染色体検査

🧠 全体像：染色体検査 karyotype analysis 染色体検査（karyotype analysis） karyotype analysis（染色体検査） （核型分析karyotype analysis核型分析（karyotype analysis）karyotype analysis（核型分析））は、分裂中期metaphase 分裂中期（metaphase）metaphase（分裂中期） の染色体を1本ずつ並べて数と形を見る検査である。学習の幹は「何が見えるか」より何が見えないかにある——G分染法 G-banding G分染法（G-banding） G-banding（G分染法） の分解能はおよそ5〜10 Mbで、それより小さい欠失・重複は原理的に写らない¹。そのため現在の位置づけは「染色体異常を疑ったらまず核型」ではなく、臨床像から特定の染色体症候群を狙い撃ちできるとき・家系に再構成があるとき・反復流産recurrent miscarriage 反復流産（recurrent miscarriage）recurrent miscarriage（反復流産） のときに核型を選び、原因不明の発達遅滞や多発奇形では染色体マイクロアレイchromosomal microarray 染色体マイクロアレイ（chromosomal microarray）chromosomal microarray（染色体マイクロアレイ） （CMA）を第一選択にするという分業になっている¹。それでも核型が置き換えられずに残っているのは、CMAに均衡型転座balanced translocation 均衡型転座（balanced translocation）balanced translocation（均衡型転座） と低頻度モザイクを検出できないという逆向きの死角があるからである。

何を見ているか

分裂中期metaphase 分裂中期（metaphase）metaphase（分裂中期） まで進んだ細胞の染色体を、大きさ・動原体centromere / kinetochore 動原体（centromere / kinetochore）centromere / kinetochore（動原体） の位置・分染パターンで同定し、22対の常染色体と性染色体 gonosome 性染色体（gonosome） gonosome（性染色体） に整理する。測っているのは配列ではなく「形と数」であり、塩基配列レベルの変化（点変異・小さな挿入欠失）はまったく見えない。逆に、配列を読む検査では捉えにくい染色体全体の再配置——転座・逆位inversion逆位（inversion）inversion（逆位）・環状染色体ring chromosome環状染色体（ring chromosome）ring chromosome（環状染色体）・異数性aneuploidy 異数性（aneuploidy）aneuploidy（異数性） ——は核型でこそ一望できる。標本作製の手順、G分染の原理、バンド命名法 Nomenclature 命名法（Nomenclature） Nomenclature（命名法） は遺伝学 2.3：細胞遺伝学 Cytogenetics細胞遺伝学（Cytogenetics） Cytogenetics（細胞遺伝学） Iに譲る。

実施法と判定基準

検体は「その組織で分裂している細胞が得られるか」で決まる。

💡 生まれつきの核型と腫瘍の核型は、同じ検査でも目的が違う。 前者は全身の細胞が共有する構成を見るので末梢血1検体で足りるが、後者は腫瘍細胞に後天的に生じた変化を見るため、病変そのものから採らなければ意味がない。血液悪性腫瘍hematologic malignancy 血液悪性腫瘍（hematologic malignancy）hematologic malignancy（血液悪性腫瘍） で末梢血の核型が正常でも、骨髄の核型が正常であることを保証しない。

結果はISCNの表記法（46,XY、47,XX,+21 など）で報告する。判定は多数の中期分裂像を観察して行い、モザイクの有無を評価するには観察する細胞数そのものが判定精度を決める。

所見の意味（何が示唆されるか）

核型が答えられるのは「染色体レベルで数か形が変わっているか」という問いだけである。適応は、その問いに答えが出る場面に限られる。

⭐ 反復流産recurrent miscarriage 反復流産（recurrent miscarriage）recurrent miscarriage（反復流産） で核型を出す狙いは「異常を見つけること」ではなく「均衡型転座balanced translocation 均衡型転座（balanced translocation）balanced translocation（均衡型転座） を見逃さないこと」である。 均衡型転座balanced translocation 均衡型転座（balanced translocation）balanced translocation（均衡型転座） は保因者本人には症状がなく、CMAでも検出されない——自然流産spontaneous abortion自然流産（spontaneous abortion）spontaneous abortion（自然流産）を繰り返す背景として核型でしか拾えない代表例で、これが核型を残す最大の理由の1つになっている¹³。

