科普基因檢測的重要性！附1~15號染色體異常相關(guān)病癥一覽

人類通常在每個細(xì)胞中有46條染色體，分為23對。1號染色體的兩個拷貝，一個從每個親本遺傳的拷貝，形成一對。1號染色體是最大的人類染色體，跨越大約2.49億個DNA構(gòu)建塊(堿基對)，占細(xì)胞總DNA的約8%。識別每條染色體上的基因是遺傳研究的一個活躍領(lǐng)域。由于研究人員使用不同的方法來預(yù)測每條染色體上的基因數(shù)量，因此估計(jì)的基因數(shù)量會有所不同。1號染色體可能包含2,000到2,100個基因，這些基因提供制造蛋白質(zhì)的說明。這些蛋白質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮著各種不同的作用。

1號染色體異常會引起哪些相關(guān)病癥

1、1p36缺失綜合征：

是由1號染色體短(p)臂特定區(qū)域的遺傳物質(zhì)缺失引起的。這種疾病的癥狀和體征包括智力殘疾，獨(dú)特的面部特征和幾種身體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)異常。，可能與該地區(qū)多個基因的喪失有關(guān)。刪除的大小因受影響的個體而異。

2、1q21.1微缺失：

是染色體變化，其中在每個細(xì)胞中缺失1號染色體的一小段長(q)臂。最常見的是，受影響的個體在q21.1區(qū)域缺失大約135萬個DNA構(gòu)建模塊(堿基對)，也寫為1.35兆堿基(Mb)。但是，刪除區(qū)域的確切大小會有所不同。來自該區(qū)域的多個基因的丟失可能導(dǎo)致與1q21.1微缺失相關(guān)的各種體征和癥狀。相關(guān)特征可包括延遲發(fā)育，智力殘疾，身體異常以及神經(jīng)和精神問題; 然而，一些1q21.1微缺失的個體沒有明顯的體征或癥狀。

3、1q21.1微復(fù)制：

是在每個細(xì)胞中1號染色體的兩個拷貝之一的位置q21.1處的復(fù)制(復(fù)制)遺傳物質(zhì)區(qū)段。一些具有1q21.1微復(fù)制的人具有發(fā)育遲緩，智力殘疾或自閉癥譜系障礙的特征，其特征在于溝通和社交技能受損。受影響的個體也可能患有精神疾病，例如精神分裂癥，心臟畸形或其他神經(jīng)或身體特征。其他具有1q21.1微復(fù)制的個體沒有確定的身體，智力或行為問題。

1q21.1微復(fù)制通常涉及在1q21.1微缺失中缺失的約135萬堿基對的相同區(qū)段(如上所述)。在其他情況下，個體在1號染色體的q21.1區(qū)域內(nèi)具有更短或更長的重復(fù)區(qū)段。重復(fù)區(qū)段中的基因的額外拷貝可能導(dǎo)致在具有1q21.1微復(fù)制的一些個體中發(fā)生的體征和癥狀; 研究人員正在努力確定涉及哪些特定基因以及它們與這些特征的關(guān)系。由于一些具有1q21.1微復(fù)制的人沒有明顯的病癥特征，因此認(rèn)為其他遺傳或環(huán)境因素與癥狀和體征的發(fā)展有關(guān)。

4、神經(jīng)母細(xì)胞瘤：

1p36區(qū)域內(nèi)的缺失也與另一種稱為神經(jīng)母細(xì)胞瘤的病癥有關(guān)。神經(jīng)母細(xì)胞瘤是一種由未成熟神經(jīng)細(xì)胞(成神經(jīng)細(xì)胞)組成的癌性腫瘤。這些缺失是體細(xì)胞突變，這意味著它們在人的一生中發(fā)生，并且僅存在于癌變的細(xì)胞中。大約25%的神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者缺失1p36.1-1p36.3，這與更嚴(yán)重的神經(jīng)母細(xì)胞瘤有關(guān)。研究人員認(rèn)為，缺失區(qū)域可能含有一種基因，可以阻止細(xì)胞生長和分裂太快或以不受控制的方式分裂，稱為腫瘤抑制基因。當(dāng)腫瘤抑制基因被刪除時，可能發(fā)生癌癥。研究人員在1號染色體缺失區(qū)域發(fā)現(xiàn)了幾種可能的腫瘤抑制基因。

5、血小板減少癥-缺乏橈骨綜合征：

1號染色體的1q21.1區(qū)域的缺失涉及大多數(shù)血小板減少癥 - 缺失半徑(TAR)綜合征。TAR綜合征的特征在于每個前臂中沒有稱為橈骨的骨骼，并且血細(xì)胞(血小板)中涉及的血細(xì)胞短缺(缺乏)。

