染色体畸变是指体细胞或生殖细胞内的染色体发生数目和结构的畸变。染色体畸变的实质是染色体上基因群的增减或位置的转移，使遗传物质发生了改变，结果导致染色体异常综合征或染色体病。

一、染色体畸变发生的原因(FactorsInducing Chromosome Aberration)

㈠自发畸变(spontaneousaberration)

㈡诱发畸变(inducedaberration)

    化学因素：药品、农药、工业毒物、食品添加剂等；

    物理因素：电离辐射、放射线(χ、α、β、γ)等；

    生物因素：真菌毒素、病毒；

    母亲年龄：母亲生育年龄(＞35岁)，生殖细胞在母体内停留的时间越长，受到各种因素的影响越多，子女患染色体病的机会越大。

    

 

二、染色体数目畸变

染色体数目异常是指以人二倍体为标准，染色体数目整组或整条增加或减少。

㈠整倍体改变(euploid)：染色体数目整组增加或减少。

1.整倍体改变类型

    ⑴三倍体(triploid)：体细胞有3个染色体组(3n＝69)，染色体数目为69。在自发流产的胎儿中约占18％。

    ⑵四倍体(tetraploid)：体细胞有4个染色体组(4n＝92)，染色体数目92；在自发流产的胎儿中约占5％。

    ⑶单倍体(haploid)：在2n基础上减少1个染色体组，n＝23。植物有孤雌生殖，孤雄生殖；动物和人未见。

2.整倍体改变机理

    ⑴双雄受精(dispermy)：1n♂＋1n♂＋1n♀＝3n

    ⑵双雌受精(digyny)：2n♀＋1n♂＝3n

    ⑶核内复制(endoreduplication)：DNA复制了2次，而细胞只分裂了1次，两个子细胞都是四倍体，是肿瘤细胞常见的染色体异常特征之一。

    ⑷核内有丝分裂(endomitosis)：DNA复制了1次，但细胞分裂没有进入后期和末期，细胞内含有4个染色体组，形成了四倍体。

    

㈡非整倍体改变(aneuploidy)：染色体数目增加或减少一条或数条。

1.非整倍体改变类型

    ⑴亚二倍体(hypodiploid)：在2n的基础上，减少了一条或数条染色体。

   单体型(monosomy)：体细胞中染色体数目少了一条，染色体数目为2n－1＝45。

   临床常见的单体型核型：45, XX(XY),-21   45, XX(XY), -22   45, X

   ⑵超二倍体(hyperdiploid)：在2n的基础上，增加了一条或数条染色体。

  在超二倍体的细胞中，某一同源染色体的数目是3条、4条、5条......

  三体型(trisomy)：体细胞中染色体数目多了一条，染色体数目为2n＋1＝47。

  多体型(polysomy)：三体型以上的非整倍性改变，常见于性染色体中。

临床上常见的三体型核型	临床上常见的四体型核型	临床上常见的五体型核型
47，XX(XY)，＋21	48，XXXX	49，XXXXX
47，XX(XY)，＋22	48，XXXY	49，XXXYY
47，XXY	48，XXYY

    ⑶嵌合体(mosaic)：指一个个体内同时存在两种或两种以上核型的细胞系。如46，XX/47，XXY和46，XX/45，X。

    ⑷假二倍体(pseudodiploid)：细胞中染色体的数目异常，有的增加，有的减少，但染色体总数不变，是46条。

2.非整倍体改变机理

    在性细胞成熟过程中或受精卵早期卵裂中，发生了染色体不分离(Chromosomenon-disjunction)或染色体丢失(chromosomelose)。

⑴受精卵在卵裂早期的有丝分裂过程中发生了染色体不分离(non-disjunctionin mitosis)，可产生嵌合体(mosaic)。不分离发生在第一次卵裂，形成具有两个细胞系的嵌合体；不分离发生在第二次卵裂以后，形成具有三个细胞系的嵌合体，不分离发生得越晚，正常二倍体细胞系的比例越大，临床症状也相对较轻。

⑵减数分裂后期Ⅰ发生同源染色体不分离(Non-disjunctionin Meiosis I)，使得一个子细胞得到一对同源染色体(n＋1)，另一个子细胞则未得到该染色体(n－1)，与正常配子受精后，将形成超二倍体或亚二倍体。

⑶减数分裂后期Ⅱ发生姐妹染色单体不分离(Non-disjunctionin MeiosisⅡ)，使得一个子细胞得到两条姐妹染色单体(n＋1)，另一个子细胞则未得到该染色体(n－1)，所形成的配子中1/2为n，1/4为(n＋1)，1/4为(n－1)。

⑷染色体丢失又称染色体后期迟滞(anaphase lap)，是指细胞在有丝分裂中，某一染色体因为行动迟缓或者未与纺锤丝相连，滞留在赤道板上，不能移向两极参与新细胞的组成，造成该条染色体的丢失而形成亚二倍体。染色体丢失也是形成嵌合体的一种方式。

