Karyotyyppitesti

Yksi kromosomien tutkimiseen tarkoitetuista sytogeneettisen tutkimuksen menetelmistä on karyotyypitys. Analyysillä on useita käyttöaiheita sekä useita tyyppejä.

Karyotyyppi on joukko ihmisen kromosomeja. Se kuvaa kaikki geenien ominaisuudet: koon, määrän ja muodon. Normaalisti genomi koostuu 46 kromosomista, joista 44 periytyy autosomaalisesti eli ne vastaavat perinnöllisistä ominaisuuksista (hiusten ja silmien väri, korvien muoto jne.). Viimeinen pari on sukupuolikromosomit, jotka määrittävät karyotyypin: naisilla 46XX ja miehillä 46XY.

Diagnostisen prosessin aikana tunnistetaan kaikki genomiset poikkeavuudet:

• Määrällisen koostumuksen muutokset.
• Rakenteen rikkominen.
• Laadun rikkominen.

Karyotyypitys tehdään yleensä vastasyntyneille geneettisten poikkeavuuksien selvittämiseksi. Analyysi on tarkoitettu myös aviopareille, jotka suunnittelevat raskautta. Tässä tapauksessa tutkimus mahdollistaa geenien yhteensopimattomuuden havaitsemisen, joka voi johtaa perinnöllisten poikkeavuuksien syntymiseen.

Molekyylikaryotyypityksen tyypit:

1. Kohdennettu

Sitä määrätään erilaisten poikkeavuuksien ja oireyhtymien varmistamiseen. Sen avulla voidaan selvittää keskenmenon syyt: jäätynyt sikiö, keskenmeno, raskaudenkeskeytys lääketieteellisistä syistä. Se määrittää triploidiassa esiintyvän lisäkromosomiston etiologian. Analyysi suoritetaan mikromatriiseilla, joissa on 350 000 markkeria kliinisesti merkittävillä kromosomialueilla. Tutkimuksen resoluutio on alkaen 1 miljoona bp.

2. Standardi

Havaitsee kliinisesti merkittäviä genomin poikkeavuuksia. Diagnosoi mikrodeleetiosyndrooman ja autosomaalisesti dominantin periytyvyyden omaavien sairauksien patologioita. Määrittää kromosomipoikkeavuuksien syyt erilaistumattomissa oireyhtymissä potilailla, joilla on kehityshäiriöitä, synnynnäisiä vikoja, viivästynyttä psykomotorista kehitystä tai autismia.

Mahdollistaa kromosomipoikkeavuuksien havaitsemisen synnytystä edeltävällä ajanjaksolla. Menetelmällä voidaan määrittää sikiön aneuploidiat ja patologiset mikrodeleetiot. Tutkimus suoritetaan mikromatriisilla, jossa on 750 000 korkeatiheyksistä markkeria, jotka kattavat kaikki merkittävät genomin alueet. Standardin karyotyyppianalyysin resoluutio on alkaen 200 000 bp.

3. Laajennettu

Mahdollistaa kromosomipoikkeavuuksien syiden selvittämisen lasten erilaistumattomissa oireyhtymissä. Paljastaa patogeeniset deleetiot eli kromosomiosien katoamiset ja duplikaatiot – geenien lisäkopiot. Diagnosoi heterotsygoottisuuden menetyksen omaavat osiot ja autosomaalisesti peittyvien patologioiden syyt.

Laajennettu kromosomimikrosiruanalyysi suoritetaan käyttämällä tiheää mikrosirua, joka sisältää yli 2,6 miljoonaa yksittäistä tiheää markkeria. Tutkimuksen resoluutio mahdollistaa koko genomin kattavuuden ja vaihtelee 50 000 bp:stä 10 000 bp:hen. Tämä mahdollistaa kaikkien geenikoodin osien tutkimisen äärimmäisellä tarkkuudella, mikä mahdollistaa pienimpienkin rakenteellisten poikkeavuuksien tunnistamisen.

Yleensä karyotyyppianalyysi suoritetaan geneetikon määräämällä tavalla. Lääkärin ohjeista riippuen voidaan määrätä jokin edellä mainituista tyypeistä. Tavallinen testaus on halvempaa, mutta sitä määrätään erittäin harvoin, koska se ei paljasta monia kromosomipoikkeavuuksia. Kohdennettu karyotyypitys on kalliimpi analyysi, joten se määrätään, jos oireyhtymien ja muiden poikkeavuuksien kliinisiä oireita ilmenee. Laajennettu diagnostiikka on kallein ja informatiivisin, koska se mahdollistaa kaikkien 23 kromosomiston täydellisen tutkimisen.