參與TAR綜合征的1號染色體中的缺失從染色體的長(q)臂消除了至少200,000個DNA構(gòu)建塊(200千堿基，或200kb)，包括稱為RBM8A的基因。大多數(shù)患有TAR綜合征的人在1號染色體的一個拷貝中具有缺失，其刪除了RBM8A基因的一個拷貝，并且每個細(xì)胞中RBM8A基因的另一個拷貝中的突變。所述RBM8A基因提供了用于制備一種稱為RNA結(jié)合基序蛋白8A蛋白的指令。據(jù)信該蛋白質(zhì)涉及許多涉及其他蛋白質(zhì)產(chǎn)生的重要細(xì)胞功能。

導(dǎo)致TAR綜合征的RBM8A基因突變降低了細(xì)胞中RNA結(jié)合基序蛋白8A的量。1號染色體上的缺失消除了每個細(xì)胞中RBM8A基因的一個拷貝和從其產(chǎn)生的RNA結(jié)合基序蛋白8A。RNA結(jié)合基序蛋白8A的總量減少被認(rèn)為在某些組織的發(fā)育中引起問題，但是不知道它如何引起TAR綜合征的特定體征和癥狀。沒有報(bào)道個體在1號染色體的兩個拷貝上都有缺失的病例，其中包括兩個拷貝的RBM8A基因; 研究表明，RNA結(jié)合基序蛋白8A的完全喪失與生命不相容。

研究人員有時將與TAR綜合征相關(guān)的1號染色體中的缺失稱為200-kb缺失，以區(qū)別于另一種稱為1q21.1微缺失的染色體異常(如上所述)。具有1q21.1微缺失的人在發(fā)生200-kb缺失的區(qū)域附近的1號染色體q21.1區(qū)域中缺失不同的較大的DNA區(qū)段。與1q21.1微缺失相關(guān)的染色體變化通常稱為復(fù)發(fā)遠(yuǎn)端1.35-Mb缺失。

1號染色體結(jié)構(gòu)的變化與其他形式的癌癥和與癌癥相關(guān)的病癥有關(guān)。這些變化通常是體細(xì)胞的，這意味著它們是在人的一生中獲得的，并且僅存在于腫瘤細(xì)胞中。

已經(jīng)在腦和腎的腫瘤中鑒定了染色體的短(p)臂中的缺失。在一種稱為骨髓增生異常綜合征的疾病中報(bào)道了染色體長(q)臂的重復(fù)，這是一種血液和骨髓疾病?；加羞@種疾病的人的紅細(xì)胞數(shù)量較少(貧血)并且患白血病的風(fēng)險(xiǎn)增加。

6、其他癌癥：

1號染色體結(jié)構(gòu)的變化與其他形式的癌癥和與癌癥相關(guān)的病癥有關(guān)。這些變化通常是體細(xì)胞的，這意味著它們是在人的一生中獲得的，并且僅存在于腫瘤細(xì)胞中。

已經(jīng)在腦和腎的腫瘤中鑒定了染色體的短(p)臂中的缺失。在一種稱為骨髓增生異常綜合征的疾病中報(bào)道了染色體長(q)臂的重復(fù)，這是一種血液和骨髓疾病。患有這種疾病的人的紅細(xì)胞數(shù)量較少(貧血)并且患白血病的風(fēng)險(xiǎn)增加。

7、其他染色體病癥：

1號染色體的數(shù)量或結(jié)構(gòu)的其他變化可以具有多種效果，包括延遲生長和發(fā)育，獨(dú)特的面部特征，出生缺陷和其他健康問題。1號染色體的變化可能包括每個細(xì)胞中染色體的短(p)或長(q)臂的額外片段(部分三體性1p或1q)，每個細(xì)胞中染色體短臂或長臂的缺失片段(部分單體1p或1q)，或稱為環(huán)1號染色體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)染色體在兩個位置斷裂并且染色體臂的末端融合在一起形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)時，出現(xiàn)環(huán)狀染色體。

人類通常在每個細(xì)胞中有46條染色體，分為23對。2號染色體的兩個拷貝，一個從每個親本遺傳的拷貝，形成一對。染色體2是第二大人類染色體，跨越大約2.43億個DNA構(gòu)建塊(堿基對)，幾乎占細(xì)胞總DNA的8%。識別每條染色體上的基因是遺傳研究的一個活躍領(lǐng)域。由于研究人員使用不同的方法來預(yù)測每條染色體上的基因數(shù)量，因此估計(jì)的基因數(shù)量會有所不同。染色體2可能包含1,200至1,300個基因，這些基因提供制造蛋白質(zhì)的說明。這些蛋白質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮著各種不同的作用。

2號染色體異常會有哪些相關(guān)疾病

1、2q37缺失綜合征

2q37缺失綜合征是由染色體2的長(q)臂末端附近的遺傳物質(zhì)的缺失引起的，位于指定為2q37的位置。這種情況的癥狀和體征差異很大，但受影響的個體通常有智力殘疾，行為問題，肥胖和骨骼異常，通常包括異常短的手指和腳趾(brachydactyly)。