三、染色体结构畸变

    染色体结构畸变首先是染色体发生断裂(breakage)，然后断裂片段重接(rejoin)。断裂片段在原来的位置上重接称愈合(reunion)，断裂片段移动位置与其他片段相接或丢失则引起染色体重排(chromosomalrearrangement)。

㈠染色体结构畸变的描述方法

ISCN制定了结构畸变的染色体核型的描述方法，有简式和详式两种。

1.简式：染色体总数，性染色体组成，重排染色体类型字母或符号(染色体序号)(断点臂号、区号、带号)。

2.详式：染色体总数，性染色体组成，重排染色体类型字母或符号(染色体序号)(重排染色体带的组成)。

㈡染色体结构畸变的类型及其核型

1.缺失(deletion，del)

染色体片段(fragment)丢失，该片段的基因也随之丢失。

    ⑴末端缺失(terminal deletion)：短臂或长臂断裂1次，未发生重接，无着丝粒的片段不能与纺锤丝相连而丢失。

    简式核型：46，XX(XY)，del(1)(q21)

    详式核型：46，XX(XY)，del(1)(pter→q21)

文字描述：1号染色体长臂2区1带以远段丢失，这条染色体由短臂的末端至长臂的2区1带构成。

    ⑵中间缺失(interstitial deletion)：同一臂断裂2次，两断点间的无着丝粒片段丢失，其余的两个断片重接。

简式核型：46，XX(XY)，del(3)(q21q31)

详式核型：46，XX(XY)，del(3)(pter→q21：：q31→qter)

文字描述：3号染色体长臂上的2区1带和3区1带发生断裂和重接，两断点之间的片段丢失。

2.重复(duplication，dup)

一个染色体上某一片段增加了一份或一份以上的现象，使这些片段的基因多了一份或几份。原因是同源染色体之间的不等交换(unequal crossover)或染色单体之间的不等交换以及同源染色体片段的基因重复插入。

3.倒位(inversion，inv)

某一染色体发生两次断裂后，两断点之间的片段旋转180度后重接，造成染色体上基因顺序的重排。

    ⑴臂内倒位(paracentric inversion)：断裂发生在同一臂(短臂或长臂)之内。

    简式核型：46，XX(XY)，inv(1)(p22p34)

    详式核型：46，XX(XY)，inv(1)(pter→p34：：p22→p34：：p22→qter)

文字描述：1号染色体的p22和p34发生断裂，两断点之间的片段倒转后重接，形成一条臂内倒位染色体。

    ⑵臂间倒位(pericentric inversion)：断裂发生在两个臂(短臂和长臂)之间。

    简式核型：46，XX(XY)，inv(2)(p15q21)

    详式核型：46，XX(XY)，inv(2)(pter→p15：：q21→p15：：q21→qter)

文字描述：2号染色体的p15和q21发生断裂，两断点之间的片段倒转后重接，形成一条臂间倒位染色体。

4.易位(translocation，t)

染色体断裂后，断片重接发生在非同源染色体上。

    ⑴相互易位(reciprocal translocation)

两条非同源染色体同时发生断裂，断片交换位置后重接，形成两条衍生染色体(derivationchromosome)。当相互易位不造成染色体片段的增减时，称为平衡易位。

简式核型：46，XX(XY)，t(2；5)(q21；q31)

详式核型：46，XX(XY)，t(2；5)(3pxer→2q21：：5q31→5qter；7pxer→5q31：：2q21→2qter)

文字描述：2号染色体长臂2区1带和5号染色体长臂3区1带发生断裂，两断片交换位置后重接，形成两条衍生染色体。

提示：首先描述的是染色体序号较大的那条染色体，即2号染色体。如果发生相互易位的是性染色体和常染色体，则首先描述性染色体。

    ⑵罗伯逊易位(Robertsonian translocation)

又称着丝粒融合(centricfusion)，当两条近端着丝粒染色体在着丝粒部位发生断裂后，两长臂在着丝粒处接合形成1条新的衍生染色体；两短臂构成1条小染色体因缺乏着丝粒易丢失。由于丢失的小染色体几乎全是异染色质，两条长臂构成的染色体几乎包含了两条染色体的全部基因。罗伯逊易位携带者虽然是45条染色体，但表型一般正常。

简式核型：45，XX(XY)，-14，-21，t(14；21)(q11；p11)

详式核型：45，XX(XY)，-14，-21，t(14；21)(14qter→14q11：：21p11→21qter)

文字描述：14号染色体长臂1区1带(14q 11)和21号染色体短臂1区1带(21p 11)发生断裂，两长臂在着丝粒部位融合，形成的衍生染色体包含了21号染色体的21p11→qter节段和14号染色体14q11→qter节段，两短臂丢失。

    ⑶插入易位(insertional translocation)