Mistä voin tehdä karyotyyppitestin?

Kromosomimikrosiruanalyysi tehdään geneetikon määräyksestä. Tutkimuksen tarkoituksena on tutkia potilaan genomia ja tunnistaa sen rakenteessa mahdollisesti esiintyvät poikkeavuudet.

Kromosomit ovat DNA-säikeitä, joiden lukumäärä ja rakenne ovat lajikohtaisia. Ihmiskehossa on 23 kromosomiparia. Yksi pari määrää sukupuolen: naisilla on 46XX-kromosomit ja miehillä 46XY-kromosomit. Loput geenit ovat autosomeja eli ei-sukupuolisia.

Karyotyypityksen ominaisuudet:

• Analyysi suoritetaan kerran, koska kromosomijoukko ei muutu koko elämän ajan.
• Voit määrittää puolisoiden lisääntymisongelmien syyt.
• Diagnosoi useita kehityshäiriöitä lapsilla.
• Havaitsee geneettisiä poikkeavuuksia.

Karyotyyppi otetaan erikoistuneessa lääketieteellisessä laboratoriossa tai genetiikkakeskuksessa. Tutkimuksen suorittaa pätevä lääkäri. Yleensä testit ovat valmiita 1-2 viikon kuluessa. Tulokset tulkitsee geneetikko.

Menettelyn tiedot karyotyyppitesti

Karyotyypitysmenetelmää määrätään vastasyntyneille geneettisten poikkeavuuksien ja perinnöllisten patologioiden tunnistamiseksi sekä miehille ja naisille raskauden suunnitteluvaiheessa. Analyysiin on myös useita muita indikaatioita:

• Tuntemattomasta syystä johtuva miehen ja naisen hedelmättömyys.
• Miehen hedelmättömyys: vaikea ja ei-obstruktiivinen oligozoospermia, teratozoospermia.
• Raskauden spontaani keskeytys: keskenmenot, jäätynyt sikiö, ennenaikainen synnytys.
• Primaarinen amenorrea.
• Varhaisten vastasyntyneiden kuolemien historia.
• Kromosomipoikkeavuuksia sairastavat lapset.
• Lapset, joilla on useita synnynnäisiä epämuodostumia.
• Vanhemmat ovat yli 35-vuotiaita.
• Useita epäonnistuneita keinosiemennysyrityksiä (IVF).
• Perinnöllinen sairaus yhdellä tulevista vanhemmista.
• Hormonaaliset häiriöt naisilla.
• Tuntemattoman etiologian siittiöiden muodostuminen.
• Verirokolaisavioliitot.
• Epäsuotuisa ekologinen elinympäristö.
• Pitkäaikainen kosketus kemikaalien, säteilyn kanssa.
• Huonot tavat: tupakointi, alkoholi, huumeet, päihderiippuvuus.

Lasten karyotyypitys suoritetaan seuraavissa tapauksissa:

• Synnynnäiset epämuodostumat.
• Kehitysvammaisuus.
• Viivästynyt psykomotorinen kehitys.
• Mikroanomaliat ja viivästynyt psyko-puheen kehitys.
• Seksuaaliset poikkeavuudet.
• Seksuaalisen kehityksen häiriintyminen tai viivästyminen.
• Kasvun hidastuminen.
• Lapsen terveyden ennuste.

Diagnostiikkaa suositellaan kaikille puolisoille raskauden suunnitteluvaiheessa. Analyysi voidaan tehdä myös raskauden aikana, eli synnytystä edeltävällä kromosomitutkimuksella.

Miltä karyotyyppitutkimus näyttää?

Täydellisen kromosomisarjan ominaisuuksien joukko on karyotyyppi. Kromosomianalyysien systematisoimiseksi käytetään kansainvälistä sytogeneettistä nimikkeistöä, joka perustuu genomin differentiaalivärjäykseen kaikkien DNA-säikeiden osien yksityiskohtaiseen kuvaukseen.

