آزمایش کاریوتایپ و بررسی کروموزوم ها

کاریوتایپ به مجموعه ای از کروموزوم ها که با توجه به تعداد آن ها، شکل، اندازه، موقعیت، الگوی اتصال، هرگونه تفاوت بین و هرگونه ویژگی فیزیکی دیگر منظم شده اند، گفته میشود. معمولاً بزرگترین کروموزوم را به عنوان کروموزوم شماره ۱، کروموزومی که پس از آن از همه بزرگتر است کروموزوم شماره ۲ و غیره در نظر میگیرند.
اگر بخواهیم این ۴۶ کروموزوم را بر حسب شکل و اندازه ظاهری شان دسته بندی کنیم متوجه میشویم که این کروموزوم ها دو تا دو تا از نظر شکل و اندازه شبیه به یکدیگر هستند. حال چنانچه این کروموزوم ها را به ترتیب اندازه (از بزرگترین به سمت کوچکترین) منظم کنیم به شکلی به نام کاریوتایپ دست می یابیم . البته استثنایی در ترتیب قرارگیری وجود دارند: کروموزوم شماره ۲۱ کوچکتر از کروموزوم شماره ۲۲ است ( بزرگترین کروموزوم کروموزوم شماره ۱و کوچک ترین کروموزم، کروموزم شماره ۲۱ است. )

کاریوتایپ یک مرد (پس از ظاهر کردن با روش گیمسا)

کاریوتایپ نواری

وضعیت کروموزوم های یک فرد و تغییرات احتمالی عددی و یا ساختاری در آن با انجام آزمایش کاریوتایپ مشخص میشود. آزمایش کاریوتایپ روی نمونه های خون به صورت معمولی (نواری) و با تفکیک پذیری بالا انجام میگیرد. کاریوتایپ به زبان ساده تصویری است که از کروموزوم های یک فرد گرفته میشود. برای انجام آزمایش کاریوتایپ ابتدا سلول های خون در محیطی سرشار از مواد غذایی و ویتامین های لازم و در حضور مواد تحریک کننده رشد سلولی تکثیر میشوند. سپس سلولها در مرحله ای از چرخه سلولی که در آن کروموزوم ها قابل تشخیص باشند متوقف میشوند. در مرحله بعدی کروموزوم ها رنگ آمیزی و به دقت زیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار میگیرند. در انجام این آزمایش از نرم افزار کاریوتایپ هوشمند بهره گرفته میشود. قدرت تفکیک آزمایش کاریوتایپ به قدرت تفکیک میکروسکوپ نوری محدود است. با این قدرت تفکیک بسیاری از اختلالات عددی و ساختاری کروموزومی شناسایی میشوند.

چه کسانی کاندید انجام آزمایش کاریوتایپ هستند؟

1.    زمانی که در خانواده و نزدیکان افرادی با کم توانی ذهنی وجود دارند.
2.    سابقه نازایی، مرده زایی و یا سقط های مکرر در خانواده وجود داشته باشد.
3.    در مواردی هنگامیکه فردی با مشکلاتی چون کوتاهی یا بلندی قد، دست و پاهای بزرگتر و یا کوتاهتر از حد طبیعی، صورت غیر معمول و گوش های بزرگ مواجه شده باشد.
4.    اگر دوره قاعدگی نامنظم باشد یا فرد قاعده نشده باشد.
5.    در صورت ابهام جنسی و یا وجود اندامهای تناسلی غیر طبیعی.
6.    وجود فرزندان پیش فعال در خانواده.

این آزمایش با دستور پزشک معالج یا پزشک مشاور انجام میگیرد.

کاریوتایپ جنین

زمانی که یک زن باردار به پزشک مراجعه میکند، آزمایشات غربالگری قبل از زایمان در سه ماهه اول بارداری و سه ماهه دوم بارداری صورت می گیرد تا اختلالات کروموزومی و بیماری های ژنتیکی تشخیص داده شود. اکثر نتیجه های آزمایش وضعیت نرمالی را نشان میدهند و نیازی به آزمایشات دیگر نمیباشد. ولی در صورتی که هر کدام از این آزمایشات نشانه ی بیماری یا مشکلی را نشان دهند، پزشک برای اطمینان، آزمایشات دیگری را برای فرد تجویز کرده تا از وجود یا عدم وجود اختلال و مشکل کروموزومی باخبر شود. پزشک به نمونه ی کوچکی از سلولهای جنین نیاز دارد تا کروموزوم های وی را بررسی کند. چندین راه وجود دارد تا پزشک این نمونه را از جنین بگیرد. این آزمایش با نام کاریوتایپ جنین (بررسی کروموزومی جنین) معروف است.

