آزمایش FISH برای تشخیص ناهنجاری‌ها

پیشرفت  فناوری FISH انقلابی در تشخیص‌های ژنتیکی ایجاد کرده است، به ویژه در حوزه‌هایی مانند:

• انکولوژی و تشخیص سرطان
• ژنتیک پزشکی
• سیتوژنتیک بالینی
• بررسی ناهنجاری‌های مادرزادی و کروموزومی

فلوسانس هیبریداسیون درجا (FISH) چیست؟

فلوسانس هیبریداسیون درجا (FISH) یک تکنیک سیتوژنتیک مولکولی است که با استفاده از پروب‌های فلورسنت، توالی‌های خاصی از اسیدهای نوکلئیک (DNA/RNA) را در نمونه‌های بافتی یا سلولی شناسایی می‌کند. این پروب‌ها به رنگ‌های فلوسنت متصل هستند و پس از اتصال به توالی مکمل خود، زیر میکروسکوپ فلورسانس قابل مشاهده می‌شوند.

در فرایند FISH، پروب‌های نشاندار به توالی‌های مکمل DNA در سلول‌های تثبیت شده یا نمونه‌های بافتی متصل می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود که ماده ژنتیکی در موقعیت طبیعی خود داخل سلول یا کروموزوم بررسی شود. به همین دلیل، FISH اطلاعاتی هم از نظر محل قرارگیری ژن‌ها و هم از نظر تعداد نسخه‌های ژنتیکی در اختیار متخصصان قرار می‌دهد.

این روش ابزاری قدرتمند برای موارد زیر محسوب می‌شود:

• تشخیص اختلالات ژنتیکی ارثی
• شناسایی حذف، اضافه شدگی یا جابه‌جایی‌های کروموزومی
• بررسی بیان ژن‌ها
• کمک به تشخیص و پایش انواع سرطان‌ها

تست FISH

تست FISH یک روش آزمایشگاهی است که برای بررسی تغییرات ژنتیکی در سلول‌ها استفاده می‌شود. این تست از پروب‌های فلورسانس استفاده می‌کند که به بخش‌های خاصی از DNA متصل می‌شوند و به پزشکان امکان می‌دهد تا نقایص کروموزومی، جابه‌جایی‌ها، حذف‌ها یا تکثیر ژن‌ها را شناسایی کنند.

کاربرد اصلی تست FISH:

1- تشخیص سرطان‌ها: مانند لوسمی، لنفوم، سرطان پستان یا پروستات.

2- بررسی ناباروری یا سقط مکرر: برای شناسایی ناهنجاری‌های کروموزومی در اسپرم یا تخمک.

3- تشخیص اختلالات ژنتیکی: مثل سندرم داون یا سندرم X شکننده.

4- بررسی پیش آگهی بیماری: میزان وجود برخی تغییرات ژنی می‌تواند نشا‌دهنده شدت بیماری باشد.

نتیجه تست FISH:

مثبت: نشان‌دهنده وجود یک تغییر ژنتیکی مشخص است.

منفی: تغییر ژنتیکی مورد نظر در نمونه مشاهده نمی‌شود.

2- دناتوراسیون DNA

در این مرحله، DNA موجود در نمونه با استفاده از حرارت یا مواد شیمیایی دناتوره می‌شود. این فرایند باعث جدا شدن دو رشته DNA از یکدیگر شده و شرایط لازم برای اتصال پروب‌های فلورسنت به توالی‌های هدف را فراهم می‌کند.

3- هیبریداسیون پروب‌ها

پس از دناتوراسیون، پروب‌های فلورسنت نشاندار که توالی آنها مکمل DNA یا RNA هدف است، به نمونه اضافه می‌شوند. این پروب‌ها به طور اختصاصی به توالی‌های ژنتیکی مورد نظر متصل می‌شوند.

4- شست‌وشوی و آشکارسازی

نمونه شست‌وشو داده می‌شود تا پروب‌های متصل نشده حذف شوند. سپس لام زیر میکروسکوپ فلورسانس بررسی می‌شود و سیگنال‌های فلورسنت ناشی از اتصال پروب‌ها شناسایی می‌گردد.

