Кариотип — анализ хромосомного набора¶
Кариотип — это совокупность признаков хромосомного набора организма (число хромосом, их морфология, размеры, форма, положение центромеры, полосовой рисунок), а также результат лабораторного исследования, в ходе которого эти признаки визуально оценивают и описывают. Кариотипический анализ (цитогенетическое исследование) применяется в медицинской генетике для диагностики хромосомных аномалий, включая синдром Дауна, синдром Клайнфельтера, синдром Тёрнера и другие нарушения.
¶Что такое кариотип
Кариотип описывается диплоидным числом хромосом (например, 46,XY у здорового мужчины и 46,XX у здоровой женщины), а также схемой — идиограммой, где хромосомы выстроены по убыванию размера и сгруппированы по типу центромеры: метацентрические, субметацентрические и акроцентрические. У человека нормальный набор состоит из 23 пар хромосом, включая одну пару половых.
Кариотипический анализ позволяет выявить:
- анеуплоидии — изменение числа отдельных хромосом (трисомии, моносомии);
- структурные перестройки — транслокации, дупликации, делеции, инверсии, кольцевые хромосомы;
- мозаицизм — наличие двух и более клеточных линий с разным кариотипом.
¶Показания к исследованию
Кариотипический анализ назначают при подозрении на наследственные заболевания, бесплодие, привычное невынашивание беременности, задержку умственного и физического развития, а также при планировании беременности. В акушерской практике исследование выполняют на образцах ворсин хориона или амниотической жидкости (амниоцентез) для пренатальной диагностики хромосомных аномалий.
¶Методика проведения
Исследование проводят в несколько этапов:
- Забор материала. Обычно используют периферическую венозную кровь. Для пренатальной диагностики — ворсины хориона, амниотическую жидкость или пуповинную кровь плода.
- Культивирование клеток. Лимфоциты крови культивируют в питательной среде с митогеном (фитогемагглютинином), чтобы стимулировать деление.
- Остановка митоза. Колхицин или аналогичный препарат блокирует веретено деления на стадии метафазы, когда хромосомы максимально уплотнены и видны.
- Гипотоническая обработка и фиксация. Клетки обрабатывают гипотоническим раствором, чтобы распухли и разошлись, затем фиксируют.
- Приготовление препаратов и окрашивание. Мазок окрашивают красителями. Классическая окраска по Гимзе даёт светлые и тёмные полосы (G-полосы), по которым идентифицируют каждую хромосому.
- Анализ. Под микроскопом отбирают метафазные пластинки, фотографируют, хромосомы вырезают и выстраивают в пары — получают идиограмму.
¶Методы цитогенетического анализа
Помимо классического кариотипирования с G-окраской, применяют:
- FISH (флуоресцентная гибридизация in situ) — позволяет обнаружить микроделеции и микродупликации, недоступные обычному микроскопу;
- CMA (хромосомный микромассивный анализ) — выявляет изменения числа копий участков хромосом (CNV) с высоким разрешением;
- SKY (спектральное крашение хромосом) — окрашивает каждую хромосому в свой цвет, удобно при сложных транслокациях.
¶Сроки и интерпретация
Классический кариотипический анализ занимает обычно 2–3 недели, поскольку требует культивирования клеток. Результат описывают в формате: число хромосом, пол, выявленные отклонения (например, 47,XX,+21 — трисомия по 21-й хромосоме, синдром Дауна). Нормальный кариотип не исключает точечных мутаций и генных заболеваний — для их диагностики используют молекулярно-генетические методы.
¶Применение
Кариотипирование применяется в медицинской генетике, антропологии, селекции и судебной медицине. В ветеринарии и селекции животных анализ кариотипа помогает выявлять хромосомные аномалии, влияющие на плодовитость. В онкологии цитогенетический анализ опухолевых клеток используется для характеристики лейкозов и лимфом — например, транслокация t(9;22) характерна для хронического миелолейкоза.