谈谈“FISH”在产前诊断中的现状

国家卫健委发布提升产前诊断能力、出生缺陷防治能力提升计划，该计划主要围绕婚前、孕前、孕期、新生儿和儿童各阶段，聚焦提升出生缺陷防治服务能力，促进出生缺陷防治工作高质量发展，预防和控制严重出生缺陷发生。其重点任务为规范产前筛查和产前诊断，落实产前筛查和产前诊断技术标准、规范和指南，规范新技术临床应用，加强产前筛查随访服务，提升筛查高风险孕妇产前诊断率，规范遗传咨询。

提到产前诊断相关技术，产前诊断技术项目包括遗传咨询、医学影像、生化免疫、细胞遗传和分子遗传等，比如产前筛查技术手段有血清学筛查、NIPT（无创产前筛查技术）、NIPT PLUS技术等；其中血清学筛查有着其固定的局限性，如孕周不准确、孕期筛查时限控制不严、取血开单称重不一致等等。

而产前诊断技术目前现存几种主流的技术，分别为核型分析、荧光原位杂交技术（FISH）以及染色体微阵列分析（CMA）技术等。

染色体微阵列分析技术，又称“分子核型分析”，是一种高分辨率的全基因组染色体变异检测技术，主要包括基于微阵列的比较基因组杂交(aCGH)和单核苷酸多态性微阵列(SNP array)，能够在基因组水平进行扫描，对非整倍体和不平衡性染色体重排的检出效率与传统核型方法相同，且能发现额外的有临床意义的基因组CNV，可检测染色体不平衡的拷贝数变异，尤其对于检测染色体组微小缺失、重复等不平衡性重排的具有突出优势。aCGH能够检测染色体非整倍体异常和染色体微小微小拷贝数变异，但不能检测单亲二倍体(UPD)、杂合性缺失(LOH)、平衡重排(易位、倒位)、三倍体和低比例嵌合体；SNP array除可检测染色体非整倍体异常和染色体微小拷贝数变异外，还可检测UPD、LOH、三倍体，可靠的检测≥30%的嵌合体及进行血缘关系远近分析。CMA已是成熟应用的高分辨染色体分析技术，然而较高的成本与较低的通量在一定程度上限制了CMA的大规模应用，CMA技术也存在一些问题，表现在CMA检测结果的临床意义判读能力不足等。此外，采用不同的CMA检测平台以及不同分辨率的芯片，对同一胎儿样本，也可能会得出不同的检测结果。

核型分析是对羊水细胞进行培养、制片，然后分析细胞分裂中期染色体，该方法能够全面分析染色体，对于所有染色体数目异常，较明显的易位、倒位，较大的缺失和重复都能检出。目前也是产前诊断的金标准。但该技术具有细胞培养耗时长、技术操作复杂，对人员要求较高且取材时间受限，还有培养失败和制片效果不佳的可能性，尤其对染色体嵌合现象难以做出解释，这是因为中期分裂相的数目较少，往往不能提供足够的细胞来计数。此外，核型分析分辨率为5-10Mb，不能检出5Mb以下的亚显微结构异常。

说及染色体核型分析，那就不得不同时提到荧光原位杂交技术（FISH），几乎染色体核型分析与FISH都是联合使用的，FISH可以在一定程度上去弥补核型分析的缺陷，提高分辨率，也缩短了检测时间，不过虽然FISH检测的结果快速准确，但是无法进行小片段异常等方面的全局分析。但是以目前的开展情况来看，FISH其实对于大家来讲并不陌生，今天我们就来谈谈FISH技术在产前诊断中的一些应用情况。

早在2016年，中华妇产科杂志已发表《荧光原位杂交技术在产前诊断中应用的专家共识》，到了2020年，中华医学遗传学杂志发表了《产前荧光原位杂交技术专家共识》，虽是不同机构，但两份共识内容均从FISH技术在产前诊断中的临床应用指征及标本类型，FISH技术的实验室工作，产前咨询相关问题以及FISH技术在产前诊断中的规范化应用等几个方面进行了详细分析。我们依托于两份共识，下面详细谈谈FISH技术。

荧光原位杂交技术（FISH）是利用荧光素标记的DNA探针与待测样本中的DNA进行杂交，从而反映染色体或者基因的状态信息。FISH技术因其无需进行细胞培养，检测周期短，灵敏性和特异性较高，在临床诊断中广泛普及。

在产前诊断中，FISH技术可以快速地检测出胎儿的常见染色体数目的异常，很大程度上是作为核型分析的进一步精准手段，来弥补核型分析检测周期长与细胞培养可能失败的缺陷。

FISH技术还可以检测一部分微小缺失及复杂易位 ，弥补常规以及高分辨染色体显带技术以及人眼分辨力的局限性，提高分辨精度，扩大检测范围。

FISH 技术的临床应用指征: 

