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更新时间:2023-10-24 11:54:47发布时间:24小时内
仅代表作者的个人观点,亦与任何检测机构无关。
昨天有好几位家长问,如果想做基因检测的话,应该做哪种的呢?这里把以前的一篇文章修改了一下作为回答。
从一枚单细胞的受精卵开始,一变二,二变四,四变八,八变十六。。。一直变成有几十万亿个细胞的婴儿,发育成长,衰老死亡,一二三四,再来一次。这一切,都照着一个写定的剧本——我们的遗传信息——在上演。
如同剧本含有很多章节,每个章节含有很多段落,每个段落含有很多句子,句子是构成剧本的基本单位那样,遗传信息也由许多个基本单位——基因——所构成。某些句子出了错,演戏就会闹场;某些基因出了错,人就会得病。做基因检测,就如核对剧本一样,要找出遗传信息里面,哪里出了错。
剧本印在薄薄的纸上,按章装订成册;遗传信息记录在长长的DNA分子上,“装订”——像绕毛线团那样——成染色体。每个人的所有遗传信息,都记录在细胞的23对染色体里面——其中第1~22对是常染色体,第23对是性染色体。之所以染色体以“对”出现和计算,是因为人类是两性生殖生物,男女啪啪啪后,通过精子和卵子,各送了一套基本一样但细节略有不同的“剧本”给后代。这两套“剧本”要一同上演才行。
把DNA链放大看,是这个样子:
DNA链非常长,一个人体细胞里的DNA链拉直之后,长达1米。要是把身体每个细胞的DNA链拉直接起来,会比旅行者1号飞行的距离还长。但这么长的DNA链,基本组成只有4种碱基分子,代号分别是A、T、G、C。
这4种碱基链接起来,不同的排列顺序,就像英语的26个字母可以记载所有的文字一样,记载了所有的遗传信息。上面这一小段DNA链,写下来就是TCATGACT。我们大致可以认为,如果某一段DNA是负责制造一种蛋白质的话,那这段DNA就是一个基因。
复习完了高中生物知识,现在可以从染色体开始,层层往下,看一看可以做什么样的基因检测,能查出什么问题。
染色体的个头其实不小,用光学显微镜就能看清楚,可以用类似检测染色体的数目和形态有没有异常,这就是核型检测。
如果染色体数目出现异常,比如说少了一对、少了一条,那丢失的基因就太多了,犹如一套“剧本”丢失了整整一章、两章,那断然是没法演下去的。这是最严重的基因突变类型,一旦发生,胚胎将会流产,不能存活。不过,由于第23号性染色体比较特殊,以至于即使只有一条X染色体,胚胎还是可以存活、出生、长大成人的,这就是特纳氏综合征。
少一条染色体固然活不成,但多一条染色体也是不行的,虽不致死,但遗患深远。最常见的就是唐氏综合征,即第21号常染色体多了一条,因此也叫21三体综合征。当然,又由于第23号性染色体的特殊性,多一条X染色体,甚至多2条,或者多一条、两条Y染色体,胚胎不仅可以存活、出生、长大成人,甚至有完全没有什么外在症状。比如大多数克氏综合征(XXY)患者,是在检查妻子不孕原因的时候才发现的。
如果核型检测发现23对染色体都齐齐整整,此时可以用基因拷贝数检测来查找染色体是否有结构异常,即有没有中间丢了一段两段,或者多了一段两段,或是某些片段位置错了。这犹如检查剧本有没有漏掉了几张纸,有没有重复的页面,或有没有错乱的页码一样。
某条染色体缺了一块,通常就意味着丢失了一批基因,里面想要有点儿不重要的东西,不导致什么严重的后果,那简直是不可能的事情——想想看,演出的时候,演员漏掉了几页台词会是什么场面。例如,如果一条22号染色体丢失了第13.3区这一段,里面的其它基因倒也罢了,但末端的SHANK3基因,可是要紧的东西,缺了就会导致Phelan-McDermid综合征。
缺一块固然不行,多一块也可能出问题。还以22号染色体为例,第13.3区要是额外重复了一次,有了两个,那SHANK3 基因就会多出一条,同样会导致智力障碍、自闭行为等症状。这犹如演员多次重演同一个情节一样,除了怪诞就是怪诞。
