Каріотипування та цитогенетика: коли “просто здати кров” допомагає дізнатися більше про хромосоми

Іноді відповідь ховається не в одному гені. Безпліддя без очевидної причини. Кілька втрат вагітності. Порушення статевого розвитку. Підозра на хромосомний синдром. У таких ситуаціях лікар може рекомендувати каріотипування.

Для пацієнта все виглядає досить просто: потрібно здати венозну кров. Але в лабораторії з цього моменту починається значно складніший процес. Клітини культивують, зупиняють у момент, коли хромосоми найкраще видно, фарбують і аналізують їхню кількість та структуру. Так можна буквально побачити хромосомний набір людини.

Проте важливо розуміти межі методу: каріотипування показує не “все, що записано в ДНК”, а насамперед великі зміни кількості та структури хромосом.

У більшості клітин людини міститься 46 хромосом — 23 пари. 22 пари називають аутосомами, ще одна пара — статеві хромосоми. Типовий жіночий каріотип записують як 46,XX, типовий чоловічий — як 46,XY. Але іноді кількість або структура хромосом відрізняється. Наприклад, може:

• бути додаткова хромосома;
• бути відсутня одна хромосома;
• втрачатися або подвоюватися велика ділянка хромосоми;
• частина однієї хромосоми переміщуватися на іншу;
• хромосома змінювати свою структуру;
• існувати декілька клітинних ліній із різними каріотипами.

Каріотипування дозволяє побачити такі зміни на рівні цілого хромосомного набору. Саме тому цей метод називають цитогенетичним: він досліджує генетичний матеріал на рівні клітин і хромосом.

Для конституційного каріотипування найчастіше використовують лімфоцити периферичної крові. Але просто подивитися на звичайну клітину під мікроскопом недостатньо. Більшу частину часу хромосоми перебувають у розгорнутому стані й окремо їх не видно. Найкраще вони візуалізуються під час поділу клітини. Тому в лабораторії:

• лімфоцити виділяють із зразка крові;
• стимулюють їх до поділу та культивують;
• зупиняють клітини на стадії метафази;
• отримують метафазні пластинки;
• хромосоми спеціально фарбують;
• аналізують їхню кількість, форму та структуру.

Одним із класичних методів є G-бендінг — диференційне забарвлення хромосом, при якому кожна з них отримує характерний малюнок світлих і темних смуг. За цим “штрихкодом” спеціаліст може ідентифікувати кожну хромосому та побачити великі структурні перебудови.

Каріотипування добре підходить для виявлення великих хромосомних порушень. Зокрема, метод може визначити:

• анеуплоїдії — додаткові або відсутні хромосоми;
• великі делеції — втрату частини хромосоми;
• великі дуплікації — подвоєння ділянки;
• транслокації — переміщення матеріалу між хромосомами;
• інверсії — зміну напрямку певної ділянки;
• деякі форми мозаїцизму;
• інші великі структурні перебудови.

Наприклад, каріотип може мати вигляд:

• 46,XX — типовий жіночий каріотип;
• 46,XY — типовий чоловічий каріотип;
• 47,XX,+21 або 47,XY,+21 — додаткова 21-ша хромосома, характерна для синдрому Дауна;
• 45,X — варіант каріотипу, характерний для синдрому Тернера;
• 47,XXY — каріотип, характерний для синдрому Клайнфельтера.

Але не всі клінічно значущі зміни настільки великі, щоб їх можна було побачити під час стандартного каріотипування.

У дорослих каріотипування особливо часто згадують у контексті репродуктивної медицини. Зовні людина може бути абсолютно здоровою і навіть не підозрювати, що є носієм збалансованої хромосомної перебудови.

Наприклад, при збалансованій транслокації частини двох хромосом міняються місцями, але загальна кількість генетичного матеріалу зберігається. У самого носія це може не викликати жодних симптомів. Проблема може проявитися під час формування яйцеклітин або сперматозоїдів: частина ембріонів може отримувати незбалансований набір хромосомного матеріалу. Тому каріотипування може розглядатися при:

• безплідді;
• повторних втратах вагітності;
• азооспермії або вираженій олігоспермії;
• порушеннях статевого розвитку;
• підозрі на хромосомний синдром;
• відомій хромосомній перебудові у кровного родича;
• підготовці до певних програм допоміжних репродуктивних технологій за клінічними показаннями.

