染色体全自动扫描仪在低比例嵌合体核型分析中的应用

黄闽忠 许黎娟 郑杰辉 莆田市第一医院产前诊断科 （福建 莆田 351100）

内容提要：目的：为了提高低比例嵌合体核型分析的性能，研究染色体全自动扫描仪在该方面的作用，从而发现可改进的部分，以提高低比例嵌合体核型检出率。通过与传统方法比对，探讨染色体全自动扫描仪在低比例嵌合体核型分析中的价值。方法：收集在本院进行诊断、咨询的2000例女性患者作为研究对象，采用数字表法随机分为对照组（n=1000）和研究组（n=1000），对照组采用显微镜手动分析法，研究组采用染色体全自动扫描仪系统分析法，取外周血液淋巴细胞进行培养，常规染色体采用G显带技术核型分析，对照组和研究组均分析计数30个中期分裂相，分析5个核型，出现异常者则加倍核型分析，计数100个核型。结果：通过观察计数，对照组中，检查时出现低比例嵌合体5例，检查低比例嵌合体率为0.5%；研究组中，检查时出现低比例嵌合体20例，检查低比例嵌合体率为2%，查出率显著上升，差异具有统计学意义（P＜0.05）。结论：相比传统手动核型分析方法，染色体全自动扫描仪在低比例嵌合体核型分析方面，提高了低比例嵌合体核型的检出率和准确度，给临床提供诊断参考，具有较高的应用价值。

嵌合体说的是一个胚胎中有两种或两种以上遗传构成有差异的细胞系现象[1]，即一个胚胎中存在两种或两种以上染色体数目不同的细胞群，嵌合占比低的称低比例嵌合体[2]。嵌合体的形成原因是在有丝分裂期间，染色体不分离从而形成45，X、47，XXX、46，XX三种，末期延迟导致染色体丢失，形成2种配子，分别为45，X、46，XX[3]。嵌合体是一种染色体异常，其形成原因分为两种类型。首先是同源嵌合体，它是在受精卵形成后的卵裂和胚胎发育过程中出现突变导致的。这种突变可能会在胚胎发育的任何阶段发生，从而形成全身性或者组织部分性嵌合体。同源嵌合体可能会受到多种外界因素的影响，例如物理、化学因素等。而异源嵌合体则通常出现在骨髓移植过程中。在同一个体内，不同来源的细胞系会结合，从而形成异源嵌合体。并且嵌合体患者中异常核型的比例影响着患者的临床表现和严重程度，伴随着异常核型比例的升高而使患者有更高的风险，但也不排除存在与这种情况不一致的现象。通常情况下，在显微镜下人工对染色体中期分裂相进行查找是一项极其费时费力的工作，而且由于长时间的观察容易导致视觉疲劳，忽略掉一些不太明显的异常核型，从而造成人为的观察结果出错而导致错误的诊断。因此，染色体全自动扫描仪正是对焦这一问题实现其工作性能的，它结合了显微镜、全自动扫描、图像、核型分析和计算机等多种技术[4]，工作模式、操作管理和质量控制使其得到广泛应用。本文探讨染色体全自动扫描仪在低比例嵌合体核型分析中的应用价值。

1.资料与方法

1.1 临床资料

收集2016年11月～2021年1月在本院进行诊断、咨询的2000例女性患者作为研究对象，其有不良生育史或者原发性、继发性不孕症等，年龄25～45岁，平均（33.87±5.34）岁，采用数字表法随机分为对照组和研究组。对照组中有1000例，年龄26～44岁，平均（34.19±5.37）岁。研究组中有1000例，年龄25～44岁，平均（33.55±5.19）岁。本研究经医院伦理委员会批准并通过，且患者及其家属均签署知情同意书。研究组和对照组的年龄等基本资料经统计学比较无显著差异性（P＞0.05），结果具有可比性。

纳入标准：①成年女性；②没有沟通障碍及智力障碍；③资料信息完全；④知道研究具体情况且签署知情同意书，在专业人员指导下积极配合研究。

排除标准：①女性或其配偶存在染色体异常；②具有不良孕产史等；③有精神病或有精神病家族史。

1.2 方法

染色体检查方法为取女性患者外周血液淋巴细胞进行培养，放入温度为37°C、二氧化碳浓度为5%的培养箱中静置培养6d或者7d，期间连续观察细胞生长状况，并且及时换液，当出现许多个克隆的圆形细胞时加入秋水仙素，然后再培养3h左右，进而收获制片，常规染色体采用G显带技术核型分析。对照组和研究组都分析计数30个中期分裂相，分析5个核型，出现异常者则加倍核型分析，计数100个核型。

对照组采用显微镜手动分析法，即标本经过培养、收获、制片、显带后，在显微镜下使用传统核型分析方法进行核型分析和核型计数。

研究组采用染色体全自动扫描仪系统分析法，标本经过培养、收获、制片、显带后，将其放入扫描仪中进行扫描，由系统里的分析软件自动分析核型，结果显示在电脑上，分析软件与自动扫描平台配置使用，设定扫描2张片子，每个片子上有100个中期分裂相，自动扫描仪系统中的中期分裂相选择分析具有条件稳定、要求标准化的特点。