⚠️ 測定上の注意

⚠️ 最大の落とし穴は分解能である。 微細欠失症候群は、臨床像が典型的でも核型は正常と報告される。核型が正常だったことを「染色体異常はなかった」と読み替えない——Williams症候群Williams syndromeWilliams症候群（Williams syndrome）Williams syndrome（Williams症候群）やWAGR症候群WAGR syndromeWAGR症候群（WAGR syndrome）WAGR syndrome（WAGR症候群）のように、疑ったら標的を絞ったFISHか染色体マイクロアレイ chromosomal microarray 染色体マイクロアレイ（chromosomal microarray） chromosomal microarray（染色体マイクロアレイ） へ進むべき場面がある。

2つの検査は、見えるものと見えないものが互いに裏返しになっている。

• ⚠️ 「CMAが上位 upper 上位（upper） upper（上位） 互換」ではない。 出生前診断prenatal diagnosis 出生前診断（prenatal diagnosis）prenatal diagnosis（出生前診断） の前向き比較でも、マイクロアレイmicroarray マイクロアレイ（microarray）microarray（マイクロアレイ） は核型が同定した均衡型 balanced 均衡型（balanced） balanced（均衡型） 再構成を1例も検出できなかった——コピー数 copy number コピー数（copy number） copy number（コピー数） が変わらない以上これは原理的な死角である³。核型は分解能で劣る代わりに、ゲノムを「並べ替えの地図」として見る唯一の検査である。
• 💡 同じ研究で17例の三倍体 triploid 三倍体（triploid） triploid（三倍体） も見落とされているが、こちらは原理の限界ではない。 アレイに載っていたSNPプローブの遺伝子型情報を解析しない設計だったためで、著者らは事後の検討で「SNPデータを解析していれば三倍体 triploid 三倍体（triploid） triploid（三倍体） 例は検出されていた」とし、出生前検査用のアレイにはSNPプローブを含めるべきだと結論 conclusion 結論（conclusion） conclusion（結論） している³。「アレイは三倍体 triploid 三倍体（triploid） triploid（三倍体） を写せない」と暗記せず、そのアレイがSNPプローブの遺伝子型を読む設計かどうかを確かめる。
• ⚠️ 培養できなければ結果が出ない。 分裂細胞が得られない検体（生存細胞の乏しい流産物・死産stillbirth 死産（stillbirth）stillbirth（死産） 児組織など）では培養不成功となり、判定不能indeterminate 判定不能（indeterminate）indeterminate（判定不能） に終わることがある。この点でも、分裂細胞を要しないCMAとは失敗の仕方が違う。
• FISHFISH（fluorescence in situ hybridization）は核型の弱点を埋めるが、狙った場所しか見ない。 蛍光標識fluorescent label 蛍光標識（fluorescent label）fluorescent label（蛍光標識） プローブで微細欠失・微細重複や特定の転座を検出できる一方、あらかじめ選んだ配列だけが解析対象になるため、どのプローブを当てるかを臨床側が決められない場面では役に立たない²。
• 培養細胞cultured cell 培養細胞（cultured cell）cultured cell（培養細胞） を中期で観察するという手技は染色体不安定性検査chromosomal instability testing染色体不安定性検査（chromosomal instability testing）chromosomal instability testing（染色体不安定性検査）・姉妹染色分体交換sister chromatid exchange 姉妹染色分体交換（sister chromatid exchange）sister chromatid exchange（姉妹染色分体交換） 検査と共通だが、あちらは形を同定するのではなく損傷や交換の回数を数える機能検査 functional test機能検査（functional test） functional test（機能検査）であり、目的が異なる。