Tutkimuksen avulla voimme tunnistaa:

• Trisomia – kromosomiparissa on kolmas ylimääräinen kromosomi.
• Monosomia – yksi kromosomi puuttuu kromosomiparista.
• Inversio on genomin alueen vaihtaminen paikaltaan.
• Translokaatio on osien liikkumista.
• Poisto on alueen menettämistä.
• Duplikaatio on fragmentin kahdentumista.

Analyysin tulokset kirjataan seuraavan järjestelmän mukaisesti:

1. Kromosomien kokonaismäärä ja sukupuolikromosomit ovat 46, XX ja 46, XY.
2. Ylimääräiset ja puuttuvat kromosomit on merkitty, esimerkiksi 47, XY, +21; 46, XY -18.
3. Genomin lyhyttä haaraa merkitään symbolilla p ja pitkää haaraa symbolilla q.
4. Translokaatio on t ja deleetio on del, esimerkiksi 46,XX,del(6)(p12.3)

Valmis karyotyyppianalyysi näyttää tältä:

• 46, XX – normaali nainen.
• 46, XY – normaali mies.
• 45, X – Shereshevsky-Turnerin oireyhtymä.
• 47 XXY – Klinefelterin oireyhtymä.
• 47, XXX – X-kromosomin trisomia.
• 47, XX (XY), + 21 – Downin syndrooma.
• 47, XY (XX), + 18 – Edwardsin oireyhtymä.
• 47, XX (XY), + 13 – Patau-oireyhtymä.

Sytogeneettinen tutkimus paljastaa erilaisia poikkeavuuksia DNA-säikeiden rakenteessa. Analyysi diagnosoi myös alttiutta monille sairauksille: hormonaalisille patologioille, verenpainetaudille, nivelvaurioille, sydäninfarktille ja muille.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Valmistautuminen

Karyotyyppianalyysissä käytetään verisoluja, joten on erittäin tärkeää valmistautua diagnoosiin asianmukaisesti.

Kromosomitestin valmistelu alkaa kaksi viikkoa ennen sen tekemistä ja koostuu seuraavien tekijöiden vaikutuksen eliminoimisesta kehoon:

• Akuutit ja krooniset sairaudet.
• Lääkkeiden ottaminen.
• Alkoholin ja huumeiden käyttö, tupakointi.

Analyysiä varten käytetään 4 ml laskimoverta. Veri kerätään tyhjään vatsaan.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Tekniikka karyotyyppitesti

Ihmisen genomia ei voida nähdä paljaalla silmällä, kromosomit näkyvät vain mikroskoopilla tietyissä solunjakautumisen vaiheissa. Karyotyypin määrittämiseen käytetään mononukleaarisia leukosyyttejä, ihon fibroblasteja tai luuytimen soluja. Tutkimukseen soveltuvat mitoosin metafaasissa olevat solut. Biologinen neste asetetaan koeputkeen litiumin ja hepariinin kanssa. Verta viljellään 72 tuntia.

Viljelmää rikastetaan sitten erityisillä aineilla, jotka pysäyttävät solujen jakautumisen diagnostiikan kannalta välttämättömässä vaiheessa. Viljelmästä valmistetaan tutkittavia lasilevyjä. Lisätietoja genomin tilasta saadaan värjäämällä se. Jokaisessa kromosomissa on juovitus, joka on selvästi näkyvissä värjäyksen jälkeen.

Klassisessa kromosomitutkimuksessa värjäys tehdään erilaisilla väriaineilla ja niiden seoksilla. Väriaine sitoutuu eri tavoin genomin yksittäisiin osiin, mikä tekee värjäyksestä epätasaista. Tämän seurauksena muodostuu poikittaisten merkkien kompleksi, joka heijastaa kromosomin lineaarista heterogeenisyyttä.

Perusvärjäysmenetelmät:

• Q – tarjoaa erittäin yksityiskohtaisia kuvia. Tätä menetelmää kutsutaan Kaspersson-värjäykseksi kinakriini-yperiitillä, ja diagnostiikka tehdään fluoresenssimikroskoopilla. Sitä käytetään geneettisen sukupuolen analysointiin, X- ja Y-kromosomien välisten translokaatioiden, Y-kromosomien ja autosomien tunnistamiseen sekä Y-kromosomien mosaiikkisuuden seulontaan.
• G – muunneltu Romanovsky-Giemsa-menetelmä. Herkempi kuin Q. Käytetään sytogeneettisen analyysin standardimenetelmänä. Havaitsee pieniä poikkeavuuksia, markkerikromosomeja.
• R – käytetään homologisten G- ja Q-negatiivisten alueiden havaitsemiseen. Genomia käsitellään akridiinioranssilla väriaineella.
• C – analysoi kromosomien sentromeerialueita, joissa on konstitutiivinen heterokromatiini ja Y:n vaihteleva distaalinen osa.
• T – käytetään DNA-säikeiden telomeeristen alueiden analysointiin.