1.3 观察指标与判定标准

观察统计嵌合体的数量，包括47，XXX和45，X和46，XX。通常，对30例染色体进行了普通计数，5例进行了核型分析。如果出现下列情况，当清点计数时，只有一种染色体是45，X或47，XXX，则需要增加数量到100种染色体核型。加二减三原则的含义是：100个核型中同一染色体缺少1条，且有3个或3个以上的核型；或者说是，100个核型中同一染色体上多出1条，且有2个或2个以上的核型，那就属于嵌合体。认为＜10%的可能是低比例嵌合体。

1.4 统计学分析

采用SPSS20.0软件进行数据分析，计数资料以[n(%)]形式显示，再行检验获得统计值。P＜0.05为组间数据对比差异具有统计学意义。

2.结果

使用显微镜手动分析法对1000例女性患者进行染色体核型检查，检查时出现低比例嵌合体5例，检查低比例嵌合体率为0.5%。使用染色体全自动扫描仪系统分析法对1000例女性患者进行染色体核型检查，检查时出现低比例嵌合体20例，检查低比例嵌合体率为2%。两组的低比例嵌合体查出率之间差异具有统计学意义（χ2=9.114，P=0.003），研究组中检查出嵌合体的数量显著高于对照组中的数量，查出率明显上升。说明染色体全自动扫描仪提高了低比例嵌合体的查出率。染色体全自动扫描仪分析100个核型中发现45，X的核型有4个，并且保证了显微镜下中期分裂相四周不存在其他核型染色体，见表1。

表1 两组低比例嵌合体的检出情况

3.讨论

在胚胎发育过程中，在胚胎发生过程中，或在胚胎成熟后24h以内，均可产生畸形的染色体。在2～4d（分裂和胚胎阶段），嵌合产物的数量会发生变化。在3个胚胎细胞中，其中一个胚胎细胞中的一种细胞发生了染色体的改变，从而造成了胚胎细胞所形成的细胞和细胞功能的改变[5]。在不同的组织和器官中，如果出现了一些有缺陷的染色体嵌合体，那么通过外周血液的检测是很难检测到的。在进行染色体核型分析的时候，偶尔会遇到1个核型是45，X的情况，在使用显微镜分析的时候，通常的方法是增加计数，然后在镜面下手动找核型。但是，在选择的时候，并没有固定的标准，而且很困难。通常，当数到30～50个核型时，大概率就不想再继续进行了。因此，大部分的人都会觉得，在采集制作过程中会出现缺失，用这样的传统人工核型分析和计数的方法，即使能够勉强计数到100个核型，也有可能会遗漏一些异常核型，从而造成低比例嵌合体核型的查出率下降。

自从出现染色体全自动扫描仪后，上述问题便开始得到解决，随着技术的改善和性能的优化，全自动扫描仪得到广泛的应用[6-9]，以便于对异常染色体的识别和分析判断。现下，一直在对染色体全自动扫描仪内部的部件进行升级，使准确度能够达到更高[10]。扫描仪系统组成和配置包括显微镜部分、扫描系统主机部分、核型分析终端部分和黑白激光打印机，它内嵌有一套标准化的中期分裂相选择功能，扫描拍摄的用于核型分析的片子数量可自行确定，一般给一个患者扫描2～3张片子，再由系统选择清晰、分散性好的染色体中期分裂相，如图1所示。本文分析5个，计数30个核型，如果出现异常就计数100个核型。分裂相会非常清晰地显示在电脑屏幕上，可以打印报告。

图1.染色体中期分裂相图

周静等[11]研究报道，在羊水细胞性染色体嵌合产前诊断中，传统的羊水细胞染色体核型分析技术的检测结果并不准确，会丢失异常类型的获得数据，因此需要选择更精准的分析技术，综合分析以提供更准确的临床信息，指导产前诊断和临床咨询。也有研究表明[12]，对于淋巴细胞微核试验中，对比全自动染色体扫描仪和传统手动收获淋巴细胞，结果显示，使用前者方法得到的微核率、微核细胞率和微核阳性率均优于后者，因此，认为使用全自动染色体扫描仪不仅可以减轻实验室人员的工作量，还可以提高淋巴细胞微核的检出率。

本研究中，使用两种方法进行低比例嵌合体核型分析，对照组采用显微镜手动分析法，研究组采用染色体全自动扫描仪系统分析法，从实验结果上看，对照组检查出的嵌合体例数为5，研究组检查出的嵌合体例数为20，嵌合体检出率明显上升，P＜0.05，两组之间的差异具有统计学意义。这是因为，传统显微镜核型分析完全是手工操作的，在自身显微镜下进行分裂相分析时，一般选择具有比较完整特征的核型分析，会忽略不太明显的异常核型，因此很难发现比例较低的嵌合体。而染色体全自动扫描系统内部有一套完善的标准化的识别和判断中期分裂相的功能，在超大工作量的同时，工作效率也不会降低，提高了低比例嵌合体核型的查出率。

综上所述，染色体全自动扫描仪在低比例嵌合体核型分析方面，提高了低比例嵌合体的检出率，弥补了人工分析的不足，为临床提供低比例嵌合体诊断的参考依据，具有较高的应用价值。尽管有嵌合体形成的人群不一定会出现症状，但这种遗传物质的存在可能会影响生育。它可能会导致胎儿畸形或者胚胎停止发育的几率增加。所以在必要时，应该进行胚胎染色体检查，以保证胚胎的健康。