(1) 唐氏综合征血清学产前筛查高风险孕妇， 有常见染色体非整倍体产前诊断要求，无不良孕产史，超声检查未发现异常者。 

(2) 无创性产前基因检测(noninvasive prenatal testing，NIPT)高风险孕妇，需要明确诊断者。 

(3) FISH作为快速产前诊断技术与细胞遗传学技术(染色体核型分析)联合应用，可对所有具备侵入性细胞遗传学产前诊断指征的胎儿进行检测 (参照细胞遗传学产前诊断指征)，有助于尽早获得胎儿常见染色体数目的信息。 

(4) 对于孕周过大、染色体核型分析细胞培养失败或其他原因不能行细胞遗传学产前诊断者，FISH技术可作为补救诊断手段之一，能提供常见染色体非整倍体异常的检测。 

(5)FISH技术与其他分子遗传学诊断技术联合应用，在临床应用其他分子遗传学诊断技术时，可同时采用FISH获得13、18、21、X、Y 等染色体数目的信息。包括:在进行单基因遗传病分子诊断时，同时进行FISH检测有助于排除常见染色体数目异常的情况；在其他分子遗传学诊断技术(如 QF-PCR、BoBs 等)诊断结果不明确时，可采用FISH技术进行验证。 

以上，这也正是因为FISH本身的优势与局限，可以与很多种检测联用，来提升检测的精准性。当然，FISH技术不能完全替代传统的染色体核型分析。

1. 每份FISH结果应由2位阅片人独立阅片，选择各通道信号均清晰可辨、信号强度均一、信号边缘圆润、背景干净、单一无重叠的细胞进行计数。确定整张片子的杂交效率是合格的，即大于75%以上的细胞核是含有相应颜色的信号，否则需要重复实验。

2. 每组探针随机计数50个细胞；如发现1个以上信号异常的细胞，则建议扩大计数至100个细胞，遇到染色体嵌合体时，可扩大50-500个细胞，精确计算染色体嵌合体的比例。

3. 单独判断每种指标，正常的细胞比例大于等于90%，异常细胞的比例小于10%，提示该指标未见异常。

● 患者，女，26岁，于本院规律产检，孕12周唐氏筛查临界风险，孕18周NIPT检测，低风险，孕24周排畸超声提示鼻骨不对称，无其他异常，孕28周超声提示鼻骨不对称，于孕30周行脐血穿刺检查。

● 核型分析和基因芯片结果提示：21三体。

● 患者于孕32周引产，取胎盘、胎儿、脐带等多部位进行FISH检测。

● 胎盘FISH检测示21号染色体嵌合结果：胎儿皮肤组织为纯合21三体，胎盘组织母体面和和胎儿面均存在21三体嵌合。

（A为胎盘母体面；B为胎盘胎儿面；红色信号为21号染色体，箭头示三体细胞）

案例二：

● 性染色体SRY探针（Red） / 性染色体CEPX探针（Green）

结果：46, XX. ish der(X)t(X;Y)(p22.3;p11.3)(SRY+)  

所以该患者最终诊断为染色体核型为女性，但是有SRY易位到X染色体上，性别特征向男性分化，故导致的症状如上描述。

FISH结果异常的验证：若FISH检测结果为染色体非整倍体异常，建议采用其他技术（如QF- PCR或染色体核型分析）进行验证。对绒毛标本异常的诊断应慎重，不能排除存在胎盘局限性嵌合情况时，建议中孕期行羊水细胞染色体核型分析以确认，并告知家属相应的临床意义。

母体细胞污染：实验室应建立相应的安全技术路线及质量控制措施，排除母体细胞污染（maternal cell contamination, MCC)。

羊水细胞离心后，若血细胞比率大于1／2，则该样本应不用于FISH检测；若仍进行FISH检测，并显示为女性（XX）结果，认为该分析结果不可靠。男性胎儿羊水样本检测出现女性细胞的数目大于总计数的10％时，提示羊水样本可能存在母体细胞的污染。在10％左右羊水过少的孕妇中，羊水样本可能被大量母体细胞污染，造成FISH结果不准确。对怀疑存在MCC的标本，建议在诊断实验的同时进行MCC鉴定（如采用QF-PCR）。若无法排除MCC，则应在报告中予以说明，并通知临床医师，向被检者详细说明情况，并记录在病历系统中。

在产前诊断的这个范畴内，产前诊断实验室建议至少采用一种其他方法（如核型分析、QF- PCR、BoBs）进行验证后，再发放FISH快速产前诊断报告，报告内容按照人类细胞遗传学命名国际体系（ISCN，2016）进行描述。

产前诊断对于缓解患者的焦虑非常重要，纵然有很多关于产前诊断的技术，最重要的还是诊断医师对患者的遗传咨询，医师应了解孕妇的个人史、既往史、孕产史、遗传病家族史、FISH产前诊断指征等，帮助孕妇正确理解胎儿可能罹患染色体病的风险、染色体病的临床表现，FISH检测染色体非整倍体异常的利弊等，帮助孕妇及家属在充分知情后选择检测项目，并签署知情同意书；医师应在取样手术前开具必要的术前检查项目，排除孕妇侵入性取材手术的禁忌证。