Czym jest kariotyp i czym różni się od innych badań genetycznych?
Chromosomy to znajdujące się w każdej komórce organizmu struktury pozwalające na organizację materiału genetycznego. Zestaw chromosomów dziedziczony w momencie zapłodnienia komórki jajowej nosi nazwę kariotypu, który pozostaje niezmienny przez całe życie. Prawidłowy kariotyp człowieka składa się z 46 chromosomów w 23 parach. Chromosomy od 1 do 22 to tzw. autosomy. Przenoszą one informację dotyczącą dziedziczenia cech somatycznych, niezwiązanych z płcią, takich jak wzrost lub kolor oczu, kształt uszu, proporcje ciała.
Wszystkie gatunki mają różnice w budowie i liczbie chromosomów. Dobrym przykładem są szympansy – bliscy krewni człowieka – u których występuje 48, a nie 46 chromosomów.
Ostatnia para chromosomów to tzw. allosomy lub heterosomy, które determinują płeć biologiczną. Oznacza się je jako XX dla płci żeńskiej oraz XY dla płci męskiej. Badanie, które pozwala ocenić chromosomy pod względem ich liczby i struktury, nosi nazwę badania cytogenetycznego.
Zasadniczo u każdej osoby występuje wyłącznie jeden zestaw genów (jeden kariotyp). Możliwe jest jednak wystąpienie tzw. mozaicyzmu genetycznego. Jest to zjawisko, w którym w jednym organizmie występują dwie linie genetyczne o odmiennych kariotypach. Jest to forma aberracji genetycznej, która może skutkować zaburzonym rozwojem.
Taki test w podstawowej wersji jest ograniczony limitem rozdzielczości prążków chromosomów i determinowany jakością wykorzystywanego sprzętu. W praktyce oznacza to, że badanie cytogenetyczne nie jest w stanie wykryć bardzo małych zmian, np. mikrodelecji, mikroduplikacji i chorób jednogenowych. Do śledzenia drobnych zmian służy badanie mikromacierzy, tzw. kariotyp molekularny. Pozwala wykryć m.in. ryzyko wad wrodzonych i spektrum autyzmu.
Jeszcze dokładniejszym badaniem od mikromacierzy jest NGS (New Generation Sequencing). Służy ono do identyfikacji chorób jednogenowych, predyspozycji do nowotworów, rzadkich zespołów genetycznych.
Dostępne jest również badanie przesiewowe NIPT (Non-invasive Prenatal Testing). Wykonuje się je w celu wykrycia trisomii płodu oraz niektórych mikrodelecji.
Nieprawidłowy kariotyp człowieka drastycznie ogranicza szansę na urodzenie zdrowego dziecka. Zaburzenia w budowie chromosomów płciowych można porównać do próby przepisania niedoskonałego kodu źródłowego programu na nowy nośnik.
Przeczytaj również:
Trisomia chromosomu X – zespół nadkobiety – jak się objawia, jak leczyć?
Kiedy lekarz zleca badanie kariotypu – wskazania do badania
Badania kariotypu zleca się przede wszystkim w przypadku zaburzeń chromosomalnych. Rekomendacje obejmują przede wszystkim:
dwa lub więcej poronień samoistnych, trudności z zajściem w ciążę, martwe urodzenia (szacuje się, że nawet 6% par, u których występują poronienia, ma zmiany w kariotypie),
przygotowanie do procedury zapłodnienia pozaustrojowego in vitro,
zaburzenia rozwoju płciowego, takie jak zespół Klinefeltera, zespół Turnera.
Również wysokie ryzyko potwierdzone w badaniach przesiewowych, takich jak badanie USG, PAPP-A albo test NIPT, powoduje, że pogłębiona diagnostyka jest uzasadniona. Tego rodzaju badania oceniają jedynie prawdopodobieństwo wystąpienia np. zespołu Downa. Uzyskany materiał komórkowy pozwala na dokładne badanie kariotypu i precyzyjną ocenę struktury i liczby chromosomów, a co za tym idzie, wykrycie aberracji chromosomowych z 99-procentową dokładnością.
Nieco inaczej wyglądają badania prowadzone w ramach hematoonkologii, czyli nowotworów krwi. W tych przypadkach pobiera się materiał zmieniony nowotworowo – zwykle krew obwodową lub szpik kostny. Trudnością w diagnostyce nowotworów krwi jest to, że praktycznie każda zmiana wyróżnia się specyficznymi anomaliami cytogenetycznymi. Najczęściej pojawiają się translokacje (przemieszczenie fragmentów chromosomu), aneuploidie (zmiana liczby chromosomów) albo delecje (utrata fragmentu chromosomu).
Jak przebiega badanie kariotypu i czy trzeba się przygotować?
Badanie kariotypu przebiega w kilku krokach:
Pobranie próbki krwi żylnej od pacjenta (dorosłego).
Hodowla komórek i zatrzymanie ich podziału na etapie metafazy komórki (jedna z faz mejozy, podziału komórkowego), kiedy istnieje duże ryzyko powstania zaburzeń rozwojowych, a chromosomy są najlepiej widoczne.
Badanie chromosomów poprzez ich barwienie lub wykonanie zdjęć pod mikroskopem.
Badanie kariotypu przez genetyka – coraz częściej w tym celu wykorzystuje się genetyczne modele językowe, które analizują „gramatykę” genomu i są w stanie wykryć tysiące zmian automatycznie. Takimi narzędziami są m.in. AlphaGenome lub GeneDx.