研究人員正在努力確定所有導(dǎo)致2q37缺失綜合征特征的基因。雖然刪除的大小因受影響的個體而異，但它總是包含一種稱為HDAC4的基因。該基因的缺失被認(rèn)為是2q37缺失綜合征的許多特征，例如智力殘疾，行為問題和骨骼異常。研究人員正在研究2q37上其他基因在這種疾病中的作用。

2、癌癥

已經(jīng)在幾種類型的癌癥中鑒定出染色體2的變化。這些遺傳變化是體細(xì)胞的，這意味著它們是在一個人的一生中獲得的，并且僅存在于引起癌癥的細(xì)胞中。例如，染色體2和3之間的遺傳物質(zhì)的重排(易位)與源自骨髓(骨髓惡性腫瘤)的某種類型的血細(xì)胞的癌癥相關(guān)。

在骨髓增生異常綜合征中發(fā)現(xiàn)了2號三體，其中細(xì)胞具有3個拷貝的染色體2而不是通常的2個拷貝。這種疾病影響血液和骨髓。骨髓增生異常綜合征患者的紅細(xì)胞數(shù)量較少(貧血)，并且發(fā)生一種稱為急性髓性白血病的血癌的風(fēng)險(xiǎn)增加。

3、MBD5相關(guān)的神經(jīng)發(fā)育障礙

在q23.1位置的一小段染色體2的丟失(缺失)或獲得(復(fù)制)可引起MBD5相關(guān)的神經(jīng)發(fā)育障礙(MAND)。MAND是一種從出生開始影響神經(jīng)和身體發(fā)育的疾病。受影響的個體通常具有智力殘疾，發(fā)育遲緩，言語受損，睡眠問題，獨(dú)特的面部特征以及輕微的手足異常。大多數(shù)患有MAND的人也有類似于自閉癥譜系障礙的行為問題，這是影響交流和社交互動的發(fā)展條件。

可引起MAND的染色體變化稱為2q23.1微缺失或2q23.1微復(fù)制。刪除或重復(fù)的片段大小不一，但總是包含MBD5基因，并且通常包含其他基因。MAND的大多數(shù)特征是由于MBD5基因的一個拷貝的丟失或獲得。所述MBD5基因提供了用于調(diào)節(jié)可能的基因的活性(表達(dá))，控制生產(chǎn)中涉及的神經(jīng)功能，例如學(xué)習(xí)，記憶，行為和蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的指令。

導(dǎo)致MAND的染色體2缺失或重復(fù)導(dǎo)致MBD5蛋白的異常量。刪除會阻止MBD5的一個副本每個細(xì)胞中的基因產(chǎn)生任何功能性蛋白質(zhì)，從而減少細(xì)胞中這種蛋白質(zhì)的總量。重復(fù)導(dǎo)致MBD5蛋白量的增加。MBD5蛋白水平的任何變化都可能損害其對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致某些蛋白質(zhì)的不受控制的產(chǎn)生。在神經(jīng)功能中起作用的蛋白質(zhì)受到特別的影響，這有助于解釋為什么MAND影響大腦發(fā)育和行為。MBD5蛋白的增加或減少會破壞通常由該蛋白質(zhì)良好控制的基因表達(dá)，這可能是該基因的重復(fù)和缺失導(dǎo)致相同的體征和癥狀的原因。MAND的骨骼異常和其他非神經(jīng)學(xué)特征的原因尚不清楚。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)2號染色體q臂的遺傳變化引起SATB2相關(guān)綜合征?；加羞@種疾病的人有智力殘疾和嚴(yán)重的言語問題。它們還可能在口腔頂部(腭裂)，牙齒異常或頭部和面部的其他異常(顱面畸形)中具有開口。

4、SATB2相關(guān)綜合征

SATB2相關(guān)綜合征中涉及幾種類型的遺傳變化，所有這些都影響2號染色體上稱為SATB2的基因。一些突變從染色體2的長臂移除遺傳物質(zhì)。這些缺失發(fā)生在指定為2q32和2q33的區(qū)域中，并且缺失的大小在受影響的個體之間變化。它們可能很大，從染色體2中去除了幾個基因，包括SATB2?；蛘咚鼈兛赡芨?，從SATB2基因中去除材料。其他突變，例如那些改變SATB2基因中單個DNA構(gòu)建模塊(核苷酸)的突變，也可以引起SATB2相關(guān)綜合征。

這些遺傳變化破壞了SATB2基因，并被認(rèn)為可以減少由它產(chǎn)生的功能性蛋白質(zhì)的量。SATB2蛋白指導(dǎo)大腦和顱面結(jié)構(gòu)的發(fā)育，并且這種蛋白質(zhì)功能的減少損害了它們的正常發(fā)育，導(dǎo)致該病癥的特征。

SATB2相關(guān)綜合征的體征和癥狀通常是相似的，無論引起它的突變類型如何。然而，一些具有大量缺失的個體具有不常見的病癥特征，例如心臟，生殖器和泌尿道(泌尿生殖道)，皮膚或毛發(fā)的問題。這些特征被認(rèn)為與2號染色體長臂上SATB2附近其他基因的丟失有關(guān)。

