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健康科普丨破解遗传密码—什么是人类基因组拷贝数变异检测?
日期 2025.02.27
来源 濮阳市人民医院
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人类基因组

拷贝数变异及检测

      健康科普      


我们的身体是由无数细胞组成的,而每个细胞里都有一套“遗传密码”,也就是基因组。基因组就像一本生命说明书,决定了我们的长相、性格、健康状况等。然而,有时候基因组会出现一些“错别字”或“段落缺失”,这些变化可能会影响我们的健康。今天,我们就来聊一聊其中一种重要的遗传变化——拷贝数变异,以及它的检测方法。


PART  01

   什么是拷贝数变异   




 基因组的基本结构     

人类的基因组由大约30亿个碱基对组成,这些碱基对排列成23对染色体。每条染色体上有很多基因,基因是决定我们身体特征和功能的基本单位。

 拷贝数变异是什么     

我们每个人的基因都来自父母,通常情况下,每个基因都有两处“备份”(父母各给一个)。但科学家发现,某些特定基因区域可能发生异常:有的区域丢失了一段(如从“两份”变成“一份”或“零份”),有的则多出了数个副本(如变成“三份”甚至更多)。这种基因片段的“数量异常”,就称为拷贝数变异。拷贝数变异(Copy Number Variation, CNV)是指基因组中某些片段的数量发生了变化。这些变化可能会导致基因功能异常,从而引发疾病。

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随着基因芯片和高通量测序技术的发展,越来越多的致病性的CNVs被发现,这些CNVs与许多常见和罕见的疾病有密切关联,包括智力障碍、发育迟缓、先天性畸形、特定形式的耳聋等。


PART  02

   人类基因组拷贝数变异检测   




检测原理

拷贝数变异检测是通过分析一个人的基因组,找出哪些片段发生了缺失或重复。这项技术可以精确到基因组的每一个角落,就像用放大镜查看一本厚厚的书,找出里面的错别字或缺失的段落。


检测方法

(1)基于聚合酶链反应的方法

定时定量聚合酶链反应、多重链接探针扩增技术、多重可扩增探针杂交技术等。


(2)基于杂交技术的方法

原位免疫荧光、Giemsa显带、Southern印迹技术、比较基因组杂交技术、全基因组扫描的方法等。


(3)基于芯片技术的方法

芯片比较基因组杂交技术、单核苷酸多态性芯片等。


(4)基于高通量测序技术的方法

基于高通量测序的基因组拷贝数变异测序技术(Copy Number Variation sequencing,CNV-seq)可对染色体数目异常、大片段缺失/重复及致病性拷贝数变异进行检测。该方法可检测全部的染色体非整倍体以及大于100kb的染色体微缺失微重复,检测超过300余种染色体疾病以及大于10%的非整倍体嵌合,全面排查染色体异常。


什么情况需要做拷贝数变异检测

(1) 生育异常原因查找

据统计,胎儿早期自然流产中半数与染色体异常相关,对流产物进行染色体检查具有重要意义,可明确流产原因,选择正确的治疗方法,指导下次妊娠,减轻孕妇不必要的心理负担。


(2) 胎儿的产前诊断

产前检测是预防出生缺陷发生的重要手段,对于染色体核型分析正常,但超声显示结构异常的胎儿,宫内发育迟缓的胎儿或其他疑似染色体病导致的胎儿异常均可以通过CNV-seq进一步排查胎儿是否有染色体缺陷。


(3) 疑似染色体疾病患者的遗传学检测

染色体核型正常,但临床表现为发育迟缓、智力低下、特定的发育异常的患者(如:头小畸形、身材矮小或巨头畸形、生长过度)、超过两项的面部畸形(如:五官间距过大、耳鼻异常)、天生身体畸形(如:心脏缺陷、手部异常)、脑性癫痫发作、行为问题(自闭症样谱系障碍)。

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拷贝数变异检测是一项重要的基因检测技术,它帮助我们破解遗传密码,了解基因组中的“错别字”和“缺失段落”。通过这项检测,我们可以更好地诊断疾病、评估风险,甚至制定个性化的治疗方案。随着基因检测技术的不断进步,拷贝数变异检测将更加精准和普及。




检验科简介

濮阳市人民医院检验科—精准医学中心实验室现有职工11人,其中高级职称1人,硕士7人,配有串联质谱液相色谱分析仪、高通量测序仪、PCR扩增仪、全自动核酸提取仪、染色体核型分析系统、贝克曼生化发光分析仪等检查检验设备;已开展唐氏筛查、NIPT(无创产筛)、CNV-seq(低深度全基因组测序)、STR(快速染色体非整体检测)、HPV(人乳头瘤病毒)分型检测、药物基因检测、染色体核型分析等检测项目;2023年2月通过省产诊中心验收,曾获得“濮阳市工人先锋号”“河南省工人先锋号”“国家级工人先锋号”等荣誉称号。


END


供稿 | 检验科 张丽媛

编辑 | 魏馨

初审 | 张晖

复审 | 李伟琳

终审 | 崔建国

(部分图片来源于网络,如有侵权请告知删除)

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