染色体倒位
染色体倒位(inversion)是由于同一条染色体上发生了两次断裂,产生的片断颠倒180度后重新连接造成的。如果倒位发生在染色体的一条臂上,称为臂内倒位(paracentric);如果倒位包含了着丝粒区,则称为臂间倒位(pericentric)。臂内倒位不改变两个臂的长度,要用染色体显带技术才能识别;臂间倒位则使两个臂的长度出现增减,即使未作染色体显带处理也可观察区分。
一般来说,每条染色体都可以发生倒位,但发生率很低,一般为0.05%~0.09%。常见的染色体倒位的情况就有9号染色体倒位,且大多数为携带者,表现正常。而臂间倒位多见于2号和8号染色体,在不育人群中,臂间倒位的发生率为13%,对于不孕不育,以及优生优育来说就有一定的影响了。
如上图,正常情况下A→G的排列顺序,由于倒位环的存在,导致染色体重排为ABEDCFG,这样的重排被称为染色体倒位。
配子形成中,同源染色体形成特有的倒位环(inversion loop),倒位环内发生交换可形成部分重复或部分缺失的异常染色体。在分类里,则属于染色体结构异常(与染色体平衡易位,罗氏易位归为一类)
染色体倒位的危害
染色体倒位,如果不打断关键基因,通常没有异常表型(约占90%-95%),但是在少数情况下可能导致配子(即精子或者卵子)发生染色体的部分缺失和部分重复,这种不平衡配子染色体核型就可能会导致不孕不育、反复流产、胎儿畸形、生育智力低下患儿等。
染色体倒位的机制
倒位染色体形成不平衡配子的关键因素有两个:“倒位环”的形成和非姐妹染色单体交叉互换。研究表明,不是所有的倒位都能形成“倒位环”,它与倒位片段的大小和倒位片段占整个染色体长度的比例有关。倒位片段过小或者过大,在减数分裂的联会过程中都不会形成“倒位环”,而不会产生不平衡配子。
在人类中也发现很多倒位不会导致不平衡配子的产生,如1号染色体、9号染色体、16号染色体等,这些染色体的臂间倒位通常发生在没有功能的异染色质区域,倒位的片段小、减数分裂过程中通常不会导致配子染色体部分单体和部分三体的发生,所以此类倒位一般被认为是一种多态现象。其中,9号染色体臂间倒位(简写为inv(9)(p12q13))最常见,人群中的发生率约1%,但也不是所有的9号染色体臂间倒位都有可能最终造成不良危害,大多数(约占90%)也仅仅只是携带而不表达。
需要特别指出的是,不是所有的1号、9号、16号染色体臂间倒位都属于多态现象,当倒位的片段较大,包含有更多的常染色质区域,还是有产生不平衡配子的风险的。但却不一定最终会产生流产胎停或婴儿智力障碍等现象,只是有相当的可能性罢了(根据对比研究发现,即便在全部染色体倒位患者中,女性染色体倒位的流产致畸风险为10%,男性染色体倒位的流产致畸风险为5%)
染色体倒位的对策
综上所述,染色体倒位不能笼统的说是正常还是异常,需要结合临床有没有异常表现,倒位所涉及的染色体、倒位片段的位置、倒位片段的大小,来进行综合分析。对于可能产生不平衡配子的染色体倒位携带者,可选择胚胎植入前遗传学诊断(PGD)助孕技术来生育正常的宝宝。
染色体倒位
胚胎植入前遗传学诊断( preimplantation genetic diagnosis,PGD) 技术是指在体外受精过程中,对具有遗传风险患者的胚胎进行植入前活检和遗传学分析,以选择无该检测遗传性疾病的胚胎植入宫腔,可以有效规避染色体异常(包括染色体数目异常和结构异常,其中也包括染色体倒位)所带来的风险,从而获得正常胎儿的诊断方法。