5、其他染色體病癥

另一種染色體2異常被稱為環(huán)染色體2.當(dāng)在染色體的兩端發(fā)生斷裂并且斷裂的末端連接在一起形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)時，形成環(huán)狀染色體。具有這種染色體異常的個體通常具有發(fā)育遲緩，小頭大小(小頭畸形)，出生前后生長緩慢，心臟缺陷和獨(dú)特的面部特征。癥狀的嚴(yán)重程度通常取決于環(huán)狀染色體2中含有多少和哪種類型的細(xì)胞。

涉及染色體2的數(shù)量或結(jié)構(gòu)的其他變化包括每個細(xì)胞中的額外部分染色體(部分三體性2)或每個細(xì)胞中染色體的缺失部分(部分單體性2)。這些變化可能對健康和發(fā)育產(chǎn)生各種影響，包括智力障礙，生長緩慢，面部特征，肌張力弱(張力減退)以及手指和腳趾異常。

人類通常在每個細(xì)胞中有46條染色體，分為23對。3號染色體的兩個拷貝，一個從每個親本遺傳的拷貝，形成一對。3號染色體跨越約1.98億個堿基對(DNA的構(gòu)建塊)，占細(xì)胞總DNA的約6.5%。識別每條染色體上的基因是遺傳研究的一個活躍領(lǐng)域。由于研究人員使用不同的方法來預(yù)測每條染色體上的基因數(shù)量，因此估計(jì)的基因數(shù)量會有所不同。3號染色體可能含有1,000到1,100個基因，這些基因提供了制造蛋白質(zhì)的說明。這些蛋白質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮著各種不同的作用。

3號染色體異常會出現(xiàn)的相關(guān)疾病

1、3p缺失綜合征

3p缺失綜合征是一種常常導(dǎo)致智力殘疾，發(fā)育遲緩和異常身體特征的疾病。3p缺失綜合征是由3號染色體的小(p)臂末端的缺失引起的。缺失的大小因受影響的個體而異，從大約150,000個DNA構(gòu)建模塊(堿基對)到1100萬個堿基對，可以包括4到71個已知基因。在一些個體中，缺失涉及染色體末端附近的材料，但不包括尖端(端粒)。

與3p缺失綜合征相關(guān)的體征和癥狀是由3p區(qū)域基因缺失引起的; 然而，很難確定哪些基因會影響特定的特征，因?yàn)椴⒎撬惺苡绊懙膫€體都缺少相同的基因。

2、3q29微缺失綜合征

3q29微缺失綜合征是由每個細(xì)胞中缺失一小塊3號染色體引起的病癥。與刪除相關(guān)的特征變化很大，但可能包括發(fā)育遲緩，智力殘疾，行為和精神疾病以及身體異常。一些具有這種染色體變化的個體具有非常輕微或沒有相關(guān)的體征和癥狀。

大多數(shù)患有3q29微缺失綜合征的人在染色體的長(q)臂上在指定為q29的位置處缺失約160萬堿基對，也寫為1.6兆堿基(Mb)。3q29微復(fù)制綜合征患者(見下文所述)是3號染色體的同一區(qū)域異常復(fù)制(復(fù)制)。該染色體區(qū)段通常被短的，重復(fù)的DNA序列包圍，使其在細(xì)胞分裂期間易于重排。重排可導(dǎo)致3q29缺失或額外的DNA拷貝。

在具有3q29微缺失綜合征的人中最常刪除的片段包括約20個基因。其中一些基因被認(rèn)為與大腦發(fā)育有關(guān)。然而，尚不清楚哪些特異性基因在異常缺失時與3q29微缺失綜合征的體征和癥狀有關(guān)。目前還不清楚為什么一些在3q29刪除的人沒有相關(guān)的健康問題。3q29區(qū)域外的遺傳變化可能會影響這種情況的特征。

3、3q29微重復(fù)綜合征

3q29微重復(fù)綜合征是由每個細(xì)胞中一小塊3號染色體的復(fù)制產(chǎn)生的病癥。與此重復(fù)相關(guān)的體征和癥狀差異很大。一些復(fù)制的個體沒有明顯的體征或癥狀，或者特征非常輕微。其他人延遲了發(fā)育和智力殘疾或?qū)W習(xí)困難。也可能出現(xiàn)眼睛異常，心臟缺陷和異常小的頭部(小頭畸形)。

大多數(shù)患有3q29微復(fù)制綜合征的人在3號染色體的q29位置具有約1.6Mb DNA的額外拷貝。在具有3q29微缺失綜合征的人中，3號染色體的相同區(qū)域被刪除(如上所述)。該染色體區(qū)段在細(xì)胞分裂期間易于重排，這可導(dǎo)致3q29處DNA的額外或缺失拷貝。

