Karotyoping: Những gì nó có thể tiết lộ và làm thế nào nó hoàn thành

Một kiểu nhân có nghĩa đen là một bức ảnh của các nhiễm sắc thể tồn tại trong một tế bào. Một bác sĩ có thể yêu cầu một karyotype trong khi mang thai để sàng lọc các khuyết tật bẩm sinh phổ biến. Nó cũng đôi khi được sử dụng để giúp xác nhận chẩn đoán bệnh bạch cầu. Ít phổ biến hơn, một karyotype được sử dụng để sàng lọc cha mẹ trước khi họ thụ thai nếu họ có nguy cơ truyền một rối loạn di truyền cho con của họ. Tùy thuộc vào mục đích của xét nghiệm, quy trình này có thể bao gồm xét nghiệm máu, hút tủy xương hoặc các thủ tục trước khi sinh phổ biến như chọc ối hoặc lấy mẫu lông nhung màng đệm.

Khái niệm cơ bản về di truyền học

Nhiễm sắc thể là các cấu trúc giống như sợi trong nhân của các tế bào mà chúng ta thừa hưởng từ cha mẹ và mang thông tin di truyền của chúng ta dưới dạng gen. Các gen chỉ đạo việc tổng hợp protein trong cơ thể chúng ta, quyết định cách chúng ta nhìn và hoạt động.

Tất cả con người thường có 46 nhiễm sắc thể, 23 trong số đó chúng ta được thừa hưởng từ mẹ và cha của chúng, tương ứng. 22 cặp đầu tiên được gọi là autosome, xác định các đặc điểm sinh học và sinh lý độc đáo của chúng tôi. Cặp thứ 23 bao gồm các nhiễm sắc thể giới tính (được gọi là X hoặc Y), chỉ định chúng ta là nữ hay nam.

Bất kỳ lỗi nào trong mã hóa di truyền có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và cách cơ thể chúng ta hoạt động. Trong một số trường hợp, nó có thể khiến chúng ta tăng nguy cơ mắc bệnh hoặc khiếm khuyết về thể chất hoặc trí tuệ. Một karyotype cho phép các bác sĩ phát hiện những lỗi này.

Khiếm khuyết nhiễm sắc thể xảy ra khi một tế bào phân chia trong quá trình phát triển của thai nhi. Bất kỳ sự phân chia xảy ra trong các cơ quan sinh sản được gọi là meiosis. Bất kỳ sự phân chia xảy ra bên ngoài các cơ quan sinh sản được gọi là nguyên phân.

Những gì một Karyotype có thể hiển thị

Một kiểu nhân đặc trưng cho nhiễm sắc thể dựa trên kích thước, hình dạng và số lượng của chúng để xác định cả khiếm khuyết về số lượng và cấu trúc.Trong khi những bất thường về số lượng là những bất thường mà bạn có quá ít hoặc quá nhiều nhiễm sắc thể, thì những bất thường về cấu trúc có thể bao gồm một loạt các lỗ hổng nhiễm sắc thể, bao gồm:

• Xóa, trong đó một phần của nhiễm sắc thể bị thiếu
• Bản dịch, trong đó một nhiễm sắc thể không phải là nơi cần có
• Nghịch đảo, trong đó một phần của nhiễm sắc thể lật theo hướng ngược lại
• Sao y, trong đó một phần của nhiễm sắc thể được sao chép vô tình

Bất thường số

Một số người được sinh ra với một nhiễm sắc thể thừa hoặc thiếu. Nếu có nhiều hơn hai nhiễm sắc thể chỉ nên có hai nhiễm sắc thể, đây được gọi là trisomy. Nếu có một nhiễm sắc thể bị thiếu hoặc bị hư hỏng, đó là một đơn sắc.

Trong số một số bất thường về số lượng, một kiểu nhân có thể phát hiện là:

• Hội chứng Down (trisomy 21), trong đó một nhiễm sắc thể thêm 21 gây ra các đặc điểm trên khuôn mặt và khuyết tật trí tuệ
• Hội chứng Edward (trisomy 18), trong đó nhiễm sắc thể thêm 18 có nguy cơ tử vong cao trước sinh nhật đầu tiên
• Hội chứng Patau (trisomy 13), trong đó một nhiễm sắc thể thêm 18 làm tăng khả năng mắc bệnh tim, thiểu năng trí tuệ và tử vong trước năm đầu tiên
• Hội chứng Turner (đơn nhân X), trong đó một nhiễm sắc thể X bị thiếu hoặc hư hỏng ở các bé gái có nghĩa là chiều cao ngắn hơn, thiểu năng trí tuệ và tăng nguy cơ mắc các vấn đề về tim
• Hội chứng Klinefelter (hội chứng XXY), trong đó một nhiễm sắc thể X thêm ở bé trai có thể gây vô sinh, khuyết tật học tập và cơ quan sinh dục kém phát triển