Водночас каріотипування не потрібно автоматично кожній парі, яка планує вагітність. Показання до дослідження залежать від анамнезу та клінічної ситуації.

Одна з причин повторних репродуктивних втрат — збалансована структурна перебудова хромосом у одного з партнерів. Людина при цьому може бути здоровою. Але під час утворення статевих клітин можуть формуватися варіанти з надлишком або дефіцитом певного хромосомного матеріалу. У результаті це може призводити до:

• відсутності імплантації;
• ранньої втрати вагітності;
• формування ембріона з незбалансованою хромосомною перебудовою.

Саме тому в окремих ситуаціях лікар може рекомендувати каріотипування пари, а не лише одного партнера. При цьому сучасні рекомендації підходять до такого тестування більш вибірково.

ASRM у рекомендаціях 2026 року радить при повторних втратах вагітності насамперед, якщо це можливо, виконувати хромосомне дослідження матеріалу вагітності. Каріотипування обох батьків рекомендують, зокрема, якщо в матеріалі виявлена незбалансована структурна перебудова або якщо дослідження матеріалу вагітності не проводилося. Тобто принцип “дві втрати вагітності = всім одразу каріотип” сьогодні поступається поетапному підходу.

Ні. І це одна з найважливіших речей, яку потрібно розуміти перед дослідженням. Уявімо геном як величезну книгу. Каріотипування дозволяє побачити: чи всі розділи книги на місці, чи не зник великий шматок і чи не переставили декілька великих розділів місцями.

Але воно не читає кожну букву. Стандартне G-бендінг каріотипування зазвичай дозволяє виявляти зміни розміром приблизно 5–10 мегабаз і більше, залежно від якості препарату та конкретної ділянки хромосоми. Тому нормальний каріотип не виключає:

• дрібні мікроделеції та мікродуплікації;
• зміни окремих генів;
• точкові мутації;
• більшість спадкових моногенних захворювань;
• частину випадків низькорівневого мозаїцизму;
• інші зміни, які знаходяться нижче роздільної здатності методу.

У таких ситуаціях лікар може рекомендувати іншу методику — залежно від того, яку саме генетичну зміну потрібно знайти.

Ці методи не є “кращими” чи “гіршими” один за одного. Вони відповідають на різні запитання.

Каріотипування

Дає широкий огляд усіх хромосом. Добре підходить для пошуку:

• анеуплоїдій;
• великих структурних перебудов;
• збалансованих транслокацій;
• інверсій;
• частини випадків мозаїцизму.

Його перевага — можливість побачити структуру всього хромосомного набору.

FISH

FISH — флуоресцентна гібридизація in situ. На відміну від каріотипування, це прицільний метод. Спеціальні флуоресцентні зонди зв'язуються з конкретними ділянками хромосом. Тому FISH дуже добре відповідає на запитання: “Чи є саме ця конкретна перебудова?” Але якщо зонд спрямований на певну ділянку, метод не покаже всі інші зміни геному.

Хромосомний мікроматричний аналіз

Chromosomal microarray дозволяє шукати втрати та надлишки генетичного матеріалу зі значно вищою роздільною здатністю, ніж стандартний каріотип. Він може виявляти дрібні мікроделеції та мікродуплікації, які не видно під мікроскопом. Саме тому європейські рекомендації розглядають chromosomal microarray як метод першої лінії, зокрема, при інтелектуальних порушеннях, розладах нейророзвитку та множинних вроджених аномаліях. Але й він має обмеження: наприклад, стандартний microarray може не виявити збалансовану транслокацію, тому в певних ситуаціях саме класичний каріотип залишається необхідним.

NGS

NGS читає послідовність ДНК на значно детальнішому рівні. Його використовують, коли потрібно дослідити конкретні гени або велику панель генів і знайти зміни, які каріотипування побачити не може.

