Array CGH

Array CGH چیست؟

Array CGH تکنیکی است با قدرت تفکیک بالا که برای شناسایی حذف‌ها و یا اضافه شدگی‌های نامتعادل در کل ژنوم به کار می رود. این آزمایش که کاریوتیپ مولکولی نیز نامیده می شود، در مقایسه با کاریوتیپ از قدرت تفکیک بالاتری برخوردار است.

بسیاری از بیماری ها ناشی از تفاوت در تعداد کپی‌های کروموزمی (Copy Number Variation-CNV) می باشند.

 

روش انجام آزمایش Array CGH

برای انجام آزمایش Array CGH نمونه DNA فرد مورد نظر با نمونه DNA کنترل مورد مقایسه قرار می‌گیرد.

به این منظور این نمونه‌های DNA توسط رنگ‌های فلورسانس متفاوت (در تصویر دو رنگ قرمز و سبز به ترتیب برای نمونه مورد آزمایش و نمونه کنترل) رنگ آمیزی می‌شود.

بر روی اسلاید‌ها پروب هایی از جنس الیگونوکلئوتید DNA و یا کلون های BAC متصل شده اند.

نمونه کنترل و نمونه مورد آزمایش نشاندار، روی این اسلاید‌ها ریخته شده و مدت زمان و شرایط لازم برای اتصال و هیبرید شدن قطعات DNA فراهم می‌شود.

در قسمت‌هایی از DNA که تفاوتی میان نمونه کنترل و نمونه مورد آزمایش وجود ندارد هر دو رنگ قرمز و سبز به اندازه مساوی است و به رنگ زرد مشاهده می‌شوند. اما در بخش‌هایی که در نمونه مورد آزمایش حذف شدگی وجود داشته باشد رنگ نمونه کنترل (رنگ سبز) بیشتر مشاهده می‌شود و در قسمت‌هایی که مضاعف شدگی وجود داشته باشد رنگ نمونه مورد آزمایش (رنگ قرمز) بیشتر مشاهده می‌شود.

 

 

 

 

در شکل بالا حذف 3.7kb بر روی کروموزوم 1 مشاهده می شود که اگزون 5 ژن DBT را دربرگرفته است.

 

در این شکل تریزومی کروموزوم 7 و مونوزومی کروموزوم 10 در یک بلاستومر قبل از لانه گزینی در رحم توسط روش PGS و با استفاده از کیت 24SURE شناسایی شده است.

موارد کاربرد آزمایش Array CGH

-         شناسایی سندرم های میکرودلیشنی (ریزحذفی) و میکرودوپلیکیشنی (ریزاضافه شدگی)

-         شناسایی نوترکیبی های ساب تلومری و یا سایر نوترکیبی های نامتعادل کروموزومی

-         بررسی علل تأخیر تکاملی و عقب ماندگی‌های ذهنی: آنومالی های کروموزومی در 30-25% بیماران مبتلا به تأخیر تکاملی و عقب ماندگی ذهنی یافت می شود.

-         آنومالی های مادرزادی چندگانه (نارسایی قلبی، مایکروسفالی اولیه، کوتاهی قد، اختلال در رشد و غیره)

-         بیماری های طیف اوتیسم- بخش قابل ملاحظه ای از افراد مبتلا به اوتیسم ایدیوپاتیک دارای حذف ها و مضاعف شدگی های کروموزومی هستند.

-         ناهنجاری‌های رفتاری

-         علائمی چون صرع و تشنج- CNVهای بیماری زا در 10-5% افراد مبتلا به صرع گزارش شده اند.

-         دیسمورفیسم ها- ناهنجاری های کروموزومی دلیل اصلی ویژگی های دیسمورفیک می باشند.

-         تشخیص پیش از تولد (PND): Array CGH علاوه بر تشخیص تغییرات عددی کروموزوم ها و آنیوپلوئیدی در مواردی که سابقه تولد فرزند با اختلالات مادرزادی وجود دارد (که عبارت است از افزوده شدن و یا حذف کامل کروموزوم، همچون تریزومی کروموزوم 21 که عامل ابتلا به سندرم داون است.)، در شناسایی تغییرات نامتعادل ساختاری کوچک نیز کارآیی دارد.

-         انتخاب پیشرفته جنین (Advanced Embryo Selection) در IVF برای انتخاب جنین قبل از انتقال به رحم مادر (PGS) از کیت هایی نظیر 24SURE و EmbryoCellect استفاده می شود.

-         در مطالعات تحقیقاتی و تشخیصی سرطان- تغییرات CNV و SNP توسط کیت های میکرواری قابل شناسایی می باشد.

-         مناطق فاقد هتروزیگوسیتی (AOH یا LOH) و دیزومی تک والدی (UPD) توسط پلت فرم های دارای پروب های مطالعه کننده SNPها شناسایی می گردند.

 

 

در این شکل SNP array منطقه دارای LOH (فقدان هتروزیگوسیتی) را نشان می دهد (جعبه قرمز رنگ) که در آن تعداد کپی تغییری نکرده است.

 

در این شکل با استفاده از کیت CGX SNP array دیزومی تک والدی کروموزوم 7 شناسایی شده است. در حالی که تغییر تعداد کپی در این کروموزوم رخ نداده است ولی آنالیز SNPها نمایانگر UPD می باشد.

 

برتری‌های روش Array CGH

-         این روش قادر به آنالیز DNA از تقریباً تمامی بافت ها شامل بافت های بایگانی شده یا بافت هایی که قابل کشت دادن نیستند می باشد.