Värjätyt ja fiksoidut solut valokuvataan mikroskoopilla. Tuloksena olevasta valokuvasarjasta muodostetaan numeroitu autosomiparien sarja eli systematisoitu karyotyyppi. DNA-säikeiden kuva on pystysuorassa, numerointi riippuu koosta, ja sukupuolikromosomipari sulkee sarjan.

Verivalmisteet analysoidaan mikroskoopilla 20–100 metafaasilevyllä kvantitatiivisten ja rakenteellisten poikkeavuuksien tunnistamiseksi.

• Määrälliset poikkeamat ovat muutoksia geenien lukumäärässä. Näitä havaitaan Downin syndroomassa, kun on ylimääräinen 21. kromosomi.
• Rakenteelliset poikkeavuudet ovat muutoksia itse kromosomeissa. Näitä voivat olla genomin osan menetys, siirtyminen toiselle, 180 asteen kierto jne.

Karyotyypityksen tekniikka on työläs prosessi. Tutkimuksen suorittavat korkeasti koulutetut asiantuntijat. Yhden henkilön genomin diagnosointi voi kestää kokonaisen työpäivän.

Puolisoiden karyotyyppianalyysi

Monet pariskunnat kohtaavat avioliittoa solmiessaan hedelmöittymisongelman. Sytogeneettinen analyysi on tarkoitettu lisääntymisongelmien ratkaisemiseen. Puolisoiden karyotyypitys mahdollistaa genomin rakenteen poikkeavuuksien tunnistamisen, jotka estävät lasten saamisen tai häiritsevät lasten saamisen prosessia. Karyotyyppiä ei voida muuttaa, mutta diagnostiikan ansiosta on mahdollista selvittää hedelmättömyyden ja raskaudenkeskeytyksen todelliset syyt ja löytää keinoja niiden ratkaisemiseksi.

Kromosomimikrosiruanalyysi suoritetaan DNA-säikeiden rakenteen ja lukumäärän poikkeavuuksien tunnistamiseksi, jotka voivat olla tulevan lapsen perinnöllisten sairauksien tai puolisoiden hedelmättömyyden syynä. Tulevien vanhempien analyysien suorittamiseen on olemassa kansainväliset standardit:

• Kromosomipoikkeavuudet perheessä.
• Keskenmenon historia.
• Raskaana oleva nainen on yli 35-vuotias.
• Pitkäaikaiset mutageeniset vaikutukset kehoon.

Seuraavia karyotyypitysmenetelmiä käytetään nykyään:

1. Kromosomien analyysi verisoluissa.

Mahdollistaa lapsettomuustapausten tunnistamisen, kun toisen puolison mahdollisuus saada lapsi on merkittävästi pienentynyt tai puuttuu kokonaan. Tutkimuksessa määritetään myös genomin epävakauden riski. Poikkeamien hoitoon potilaille voidaan määrätä antioksidantteja ja immunomodulaattoreita, jotka vähentävät hedelmöittymisongelmia.

Tutkimusta varten kerätään laskimoveri. Lymfosyytit eristetään biologisesta nesteestä, stimuloidaan koeputkessa, käsitellään erityisellä aineella, värjätään ja tutkitaan. Esimerkiksi Klinefelterin oireyhtymässä, joka ilmenee miehen hedelmättömyytenä, karyotyypissä on ylimääräinen kromosomi 47 XX. Myös genomin rakenteellisia muutoksia voidaan havaita: inversio, deleetio, translokaatio.

2. Raskaudenaikainen tutkimus.

Määrittää sikiön kromosomipoikkeavuudet raskauden alkuvaiheessa. Tällainen tutkimus on välttämätön sikiön kohdunsisäiseen kuolemaan johtavien geneettisten sairauksien tai kehityshäiriöiden diagnosoimiseksi.