5- مشاهده و تحلیل نتایج

سیگنال‌های فلورسنت به صورت نقاط یا نوارهای رنگی روشن مشاهده می‌شوند. محل قرارگیریريال تعداد و شدت این سیگنال‌ها به متخصص کمک می‌کند تا ناهنجاری‌های ژنتیکی، حذف‌ها اضافه‌شدگی‌ها یا جابه‌جایی‌های کروموزومی را تشخیص دهد.

انواع مختلف آزمایش FISH

آزمایش FISH بسته به هدف تشخیصی یا پژوهشی، به روش‌های مختلفی انجام می‌شود:

رنگ آمیزی کروموزومی

در این روش، از پروب‌هایی استفاده می‌شود که به نواحی وسیعی از کروموزوم متصل می‌شوند. این تکنیک برای شناسایی کل کروموزوم‌ها و ناهنجاری‌های ساختاری بزرگ کاربرد دارد.

FISH در اینترفاز

این نوع FISH برای بررسی سلول‌های غیرمستقیم شونده به کار می‌رود و امکان مطالعه ژن‌ها یا نواحی خاص کروموزومی را بدون نیاز به تقسیم سلولی فراهم می‌کند. این روش در تشخیص‌های بالینی بسیار پرکاربرد است.

FISH RNA

در این روش، به جای DNA، مولکول‌های RNA هدف قرار می‌گیرند. RNA FISH بری بررسی الگوهای بیان ژن و توزیع RNA در سلول‌ها کاربرد دارد و نقش مهمی در مطالعات مولکولی و تحقیقات ایفا می‌کند.

کاربردهای فلورسانس هیبریداسیون درجا (FISH)

آزمایش FISH یکی از پرکاربردترین روش‌ها در پزشکی و تحقیقات زیستی است و در حوزه‌های مختلفی از تشخیص بالینی تا پژوهش‌های ژنتیکی نقش کلیدی دارد. مهم‌ترین کاربردهای این تکنیک عبارتند از:

1- تشخیص اختلالات ژنتیکی و ناهنجاری‌های کروموزومی

FISH به طور گسترده برای شناسایی ناهنجاری‌های کروموزومی ظریف مانند حذف (Deletion)، اضافه شدگی (Duplication)، وارونگی (Inversion) و جابه‌جایی‌های کروموزومی (Translocation) استفاده می‌شود؛ تغییراتی که ممکن است در کاریوتایپ معمولی قابل تشخیص نباشند.

تغییرات ژنی قابل شناسایی با آزمایش FISH

متخصصان پاتولوژی و ژنتیک می‌توانند با استفاه از آزمایش‌ FISH، سلول‌ها را از نظر تغییرات ژنی و کروموزومی بررسی کنند؛ تغییراتی که در بروز برخی سرطان‌ها و بیماری‌های ژنتیکی نقش کلیدی دارند. این روش همچنین در بسیاری از موارد برای تایید یا تکمیل نتایج کاریوتایپ به کار می‌رود.

آزمایش FISH قادر است انواع مختلفی از تغییرات ژنتیکی را با دقت بالا شناسایی کند که مهم‌ترین آنها عبارتند از:

تکثیر ژن (Gene Amplification)

در تکثیر ژنی، تعداد نسخه‌های یک ژن بیشتر از حد طبیعی است. مشابه حالتی که کروموزوم اضافی وجود دارد، در این وضعیت FISH نشان می‌دهد که یک ژن خاص در سلول‌ها به طور غیرطبیعی افزایش یافته است. این یافته در بسیاری از سرطان‌ها اهمیت تشخیصی و درمانی دارد.

جابه‌جایی یا بازآرایی ژنی (Translocation / Rearrangement):

در این حالت، بخشی از ژن یا کروموزوم به محل دیگری منتقل می‌شود. برای شناسایی این تغییر، از پروب‌هایی با رنگ‌های فلورسنت متفاوت استفاده می‌شود.

