卢兴国 李伯利(迪安诊断)
叶向军(浙江兰溪市人民医院)
在前面几篇中介绍了形态学整合入门需要了解的内容——流式免疫表型诊断的长处与不足、血液肿瘤免疫表型与免疫固定电泳、血液肿瘤相关的主要基因重排与突变的名称与意义、血液肿瘤染色体异常类型、ALL与AML形态学免疫表型和细胞遗传学与基因重排或突变等。这次介绍形态学整合诊断中也需要参考的一些细胞遗传学方面的基本内容和白血病中常见的异常核型。
一、染色体组别与形态
正常人染色体数目为46条23对,由1956年Tjio等确定。在染色体的构成中,常染色体的编号为1~22,是依据典型中期染色体的形态特征,按其大小递减的次序和着丝粒位置,把46条染色体分成7组(A~G)24种类型。记述核型时,先写出染色体众数,后列出性染色体组成,中间用逗号分开,如46,XX;46,XY,t(15;17)( q22;q22)。
二、染色体记述符号与意义
人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN)命名的用于染色体记述的常用符号缩写及意义见表1。
表1 描述染色体常用缩写符号与意义(ISCN)
符号与缩写 | 意义 | 符号与缩写 | 意义 |
+,- | 在染色体号数或组符号前,表示整条染色体增(多出)减(丢失),在染色体长、短臂后表示该长、短臂长度增减 | i | 等臂染色体 |
idem | 同前 | ||
ider | 等臂衍生染色体 | ||
idic | 等臂双着丝粒染色体 | ||
? | 不能肯定或识别的染色体或其结构 | ins | 插入 |
() | 其内为结构起了变化的染色体 | inv | 倒位 |
; | 在涉及一个以上染色体结构重排,用于分开各有关染色体 | mal | 男性 |
mar | 标记染色体 | ||
: | 断裂 | mat | 来自母亲 |
:: | 断裂与重接 | med | 中央 |
/ | 分隔两个克隆(嵌合体细胞系列) | min | 微小点 |
/idic | 等臂双着丝粒染色体 | ml | 主系 |
= | 总数 | mn | 众数 |
→ | 从……到…… | mos | 嵌合体 |
1~22 | 常染色体编号 | p | 染色体短臂 |
add | 额外物质 | pat | 来自父亲 |
A~G | 染色体组别 | Ph | 费城染色体 |
Ace | 无着丝粒碎片 | prz | 近侧端 |
b | 断裂 | psn | 假 |
c | 体质性异常 | pvz | 粉碎 |
cen | 着丝粒 | q | 染色体长臂 |
CP | 混合性核型 | r | 环状染色体 |
cs | 染色体 | rcp | 相互易位 |
ct | 染色单体 | rea | 重排 |
dic | 双着丝粒染色体 | rec | 重组染色体 |
del | 缺失 | rob | 罗伯逊易位 |
der | 衍生染色体 | s | 随体 |
dmin | 双微体 | sce | 姊妹染色单体互换 |
dup | 重复 | sdl | 旁系 |
e | 互换 | sl | 干系 |
end | 内复制 | t | 易位 |
f | 断片 | tac | 端粒联合 |
fem | 女性 | ter | 染色体末端 |
g | 裂隙 | var | 染色体可变区 |
h | 次级缢痕 | x | 多拷贝重排染色体 |
hsr | 均匀染区 | X、Y | 性染色体 |
* | 附加说明 |
三、染色体数目变化
人类体细胞染色体为46条23对的二倍体,如染色体若干条或成倍增减时,为染色体数目变异。主要分为整倍体与非整倍体变化。
1. 多倍体 在某些病理情况下,细胞内染色体数目成倍地增加,称为多倍体,如三倍体和四倍体。多倍体、二倍体和单倍体为整倍体。血液肿瘤常见多倍体细胞,单倍体一般不见。在急性淋巴细胞白血病(ALL)可见近单倍体。
2. 非整倍体 非整倍体又称为异倍体,为染色体数目增减不是成倍的。少于46条者为亚二倍体,如果缺少某一条染色体为单体;少于69条者为亚三倍体。多于46条者为超二倍体,如果多出一条染色体则为三体;多于69条者为超三倍体。
在白血病中,非整倍体的染色体异常相当普遍。如ALL的超二倍体,CLL中的+12;AML的+4和+8,-5和-7单体,等等。
3. 嵌合体 嵌合体为同一个体具有两种或两种以上不同核型的细胞,分为性染色体嵌合体和常染色体嵌合体,常见于先天性异常的患者。在人类恶性肿瘤中,肿瘤细胞的核型改变不算嵌合体。
四、染色体结构变化类型