Tutkimuksen suorittamiseen voidaan käyttää seuraavia menetelmiä:

• Ei-invasiivinen – turvallinen äidille ja sikiölle. Diagnoosi tehdään lapsen ultraäänitutkimuksen ja naisen veren yksityiskohtaisen biokemiallisen analyysin avulla.
• Invasiivinen – istukkabiopsia, napanuoran tarkastus, istukan tarkastus, lapsivesipunktio. Analyysiä varten kerätään istukan tai istukkasolujen, lapsiveden tai napanuoraveren näyte. Korkeasta diagnostisesta tarkkuudesta huolimatta invasiivisilla menetelmillä on lisääntynyt komplikaatioiden riski, joten niitä käytetään vain tiukkojen lääketieteellisten syiden mukaisesti: ultraäänellä havaitut sikiösairaudet, äidin ikä on yli 35 vuotta, vanhemmilla on kromosomipoikkeavuuksia, veren biokemiallisten merkkien muutokset.

Sytogeneettiseen tutkimukseen voidaan käyttää paitsi verta myös siemennestettä. Menetelmää kutsutaan Tuneliksi, ja sen avulla voidaan määrittää yksi yleisimmistä miesten hedelmättömyyden syistä, edellyttäen, että karyotyyppi on normaali – siittiöiden DNA:n fragmentoituminen.

Jos toisella puolisoista havaitaan geenimutaatioita tai kromosomipoikkeavuuksia, lääkäri keskustelee mahdollisista riskeistä ja poikkeavan lapsen saamisen todennäköisyydestä. Koska geenipatologiat ovat parantumattomia, puolisot tekevät oman päätöksensä: käyttävätkö luovuttajamateriaalia (siittiösolua, munasolua), ottavatko he riskin synnytyksestä vai jäävätkö lapsettomiksi.

Jos raskauden aikana havaitaan poikkeavuuksia genomissa sekä naisella että alkiolla, lääkärit suosittelevat raskauden keskeyttämistä. Tämä johtuu lisääntyneestä riskistä syntyä vauva, jolla on vakavia ja joissakin tapauksissa elämän kanssa yhteensopimattomia poikkeamia. Geneetikko osallistuu testien suorittamiseen ja niiden tulosten tulkitsemiseen.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Verikoe karyotyypin määrittämiseksi

Useimmiten karyotyypitys tehdään analysoimalla laskimoveri soluviljelmällä. Sytogeneettiseen tutkimukseen voidaan kuitenkin käyttää myös muita biologisia materiaaleja:

• Soluja lapsivedestä.
• Istukka.
• Alkion solut.
• Aborttimateriaali.
• Luuydin.

Diagnostiikkaan otettava materiaali riippuu analyysin syystä ja tarkoituksesta. Arvioitu verikokeen algoritmi:

• Pieni määrä nestettä laitetaan ravintoalustaan 37 °C:n lämpötilassa 72 tunniksi.
• Koska kromosomit ovat näkyvissä solunjakautumisen metafaasivaiheessa, biologiseen ympäristöön lisätään reagenssi, joka pysäyttää jakautumisprosessin vaaditussa vaiheessa.
• Soluviljelmä värjätään, fiksoidaan ja analysoidaan mikroskoopilla.

Kariotyypin verikoe mahdollistaa erittäin tarkan havaitsemisen DNA-säikeiden rakenteen poikkeavuuksista: kromosomien sisäisistä ja välisistä uudelleenjärjestelyistä, genomifragmenttien järjestyksen muutoksista jne. Diagnostiikan päätavoitteena on tunnistaa geneettiset sairaudet.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Karyotyypin geneettinen analyysi

Kromosomien koon, lukumäärän ja muodon tutkimiseen tarkoitettu sytogeneettinen diagnostiikka on geneettinen karyotyypitys. Analyysillä on seuraavat toteutusohjeet:

• Synnynnäisten vikojen havaitseminen.
• Riski saada lapsi, jolla on perinnöllisiä patologioita.
• Epäilty lapsettomuus.
• Spermogrammin poikkeavuus.
• Keskenmeno.
• Hoitosuunnitelman laatiminen tietyntyyppisille kasvaimille.

Myös karyotyypin geneettinen analyysi sisältyy pakollisten testien luetteloon puolisoille, jotka suunnittelevat lasten hankkimista.