W określonych sytuacjach zamiast próbki krwi wykorzystuje się płyn owodniowy, kosmówkę (w trakcie trwającej ciąży oraz po poronieniu samoistnym) lub szpik kostny (w diagnostyce i monitorowaniu zmian hematoonkologicznych).
Czas oczekiwania na wynik badania kariotypu wynosi zwykle od 3 do 6 tygodni. Zależy on od sprzętu i technologii wykorzystywanych w laboratorium. Badanie nie wymaga specjalnego przygotowania.
Przeczytaj również:
Zespół łamliwego chromosomu X
Co może wykazać wynik badania kariotypu człowieka?
Typowe wyniki badania kariotypu to 46,XX dla kobiety oraz 46,XY dla mężczyzny. W badaniach laboratoryjnych nieprawidłowy kariotyp może być oznaczony np. jako 47,XX,+21. Oznacza to obecność trzeciego chromosomu w komórkach osoby płci żeńskiej i jest przyczyną zespołu Downa (tzw. trisomia 21). Inne przykładowe zmiany mogą obejmować:
zespół Edwardsa (trisomia 18),
zespół Patau (trisomia 13),
zespół Klinefeltera (np. 47,XXY).
W przypadku wyniku odbiegającego od normy oraz na etapie oceny kariotypu w planowaniu ciąży istotne staje się poradnictwo genetyczne. Specjalista pomaga ocenić ryzyko przekazania wady genetycznej potomstwu. Lekarz genetyk wspiera także zaplanowanie dalszego postępowania w przypadku potwierdzenia zaburzenia. Ocena ewentualnych wad genetycznych nigdy nie powinna być wykonywana wyłącznie na podstawie samego kariotypu. Możliwa jest sytuacja, kiedy wada na poziomie genetycznym (np. w liczbie chromosomów płciowych) nie zostanie odzwierciedlona w fenotypie i pozostaje ukryta, ale nadal może zostać przekazana potomstwu.
Czego kariotyp nie wykryje i co dalej?
Standardowy kariotyp, rozumiany jako badanie cytogenetyczne, polega na obserwacji chromosomów pod mikroskopem. Oznacza to, że widoczne są jedynie „duże” zmiany, ale już nie mikrodelecje, mikroduplikacje lub niewielkie zmiany strukturalne, które nie wpływają na układ prążków. Co to oznacza w praktyce?
Badanie cytogenetyczne nie pozwoli na wykrycie zmian jednogenowych (np. mukowiscydoza, pląsawica Huntingtona, hemofilia lub stwardnienie guzowate). Nie jest to także sposób, który pozwoliłby na potwierdzenie zespołu DiGeorge’a, Williamsa czy Pradera-Willego. Dlatego w celu pogłębionej diagnostyki lepszym wyborem będą bardziej zaawansowane testy.
Standardowy test NIPT kosztuje od 1500 do 2500 zł. Koszt badania NGS to od 2 do 6 tysięcy złotych. Duża różnica w cenie wynika z możliwości wyboru zakresu badania.
Badanie kariotypu, testy NIPT lub NGS są kluczowym elementem prekoncepcyjnej diagnostyki. Warto je wykonać, niezależnie od tego, czy w przeszłości w rodzinach partnerów pojawiały się choroby genetyczne.
Przeczytaj również:
Perinatolog – czym się zajmuje, kiedy się do niego udać?
Najczęściej zadawane pytania
Czy kariotyp jest badaniem z krwi? Tak, badanie kariotypu jest przeprowadzane z krwi żylnej (krwi obwodowej). W specyficznych sytuacjach test można przeprowadzić również z wykorzystaniem innego materiału, takiego jak płyn owodniowy.
Czy trzeba być na czczo do badania kariotypu? Nie, materiał do badania kariotypu można oddać o dowolnej porze, również po posiłku. Na analizę chromosomów nie wpływają skład posiłku, nawodnienie ani przyjmowane leki.
Ile czeka się na wynik kariotypowania? Czas oczekiwania na wynik badania kariotypu wynosi zwykle kilka tygodni – nawet do kilku miesięcy w przypadku badań w ramach NFZ. Czas oczekiwania zależy od specyfiki działania danego laboratorium.
Czy prawidłowy kariotyp wyklucza choroby genetyczne? Zasadniczo badanie kariotypu nie wyklucza wystąpienia choroby genetycznej, ponieważ wykrywane są jedynie duże zmiany struktury chromosomów. W celu zawężenia progu błędu zamiast zwykłego kariotypowania warto zdecydować się na badania zaawansowane, takie jak NGS lub NIPT. Należy jednak pamiętać, że nie istnieje badanie, które całkowicie wyklucza ryzyko wystąpienia choroby.
Czy po dwóch poronieniach badanie kariotypu jest obowiązkowe? Badania kariotypu nigdy nie są prawnie obowiązkowe. Większość stowarzyszeń medycznych, jak choćby ESHRE, zdecydowanie rekomenduje taką diagnostykę w przypadku minimum dwukrotnego poronienia w przeszłości.
Czy NIPT zastępuje kariotyp? Nie, ponieważ NIPT jest badaniem przesiewowym, a kariotyp – badaniem diagnostycznym. Pierwszy typ określa stopień ryzyka wystąpienia danej choroby, a drugi ją potwierdza lub wyklucza.
Czy oboje partnerzy muszą się zbadać na kariotyp? Nieprawidłowości w budowie lub strukturze chromosomów mogą wystąpić u osób obojga płci. Dlatego tak ważne jest, aby badanie kariotypu zostało przeprowadzone zarówno u kobiety, jak i u mężczyzny.