3q29的重復(fù)片段包括約20個基因。其中一些基因被認(rèn)為與腦和眼睛發(fā)育有關(guān)。然而，不知道哪些特定基因在異常復(fù)制時與3q29微復(fù)制綜合征的各種體征和癥狀有關(guān)。目前還不清楚為什么一些在3q29有重復(fù)的人沒有相關(guān)的健康問題。3q29區(qū)域外的遺傳變化可能會影響這種情況的特征。

4、癌癥

已經(jīng)在一種稱為透明細(xì)胞腎癌的腎癌中鑒定出3號染色體的變化。當(dāng)缺失3號染色體的一個拷貝或缺失3號染色體的p臂的一部分時，這種癌癥就會發(fā)展。此外，透明細(xì)胞腎癌可能與3號染色體p和另一條染色體之間的遺傳物質(zhì)(稱為易位)的異常交換相關(guān)。與引起上述綜合征的變化不同，與透明細(xì)胞腎癌相關(guān)的遺傳變化是體細(xì)胞的，這意味著它們是在人的一生中獲得的并且僅存在于某些腎細(xì)胞中。這些遺傳變化使細(xì)胞以不受控制的方式生長和分裂，形成腫瘤。

5、其他3號染色體異常病癥

每個細(xì)胞中3號染色體結(jié)構(gòu)的其他變化可以具有多種效果，包括智力殘疾，發(fā)育遲緩，獨(dú)特的面部特征，出生缺陷和其他健康問題。3號染色體的變化包括每個細(xì)胞中染色體的p臂或q臂的額外(重復(fù))或缺失區(qū)段。額外或刪除的細(xì)分的大小各不相同; 所涉及的遺傳物質(zhì)的數(shù)量有助于產(chǎn)生的體征和癥狀。很少，3號染色體可以形成稱為環(huán)狀染色體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)染色體在兩個位置斷裂并且染色體臂的末端融合在一起時發(fā)生。當(dāng)環(huán)形染色體形成時，3號染色體末端附近的基因被刪除，并且由于環(huán)形，染色體在細(xì)胞分裂期間不能正常復(fù)制自身。

人類通常在每個細(xì)胞中有46條染色體，分為23對。4號染色體的兩個拷貝，一個從每個親本遺傳的拷貝，形成一對。4號染色體跨越約1.91億個DNA構(gòu)建塊(堿基對)，占細(xì)胞總DNA的6%以上。識別每條染色體上的基因是遺傳研究的一個活躍領(lǐng)域。由于研究人員使用不同的方法來預(yù)測每條染色體上的基因數(shù)量，因此估計(jì)的基因數(shù)量會有所不同。4號染色體可能含有1,000到1,100個基因，這些基因提供了制造蛋白質(zhì)的說明。這些蛋白質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮著各種不同的作用。

4號染色體異常會出現(xiàn)的相關(guān)疾病一覽

1、癌癥

已經(jīng)在幾種類型的人類癌癥中鑒定了4號染色體的變化。這些遺傳變化是體細(xì)胞的，這意味著它們是在一個人的一生中獲得的，并且僅存在于某些細(xì)胞中。例如，4號染色體和若干其他染色體之間的遺傳物質(zhì)的重排(易位)與白血病相關(guān)，白血病是血液形成細(xì)胞的癌癥。

涉及4號染色體和染色體14的特異性易位通常在多發(fā)性骨髓瘤中發(fā)現(xiàn)，其是在骨髓細(xì)胞中起始的癌癥。易位，寫為t(4; 14)(p16; q32)，異常地將4號染色體上的WHSC1基因與14號染色體上的另一個基因的一部分融合。這些基因的融合過度激活WHSC1，這似乎促進(jìn)了不受控制的癌細(xì)胞的生長和分裂。

2、Facioscapulohumeral肌營養(yǎng)不良癥

肌營養(yǎng)不良癥是由涉及4號染色體的長(q)臂的遺傳變化引起的。這種情況的特征在于肌肉無力和消瘦(萎縮)隨時間緩慢惡化。它是由稱為D4Z4的DNA區(qū)域的變化引起的，該區(qū)域位于染色體末端附近，位于描述為4q35的位置。D4Z4區(qū)域由11至100多個重復(fù)區(qū)段組成，每個區(qū)段長約3,300個DNA堿基對(3.3kb)。整個D4Z4區(qū)域通常是高甲基化的，這意味著它具有與DNA連接的大量甲基(由一個碳原子和三個氫原子組成)。當(dāng)該區(qū)域低甲基化，附著的甲基太少時，會導(dǎo)致面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥。在1型面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥(FSHD1)中，發(fā)生低甲基化是因?yàn)镈4Z4區(qū)域異?？s短(收縮)，含有1到10次重復(fù)，而不是通常的11到100次重復(fù)。在2型面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥(FSHD2)中，低甲基化最常見的原因是基因突變SMCHD1，通常使D4Z4區(qū)域高度甲基化。