Useimmiten tutkimus paljastaa seuraavat patologiat:

1. Aneuploidia on kromosomien lukumäärän muutos, joko lisääntyminen tai väheneminen. Epätasapaino johtaa keskenmenoihin ja vakavien synnynnäisten sairauksien syntymiseen. Mosaiikkianeuploidia aiheuttaa Downin syndroomaa, Edwardsin oireyhtymää ja muita sairauksia, jotka ovat usein yhteensopimattomia elämän kanssa.
2. Karyotyypin uudelleenjärjestely – jos muutokset ovat tasapainossa, kromosomisto ei ole rikki, vaan yksinkertaisesti järjestynyt eri tavalla. Epätasapainoisten muutosten yhteydessä on olemassa geenimutaatioiden uhka, mikä on erityisen vaarallista tuleville sukupolville.
3. Translokaatio on DNA-säikeiden epätavallinen rakenne, eli yhden genomin osan korvaaminen toisella. Useimmissa tapauksissa se on periytyvää.
4. Sukupuolen erilaistumishäiriö on erittäin harvinainen kromosomipoikkeavuus, joka ei aina ilmene ulkoisina oireina. Fenotyyppisen sukupuolen ristiriita voi olla yksi hedelmättömyyden syistä.

Karyotyyppianalyysin suorittavat pätevät geneetikot geneettisten laboratorioiden tiloissa.

Karyotyyppianalyysi poikkeavuuksilla

Poikkeavuudet ovat kromosomien rakenteen häiriöitä, jotka johtuvat niiden katkeamisesta ja uudelleenjakautumisesta, jolloin geneettistä materiaalia häviää tai sen päällekkäisyyttä esiintyy. Karyotyypitys poikkeavuuksien avulla on tutkimus, jonka tarkoituksena on tunnistaa genomin rakenteen muutokset.

Poikkeamien tyypit:

• Määrällinen – kromosomien lukumäärän rikkominen.
• Rakenteellinen – genomin rakenteen häiriintyminen.
• Säännölliset – löytyvät useimmista tai kaikista kehon soluista.
• Epäsäännöllinen – syntyy useiden epäsuotuisien tekijöiden vaikutuksesta kehoon (virukset, säteily, kemiallinen altistuminen).

Analyysi määrittää karyotyypin, sen ominaisuudet ja merkit erilaisten negatiivisten tekijöiden vaikutuksesta. Kromosomipoikkeavuuksien tutkimus suoritetaan seuraavissa tapauksissa:

• Lapsettomuus avioliitossa.
• Spontaanit keskenmenot.
• Kuolleena syntyneiden historia.
• Varhainen imeväiskuolleisuus.
• Jäätynyt raskaus.
• Synnynnäiset epämuodostumat.
• Sukupuolierojen häiriö.
• Epäillyt kromosomipoikkeavuudet.
• Viivästynyt henkinen ja fyysinen kehitys.
• Tutkimus ennen IVF:ää, ICSI:tä ja muita lisääntymistoimenpiteitä.

Toisin kuin klassinen karyotyypitys, tämä analyysi kestää kauemmin ja on kalliimpi.

Lapsen karyotyyppianalyysi

Lääketieteellisten tilastojen mukaan synnynnäiset sairaudet ovat merkittävä kuolinsyy pienillä lapsilla. Geneettisten poikkeavuuksien ja perinnöllisten sairauksien havaitsemiseksi ajoissa lapselle tehdään karyotyyppianalyysi.

• Useimmiten lapsilla diagnosoidaan trisomia - Downin oireyhtymä. Tämä patologia esiintyy yhdellä 750 vauvasta ja ilmenee erilaisina poikkeamina sekä fyysisessä että henkisessä kehityksessä.
• Toiseksi yleisin sairaus on Klinefelterin oireyhtymä, jolle on ominaista viivästynyt seksuaalinen kehitys murrosiässä ja jota esiintyy yhdellä 600:sta poikavauvasta.
• Toinen geneettinen patologia, joka diagnosoidaan yhdellä 2 500:sta tyttölapsesta, on Shereshevsky-Turnerin oireyhtymä. Lapsuudessa tämä sairaus ilmenee lisääntyneenä ihon pigmentaationa sekä jalkojen, käsien ja säärien turvotuksena. Murrosiässä kuukautiset puuttuvat, kainaloissa ja häpyluissa kasvaa karvoja, eivätkä rintarauhaset ole kehittyneet.