1. 断裂和裂隙 断裂和裂隙为染色体臂发生断裂,由多种物理、化学和生物等致畸因素作用于分裂细胞的结果,也可以自发发生。断裂一般应是断片离开原位,裂隙又称脆性位点是比较狭窄的间隙,间隙宽度小于染色体臂的宽度,且不离开原位。正常染色体两臂终端是不会相互粘合的,但是断裂后的断端粘合性很强,另外无着丝粒的断片最后必然消失。
导致染色体结构改变的基础是断裂(b)及断裂后的重排,结构上发生了重排的染色体称为衍生染色体(der),它在减数分裂分离时不再发生变化,与重组染色体不同。裂隙在肿瘤细胞中出现频率高,分布广,但其特异性差,与接触有毒化学等物质有关。
2. 缺失 缺失(del)为染色体长臂或短臂部分节段的丢失,包括末端缺失和中间缺失。前者只在末端有一个断裂点,产生一无着丝粒片段;后者是在染色体长臂或短臂内发生两处断裂,两断裂点之间的片段脱离后,近侧端与远侧端的断面彼此接合,而游离断片丢失。如见于AML-M5的del(11)(q23)即是在第11号染色体长臂2区3带断裂,末端缺失。此外,发生于ALL的6q-,AML的5 q-、7q-、11q-和16q-,是急性白血病中常见的染色体缺失类型。
3. 易位 易位(t)为非同源染色体之间发生染色体片段的转移,为染色体断裂后的断片离开原来的位置而接到另一条染色体的另一处或另一条染色体上,从而造成染色体的重排。
无着丝粒的断片易位到同一染色体的另一部位又称移位;无着丝粒的断片易位到另一染色体上又称转位;两个染色体发生断裂后相互交换片段称相互易位。如果相互易位的断片均不含着丝粒,则易位后形成两个新的衍生染色体,称为平衡易位或对称易位;如果两个相互交换的断片含着丝粒,则易位后形成一个双着丝粒染色体和一个无着丝粒染色体,称为不对称易位。
易位是人类染色体结构畸变最常见的形式,也是白血病中非常普遍的染色体异常。易位的发生,基因间的连锁也随之改变。
4. 倒位 倒位(inv)为一条染色体发生两处断裂后,形成三个断片,其中间片段作180度倒转后又重新接合者。倒位分为臂内倒位和臂间倒位两种基本类型。臂内倒位为染色体的长臂或短臂内发生的倒位,臂间倒位为两处断裂处分别发生于长臂和短臂,中间含有着丝粒的断片倒转而再接合。
如见于急性髓细胞白血病(AML)M7亚型的 inv (3) (q21q26)就是发生在3号染色体长臂内的倒位,见于AML-M4等类型的inv(16)(p13.1q22)是臂间倒位。
5. 等臂染色体 等臂染色体(i)是由于染色体分裂不是纵裂而是横裂,结果产生的两条染色体中,一条有原来的两条长臂而没有短臂,另一条只有原来染色体的短臂而没有长臂。通过两条同源染色体着丝粒融合,然后短臂和长臂分开,两条短臂和两条长臂借助着丝粒各自连接可形成等臂染色体。
等臂染色体在白血病中不常见,CML急变时可见i(17q),我国薛永权教授在MDS的特殊变异型中发现20号染色体长臂部分缺失的20号长臂等臂染色体。
6. 环状染色体 环状染色体(r)是缺失的一种,当染色体的长臂和短臂两末端处发生断裂,两端断面相互粘合连接而形成环状。如它们的断裂发生在一个臂内,则可形成无着丝粒环状染色体。环状染色体在辐射损伤中常见,但在白血病中属少见异常。
此外,还有插入、断片(f)、双微小体(DM)、均染区(HSR)和异常带区(ABR)等多种结构异常染色体。
五、染色体带型与区带的标示与意义
1.染色体带型、界标与区带 经某种特殊处理或特异染色后,在染色体上可显示出一系列连续的明暗条纹,称为显带染色体或染色体带。带型是对显示带纹(显带)染色体命名的术语。界标是按染色体自然存在的染色体臂的端部、着丝粒和某些带划分的一些不变的形态学界限。界标是识别染色体的重要指标。
区是位于两个界标之间的染色体区段。带是染色体上的一部分,分布于染色体的各个区域,由其染色强度较深或较浅而与邻接部分截然分开。
2.区和带的标示 区带的序号是以着丝粒为起点,向p或q的臂端方向进行排序。区的划分依次编为1区、2区和3区等。用作界标的带就是该区的带号,带的编号标记在带的中部,靠近着丝粒侧标记为1号带,较远侧标记为2号带等。
例如1p36,即表示第1号染色体短臂3区6带。如果着丝粒将一个完整的带分切成两半,那么这个带就被当成两个带,各自归相应臂的一侧,应为1区1带。在表示一个指定的带时需要连续包括四项内容:染色体序号,臂符号,区序号和带序号。
六、克隆定义与克隆大小描述
来自一个细胞的细胞群体称为一个克隆,通常是指具有相同或近似的异常染色体组成的一群细胞。白血病染色体异常往往是克隆性改变,当造血前体细胞发生了突变并具有增殖优势时,就可能发展成白血病。
