第十章 人类染色体

染色体（chromosome）是生物体遗传物质的载体。它由核酸和蛋白质构成，具有储存和传递遗传信息、控制分化和发育的作用。不同生物的染色体数目、形态、大小各具特征。

对人类染色体的研究可追溯到1879年Arnold和1882年Flemming的研究工作。他们首次分析了人类有丝分裂染色体，并陆续报道了对人类染色体数目的不同估计。其后最具影响力的是18世纪20年代Painter的研究工作。他在美国得克萨斯州“精神病院”检查了3位患者的睾丸组织，检查的结果显示染色体数目为46或48条，但在最后报道时，他坚持染色体数目是48条；并且证实在第1次减数分裂时，性染色体组成是XX／XY。在随后的几年中，其他细胞遗传学家发表的所有文章都支持人类有48条染色体的结论。这一结论如此强烈地铭刻在研究者的脑海里，以至于在30年代后期，用低渗技术首次计数染色体时，仍然认为是48条染色体。直到1956年美籍华裔学者蒋有兴（Tjio）和瑞典的细胞遗传学家Leven才首先确定了人类体细胞染色体的数目是46条而不是48条。但首先观察到46条染色体数目的却是美籍华裔学者徐道觉。当时徐道觉在得克萨斯州大学取得博士学位后，鉴于处境只得放弃自己从事多年的分类学和果蝇遗传学研究，到得克萨斯州大学的Pomerat实验室从事培养中的人和哺乳类细胞的核现象研究。当他试图观察细胞的染色体时，发现它们挤在一起，如同在组织切片中一样，是没有指望“突破”这一难关的。但就在那时“奇迹”出现了。在一些治疗性流产的胚胎组织培养标本中，他照常用平衡盐溶液冲洗细胞，竟在标本中看到了铺展很好的染色体。由此徐道觉确认了正确的人染色体数目（1952）。将组织培养和低渗预处理技术运用到染色体标本制备中成为脊椎动物细胞遗传学得以发展的一个重要转折，在染色体研究中是不可缺少的一个重要环节。可是非常遗憾的是，徐道觉并没有发表自己的研究成果！也许是面对众多的权威不敢发布，也许是认为条件未成熟不肯轻易发布。总之，他最终没有发布。这对整个科学界来说，无疑是一个不小的损失，而对他个人来说，实在是一个一生的莫大遗憾。后来，一位科学家在评述此事时说：“这好比是一位足球运动员，已经把球带到了必进的12码区，可是他没有起脚，因而失去了临门一脚获得成功的惊喜。”

人类体细胞染色体数目的确定奠定了临床细胞遗传学的基础，随着染色体实验技术的不断改进和发展，染色体分析技术很快被应用于临床。Lejeune于1959年发现Down综合征为21三体；Jacobs和Strong发现Turner综合征的核型是45，X；Ford等证实Klinefelter综合征核型为47，XXY。1960年，Patau等与Edwards等描述了2个染色体的三体型：13三体和18三体；Nowell和Hungerford发现了慢性粒细胞白血病患者的Ph小体。20世纪70年代相继出现了多种染色体显带技术，提高了染色体分析的精确性。迄今已正式命名的染色体异常综合征有百余种，发现各种染色体异常5 000余种。另外，在恶性肿瘤中观察到百余种染色体异常。20世纪80年代末分子生物学迅速发展，并与细胞遗传学汇合在一起，产生了另一个新领域，即分子细胞遗传学。目前，这一新学科正在从基因水平上揭示各种遗传病及肿瘤发生的本质。