Karyotyypitys ei ole tarpeen vain vauvoille, joilla on näkyviä poikkeavuuksia, sillä sen avulla voidaan epäillä geneettisiä ongelmia ja aloittaa niiden korjaaminen. Analyysi tehdään lääketieteellisessä genetiikan keskuksessa. Lapsen iästä riippuen verta voidaan ottaa kantapäästä tai laskimosta. Tarvittaessa geneetikko voi vaatia vanhemmilta karyotyyppianalyysin.

Vastasyntyneen karyotyyppianalyysi

Vastasyntyneiden seulonta on ensimmäinen vastasyntyneille tehtävä testi. Testi tehdään synnytyssairaalassa 3.–4. elinpäivänä, keskosille 7. päivänä. Varhainen karyotyypitys mahdollistaa geneettisten poikkeavuuksien ja DNA-rakenteen häiriöiden havaitsemisen ennen näkyvien patologisten oireiden ilmaantumista.

Vauvan kantapäästä otettua verta käytetään varhaiseen diagnostiikkaan. Sytogeneettisen testauksen tarkoituksena on tunnistaa vauvoilla yleisiä patologioita, kuten:

• Fenyyliketonuria on perinnöllinen sairaus, jolle on ominaista fenyylialaniinia hajottavan entsyymin aktiivisuuden heikkeneminen tai puuttuminen. Eteneessään se johtaa aivojen toiminnan häiriöihin ja kehitysvammaisuuteen.
• Kystinen fibroosi – vaikuttaa eritteitä, ruoansulatusnesteitä, hikeä, sylkeä ja limaa tuottaviin rauhasiin. Aiheuttaa ongelmia keuhkoissa ja ruoansulatuskanavassa. Tauti on perinnöllinen.
• Synnynnäinen kilpirauhasen vajaatoiminta on kilpirauhasen hormonien riittämättömään tuotantoon liittyvä sairaus, joka johtaa viivästyneeseen fyysiseen ja henkiseen kehitykseen.
• Adrenogenitaalinen oireyhtymä on patologinen tila, jossa lisämunuaisten kuori tuottaa riittämättömästi hormoneja. Tämä aiheuttaa sukupuolielinten kehityksen häiriintymistä.
• Galaktesemia on sairaus, jossa galaktoosin muuttuminen glukoosiksi häiriintyy. Hoitona on maitotuotteiden lopettaminen. Ilman oikea-aikaista diagnoosia se voi aiheuttaa sokeutta ja kuoleman.

Jos karyotyyppianalyysin tulokset paljastavat vastasyntyneessä poikkeavuuksia tai poikkeavuuksia, suoritetaan joukko lisätutkimuksia diagnoosin selventämiseksi. Tällainen varhainen diagnostiikka mahdollistaa lapsen kehon ongelmien oikea-aikaisen havaitsemisen ja hoidon aloittamisen.

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ]

Kuinka kauan karyotyyppitestin tekeminen kestää?

Kromosomitutkimuksen kesto on 10–21 päivää. Tulosten valmistumisaika riippuu analyysin tyypistä, eli käytetäänkö kromosomipoikkeavuuksia vai klassista karyotyypitystä.

Valmis karyotyyppianalyysi sisältää seuraavat tiedot:

• Kromosomien lukumäärä.
• Onko kromosomien rakenteessa muutoksia?
• Onko genomin järjestyksessä häiriöitä?

Tulokset tulkitsee ja analysoi geneetikko. Jos tutkimuksessa havaitaan poikkeavuuksia, lääkäri antaa suosituksia jatkotutkimuksista tai hoito-ohjeista.

Normaali suorituskyky

Ihmisten normaalit karyotyypit ovat 46, XX tai 46, XY. Yleensä niiden muutos tapahtuu organismin kehityksen alkuvaiheissa:

• Useimmiten häiriö ilmenee gametogeneesin (alkionkehityksen alkuvaiheen) aikana, kun vanhempien sukusolut tuottavat tsygoottikaryotyypin. Tällaisen tsygootin jatkokehitys johtaa siihen, että kaikissa alkion soluissa on epänormaali genomi.
• Häiriö voi esiintyä tsygootin jakautumisen alkuvaiheessa. Tässä tapauksessa alkio sisältää useita soluklooneja, joilla on eri karyotyypit. Toisin sanoen kehittyy mosaiikkisuus – koko organismin ja sen elinten karyotyyppien moninaisuus.

