目的探讨光学基因组图谱（OGM）技术在检测隐匿性染色体相互易位方面的效能和价值。
方法在复旦大学附属妇产科医院招募4对染色体核型正常但有流产史或育有受累患儿的夫妇，且流产组织或受影响子代的血液样本通过染色体微阵列分析或拷贝数变异测序检测均提示小片段的不平衡易位。对4对夫妇进行荧光原位杂交（FISH）检测，对FISH检测阳性者进一步进行OGM检测。
结果对4对染色体核型正常的夫妇进行FISH检测显示，夫妇1~4中的一方携带隐匿性染色体相互易位；OGM检测结果同样显示，夫妇1~4中的此方携带隐匿性染色体相互易位，与FISH检测结果一致。通过OGM检测在4个阳性样本中确定了断点区域，夫妇1女方样本中1号染色体长臂和3号染色体短臂间存在1个相互易位，夫妇2女方样本17号染色体及20号染色体长臂间存在1个相互易位，夫妇3男方样本中20号染色体短臂和21号染色体长臂间存在1个相互易位，夫妇4男方样本9号染色体长臂和17号染色体长臂间存在1个相互易位；并且，分析出6个断点区域映射基因。
结论FISH和OGM均可检出隐匿性染色体相互易位，但OGM可以更精确地定位异常染色体和断裂位点，分析断点区域映射基因，且无需设计特定的探针。OGM技术在检测隐匿性染色体相互易位方面具有较好的临床应用价值。
1. 染色体相互易位与临床检测技术：染色体结构变异被定义为涉及DNA片段>1 kb的基因组结构改变。虽然大多数相互易位携带者并无明显的临床表型，但当易位影响基因表达时可能导致异常表型。易位携带者由于减数分裂期间染色体重组产生不平衡的配子，导致流产或分娩染色体不平衡新生儿的风险大大增加 ［ 21 ］ 。此外，当染色体断点位于对卵巢功能至关重要的X染色体区域时，X染色体-常染色体易位与性腺功能障碍和卵巢早衰有关。
准确确定相互易位断点对于揭示疾病的遗传原因非常重要。隐匿性染色体相互易位是一种易位片段染色体区带接近，或易位片段大小低于染色体核型分析技术分辨率的染色体平衡易位类型。G显带是检测非整倍体和大片段染色体重排的“金标准”技术，但受到细胞培养和分辨率有限的限制，G显带的分辨率为5~10 Mb。FISH的分辨率在100~200 kb的范围内，但FISH检测需要已知的变异区域和特定的探针，并且FISH检测不能获得断点信息，也无法检测探针以外的其他染色体异常 ［ 22 ］ 。尽管CMA技术具有更高的分辨率，但不能检测出BCR，如平衡易位、倒位。
本研究旨在探讨OGM检测是否可以作为临床上检测隐匿性染色体重排特别是隐匿性染色体相互易位的通用诊断工具。本研究结果提示，FISH和OGM技术均可检出隐匿性染色体相互易位，但，OGM技术具有能够定位最小断点区域、分析断点区域映射基因以及无需设计特定探针等优势。此外，本研究发现，在OGM检测提示的易位断点涉及的6个基因中（ 表1 ），GNAS基因与女性不孕症有关 ［ 23 ］ 。
2. OGM在临床染色体结构检测方面的益处：虽然FISH可以根据受累子代的CMA结果检测出隐匿性BCR，但OGM更有助于简化检测过程。有研究表明，OGM能够识别几乎所有类型的染色体异常，包括非整倍体、不平衡性染色体重排、BCR（如倒位和易位）、重复元件和复杂的染色体重排等 ［ 24 ］ 。OGM相比长读长测序，可更有效地检出结构重排，如重复、缺失、易位和倒位，以及复杂区域，如着丝粒、核仁组织区和转座元件 ［ 25 ］ 。目前，OGM已用于揭示肿瘤的致病的染色体结构变异，如遗传性乳腺癌和多发性骨髓瘤，以及核苷酸重复或缺失疾病，如杜氏肌营养不良症和面肩肱骨肌营养不良症 ［ 26 ］ 。
OGM在临床基因组结构检测方面的优势包括：（1）可实现超长分子读数成像（高达2 Mb），具有检测500 bp到数Mb大小的结构重排的能力 ［ 27 ］ 。（2）OGM的另一个核心优势是可检测复杂的结构变异。OGM能在22q11缺失综合征 ［ 28 ］ 和动态突变疾病（如肌强直性营养不良）患者中研究低拷贝重复（LCR）区域 ［ 29 ］ 。（3）OGM系统具有用户友好的交互界面和高度的自动化，并提供现成的软件解决方案。
3. OGM的临床应用潜力：目前，OGM在检测近着丝粒（peri-centromeric）的平衡易位方面受到限制，因为这些区域缺少荧光标记 ［ 30 ］ 。即使在采用不同方法学的研究中，OGM仍存在可预测异常但未能识别接头的情况，这可能是由于高度复杂的结构变异或低水平的嵌合现象。此外，旨在识别更复杂结构变异和注释变异的生物信息学工具，例如通过多重比对进行的光学图谱技术仍在开发中 ［ 31 ］ 。OGM的分辨率主要取决于整个基因组中荧光标记的间距（高达约15个标记/100 kb），以及成像仪器的像素分辨率。目前，OGM技术能够检测≥500 bp的插入、≥500 bp的缺失或重复、≥30 kb的倒位和≥500 bp的动态突变疾病。算法的研发可进一步提高OGM技术的分辨率，更高分辨率的OGM技术将可以检测较小的、常规技术无法检测到的结构重排，以作为临床检测技术的补充。
本研究分析了4对夫妇的临床样本（包括子代和亲代的），其传统染色体核型分析结果均显示正常。FISH检测发现夫妇1~4中的一方携带了隐匿性染色体相互易位；OGM检测结果证实了夫妇1~4中的此方存在隐匿性染色体相互易位，与FISH检测结果一致，且OGM提供了可视化的断点区域并分析出了断点区域涉及的基因。OGM具有检出BCR，尤其是检出隐匿性染色体相互易位的能力，有助于遗传性疾病的诊断及预防出生缺陷的发生；但目前OGM在染色体端粒区、着丝粒区及异染色质区的检测仍存在不足，且其检测成本也相对较高，未来随着人类参考基因组图谱的不断完善及检测成本的持续降低，有望在隐匿性染色体相互易位患者的疾病诊断与预防中发挥重要作用。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