検査の選び方

flowchart TD
    A["染色体レベルの異常を疑う"] --> B{"臨床像から特定の<br>染色体症候群を狙えるか"}
    B -->|"狙える（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Down syndrome'>ダウン症候群</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Turner syndrome'>Turner症候群</span>など）"| C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='karyotype analysis'>核型分析</span>を第一選択にする"]
    B -->|"狙えない：原因不明の発達遅滞・多発奇形"| D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='chromosomal microarray'>染色体マイクロアレイ</span>を第一選択にする"]
    A --> E{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='recurrent miscarriage'>反復流産</span>・家系内に<br>染色体再構成があるか"}
    E -->|"ある"| F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='balanced translocation'>均衡型転座</span>はアレイで見えない<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='karyotype analysis'>核型分析</span>を選ぶ"]
    D --> G{"アレイが正常だが<br>臨床像は強く疑わしい"}
    G -->|"はい"| H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='balanced'>均衡型</span>再構成・低頻度モザイクを核型で確認する<br>SNPプローブの遺伝子型を読まないアレイなら<span class='jp-term jp-term-diagram' title='triploid'>三倍体</span>も"]
    C --> I{"核型が正常だが<br>微細欠失症候群を疑う"}
    I -->|"はい"| J["標的<span class='jp-term jp-term-diagram' title='fluorescence in situ hybridization'>FISH</span>または<span class='jp-term jp-term-diagram' title='chromosomal microarray'>染色体マイクロアレイ</span>へ進む"]

まとめ

• 核型分析karyotype analysis 核型分析（karyotype analysis）karyotype analysis（核型分析） は分裂中期 metaphase 分裂中期（metaphase） metaphase（分裂中期） 染色体の数と形を見る検査で、G分染の分解能は5〜10 Mb。それより小さい欠失・重複は原理的に写らない。
• 原因不明の発達遅滞・知的障害・自閉スペクトラム症autism spectrum disorder自閉スペクトラム症（autism spectrum disorder）autism spectrum disorder（自閉スペクトラム症）・多発先天奇形 congenital defects 先天奇形（congenital defects） congenital defects（先天奇形） では染色体マイクロアレイ chromosomal microarray 染色体マイクロアレイ（chromosomal microarray） chromosomal microarray（染色体マイクロアレイ） が第一選択で、診断率は全研究平均12.2%と核型の3%未満を大きく上回る。
• ⚠️ 逆にマイクロアレイ microarray マイクロアレイ（microarray） microarray（マイクロアレイ） は均衡型転座balanced translocation 均衡型転座（balanced translocation）balanced translocation（均衡型転座） と低頻度モザイク（概ね20〜30%未満）を検出できない。三倍体triploid 三倍体（triploid）triploid（三倍体） はSNPプローブの遺伝子型情報を解析すれば検出でき、写らないのはそれを読まない設計のアレイである。核型側のモザイク検出にも下限があり、標準の20細胞では14%程度までにとどまる。反復流産recurrent miscarriage 反復流産（recurrent miscarriage）recurrent miscarriage（反復流産） や家系内の再構成では核型が第一選択のまま残る。
• 検体は目的で決まる——生まれつきの核型は末梢血リンパ球 peripheral blood lymphocyte末梢血リンパ球（peripheral blood lymphocyte） peripheral blood lymphocyte（末梢血リンパ球）、血液悪性腫瘍hematologic malignancy 血液悪性腫瘍（hematologic malignancy）hematologic malignancy（血液悪性腫瘍） は骨髄、出生前は絨毛・羊水。腫瘍の核型を末梢血で代用しない。
• 核型が正常でも「染色体異常がない」ことにはならない。微細欠失症候群を疑うなら標的FISHか染色体マイクロアレイ chromosomal microarray 染色体マイクロアレイ（chromosomal microarray） chromosomal microarray（染色体マイクロアレイ） へ進む。