两条非同源染色体同时发生断裂，但仅1条染色体的片段插入到另1条染色体的非末端部位。可以是正向插入，也可以是反向插入(旋转180度后插入)。

5.环状染色体(ringchromosome，r)

一条染色体的长、短臂同时发生断裂，含着丝粒的中间片段两断端发生重接，断点以远的片段丢失。

简式核型：46，XX(XY)，r(2)(p21q31)

详式核型：46，XX(XY)，r(2)(：：p21→q31：：)

文字描述：2号染色体的p21和q31发生断裂，断点以远的片段丢失，含着丝粒的中间片段两断端p21与q31相接形成环状染色体。

6.双着丝粒染色体(dicentricchromosome，dic)

两条染色体同时发生一次断裂后，具有着丝粒的片段的两个断端相连接形成，无着丝粒的片段丢失。

简式核型：46，XX(XY)，dic(5；9)(q31；q21)

详式核型：46，XX(XY)，dic(5；9)(7pxer→5q31：：9q21→12pxer)

文字描述：5号染色体的q31和9号染色体的q21发生断裂，两个具有着丝粒的片段断端相互连接，形成了一条具双着丝粒的衍生染色体。

7.等臂染色体(isochromosome，I)

一条染色体的两个臂在形态和结构上完全相同。由于着丝粒横裂导致长臂和短臂各自形成一条具有两个长臂和一条两个短臂的等臂染色体。

    ⑴具有两个短臂的等臂染色体

简式核型：46，X，i(Xp)      详式核型：46，X，i(X)(pter→cen→pter)

文字描述：具有两个短臂的等臂X染色体。

    ⑵具有两个长臂的等臂染色体

简式核型：46，X，i(Xq)      详式核型：46，X，i(X)(qter→cen→qter)

文字描述：具有两个长臂的等臂X染色体。

                           *染色体畸变的生物学效应

染色体畸变导致基因的缺失、重复、倒位、易位，扰乱了基因作用之间的平衡。

一、染色体畸变在细胞周期的不同时相有不同特点

染色体型：间期的G1、S期发生畸变；

染色单体型：间期的S、G2期及分裂前期发生畸变。

稳定型染色体畸变：畸变染色体只有1个有活性的着丝粒；

非稳定型染色体畸变：畸变染色体有2个以上有活性的着丝粒的染色体。

二、不同的染色体结构畸变产生不同的生物学效应

㈠缺失(deletion，del)：如果缺失某些显性基因，那么同源染色体对应位置上的隐性等位基因就表现出假显性。

㈡重复(duplication，dup)：重复会导致减数分裂时同源染色体发生不等交换(unequalerossover)，结果产生一条有部分缺失的染色体和一条重复的染色体。

㈢倒位(inversion，inv)：具有倒位染色体的个体称为倒位携带者(inversioncarrier)，外表正常，但在形成生殖细胞时，重排的染色体在减数分裂同源染色体配对时形成倒位环。

如果在倒位环(inversionloop)内发生交换，结果两条是非交换的正常染色体，一条是非倒位的，一条是倒位的，它们能产生完整基因的染色体的配子并能产生存活的后代；另两条是交换的产物，有些基因重复，有些基因缺失。

㈣易位(translocation，t)：相互易位的纯合子在减数分裂时配对正常，细胞可以世代相传。易位杂合体在减数分裂配对时形成四射体，结果可形成18种配子，一种配子是正常的，一种是平衡易位的，其余16种都是不平衡的。与正常配子受精后，形成的合子中，大部分都将形成单体或部分单体、三体或部分三体，导致自然流产(spontaneousabortion)、死胎或畸形儿。

例如母亲是罗伯逊易位携带者，核型为45，XX，-14，-21，+t(14；21)(p11；q11)，在第一次减数分裂中，所涉及的14号、21号以及14/21易位的染色体分离的结果会形成6种不同的配子，14，21；14；21；14/21，21；14/21，14；14/21。在与正常的个体婚配后，形成6种核型的受精卵：①正常的二倍体核型；②21单体型，因少了一条21号染色体(单体型胚胎)而流产；③14单体型，因少了一条14号染色体(可能因14号染色体为中大型染色体，携带基因较多，缺少一条14号染色体后导致较严重的基因组不平衡)而未能形成胚胎；④易位型先天愚型（21-三体）；⑤14三体型，因多了一条14号染色体(可能因14号染色体为中大型染色体，携带基因较多，多一条14号染色体后导致较严重的基因组不平衡)而未能形成胚胎；⑥与母亲核型相同的平衡易位核型。由此可见，母亲是平衡易位携带者(balancedtranslocation carrier)，虽然外表正常，但结婚怀孕后，常有自然流产史、不能形成胚胎或死胎，因此所生子女中，约1/3正常，1/3是平衡易位携带者，1/3易位型先天愚型，患者核型是46，XX(XY)，-14，+t(14；21)(p11；q11)。