Тобто це різні рівні аналізу:

• каріотип → великі хромосомні зміни;
• FISH → конкретна ділянка або перебудова;
• microarray → дрібні втрати та надлишки хромосомного матеріалу;
• NGS → зміни на рівні послідовності генів.

Є ще одна принципово інша ситуація. Каріотипування може досліджувати не лише вроджений хромосомний набір людини, а й зміни, які виникли вже протягом життя в окремій популяції клітин. Саме це особливо важливо в онкогематології. При лейкеміях, мієлодиспластичних синдромах та інших гематологічних новоутвореннях пухлинний клон може набувати характерних хромосомних перебудов.

Наприклад, одна з найвідоміших — t(9;22), або Філадельфійська хромосома, що призводить до утворення BCR::ABL1. Інші перебудови можуть мати значення для:

• встановлення або уточнення діагнозу;
• класифікації захворювання;
• визначення прогнозу;
• вибору подальшої діагностичної та лікувальної тактики.

У такому випадку йдеться вже не про спадкову особливість, яка є в усіх клітинах організму, а про набуті генетичні зміни пухлинного клону. Саме тому не варто сприймати всі цитогенетичні дослідження як один і той самий “аналіз хромосом”.

У CSD LAB доступні різні цитогенетичні та молекулярно-цитогенетичні дослідження залежно від клінічного запиту.

• Каріотип (1 особа), код M311 — цитогенетичне дослідження культивованих лімфоцитів периферичної крові із застосуванням G-бендінгу. Дозволяє оцінити кількість і структуру хромосом та може використовуватися при безплідді, порушеннях репродуктивної функції, статевого розвитку, підозрі на хромосомні синдроми та інших клінічних показаннях;
• Каріотипування пари, код M352 — дослідження хромосомного набору обох партнерів. Може використовуватися при оцінці можливих хромосомних причин репродуктивних порушень та ризику передачі структурних перебудов потомству;
• Цитогенетичне дослідження при онкогематологічних захворюваннях — каріотипування, код M391 — окремий напрям цитогенетики для оцінки набутих хромосомних змін у клітинах при гематологічних новоутвореннях;
• FISH-дослідження — у CSD LAB доступний спектр прицільних молекулярно-цитогенетичних тестів для виявлення конкретних хромосомних перебудов, зокрема BCR::ABL1, PML::RARA, RUNX1::RUNX1T1, MYC, EWSR1 та інших залежно від захворювання.

У конституційному каріотипуванні CSD LAB використовує цитогенетичний метод із G-бендінгом: після культивування лімфоцитів отримують метафазні пластинки, фарбують хромосоми та аналізують їхню структуру. Саме тому термін виконання такого дослідження довший, ніж у багатьох стандартних аналізів крові: лабораторії потрібно не просто виміряти концентрацію певної речовини, а виростити клітини й отримати достатню кількість якісних метафаз для аналізу.

Каріотипування може дати дуже важливу інформацію. Воно може пояснити, чому зовні здорова людина має репродуктивні труднощі. Може виявити велику хромосомну перебудову, про яку людина не знала десятиліттями. Може допомогти підтвердити хромосомний синдром. А в онкогематології цитогенетичні методи можуть показати зміни, які виникли вже в пухлинному клоні та мають клінічне значення.

Але головне — правильно вибрати метод. Іноді потрібен каріотип. Іноді — FISH. Іноді значно інформативнішим буде chromosomal microarray або NGS.

Тому сучасна генетична діагностика працює не за принципом “здати найскладніший генетичний аналіз”, а за принципом: спочатку визначити клінічне запитання — потім обрати метод, який найкраще може на нього відповісти.

1. Silva M., de Leeuw N., Mann K. et al. European guidelines for constitutional cytogenomic analysis. European Journal of Human Genetics. 2019;27:1–16.
2. American Society for Reproductive Medicine. Recurrent pregnancy loss: a committee opinion. Fertility and Sterility. 2026;125:1023–1041.
3. International System for Human Cytogenomic Nomenclature — ISCN.