基因拷贝数检测有好几种不同的技术,其中目前普遍使用是基因芯片,理论上能覆盖全基因组,一次可以检测几万、甚至几十万个已知的突变位点,但不能发现未知的突变位点。FISH法一次虽然只能检测一个或者几个基因,但能分辨大的缺失或重复片段。MLPA法是对FISH法的改进,不仅大小片段通吃,还可以一次同时检测几十个位点,但也不能检测未知的突变。基因测序法目前也可以用于检测基因拷贝数,但因为原理上的制约,准确性还需要进一步提高。具体选择哪种,需要和医生、检测机构沟通。
如果基因拷贝数检测没有发现问题,那再往下走,排查DNA链。
记载遗传信息的4个“字母”——碱基A、T、G、C——的排列出了问题,一样会导致遗传“剧本”出错。由于染色体总共有30亿对碱基,还要不断地复制、被破坏、被修复,DNA出现些错误那是不可避免的,但是有些错误无伤大雅,有些就后果严重。
比如,按照正确的剧本,演员面对着一桌子的全聚德,应该大喊“DUCK!DUCK!”。如果剧本印错成了“DOCK”,那观众虽然会觉得有些莫名其妙,但不至于起哄闹场。但要是印成了“FUCK”,闹场是小事,演出极可能会因为低级趣味而被封杀呢!
又比如,演员面对着神父,本来应该虔诚地说,“God,please forgive me!”,结果剧本印错成了“Dog,please forgive me!”,演员虽不会被雷劈死,观众却一定会笑场的。
适用于核查这种DNA链出错的,就是基因测序了。这种检测像剧本文字勘误那样,能找出DNA链中任何一个不对头的碱基。当然,既然是核对,那肯定是有一个“正确的剧本”做参照,不然怎么知道哪个字是对头还是不对头?
具体到基因测序本身,目前有全外显子测序,还有全基因组测序。前者,可以想象为剧本太长,其中的精华所在——外显子——都被加黑显示;如果核对这些精华,没有发现错误,就可以认为整个剧本都是正确的。这样做的好处,是可以大大降低数据量,提高准确度,当然更重要是降低成本,人人都负担得起。
缺点呢,当然是精华之外的部分如果出错,也可能导致剧本没法上演。比如某处有一个注释,出错会导致演员误解剧本的思想,那就臭大了。这时就需要全基因组测序,从头到尾,每个字,每个标点,每个空格,都核对一遍,务求不放过一个。
全基因组测序是终极武器,理论上可以包办上面各种检测方法,但这样做的代价,就是数据量以几何级数急速增加。想要数据可靠,成本就会大大增加。更要命的是,分析和解释全基因组测序获得的数据,目前还是相当困难,可以说只对科学研究有一定的价值。
对于谱系患者来说,除了上面介绍的这几种基因检测方法外,还有一个FRM1基因检测。该基因的特殊突变会导致脆性X综合征,在谱系患者中的比例很高,但需要用一种专门的方法来检测。
总的来说,做基因检测,本着由宏观到微观、先排除重大隐患的原则,可以先做染色体核型检查,看染色体数目有没有问题;其次可做基因芯片检查,看染色体有没有片段缺失或重复;然后可做全外显子测序,看蛋白质编码基因有没有点突变,有没有微小的片段缺失/重复。脆性X的FRM1基因检测,可以和基因芯片放在同一个阶段做。
在决定做基因检测之前,小编要提醒读者注意:
1、大部分的谱系患者目前找不到明确基因原因。这是因为虽然自闭症基因研究已经有长足进展,已经发现了数以百计的自闭症高危基因,并且数字还在增加,但同数以万计的基因数目、浩瀚如星空的基因调控和相互作用比较起来,真是沧海一粟,我们的认识还是非常有限的。
2、从小编了解到的情况看,重度患者、有严重并发症的患者,有更大可能查找出基因问题。
3、同医生充分交流,正确理解基因检测的用处和局限性。
4、据小编所知,基因检测公司鱼龙混杂,特别是业务代表水平参差不齐,家长务必多方打探,货比三家。
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