-         تمامی 46 کروموزم انسان در یک آزمایش بررسی می‌شوند.

-         در این آزمایش محل دقیق حذف شدگی‌ها و اضافه شدگی‌ها در ژنوم شناسایی می‌شود.

-         حساس‌تر و دقیق‌تر از روش‌های کاریوتیپ مرسوم است. این تکنیک قادر به شناسایی حذف‌ها و اضافه شدگی‌های در حد 5 تا 10 کیلو باز است.

-         این آزمایش به شناسایی نقاط شکست در عدم تعادل‌‌های کروموزمی شناخته شده می تواند کمک کند.

-         کروموزوم های مارکر با این روش شناسایی می شوند.

-         بی نیاز بودن از تکنیک‌های زمان‌بر کشت سلولی باعث بالا رفتن سرعت انجام این روش می‌شود.

-         Array CGH از تکنیک‌هایی چون FISH و QF-PCR جامع تر است. در تکنیک FISH با توجه به علائم بالینی، صرفاً یک ژن و یا بخش از پیش شناخته ژنوم مورد بررسی قرار می‌گیرد. در حالیکه آزمایش Array CGH بدون توجه به علائم بالینی بررسی تعداد بسیار زیادی از حذف‌ها و اضافه شدگی‌ها را تنها با انجام یک آزمایش امکان پذیر می‌سازد.

-         در افرادی که نتایج کاریوتیپ معمولی، طبیعی گزارش شده آزمایش میکرواری می‌تواند عدم تعادل کروموزمی و یا ریز حذف‌ها و مضاعف شدگی‌ها را شناسایی کند.

 

محدودیت ها

-         روش Array CGH قادر به شناسایی جابه‌جایی‌های متعادل کروموزومی و وارونگی ها نیست. در این وضعیت هیچ بخشی از کروموزوم‌ها حذف یا اضافه نمی‌شود و تنها جابه‌جایی بخش‌هایی از کروموزم ها عامل بیماری است.

-         موزائیسم با درصد پایین برای تغییرات نامتعادل و آنیوپلوئیدی ها ممکن است با این روش تشخیص داده نشود. حساسیت میکرواری برای تشخیص موزائیسم تحت تأثیر پلت فرم، نوع نمونه، تعداد کپی، کیفیت DNA، کیفیت داده هاو اندازه ناحیه نامتعادل می باشد.

-         مکانیسم کروموزومی عدم تعادل ژنتیکی ممکن است آشکار نگردد.

-         تتراپلوئیدی یا دیگر پلوئیدی ها ممکن است تشخیص داده نشود و یا به سختی شناسایی گردد.

-         ناهنجاری های ناشی از تکرار سه نوکلئوتیدی (trinucleotide repeat expansion disorders) را شناسایی نمی کند.

-         تغییرات تعداد کپی در مکان های ژنومی که در پلت فرم وجود ندارند شناسایی نمی گردند.

-         حذف ها و مضاعف شدگی هایی که کوچکتر از سطح تشخیص بر اساس پوشش (coverage) و عملکرد پروب ها می باشند، جهش های نقطه ای، بیان ژن ها و آنومالی های متیلاسیون که ممکن است در فنوتیپ بیمار نقش داشته باشند، با این روش شناسایی نمی گردند.

-         هیچ پلت فرم میکرواری قادر به شناسایی تمامی جهش های مربوط به یک سندرم مشخص نمی باشد. بنابراین، این موضوع میبایست در نظر گرفته شود که عدم تشخیص تغییر تعداد نسخه در هر لوکوس، تشخیص یک بیماری مربوط به آن لوکوس را رد نمی کند.

-         تفسیر نتایج aCGH بر اساس اطلاعات موجود در data baseها و گاه با مطالعه تغییرات در والدین انجام می شود. گاه بر اساس این شواهد تفسیر قطعی نتایج ممکن نمی باشد و نتیجه به صورت Variant of uncertain significance (VUS) گزارش می گردد.

-         گاه تغییراتی که به فنوتیپ کنونی بیمار مرتبط نیستند (Incidental findings) نیز با این روش شناسایی می گردد.

 

نمونه مورد نیاز

-         آزمایش Array CGH روی نمونه‌های خون محیطی از کودکان یا بزرگسالان (5 میلی لیتر خون محیطی) انجام می‌گیرد. نمونه‌های خون در لوله‌های EDTA مخصوص آزمایشگاه گرفته می‌شوند که باید در جای خنک نگهداری شده و از یخ زدگی ‌آنها جلوگیری شود.

-         جهت تشخیص پیش از تولد نیز بررسی نمونه‌ مایع آمنیون و یا پرزهای جفتی جنینی (20 میلی گرم نمونه از پرزهای جنینی یا 20 میلی لیتر از مایع آمینیوتیک جنینی در دو لوله مجزا) انجام می‌گیرد. نمونه های جنینی باید در اسرع وقت به آزمایشگاه ارسال شوند.

یادآوری: نمونه‌گیری از جنین باید توسط پزشک متخصص و با هماهنگی آزمایشگاه انجام گیرد.

-         جهت تشخیص پیش از لانه گزینی (PGS)، از سلول های بلاستومر، تروفوبلاست و یا جسم قطبی می توان استفاده نمود. در این رابطه بایستی هماهنگی های قبلی با آزمایشگاه انجام شود.

 

 

آزمایشگاه ژنتیک پزشکی تهران

ساعات کاری: شنبه تا چهارشنبه 7:30 صبح تا19:30 شب پنج شنبه 7:30 صبح تا 15:30 ظهر

عکس ها