Цитогенетический анализ: методы и применение¶

Цитогенетический анализ — это совокупность методов исследования хромосомного набора (кариотипа) клетки, направленных на выявление количественных и структурных аномалий хромосом. Анализ проводится на стадии делящихся клеток (метафазы) с использованием световой микроскопии и позволяет диагностировать наследственные заболевания, причины бесплодия и онкогематологические патологии.

¶Методы цитогенетического анализа

¶Классическая цитогенетика (кариотипирование)

Основной метод — приготовление препаратов метафазных хромосом из культур клеток (лимфоциты периферической крови, клетки костного мозга, фибробласты, ворсины хориона). Клетки стимулируют к делению, затем останавливают митоз на стадии метафазы колхицином. После гипотонической обработки и фиксации препараты окрашивают.

¶Дифференциальное окрашивание

• G-окрашивание (GTG) — стандартный метод: хромосомы обрабатывают трипсином и окрашивают красителем Гимзы. Формируется уникальный рисунок из тёмных и светлых полос (бэндов), что позволяет идентифицировать каждую хромосому и выявлять делеции, дупликации, инверсии.
• R-окрашивание — обратный G-методу рисунок; используется для анализа теломерных участков.
• C-окрашивание — выявляет конститутивный гетерохроматин (центромеры, Y-хромосома).
• NOR-окрашивание — серебрение ядрышковых организаторов (активные рДНК-гены).

¶Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH)

Метод основан на гибридизации флуоресцентно меченых ДНК-зондов с комплементарными участками хромосом. Позволяет выявлять микроделеции и микродупликации, невидимые при стандартном кариотипировании, а также числовые аномалии в интерфазных ядрах. Разновидности:

• Локус-специфичные зонды — для выявления конкретных генов (например, делеции 22q11.2 при синдроме Ди Джорджи).
• Центромерные зонды — для определения числа хромосом (анеуплоидии).
• Спектральное кариотипирование (SKY) и mFISH — окрашивание всех хромосом в разные цвета для комплексного анализа сложных перестроек.

¶Хромосомный микроматричный анализ (ХМА, array CGH / SNP-array)

Молекулярно-цитогенетический метод, не требующий делящихся клеток. ДНК пациента гибридизуют с тысячами олигонуклеотидных проб, иммобилизованных на микрочипе. Позволяет выявлять субмикроскопические копийные вариации (CNV) размером от нескольких килобаз, недоступные классическим методам. Не выявляет сбалансированные транслокации и инверсии.

¶Молекулярное кариотипирование

Секвенирование нового поколения (NGS) с биоинформатическим анализом копийности хромосомных сегментов. Применяется для преимплантационного генетического скрининга (ПГТ-А) и неинвазивного пренатального тестирования (НИПТ).

¶Применение

¶Пренатальная диагностика

Цитогенетический анализ клеток плода (аминоциты, ворсины хориона, кордоцентез) проводится для исключения синдромов Дауна (трисомия 21), Эдвардса (18), Патау (13), а также половых хромосомных анеуплоидий. Показания — возраст матери старше 35 лет, отклонения в биохимическом скрининге, структурные аномалии на УЗИ.

¶Онкогематология

Анализ клеток костного мозга выявляет клональные хромосомные аномалии, характерные для лейкозов и лимфом:

• Филадельфийская хромосома t(9;22) при хроническом миелолейкозе.
• Транслокации t(8;21), t(15;17) при острых миелобластных лейкозах.
• Делеции 5q, 7q при миелодиспластических синдромах.

Результаты используются для диагностики, стратификации риска и мониторинга минимальной остаточной болезни.

¶Репродуктивная медицина

• Анализ кариотипа супружеских пар при привычном невынашивании беременности (носительство сбалансированных транслокаций, инверсий).
• Преимплантационное генетическое тестирование эмбрионов на анеуплоидии перед переносом в полость матки.

¶Клиническая генетика

• Диагностика наследственных синдромов: делеции 5p (синдром кошачьего крика), 7q11.23 (синдром Вильямса), микроделеции 15q11.2 (синдром Прадера–Вилли / Ангельмана).
• Уточнение происхождения маркерных хромосом и сложных перестроек.

¶Ограничения метода

Классическое кариотипирование имеет разрешение около 5–10 мегабаз и не выявляет точечные мутации, микроделеции малого размера и мозаицизм низкого уровня. FISH и ХМА частично компенсируют эти ограничения, но требуют специального оборудования и высокой квалификации персонала. Культивирование клеток занимает от 72 часов до 2 недель, что ограничивает применение в экстренных ситуациях.

¶Источники

• Макгрегор Г., Варли Дж. «Методы работы с хромосомами животных».
• Шоу С. «Цитогенетика человека: практический подход».
• Клинические рекомендации Российского общества медицинских генетиков по цитогенетической диагностике.