Bất thường về cấu trúc

Bất thường về cấu trúc không thường thấy hoặc được xác định là trisomies hoặc monosomies, nhưng chúng có thể nghiêm trọng từng chút một. Những ví dụ bao gồm;

• Bệnh Charcot-Marie-Răng, gây ra bởi sự nhân đôi của nhiễm sắc thể 17, dẫn đến giảm kích thước cơ, yếu cơ và khó vận động và cân bằng
• Nhiễm sắc thể 9, liên quan đến khuyết tật trí tuệ, dị tật khuôn mặt và hộp sọ, vô sinh và mất thai tái phát
• Hội chứng Cri-du-Chat, trong đó việc xóa nhiễm sắc thể 5 gây ra sự chậm phát triển, kích thước đầu nhỏ, suy giảm khả năng học tập và các đặc điểm trên khuôn mặt đặc biệt
• Nhiễm sắc thể Philadelphia, gây ra bởi sự chuyển vị của nhiễm sắc thể 9 và 22, dẫn đến nguy cơ cao mắc bệnh bạch cầu dòng tủy mãn tính
• Hội chứng Williams, trong đó sự chuyển vị của nhiễm sắc thể 7 gây ra khuyết tật trí tuệ, các vấn đề về tim, các đặc điểm trên khuôn mặt và tính cách hướng ngoại, lôi cuốn

Sự biểu hiện của bất thường nhiễm sắc thể cấu trúc là rất lớn. Ví dụ, bất cứ nơi nào từ 2 phần trăm đến 3 phần trăm các trường hợp mắc hội chứng Down là do sự dịch chuyển trên nhiễm sắc thể 21. Tuy nhiên, không phải tất cả các bất thường nhiễm sắc thể đều gây ra bệnh. Một số, trong thực tế, có thể có lợi.

Một ví dụ như vậy là bệnh hồng cầu hình liềm (SCD) do khiếm khuyết trên nhiễm sắc thể 11. Trong khi thừa hưởng hai trong số các nhiễm sắc thể này sẽ dẫn đến SCD, chỉ cần một người có thể bảo vệ bạn khỏi bệnh sốt rét. Các khiếm khuyết khác được cho là bảo vệ chống lại HIV, kích thích sản xuất kháng thể trung hòa rộng rãi (BnAbs) trong một tập hợp con hiếm gặp của người nhiễm bệnh.

Chỉ định

Khi được sử dụng để sàng lọc trước sinh, karyotypes thường được thực hiện trong tam cá nguyệt thứ nhất và một lần nữa trong tam cá nguyệt thứ hai. Các xét nghiệm bảng tiêu chuẩn cho 19 bệnh bẩm sinh khác nhau, bao gồm hội chứng Down và xơ nang.

Karyotypes đôi khi được sử dụng để sàng lọc định kiến ​​trong các điều kiện cụ thể, cụ thể là:

• Đối với các cặp vợ chồng có tiền sử tổ tiên chung của một bệnh di truyền
• Khi một đối tác mắc bệnh di truyền
• Khi một đối tác được biết là có đột biến lặn tự phát (một đối tác chỉ có thể gây bệnh nếu cả hai đối tác đóng góp cùng một đột biến)

Karyotyping không được sử dụng để sàng lọc định kiến ​​thông thường mà thay vào đó là các cặp vợ chồng có nguy cơ được coi là cao. Ví dụ bao gồm các cặp vợ chồng Do Thái Ashkanzi có nguy cơ cao mắc bệnh Tay-Sachs hoặc các cặp vợ chồng người Mỹ gốc Phi có tiền sử gia đình mắc bệnh hồng cầu hình liềm.

Các cặp vợ chồng không thể thụ thai hoặc trải qua sẩy thai tái phát cũng có thể trải qua karyotyping của cha mẹ nếu tất cả các nguyên nhân khác đã được khám phá và loại trừ.