تفسیرکاریوتایپ

به مطالعه ی کروموزوم های جنین پرداخته تا طبیعی و سالم بودن آنها را بررسی کند. انسان ها ۴۶ کروموزم ( ۲۳جفت کروموزوم ) دارند. فرزندان ۲۳ کروموزوم را از مادر خود و ۲۳ کروموزوم را از پدر خود دریافت می کنند. گاهی اوقات جنین، یک کروموزوم اضافه دارد یا یک کروموزوم کم دارد و یا یک کروموزوم غیرطبیعی دارد. آزمایش کاریوتایپ جنین، بررسی میکند که آیا هر کدام از موارد مذکور برای جنین رخ داده است یا خیر. شایعترین موردی که پزشکان در آزمایش کاریوتایپ بررسی میکنند شامل موارد زیر است:

سندرم داون (تریزومی ۲۱)

در این وضعیت، یک کروموزوم اضافی 21 در سلول وجود دارد. افراد مبتلا چهره مشخصی دارند که فارغ از نژاد و زادگاه مشابه یکدیگرند و این مورد باعث عقب افتادگی ذهنی متوسط تا شدید میشود.

سندرم ادوارد (تریزومی ۱۸)

در این وضعیت، یک کروموزوم اضافی ۱۸ در سلول وجود دارد. در این بیماری نوزادان معمولا مشکلات جسمی و تکاملی متعدد داشته و اکثر موارد این بیماری منجر به سقط میشود.

سندرم پاتو (تریزومی ۱۳)

در این وضعیت، یک کروموزوم اضافی 13 در سلول وجود دارد. این مشکل باعث بروز اختلالات و ناهنجار یهای شدید قلبی و نقص شدید مغزی میشود. اکثر موارد این بیماری منجر به سقط میشود و نوزاد متولد نمیشود.

سندرم کلاین فلتر

این مشکل زمانی رخ میدهد که نوزاد پسر یک کروموزوم X اضافه تر داشته باشد ( XXY ) در این سندروم فرد ظاهر یونوکوئید (Eunuchoid )، خواجگی دارد و معمولا نابارور میشوند.

سندرم ترنر

در این سندرم نوزاد دختر یک کروموزوم X آسیب دیده دارد یا یک کروموزوم X ندارد. این مورد به مشکلات قلبی، مشکلات گردنی و کوتاهی قد منجر میشود. هرچند اکثریت جنین های مبتلا سقط میشوند اما آنهایی که متولد می شوند معمولا فارغ از بارداری زندگی طبیعی دارند.

دستورالعمل کشت خون محیطی

آماده کردن محیط کشت
80cc A McCoy 5 یا RPMI 1640 یا Ham’ s F10 محیط کشت
20cc BS یا FBS سرم
1cc10,000u / ml and 10mg / ml( پنی سیلین / استرپتومایسین)
2cc PHA ( فیتوهماگلوتینین)
  1cc  200 ro Mm 29.2 mg / ml(ال –گلوتامین)
PH نهائی محیط کشت بایستی کمی قلیایی یعنی بین 7.4-7.6 باشد.

روش کشت خون

1-به هر لوله استریل، شامل 5 میلی لیتر محیط کشت، مقدار مناسب خون اضافه می کنیم، و برای هر بیمار دو لوله  متفاوت از نظر محیط کشت پایه به کار میبریم. 2- به آرامی محتویات هر لوله کشت را مخلوط کنید. کشت ها را به مدت 72 ساعت (3 روز) در حرارت 37 درجه سانتیگراد، در یک حالت مایل، در اتو انکوبه کنید. 3- پس از سه روز (68 الی 72 ساعت پس از شروع کشت) هاروست نمائید. 4- دربعضی اوقات، مثل مواردی که لنفوسیت ها فعال هستند مثلا نوزادان می توان پس از دو روز کشت را هاروست نمود (معمولا PHA  به کار نمی رود) معمولاهستند،  درمواردی که چرخه سلولی کند است، مثل بیماران مبتلا به کم خونی فانکونی، می توان کشت را 4 روزه هاروست نمود. تصویر زیر مراحل مختلف کشت کروموزومی نشان داده شده است.

پذیرش و آماده کردن نمونه

خون فراوان ترین نمونه بافتی برای بسیاری از موارد بالینی، جهت تشخیص های سیتوژنتیکی می باشد. خون محیطی از بیماران در تمام سنین آسان بدست می آید. نمونه خون محیطی با یک سرنگ هپارینه 2-5ml ازبیمار گرفته میشود. جهت تحریک نمودن سلول های خون، به انجام میتوزهای متوالی، میتوانیم از برخی لکتین ها وفاکتورهای پروتئینی و ویروسی دیگراستفاده کرد، که به آ نها  mitogens می گویند، مثل Phytohemagglu Concanavalin A ، Pokeweed mitogen، tinin (PHA) ، Barr - Epstein (EBV). که فقط T-Cell ها را تحریک می کند.