در شرایط طبیعی، این رنگ‌ها کنار یکدیگر مشاهده می‌شوند، اما در صورت جابه‌جایی، سیگنال‌های رنگی از هم جدا می‌شوند که نشان‌دهنده وقوع ترانسلوکاسیون یا فیوژن ژنی است.

حذف ژنی (Gene Deletion)

در حذف ژنی، بخشی از DNA از بین رفته یا وجود ندارد. در این روش، برخی پروب‌ها به ناحیه هدف متصل نمی‌شوند، در حالی که باید متصل شوند. نبود سیگنال در محل مورد انتظار بیانگر حذف اطلاعات ژنتیکی است.

کاربردهای مهم در این حوزه شامل:

1- سندرم داون (تریزومی 21): شناسایی وجود یک نسخه اضافی از کروموزوم 21 و تایید تشخیص.

2- سندرم ترنر: کمک به تشخیص فقدان کامل یا جزئی یکی از کروموزوم‌های X.

3- سندرم دی‌جورج: شناسایی ریزحذف‌ها در ناحیه 22q11 که با این سندرم مرتبط هستند.

2- تشخیص و پیش‌آگهی سرطان‌ها

آزمایش FISH نقش بسیار مهمی در انکولوژی و هماتولوژی دارد و برای شناسایی تغییرات ژنتیکی موثر در ایجاد و پیشرفت سرطان‌ها استفاده می‌شود.

برخی از کاربردهای مهم FISH در سرطان:

• سرطان پستان: بررسی افزایش تعداد نسخه‌های ژن HER2 که در انتخاب درمان هدفمند مانند تراستوزوماب اهمیت حیاتی دارد.
• لوسمی‌ها و لنفوم‌ها: شناسایی جابه‌جایی‌های کروموزومی مانند کروموزوم فیلادلفیا (ژن BCR-ABL) که با لوسمی میلوئیدی مزمن (CML) و لوسمی میلوئیدی حاد (AML) مرتبط است.
• سرطان مثانه: بررسی تغییرات ژنتیکی در نمونه ادرار برای کمک به تشخیص، پایش و عود بیماری.
• مولتیپل میلوما
• گلیوما
• مزوتلیوما
• تقویت ژن MYCN در نوروبلاستوما
• تقویت ژن MET: شایع در سرطان‌های ریه، معده و مری
• بازآرایی یا فیوژن ژن‌های RET، ALK و ROS1 در سرطان ریه غیرسلول کوچک (NSCLC): در این حالت، این ژن با ژن‌های دیگر ترکیب شده و منجر به ایجاد سرطان می‌شوند.

3- تشخیص‌های پیش از تولد

FISH در غربالگری و تشخیص پیش از تولد کاربرد فراوانی دارد و امکان شناسایی سریع ناهنجاریهای کروموزومی جنین را فراهم می‌کند.

کاربردهای اصلی روش FISH در دوران بارداری:

غربالگری سندرم داون: تشخیص زودهنگام تریزومی‌ها مانند تریزومی 21 با سرعت و دقت بالا.

ریزحذف‌ها و ریزتکثیرها: شناسایی تغییرات ژنتیکی کوچک که ممکن است در سایر روش‌های غیربالگری قابل مشاهده نباشند.

4- نقشه‌یابی ژن‌ها و تحقیقات ژنتیکی

FISH یکی از ابرازهای مهم در پژوهش‌های ژنتیکی محسوب می‌شود و برای تعیین محل دقیق ژن‌ها روی کروموزوم‌ها به کار می‌رود.

کاربردهای تحقیقات شامل:

تعیین محل ژن‌ها: کمک به درک بهتر عملکرد ژن‌ها، الگوهای وراثت و نقش آنها در بیماری‌ها ژنتیکی و سرطان‌ها.

مطالعه بیان ژن: استفاده از RNA FISH برای بررسی حضور، میزان و محل RNA درون سلول‌ها.

5- تشخیص بیماری‌های عفونی

در حوزه میکروبیولوژی، FISH برای شناسایی میکروارگانیسم‌ها و ماده ژنتیکی آنها در نمونه‌های بالینی استفاده می‌شود، به ویژه در مواردی که کشت میکروبی دشوار یا زمان‌بر است.