最接近4號染色體末端的D4Z4區(qū)段包含稱為DUX4的基因。D4Z4區(qū)域的高甲基化通常使DUX4基因在大多數(shù)成體細(xì)胞和組織中保持關(guān)閉(沉默)。在患有面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥的人中，D4Z4區(qū)域的低甲基化阻止DUX4基因在通常被關(guān)閉的細(xì)胞和組織中沉默。雖然DUX4基因在開啟(活躍)時的功能知之甚少，但研究人員認(rèn)為它會影響其他基因的活性，特別是在肌肉細(xì)胞中。目前尚不清楚DUX4的異?；顒忧闆r基因損傷或破壞這些細(xì)胞，導(dǎo)致進(jìn)行性肌肉無力和萎縮。

所述DUX4基因毗鄰稱為PLAM序列，這是必要的生產(chǎn)DUX4蛋白質(zhì)的DNA的調(diào)節(jié)區(qū)。4號染色體的一些拷貝具有功能性pLAM序列，而其他拷貝不具有。具有功能性pLAM序列的4號染色體的拷貝被描述為4qA或“許可”。沒有功能性pLAM序列的那些被描述為4qB或“非許可”。沒有功能性pLAM序列，不會產(chǎn)生DUX4蛋白。因?yàn)槊總€細(xì)胞中有4個4號染色體拷貝，所以個體可能有4個4號染色體的“許可”拷貝，2個“非許可”拷貝，或者每個拷貝中的一個。Facioscapulohumeral肌營養(yǎng)不良癥只能發(fā)生在至少有一個“允許”的4號染色體拷貝的人身上。SMCHD1基因突變，該疾病僅在存在功能性pLAM序列以允許產(chǎn)生DUX4蛋白時才產(chǎn)生。

3、PDGFRA相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病

PDGFRA相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病是由涉及 PDGFRA基因的遺傳異常引起的， PDGFRA基因是4號染色體上發(fā)現(xiàn)的一種基因。這種病癥是一種血細(xì)胞癌，其特征是嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量增加，這是一種參與過敏的白細(xì)胞反應(yīng)。

PDGFRA基因異常是體細(xì)胞突變，這是一個人的一生期間獲得的是只存在于某些細(xì)胞突變。這些異常中最常見的是從4號染色體中刪除遺傳物質(zhì)，其去除大約800個DNA構(gòu)建塊(核苷酸)并將兩個基因FIP1L1和PDGFRA的部分組合在一起，從而產(chǎn)生FIP1L1-PDGFRA融合基因。偶爾，通過除缺失以外的機(jī)制，除FIP1L1之外的基因與PDGFRA基因融合。極少數(shù)情況下，改變PDGFRA基因中單個DNA構(gòu)建模塊的突變(點(diǎn)突變)會導(dǎo)致這種情況。

由FIP1L1-PDGFRA融合基因(以及其他PDGFRA融合基因)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)具有PDGFRA蛋白的功能，其刺激細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)途徑，其控制許多重要的細(xì)胞過程，例如細(xì)胞生長和分裂(增殖)。和細(xì)胞存活。然而，與正常的PDGFRA蛋白不同，融合蛋白不斷地開啟(組成型激活)，這意味著細(xì)胞總是接收增殖信號。類似地，PDGFRA基因中的點(diǎn)突變可以導(dǎo)致組成型活化的PDGFRA蛋白。當(dāng)FIP1L1-PDGFRA融合基因或PDGFRA中的點(diǎn)突變時基因發(fā)生在血細(xì)胞前體中，嗜酸性粒細(xì)胞(有時是其他血細(xì)胞)的生長控制不良，導(dǎo)致PDGFRA相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病。目前尚不清楚為什么嗜酸性粒細(xì)胞優(yōu)先受這種遺傳變化的影響。

4、Wolf-Hirschhorn綜合征

Wolf-Hirschhorn綜合征是由4號染色體的短(p)臂末端附近遺傳物質(zhì)的缺失引起的，該位置描述為4p16.3。這種病癥的體征和癥狀與染色體這部分多個基因的丟失有關(guān)。刪除的大小因受影響的個體而異; 研究表明，較大的缺失往往導(dǎo)致更嚴(yán)重的智力殘疾和身體異常，而不是較小的缺失。

在Wolf-Hirschhorn綜合征患者中最常刪除的4號染色體區(qū)域被稱為Wolf-Hirschhorn綜合征臨界區(qū)域2(WHSCR-2)。該區(qū)域包含幾個基因，其中一些已知在早期發(fā)育中起重要作用。這些基因的丟失導(dǎo)致發(fā)育遲緩，獨(dú)特的面部外觀和該病癥的其他特征?？茖W(xué)家正在努力確定4號染色體短臂末端的其他基因，這些基因有助于Wolf-Hirschhorn綜合征的特征。