Genomin muutokset ilmenevät erilaisina patologioina ja vikoina. Tarkastellaan yleisiä karyotyypin poikkeavuuksia:

• 47,XXY; 48,XXXY – Klinefelterin oireyhtymä, X-kromosomin polysomia miehillä.
• 45X0; 45X0/46XX; 45.X/46.XY; 46,X iso (Xq) – Shereshevsky-Turnerin oireyhtymä, monosomia X-kromosomissa, mosaiikkisuus.
• 47,XXX; 48,XXXX; 49,ХХХХХ – polysomia X-kromosomissa, trisomia.
• 47,XX,+18; 47,ХY,+18 – Edwardsin oireyhtymä, kromosomin 18 trisomia.
• 46,XX, 5p- – Cri du chat -oireyhtymä, genomin viidennen parin lyhyen haaran deleetio.
• 47,XX,+21; 47,ХY,+21 – Downin syndrooma, kromosomin 21 trisomia.
• 47,XX,+13; 47,ХY,+13 – Pataun oireyhtymä, kromosomin 13 trisomia.

Sytogeneettinen tutkimus pyrkii määrittämään DNA-säikeiden tilan, tunnistamaan vikoja ja poikkeavuuksia. Kaikki poikkeamat normaaleista indikaattoreista ovat syy kehon kattavaan tutkimukseen.

[ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Laite analysoitavaksi

Karyotyypin tulkitsemiseen käytetään sekvensointimenetelmää. Tämä menetelmä kehitettiin vuonna 1970, ja se perustuu aminohappojen sekvenssin määrittämiseen DNA:ssa. Sekvensointilaitteet käyttävät interaktiivisia syklisiä entsymaattisia reaktioita, joita myöhemmin käsitellään ja verrataan saatuja tuloksia.

Sekvensserien päätoiminnot:

• Tuntemattomien genomien, eksomien ja transkriptomien ensisijainen täydellinen tutkimus.
• Karyotyypitys.
• Paleogenetiikka.
• Metagenomia ja mikrobien monimuotoisuus.
• Uudelleensekvensointi ja kartoitus.
• DNA-metylaatioanalyysi.
• Transkriptomianalyysi.

Ensimmäisessä vaiheessa laite luo satunnaisten DNA-juostesekvenssien kirjaston. Sitten se luo PCR-amplikoneja, joita käytetään näytteinä. Viimeisessä vaiheessa määritetään kaikkien fragmenttien ensisijainen rakenne.

Uusimman sukupolven sekvensserit ovat täysin automatisoituja ja niitä käytetään laajalti genomianalyysissä, mikä minimoi virheellisten tulosten mahdollisuuden inhimillisten virheiden vuoksi.

Karyotyyppianalyysin tulosten tulkinta

Geneetikko tulkitsee sytogeneettisen tutkimuksen tulokset. Analyysi on yleensä valmis 1–2 viikossa ja voi näyttää tältä:

• 46XX(XY), ryhmitelty 22 pariksi ja 1 pariksi sukupuoligeenejä. Genomilla on normaali koko ja rakenne. Poikkeavuuksia ei havaittu.
• Genomi on häiriintynyt, havaittujen kromosomien määrä on yli/alle 46. Yhden/useiden kromosomien muodot ja koot ovat poikkeavat. Genomiparit ovat häiriintyneet/väärin ryhmiteltyinä.

Kariotyypin patologisten poikkeamien osalta erotetaan seuraavat yleiset häiriöt:

• Trisomia - ylimääräinen somaattinen kromosomi. Downin oireyhtymä, Edwardsin oireyhtymä.
• Monosomia on yhden kromosomin menetys.
• Deleetio - genomisen alueen puuttuminen. -46, xx, 5p - Cri du chat -oireyhtymä.
• Translokaatio on genomin yhden osan siirtymistä toiseen.
• Duplikaatio on fragmentin kahdentumista.
• Inversio on kromosomifragmentin rotaatio.

Karyotyyppianalyysin tulosten perusteella lääkäri tekee johtopäätöksen genotyypin tilasta ja geneettisen riskin asteesta. Pienimpienkin DNA-säikeiden rakenteen muutosten ilmetessä määrätään joukko lisätutkimuksia. Havaitut poikkeamat eivät välttämättä ilmene millään tavalla, mutta ne lisäävät riskiä saada geneettisiä poikkeavuuksia omaavia lapsia.