هزینه آزمایش کاریوتایپ

پزشک بر اساس اینکه مادر در ماه چندم بارداری است و با توجه به خطرات آزمایش، بهترین نوع کاریوتایپ که برای فرد مناسب است را پیشنهاد میدهد (آزمایش کاریوتایپ در برخی از هفته های مشخص بارداری می تواند انجام گیرد)

موارد قابل استفاده از آزمایش کاریوتایپ

سلول های نمونه گرفته شده در زیر میکروسکوپ بررسی میشود تا هر گونه اختلال بالقوه ای تشخیص داده شود. این اختلالات شامل موارد زیر می باشند:

•    کروموزوم اضافی
•    کمبود کروموزوم
•    نبودن بخشی از کروموزوم
•    وجود بخش اضافه در کروموزوم
•    جدا شدن بخشی از یک کروموزوم و وصل شدن به یک کروموزوم دیگر

متخصصان در آزمایشگاه شکل، سایز و تعداد کروموزوم ها را می سنجند. این اطلاعات برای تشخیص ناهنجاری های ژنتیکی بسیار مهم هستند.

این آزمایش شامل موارد زیر است:

نمونه گیری از پرز های جفتی جنین (CVS) :

پزشکان از یک سوزن بلند استفاده میکنند تا نمونه ی کوچکی از سلول های جنین موجود در پرزهای کوریونی بگیرند. این پرزها در واقع در جفت جنین یافت می شوند. این سلول ها در محیط آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار میگیرند. در صورتی که پزشک تشخیص دهد که نیاز میباشد، مادر میتواند بین هفته ۱۰ تا ۱۳ این آزمایش را انجام دهد. احتمال سقط جنین در زنان مورد آزمایش وجود دارد و این احتمال حدودا ۱ درصد میباشد. بنابراین پزشکان تنها در صورتی که مشکل جدی و مهمی وجود داشته باشد، این آزمایش را انجام میدهند.

آمنیوسنتز :

پزشکان نمونه هایی را از مایع آمنیوتیک میگیرند. در آزمایش آمنیوسنتز مقدار بسیار کمی از مایع آمنیوتیک گرفته میشود. مایع آمنیوتیک در واقع مایعی است که در رحم و در اطراف جنین قرار دارد. این نمونه ها با یک سوزن بلند که وارد رحم میشود، گرفته میشود. نمونه مایع آمنیوتیک جهت مطالعات به محیط آزمایشگاهی فرستاده می شوند. نتیجه این آزمایش همانند آزمایش CVS نشان می دهد که آیا جنین مشکل ژنتیکی دارد یا خیر. همچنین این آزمایش نقص لوله ی عصبی که بر ستون فقرات و مغز جنین تاثیر میگذارد، را تشخیص می دهد. اگر پزشک تشخیص دهد که مادر نیاز به آزمایش آمنیوسنتز دارد، این آزمایش بین هفته ۱۵ و ۲۰ بارداری میتواند انجام گیرد. احتمال سقط در این مورد نیز وجود دارد ولی این احتمال نسبت به آزمایش CVS کمتر است. احتمال سقط جنین در ۱ مورد از 200 مورد وجود دارد.

تفسیر آزمایش کاریوتایپ

زمانی که آزمایشگاه نتیجه را گزارش می دهد، آنها به کروموزوم های جنین نگاهی دقیق انداخته اند. بنابراین نتیجه آزمایش کاملاً قطعی میباشد. به این ترتیب یا جنین مشکل ژنتیکی دارد یا ندارد. این آزمایش با آزمایشات غربالگری اولیه تفاوت دارد که تنها میزان احتمال بیماری را مشخص میکنند. فرد میتواند نتیجه ی آزمایش را به پزشک نشان داده تا از نتیجه ی آن آگاه شود.

تشخیص در جنین

در حال حاضر سریع ترین آزمایش برای تشخیص بیماری در کودکان استفاده از آزمایش نمونه گیری از پرزهای جفتی است که در زمان ۱۱ تا ۱۳ هفتگی بارداری انجام میشود. در این روش پرزهای کوریونی از جفت جنین استخراج شده و مورد آزمایش قرار میگیرد. از سوی دیگر کروموزوم جنین می تواند از طریق تکنیک آمنیوسنتز مورد آزمایش قرار بگیرد. این روش در ۱۶ هفتگی بارداری قابل استفاده است. در این روش مقدار کمی از مایع اطراف جنین در رحم مادر توسط سوزن خارج شده و مشکلات ژنتیکی بررسی می شود. اگرچه روش اول دقت پایین تری دارد، اما امکان انجام آن در سه ماهه اول بارداری باعث برتری می شود. لازم است ذکر شود که آزمایش های نامبرده تنها مشخص میکنند که جنین دارای مواد کروموزوم بیش از حد یا کم تر از حد معمول است، اما مشخص نمیکند که آیا جنین تحت تأثیر مقدار غیرمعمول قرار میگیرد یا خیر، هرچند که معمولاً کودکان با کروموزوم نامتعادل نیاز به مراقبت های پزشکی دارند.