【科普】基因芯片技術(shù)在兒科疾病的臨床應(yīng)用

基因芯片聽起來好高大上，但它并沒有想象的那么復(fù)雜，讓我們一起來揭開它的神秘面紗……

基因芯片又稱DNA芯片，它的原理是雜交測序方法，即通過與一組已知序列的核酸探針雜交進(jìn)行核酸序列測定的方法。

在一塊基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探針，當(dāng)溶液中帶有熒光標(biāo)記的核酸序列，與基因芯片上對(duì)應(yīng)位置的核酸探針產(chǎn)生互補(bǔ)匹配時(shí)，通過確定熒光強(qiáng)度最強(qiáng)的探針位置，獲得一組序列完全互補(bǔ)的探針序列，以此來發(fā)現(xiàn)拷貝數(shù)變異(CNVs)和單核苷酸多態(tài)性(SNPs)，以判定樣本基因組是否存在異常。

拷貝數(shù)變異(CNVs)和單核苷酸多態(tài)性(SNPs)的概念如何理解呢？

拷貝數(shù)變化(Copy number variations，CNVs)是指患者與健康對(duì)照之間基因組DNA拷貝數(shù)的差異，以及導(dǎo)致微缺失或微重復(fù)綜合征的基因組不平衡，如缺失、重復(fù)、擴(kuò)增和非整倍體等?；蚪MCNVs通過基因缺失(或)重復(fù)、基因斷裂、位置效應(yīng)、后生效應(yīng)或上位效應(yīng)等方式可導(dǎo)致各種人類疾病或功能障礙。最近研究發(fā)現(xiàn)，CNVs是許多遺傳病的細(xì)胞遺傳基礎(chǔ)，根據(jù)特征性的CNVs，可對(duì)遺傳病進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。

單核苷酸多態(tài)性主要是指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。它是人類可遺傳的變異中最常見的一種，占所有已知多態(tài)性的90%以上。SNP在人類基因組中廣泛存在，平均每300個(gè)堿基對(duì)中就有1個(gè)，估計(jì)其總數(shù)可達(dá)300萬個(gè)甚至更多。

對(duì)以下臨床表型的疾病，建議將基因芯片技術(shù)作為一線檢測手段：

針對(duì)語言及生長發(fā)育遲緩、不明原因的智力低下、自閉癥譜系障礙及各種體征畸形等，如：杜氏肌肉營養(yǎng)不良癥（Duchenne muscular dystrophy，DMD）、脊髓性肌萎縮癥（spinal muscular atrophy， SMA）、貓叫綜合征（5p缺失）、DiGeorge綜合征（22q11缺失）等，均需進(jìn)行遺傳學(xué)檢查的人群等使用全基因組芯片對(duì)樣本全基因組進(jìn)行掃描，檢測染色體非整倍體、大片段缺失和重復(fù)、染色體微缺失微重復(fù)、三倍體、單親二倍體、雜合性缺失、低比例嵌合等情況。

檢測的臨床意義：

① 可以明確或排除體征畸形、發(fā)育遲緩、智力障礙、自閉癥等患兒是否由染色體異常原因?qū)е拢?/p>

② 若患兒癥狀是由染色體異常引起，需進(jìn)一步查找異常染色體的來源，包括對(duì)患兒父母外周血樣本進(jìn)行分析，必要時(shí)需進(jìn)行家系追蹤研究，以確定異常染色體是新發(fā)或遺傳；

③ 盡早明確發(fā)育遲緩、智力障礙、自閉癥等患兒發(fā)病的真正原因，以便臨床根據(jù)患者的具體情況，制定個(gè)性化的干預(yù)和診療方案，從而做到早期發(fā)現(xiàn)、為患兒和家庭及時(shí)提供有效而準(zhǔn)確的遺傳咨詢和干預(yù)治療方案，降低病殘率；

④ 從科學(xué)的角度分析患兒發(fā)病原因，給與詳細(xì)的遺傳咨詢和指導(dǎo)，減輕患者家庭不必要的心理負(fù)擔(dān)等。

近年來，遺傳因素在病因構(gòu)成中日益突出，染色體微缺失或者微重復(fù)是引起發(fā)育遲緩、智力障礙的重要原因，而兒童自閉癥是一個(gè)累及遺傳和環(huán)境病因的復(fù)雜疾病，但流行病學(xué)調(diào)查顯示，遺傳因素在自閉癥的發(fā)病中起到非常重要的作用。

針對(duì)以上種種，基因芯片技術(shù)無疑是檢測首選，它是近年來迅速在臨床推廣應(yīng)用的一種高分辨率、高準(zhǔn)確度的遺傳學(xué)檢測技術(shù)，一次實(shí)驗(yàn)即可對(duì)兒童全基因組進(jìn)行掃描，檢測多種染色體異常。該檢測方法無需細(xì)胞培養(yǎng)，報(bào)告周期短，檢測結(jié)果更加可靠、信息量更加豐富。

遺傳咨詢門診，醫(yī)生聯(lián)合遺傳學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的基本原理和技術(shù)，與遺傳病患者、其親屬以及相關(guān)人員，討論遺傳病的發(fā)病原因、遺傳方式、診斷、轉(zhuǎn)歸、治療、再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、后代預(yù)防等問題。遺傳咨詢門診致力于為遺傳病的早期診斷、預(yù)防出生缺陷以及疑難雜癥的診治提供精準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)服務(wù)。另外，門診醫(yī)生對(duì)各類遺傳檢測報(bào)告進(jìn)行解讀并給于咨詢者相關(guān)建議，尤其是全外基因報(bào)告、染色體報(bào)告、各種遺傳病Panel報(bào)告等。遺傳咨詢門診將以出生缺陷三級(jí)防控為基礎(chǔ)，進(jìn)一步推進(jìn)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)在腫瘤、個(gè)體化用藥等轉(zhuǎn)化應(yīng)用。