5、其他4染色體病癥

來自4號染色體的短(p)臂的遺傳物質(zhì)的一些缺失不涉及關(guān)鍵區(qū)域WHSCR-2。這些缺失引起的癥狀和體征與Wolf-Hirschhorn綜合征不同，包括輕度智力障礙，在某些情況下，還有快速(加速)生長。具有此類刪除的人通常沒有癲癇發(fā)作。

當(dāng)細(xì)胞具有4號染色體的三個拷貝而不是通常的兩個拷貝時，發(fā)生三體性4。完全三體性4，當(dāng)所有身體的細(xì)胞都含有4號染色體的額外拷貝時發(fā)生，與生命不相容。當(dāng)只有一些身體的細(xì)胞有4號染色體的額外副本時，就會出現(xiàn)類似但稍微不那么嚴(yán)重的情況，稱為馬賽克三體性。馬賽克三體性4的體征和癥狀差異很大，可能包括心臟缺陷，手指和腳趾異常，和其他出生缺陷。馬賽克三體性4非常罕見; 只有少數(shù)病例報(bào)告過。

4號染色體的數(shù)量或結(jié)構(gòu)的其他變化可以具有多種效果，包括延遲生長和發(fā)育，智力殘疾，獨(dú)特的面部特征，心臟缺陷和其他醫(yī)學(xué)問題。涉及4號染色體的變化包括每個細(xì)胞中額外的染色體片段(部分三體性4)，每個細(xì)胞中缺失的染色體片段(部分單體4)和稱為環(huán)狀4號染色體的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。環(huán)狀染色體出現(xiàn)在染色體在兩個地方斷裂并且染色體臂的末端融合在一起形成圓形結(jié)構(gòu)。

人類通常在每個細(xì)胞中有46條染色體，分為23對。5號染色體的兩個拷貝，一個從每個親本遺傳的拷貝，形成一對。5號染色體跨越約1.81億個DNA構(gòu)建塊(堿基對)，占細(xì)胞總DNA的近6%。識別每條染色體上的基因是遺傳研究的一個活躍領(lǐng)域。由于研究人員使用不同的方法來預(yù)測每條染色體上的基因數(shù)量，因此估計(jì)的基因數(shù)量會有所不同。5號染色體可能含有約900個基因，這些基因提供制造蛋白質(zhì)的說明。這些蛋白質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮著各種不同的作用。

5號染色體異常的相關(guān)疾病整理匯總

1、5q綜合征

5q綜合征是從5號染色體的長(q)臂中刪除DNA區(qū)域涉及稱為5q減(5q-)綜合征的病癥。這種缺失發(fā)生在人的一生中未成熟的血細(xì)胞中，并且在每個細(xì)胞中影響5號染色體的一個拷貝。5q-綜合征是一種稱為骨髓增生異常綜合征(MDS)的骨髓疾病，其中未成熟的血細(xì)胞不能正常發(fā)育?；加?q綜合征的個體通常缺乏紅細(xì)胞(貧血)和稱為巨核細(xì)胞的血細(xì)胞異常，其產(chǎn)生血小板，血細(xì)胞參與血液凝固。受影響的個體患急性髓性白血病(AML)的快速發(fā)展的血癌也有增加的風(fēng)險(xiǎn)。

大多數(shù)患有5q綜合征的人缺少大約150萬個DNA堿基對的序列，也寫為1.5兆堿基(Mb)。這個DNA區(qū)域含有40個基因。研究表明，該區(qū)域中多個基因的一個拷貝的丟失有助于5q綜合征的特征。特別是，RPS14基因的缺失導(dǎo)致5q-綜合征的紅細(xì)胞發(fā)育特征的問題，并且MIR145或MIR146A的喪失有助于巨核細(xì)胞異常?？茖W(xué)家們?nèi)匀辉诖_定缺失區(qū)域中其他基因的丟失可能與5q綜合征的特征和AML的發(fā)展有關(guān)。

2、5q31.3微缺失綜合征

5q31.3微缺失綜合征是由染色體變化引起的，其中每個細(xì)胞中缺少一小段5號染色體。這種罕見病癥的特征是嚴(yán)重延遲言語和行走的發(fā)展，肌肉張力(張力減退)，呼吸問題，癲癇發(fā)作和獨(dú)特的面部特征。缺失發(fā)生在染色體的長(q)臂上，位于q31.3的位置。缺失的大小可以從幾千到幾百萬個DNA構(gòu)建塊(堿基對)。缺失區(qū)域通常含有至少三個基因。其中一個基因PURA的丟失被認(rèn)為導(dǎo)致該病癥的大部分特征。

由PURA基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，稱為Pur-alpha(Purα)，對于正常的大腦發(fā)育尤其重要。Purα有助于指導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元)的生長和分裂。它還可能參與髓鞘的形成或成熟，髓鞘是覆蓋神經(jīng)并促進(jìn)神經(jīng)沖動的有效傳遞的保護(hù)性物質(zhì)。丟失一份PURA基因被認(rèn)為會改變正常的大腦發(fā)育并損害神經(jīng)元的功能，導(dǎo)致5q31.3微缺失綜合征患者的發(fā)育遲緩，張力減退，癲癇發(fā)作和其他神經(jīng)系統(tǒng)問題。