ISCN规定,从细胞遗传学确定异常克隆存在的标准是:至少两个细胞存在完全相同的染色体结构异常或同一条染色体的增多,或者至少有三个细胞发生同样的或一致性染色体缺失。在描述时,不同克隆之间用斜线隔开。核型描述后加方括号,其内列出具有该核型的细胞数以表示克隆大小。例如:46,XX,t(8;21)(q22;q22)[23]。
七、干系、主系和旁系
肿瘤细胞染色体的核型会发生变化,同一肿瘤内也常存在不同的核型,不同的肿瘤各细胞的染色体核型更是复杂。因而,肿瘤染色体具有多样性。随着肿瘤发展到一定阶段时,常会出现一些与原来细胞不同的细胞系,核型也相应发生改变。同一细胞系内具有相同的核型,不同细胞系则另有不同核型。
主系是指一个肿瘤细胞群体中最常见的染色体组成,用来描述一个最大的克隆,但其不一定是最初或最基本的克隆。例如:46,XX,t(9;22)(q34;q11)[3]/47,XX,+8, t(9;22) (q34;q11)[17],后者为主系,系前者演化而来。
克隆演变而产生的多个相关克隆,在描述时干系列于第一,然后按演变先后顺序(不论它们的大小),即由简单到复杂依次列出其他克隆。
八、染色体异常描述的顺序
描述核型中染色体异常顺序为性染色体在先,其后为常染色体异常(按号数列出)。对每一号染色体则先列出数目畸变,后列结构畸变。同源染色体多种结构畸变同时存在时,则按异常术语的缩写字母顺序列出。
九、白血病常见异常核型
CML是第一个被发现存在G组染色体长臂缺失的白血病类型。这一染色体被命名为费城(Ph)染色体,由t(9;22)易位造成而非22号染色体长臂的缺失。CML骨髓或静脉血染色体核型为t(9;22)(q34;q11),常规染色即可看出22号染色体长臂缺失状,形态似F组(第19、20号染色体),但长臂比F组染色体小得多。
G显带可见第9号染色体长臂增长,22号染色体经胰蛋白酶消化后变得很小,有时呈一个点状。Ph染色体是第9号染色体与第22号染色体平衡易位。95%~100%的中期细胞含有Ph染色体。Ph染色体见于全部髓系细胞、一部分B系细胞和极少数量T系细胞。高分辨显带技术又可将其染色体断裂点精确定位于9q34.1和22q11.21。
在AM-M2中,已发现t(8;21)(q22;q22)、t(9;22)(q34;q11)、t(6;9)(p23;q34)和t(7;11)(p14;p15)多种易位以及其他异常染色体。其中最常见并最具有特征的是t(8;21)(q22;q22)。白血病患者中检出的t(8;21)易位90%以上属于M2亚型(图2)。
在AML-M3(APL)中,t(15;17)(q22;q22)是M3的标记性指标(图3)。G带形态特点为1条15号染色体长臂远端出现深染带,似乎有三条14号染色体,而17号染色体中的一条长臂均为阴性带。此种易位用常规染色不易识别。
M3中,除了t(15;17)易位,还有四种变异型易位,即t(11;17)(q23;q21),t(5;17)(q32;q12)和t(11;17)(q13;q21)和dup(17)(q21.3q23),它们也是M3的标记性异常。此外也可累及第17号染色体的其他异常,如 i(17q)/-17和t(1;17)(p36;q21)等。
在AML-M4中,最常累及的异常是第16号染色体(图4),包括inv(16)(p13q22)、t(16;16)(p13;q22)和del(16)(q22) ,尤其是inv/del(16),它们畸变的断裂点均为16q22。
G带形态,inv(16)(q22)为短臂远端出现深带,del(16)(q22)为长臂减少(16q-)、远端的一条深带丢失。这种畸变只有染色体标本细长时才容易被识别。M4Eo几乎总是伴有上述三种染色体的异常,是M4Eo的特征性染色体异常,但也可见于非嗜酸性粒细胞增多的M4以及M2。M4的其他染色体异常有+4、t(6;9)、t(8;21)和t(1;3)(p36;q21)等。
在AML-M5中,有特征的染色体畸变是11 q23的易位或缺失(图5)。11q23的断裂位点常位于11q23-24,少数为11q13-q14。11q、6q、10p、17q、19p和Xq的互换也多见于M5。
常见的染色体异常为t(9;11)(p22;q23),约见于一半的M5a患者 ,其次为t (11;19)(q23;p13.3)、t(8;16)(p11;p13)和t(10;11)(p11~15;q23)等。也可见t(6;11)(q27;q23)、del(11)等。
需要进一步了解相关内容,可以参考卢兴国、叶向军主编的相关专著。
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