Cuối cùng, một karyotype có thể được sử dụng để xác nhận bệnh bạch cầu dòng tủy mãn tính liên quan đến các xét nghiệm khác. (Bản thân sự hiện diện của nhiễm sắc thể Philadelphia không thể xác định chẩn đoán ung thư.)

Chúng được biểu diễn như thế nào

Về mặt lý thuyết, một karyotype có thể được thực hiện trên bất kỳ chất lỏng hoặc mô cơ thể nào, nhưng, trong thực hành lâm sàng, các mẫu được lấy theo bốn cách:

• Chọc ối liên quan đến việc đưa kim vào bụng để lấy một lượng nhỏ nước ối từ trong bụng mẹ; nó được thực hiện với sự hướng dẫn của siêu âm để tránh gây hại cho thai nhi. Thủ tục được thực hiện giữa tuần 15 và 20 của thai kỳ. Mặc dù tương đối an toàn, chọc ối có liên quan đến nguy cơ sảy thai một trong 200.
• Lấy mẫu lông nhung màng đệm (CVS) cũng sử dụng kim bụng để trích xuất một mẫu tế bào từ các mô nhau thai. Thường được thực hiện trong khoảng thời gian từ tuần thứ 10 đến ngày 13 của thai kỳ, CVS có nguy cơ sảy thai một trong 100.
• Phẫu thuật cắt bỏ là thuật ngữ y học để lấy máu. Mẫu máu thường được lấy từ tĩnh mạch ở cánh tay của bạn, sau đó tiếp xúc với amoniac clorua để phân lập bạch cầu (tế bào bạch cầu) để tạo karyotyping. Tiêm chỗ đau, sưng và nhiễm trùng là có thể.
• Khát vọng tủy xương có thể được sử dụng để hỗ trợ chẩn đoán bệnh bạch cầu dòng tủy mãn tính. Nó thường được thực hiện bằng cách chèn một cây kim vào trung tâm của xương hông và được thực hiện dưới gây tê tại chỗ trong văn phòng của bác sĩ.Đau, chảy máu và nhiễm trùng là một trong những tác dụng phụ có thể xảy ra.

Đánh giá mẫu

Sau khi mẫu được thu thập, nó được phân tích trong phòng thí nghiệm bởi một chuyên gia được gọi là nhà tế bào học. Quá trình bắt đầu bằng cách phát triển các tế bào được thu thập trong môi trường giàu dinh dưỡng. Làm như vậy giúp xác định chính xác giai đoạn nguyên phân trong đó các nhiễm sắc thể dễ phân biệt nhất.

Các tế bào sau đó được đặt trên một phiến kính, nhuộm màu bằng thuốc nhuộm huỳnh quang và được đặt dưới ống kính của kính hiển vi điện tử. Nhà tế bào học sau đó chụp ảnh vi mô của nhiễm sắc thể và sắp xếp lại các hình ảnh giống như trò chơi ghép hình để ghép chính xác 22 cặp nhiễm sắc thể tự động và hai cặp nhiễm sắc thể giới tính.

Khi các hình ảnh được định vị chính xác, chúng được đánh giá để xác định xem có bất kỳ nhiễm sắc thể nào bị thiếu hoặc thêm vào không. Việc nhuộm màu cũng có thể giúp phát hiện những bất thường về cấu trúc, bởi vì các kiểu dải trên nhiễm sắc thể không khớp hoặc bị thiếu hoặc do chiều dài của một "cánh tay" nhiễm sắc thể dài hơn hoặc ngắn hơn một kiểu khác.

Các kết quả

Bất kỳ sự bất thường sẽ được liệt kê trên một báo cáo karyotype bởi nhiễm sắc thể liên quan và các đặc điểm của sự bất thường. Những phát hiện này sẽ đi kèm với các diễn giải "có thể", "có thể" hoặc "dứt khoát". Một số điều kiện có thể được chẩn đoán chắc chắn với karyotype; những người khác không thể.

Kết quả từ một karyotype trước khi sinh mất từ ​​10 đến 14 ngày. Những người khác thường sẵn sàng trong vòng ba đến bảy ngày. Mặc dù bác sĩ của bạn thường sẽ xem xét kết quả với bạn, một cố vấn di truyền có thể có mặt để giúp bạn hiểu rõ hơn về kết quả có ý nghĩa gì và không có ý nghĩa gì. Điều này đặc biệt quan trọng nếu một rối loạn bẩm sinh được phát hiện hoặc sàng lọc tiền chẩn đoán cho thấy tăng nguy cơ mắc bệnh di truyền nếu bạn có con.