一些研究表明，5號染色體上另一個附近基因(稱為NRG2)的丟失會增加癥狀和體征的嚴(yán)重程度。尚不清楚缺失區(qū)域中其他基因的丟失是如何促成5q31.3微缺失綜合征的發(fā)展的。

3、Cri-du-chat綜合癥

Cri-du-chat綜合癥是由5號染色體短(p)臂末端的缺失引起的。這種染色體變化寫成5p-(5p減去)。cri-du-chat綜合征的癥狀和體征可能與該地區(qū)多種基因的喪失有關(guān)。研究人員正在努力確定這些基因的丟失如何導(dǎo)致這種疾病的特征。他們發(fā)現(xiàn)，在患有癡呆癥的人中，較大的缺失往往導(dǎo)致更嚴(yán)重的智力殘疾和發(fā)育遲緩，而不是較小的缺失。研究人員還確定了5號染色體短臂的區(qū)域，這些區(qū)域與cri-du-chat綜合征的特征有關(guān)。指定為5p15.3的特定區(qū)域與類似貓的哭聲相關(guān)，而附近的一個名為5p15.2的區(qū)域與智力殘疾相關(guān)。

4、PDGFRB相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病

PDGFRB相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病是涉及5號染色體的易位涉為PDGFRB相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病的一類血細(xì)胞癌。該病癥的特征在于嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量增加，嗜酸性粒細(xì)胞是一種白細(xì)胞。導(dǎo)致這種情況的最常見的易位使來自5號染色體的部分PDGFRB基因與來自染色體12的部分ETV6基因融合，寫為t(5; 12)(q31-33; p13)。將PDGFRB基因與20多種其他基因中的一種融合的易位也被發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致PDGFRB相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病，但這些其他的遺傳變化相對不常見。這些易位是在人的一生中獲得的，并且僅存在于癌細(xì)胞中。這種稱為體細(xì)胞突變的遺傳變異不是遺傳的。

由ETV6 - PDGFRB融合基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)稱為ETV6 /PDGFRβ，其功能與通常由單個基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)不同。ETV6蛋白通常關(guān)閉(抑制)基因活性，PDGFRβ蛋白在啟動(激活)信號傳導(dǎo)途徑中起作用。ETV6 /PDGFRβ蛋白始終開啟，激活信號通路和基因活性。當(dāng)ETV6 - PDGFRB融合基因突變發(fā)生在發(fā)育成血細(xì)胞的細(xì)胞中時，嗜酸性粒細(xì)胞(偶爾還有其他白細(xì)胞，如中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞)的生長控制不佳，導(dǎo)致PDGFRB相關(guān)的慢性嗜酸性粒細(xì)胞白血病。目前尚不清楚為什么嗜酸性粒細(xì)胞優(yōu)先受這種遺傳變化的影響。

腦室周圍異位在少數(shù)情況下，5號染色體的異常與腦室周圍異位有關(guān)，這是一種以大腦中心附近充滿液體的腔(腦室)周圍神經(jīng)元異常團(tuán)塊為特征的疾病。在每種情況下，受影響的個體都具有由該染色體的一部分的異常重復(fù)引起的額外遺傳物質(zhì)。目前尚不清楚這種重復(fù)的遺傳物質(zhì)如何導(dǎo)致腦室周圍異位癥的體征和癥狀。

5、其他癌癥

5號染色體長(q)臂的缺失經(jīng)常發(fā)生在AML和MDS中。雖然5號染色體的特定區(qū)段中的缺失與稱為5q減去綜合征的MDS形式(如上所述)相關(guān)，但其他缺失與這些血液病的其他形式有關(guān)。這些變化通常是體細(xì)胞的，這意味著它們是在人的一生中獲得的，并且僅存在于腫瘤細(xì)胞中。

研究表明，5號染色體上的一些基因在細(xì)胞的生長和分裂中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)缺失染色體片段時，如在AML和MDS的某些情況下，這些重要基因缺失。如果沒有這些基因，細(xì)胞就會以不受控制的方式生長和分裂太快。研究人員正在努力確定5號染色體上與AML和MDS相關(guān)的特定基因。

6、其他5號染色體病癥

5號染色體數(shù)量或結(jié)構(gòu)的其他變化可能會產(chǎn)生各種影響，包括生長發(fā)育遲緩，面部特征明顯，出生缺陷和其他健康問題。5號染色體的變化包括每個細(xì)胞中染色體的短(p)或長(q)臂的額外片段(部分三體性5p或5q)，每個細(xì)胞中染色體長臂的缺失片段(部分單體性)當(dāng)染色體在兩個位置斷裂并且染色體臂的末端融合在一起形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)時，出現(xiàn)環(huán)狀染色體.5q)和稱為環(huán)5號染色體的環(huán)形結(jié)構(gòu)。