細胞遺傳診斷(cytogenetic diagnosis)
這是目前世界各遺傳診斷實驗室的標準檢驗，從檢體的細胞中(包括血液、羊水、絨毛膜組織、胚胎組織、腫瘤組織、骨髓…等)培養出持續分裂的活細胞，經過刺激分裂、低張溶液促使處於metaphase之細胞膜分解、染色體散出、固定、染色…等程序，在顯微鏡下形成展開的染色體核型(karyotype spread)，依此來判讀染色體正常與否。光學與肉眼的極限解析度在4~10Mb左右，細胞遺傳學家研究染色體，是在染色後，在顯微鏡下觀察其特有的明帶暗帶(banding)，藉以判斷染色體正常與否，各種染色體之轉位translocation、缺失deletion、重複duplication…等等異常，由顯微鏡觀察一個細胞遺傳物質的基本資訊，也才有資訊知道更進一步可用何種方法探究基因更細微的變異。
螢光原位雜合法(Fluorescence in situ hybridization - FISH)
對於某些常見異常來說，偶有顯微鏡下染色體banding無法判斷的情形。傳統技術在染色，顯微鏡放大倍率上有所限制，例如產前診斷中正常染色體以外多出來一小段marker chromosome，如果無法難確定其來源,將使得遺傳諮詢有困難；又如腫瘤細胞常含有複雜的轉位缺失重複等異常。另外某些染色體微小缺失的疾病(microdeletion syndrome)，如Prader-Willi syndrome、DiGeorge syndrome、William syndrome，以及近年被發現與不明原因智能不足有密切關聯的染色體末端微小缺失cryptic subtelomeric deletion…等，都是基因某一段小缺失，當小於2000kb時，從顯微鏡下染色體明帶暗帶即無法判斷，使用螢光原位雜合法診斷，能提供較快速而解析度較高的評估。
FISH另一個優點，在診斷血液腫瘤疾病時，會遇上骨髓癌細胞不易分裂、培養困難、很不易找到適合觀察的metaphase karyotype，FISH則突破metaphase的限制，從interphase細胞亦可做判讀，大大增加診斷便利性，同時一次可數算數百個細胞，從而可判斷基因異常細胞的頻率，鑲嵌型變異mosaicism之程度，這些資訊對預後的分析都有幫助。
另外，由螢光原位染色(FISH)衍生出來的方法，有spectral karyotyping(SKY)、micro-dissection (reverse FISH)、comparative genomic hybridization (CGH)，以及 microarray等較先進技術，其原理一並介紹於下。
Spectral karyotyping (SKY)：
其原理是混合數種螢光原色，以創造出在電腦下可判讀之不同顏色螢光探針，藉此來觀察全部染色體。若有n種螢光原色，則可有2n-1種螢光探針可使用，因此預一次將24種人類染色體都染色，最少是需要五種螢光原色。此種分析的長處，是一次分析全部染色體，對於不知來源的基因片段與很複雜的基因重組，特別是腫瘤染色體特別有幫助；缺點是解析度不夠，細微的缺失可能無法判斷，另接近中心體centromere附近的染色質，因不易接合，也不容易判斷。
Microdissection & reverse FISH (簡稱Micro-FISH)：
一般的FISH可稱為「正向標識forward painting」，乃使用已知的、商品化的螢光探針來做診斷，但若有一段基因無從判斷其源自何處，也無臨床症狀可供參考時，使用forward painting FISH將不知如何選擇探針。若無方向地一次選用數種探針，如同亂槍打鳥，這時可使用micro-FISH這技術，在特殊的顯微鏡下操作，將有疑問或特殊基因片段擷取出來，經PCR放大培養，再以螢光染色自製探針，接著回頭在正常染色體上尋找同源染色體，即可找到特殊染色體源自何處(為一種反向標試reverse painting)。此技術在腫瘤基因的探索、胎兒異常基因之marker chromosome、ring chromosome等不易判斷基因來源的情形下特別有用，缺點是耗時與成功率不高。
Comparative genomic hybridization (CGH):
CGH猶如一道門，穿過這道門才得以進入分子遺傳診斷之堂。CGH特色是不需作細胞培養，只需萃取待測細胞DNA，對於探測不易培養生長的腫瘤特別方便。一般將萃取的待測細胞DNA標上紅色螢光，正常控制組作為reference DNA標上綠色，以一樣的比率混合加入一個正常的DNA模板，競爭產生的顏色，依電腦分析紅綠比率。正常染色體將呈現黃色(紅綠比1:1)，有缺失的片段將呈現綠色，有重複的片段將出現紅色，故此種方法在探測染色體缺失、重複上，特別方便，缺點是無法偵測balanced translocation。以往CGH的解析度只在1~10Mb，跟顯微鏡下的banding觀測解析度類似，目前已有high resolution的軟體出現，解析度達0.3~1Mb提供更好的分析。
Microarray：微陣列基因晶片(亦名array-based CGH，俗稱生物晶片genechip)
此為21世紀最有力之診斷工具，也是由細胞遺傳學跨入分子遺傳學的一大步。其乃運用CGH的原理，而將一個正常的DNA模板改成細微的bacterial artificial chromosome，合成c-DNA，或是genomic DNA，若是合成c-DNA則可偵測mRNA，間接偵測基因表現，在一個所謂晶片上可點上數千個重要基因序列，如此提供解析度非常高的分析(可達10~50kb)。Microarray雖可精確測量染色體量的變化，惟染色體質的變化(balanced translocation、no deletion)如同CGH無法偵測，而且目前價格昂貴，通常用於腫瘤研究，但陸陸續續許多生技公司開發出運用於遺傳診斷上的microarray chip，也開始有人將其運用於胚胎著床前基因診斷(PGD)的診斷。若是採用microarray chip，則一次PGD可以診斷的疾病可達數十種，晶片上標記越多已知的人類基因critical region，則一次能完成診斷的疾病越多。 |
