長庚婦產通訊--第19期
 
相對性遺傳物質雜交在婦產科方面的應用－Comparative Genomic Hybridization

陳俊凱
　　 廿一世紀是一個後基因世代，在人類基因圖譜完全被解開之後，許多疾病的研究重心便落在遺傳物質的探討。相對性遺傳物質雜交即是一項有力的工具，它可以初步篩檢23對染色體，顯示出那一部分的遺傳物質增加或減少。這項技術最初在1992年被提出來（ref. 1）。未知的genomic DNA（test DNA）與正常參考值DNA（reference DNA）分別以紅色或綠色螢光標記，標記過的兩種genomic DNA再一起放在metaphase template上作競爭性雜交，然後以螢光顯微鏡讀取訊號。訊號中，紅色螢光與綠色螢光的相對比值，可由電腦分析軟體判讀而得知 test DNA 與reference DNA的相對比例，來反映出那一部分的DNA增加（gain）或減少（deletion）。

　　當然每一種技術都有極限，CGH的敏感度一般可達10M basepair，約為傳統karyotyping的400條解析度。若實驗室的品管夠好，甚至可達1M basepair的敏感度。它無法偵測到balanced translocation。CGH的技術用在染色體的某些區域較不準，如centromere, telemere, acrocentric chromosome的p-arm以及X, Y chromosome（ref 2, 3, 4, 5）。

　　CGH的應用很廣，目前林口長庚醫院婦產部已開始嘗試應用在臨床上。曾有個孕婦因為羊水採樣的染色體在10q多一段，傳統的karyotyping懷疑是10q某一段的duplication，後來經由CGH方式確定是chromosome 10q 的遺傳物質增加（gain），而肯定是inverted duplication of chromosome（10）（q26, q22）。

　　CGH最初的應用是在探討腫瘤細胞的染色體變化，因為有些腫瘤不易培養成細胞株，取得中期（metaphase）的染色體判讀，而使用CGH可以淬取腫瘤組織的DNA加以分析。藉此可了解那一個部分的染色體容易有問題，再針對那一個區域的遺傳物質進一步作分子生物學的探討，找出oncogene, tumor suppressor gene。所以在婦產科腫瘤研究方面的應用自然不言可知。至於在產前診斷方面，就如同上例一樣，可與傳統的cytogenetics相輔相成。最近有人將之用來研究子宮內膜異位症（ref 6），希望了解這類疾病的genetic basis。

　　而配合全遺傳物質放大（whole genome amplification）的技術，CGH可以應用到著床前胚胎診斷（PGD）。目前PGD使用多色螢光原位雜交（multi-color FISH）技術檢驗染色體數目，最多一次只能偵測5種染色體。使用CGH可以一次同時偵測了解23對染色體的情況（ref 7,8）。由此可知CGH在婦產科的領域方面可被廣泛地使用，就連未來gene-chip的使用上，CGH的基本原理也佔有一席地位。

References:

  1. Kallioniemi A, Kallioniemi O, Sudar D, Rutovitz D, Gray JW, Waldman F and Pinkel D. Comparative genomic hybridization for molecular cytogenetic analysis of solid tumors. Science. 1992 Oct 30;258(5083):818-21.
  2. Kirchhoff M Gerdes T, Rose H, Maahr J, Ottesen AM, and Lundsteen C. Detection of chromosomal gains and losses in comparative genomic hybridization analysis based on standard reference intervals. Cytometry 1998;31: 163-173.
  3. Forozan F, Karhu R, Kononen J, Kallioniemi A and Kallioniemi O-P. Genomic screening by comparative genomic hybridization. TIG 1997;13(10):405-409.
  4. Lundsteen C, Maahr J, Christensen B, Bryndorf T, Bentz M, Lichter P, and Gerdes T. Image analysis in comparative genomic hybridization. Cytometry 1995;19:42-50.
  5. DuManoir S, Speicher MR, Joos S, Schroch E, Popp S, Dohner H, Kovacs G, Robert-Nicoud M, Lichter P and Cremer T. Detection of complete and partial chromosome gains and losses by comparative genomic in situ hybridization. Hum Genet 1993; 90:590-610.
  6. Gogusev J, Boouquet de Joliniere J, Doussau M, duManoir S, Baranova H, Bruhat MA, Levardon M. Detection of genetic abnormalities in humanendometriosis by comparative genomic hybridization. IFFS 1998, San Francisco.
  7. Wells D, Sherlock JK, Handyside AH, Delhanty JDA. Detailed chromosomal and molecular genetic analysis of single cells by whole genome amplification and comparative genomic hybridization. Nucleic Acids Res 1999:27:1214-1218.
  8. Voullaire L, Stater H, Williamson R Wilton L. Chromosome analysis of blastomeres from human embryos by using comparative genomic hybridization. Hum Genet 2000;106:210-217.
 
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