圳市妇幼保健院妇产科产前诊断中心，广东 深圳 518000）【摘要】目的 探讨染色体微阵列分析技术在血清学筛查高风险孕妇中的应用价值。
方法 收集329例血清学筛查高风险孕妇的羊水标本，该329例羊水标本已经通过多重连接依赖探针扩增技术（MLPA ）排除了常见染色体非整倍体异常。
对上述329例羊水标本进行染色体核型分析及染色体微阵列分析。
结果 329例羊水标本通过染色体核型分析发现4例（1.2%，4/329）异常；经过CMA 分析共发现11例（3.3%，11/329）具有临床意义的拷贝数变异，包括8例致病性CNV 和3例可能致病性CNV ，11例异常中包含了核型分析发现的4例异常。
同时，CMA 分析还发现了6例（1.8%，6/329）临床意义未明（VUS ）结果。
结论 与传统染色体核型分析相比较染色体微阵列分析技术可以多检出2.1%的有临床意义的染色体异常。
染色体微阵列分析可以作为血清学筛查高风险孕妇的一线遗传学检测技术。
【关键词】产前诊断；染色体微阵列分析；染色体核型分析【中图分类号】R714 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-8242.2019.29.127.02目前在国内染色体微阵列分析技术已越来越广泛的应用于产前诊断中。
该项技术已被推荐作为一线产前诊断技术应用于存在超声结构异常的胎儿中[1]。
ACOG 与SMFM 于2016年联合发表指南表示在胎儿超声正常和染色体核型分析正常的群体中，CMA 技术可以检出约1.7%的致病性或可能致病性拷贝数变异，因此CMA 技术可以提供给所有接受有创产前诊断的孕妇[2]。
染色体微阵列技术在胎儿遗传学诊断中的应用
100·罕少疾病杂志 2023年6月 第30卷 第 6 期 总第167期【第一作者】刘建生，男，副主任技师，主要研究方向：细胞遗传、分子遗传实验室诊断。
E-mail：***************【通讯作者】刘建生·论著·染色体微阵列技术在胎儿遗传学诊断中的应用刘建生*泰安市妇幼保健院产前诊断中心 (山东 泰安 271000)【摘要】 目的 应用染色体微阵列分析技术(CMA)，对符合产前诊断指征的孕中期胎儿羊水细胞遗传学诊断。
方法 对2020年1月至2023年2月来本院就诊的675例18~27周孕妇，按照年龄组与诊断指征分组，抽取羊水，分别进行CMA检测及染色体核型分析。
结果 本文共检出染色体异常157例，其中染色体非整倍体97例，检出率为23.3%(97/675)，其中以无创产前DNA(NIPT)数目异常组为主，检出率55.6%(84/151)；拷贝数变异(CNVs)60例，检出率为8.9%(60/675)，其中明确致病35例，占58.3%(35/60)，非明确临床意义型 (VOUS)检出25例，占41.7%(25/60)，以NIPT提示CNV异常组检出率最高，占13.8%(13/87)。
年龄分组以≥35岁组与30-34岁组为多，分别占39.3%(265/675)与37.5%(253/675)。
染色体非整倍体检出率20-24岁组最高，占21.7%(13/60)，其次为≥35岁组，占17%(45/265)。
20-24岁组与30-34岁组比较，χ2=4.5，0.01<P <0.05，两组比较有统计学意义。
产前诊断指征中，NIPT提示胎儿染色体异常组检测人数最多，比占总数的35.3%(238/675)，其中NIPT提示染色体数目异常检测率22.4%(151/675)，异常检出率58.9%(89/151)；超声软指标异常检出率17.6%(27/153)，以NT/NF增厚为主，占软指标的37.0%(10/27)。
自然流产夫妇262例染色体核型分析
Ｃ ｉ Ｃｉｉ ａｓＥｅｔ ｎｃＥ ｉｏ ）Ｆ ｂｕｒ ， １ 。 ０． ． ｏ３ ｈｎＪ ｌ ｃ ｎ（ ｌｃ ｏｉ ｄｔ ｎ 。ｅｒａｙ１２ １ ｖ １５ Ｎ ． ｎｉ ｒ ｉ ０
关 系 。 在 本 组 ２ ２例 自 然 流 产 夫 妇 中 多 态 性 染 色 体 检 出 １ ６ ５
例， 常染色体 ９例 ， 性染 色体 ６例 ， 及 １９ １ 、５ １ 、 １号 涉 、 、３ １ 、６ ２ 染色体 和 Ｙ染色体 ， 括次缢 痕的增 长及短 臂增 长 ， 出率 包 检
为 ５７ ， ． ％ 高于普通人群 ， 提示多 态性 染色体与 自然流产存 在
相 关 性 。其 原 因 可 能 为 结 构 性 异 染 色 质 并 非 毫 无 功 能 ， 在 其
维持染色体 结构 的 稳定 、 保护 常 染色 质 方 面可 能有 一 定作
用 。 异 染 色 质 的变 异 ， 可 能 影 响 细 胞 的 分 裂 ， 成 染 色 有 造
型总数 的 ７ ％ （４ ２ ） 高于女性的 ３ ％（ ／ ０ ； ０ １／ ０ ， ０ ６２ ） 常染 色体异常 比例与 性染色体 异常 比例均 为 ５ ％ ０ （０ ２ ） １／ ０ 。常染色体异常 ： 衡易位 ５例 ， 平 倒位 ５例 ； 性染 色体异 常 ： Ｙ ３例 ， 小 次缢痕增 长 ４例 ， 倒位
夫 妇 ， 出 ２ 异 常核 型 ， 常 核 型 比例 为 ７ ６ （０ ２ ２ ， 一 例 夫 妇 同 时 存 在 异 常 核 型 。 检 出 染 检 Ｏ例 异 ．％ ２ ／ ６ ） 无