مزایای FISH در بیماری‌های عفونی:

• تشخیص سریع باکتری‌ها و ویروس‌ها
• افزایش دقت تشخیص در نمونه‌های بافتی یا مایعات بدن
• کاهش زمان پاسخ‌دهی در مقایسه با روش‌های سنتی

نتایج غیرطبیعی

در صورت مشاهده الگوهای غیرعادی، احتمال وجود ناهنجاری‌های ژنتیکی مطرح می‌شود که مهم‌ترین آنها عبارتند از:

حذف ژنی: نبود سیگنال فلورسنت در محل مورد انتظار می‌تواند نشان‌دهنده حذف ژن یا ناحیه‌ای از کروموزوم باشد.

تکثیر یا افزایش ژن: مشاهده تعداد بیشتر از حد طبیعی سیگنال‌های فلورسنت بیانگر افزایش تعداد نسخه‌های یک ژن است؛ وضعیتی که در برخی سرطان‌ها مانند تقویت ژن HER2 در سرطان پستان اهمیت بالینی زیادی دارد.

جابه‌جایی کروموزومی: قرار گرفتن سیگنال‌های فلورسنت د محل‌های غیرطبیعی می‌تواند نشان‌دهنده تغییرات ساختاری کروموزومی باشد؛ مانند ژن ترکیبی BCR-ABL در لوسمی میلوئیدی مزمن (CML).

محدوده نرمال در آزمایش FISH

برخلاف بسیاری از آزمایش‌های آزمایشگاهی که دارای مقادیر عددی مشخص هستند، نتایج FISH به صورت کیفی (Qualitative) تفسیر می‌شوند.

در یک نتیجه نرمال، تعداد و محل سیگنال‌های فلورسنت مطابق الگوی مورد انتظار است. هرگونه انحراف از این الگو، مانند کاهش، افزایش یا جابه‌جایی سیگنال‌ها، می‌تواند نشان‌دهنده وجود ناهنجاری ژنتیکی یا کروموزومی باشد.

به طور کلی، (محدوده طبیعی) در FISH به معنای عدم وجود حذف، تکثیر یا تغییرات ساختاری غیرطبیعی در ژن‌ها یا کروموزوم‌های بررسی شده است.

آمادگی قبل از انجام آزمایش FISH

آمادگی برای انجام آزمایش FISH معمولاً ساده است، اما بسته به نوع نمونه و هدف آزمایش ممکن است دستورالعمل‌های خاصی وجود داشته باشد.

نکات مهم پیش از آزمایش:

نمونه‌گیری: بسته به نوع بررسی، ممکن است به نمونه خون، بافت یا مغز استخوان نیاز باشد. نحوه نمونه‌گیری توسط پزشک یا پرسنل آزمایشگاه توضیح داده می‌شود.

اطلاع‌رسانی درباره داروها: مصرف داروهای خاص، به ویژه داروهای شیمی‌درمانی یا داروهای تضعیف‌کننده سیستم ایمنی، باید حتماً به پزشک اطلاع داده شود.

عدم نیاز به ناشتایی: در اغلب موارد، انجام آزمایش FISH نیاز به ناشتایی ندارد، مگر آنکه پزشک دستور خاصی دهد.

پیگیری نتایج: پس از آماده شدن نتایج، پزشک درباره تفسیر آنها و اقدامات بعدی توضیحات لازم را ارائه خواهد داد.

آماده‌سازی برای FISH

در آزمایش FISH، نمونه‌ای از مایعات بدن یا بافت برای بررسی ژنتیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نوع آمادگی لازم برای این آزمایش به نوع نمونه‌ای که پزشک درخواست می‌کند بستگی دارد:

تشخیص‌های پیش از تولد:

در این موارد، نمونه‌گیری معمولاً از طریق آمینوسنتز انجام می‌شود.

آزمایش‌های پیش از لانه‌گزینی (PGD/PGS):

در تشخیص ژنتیکی پیش از لانه‌گزینی، چند سلول از جنین‌ها پیش از انتقال به رحم بررسی می‌شوند. این کار معمولاً چند روز پس از برداشت تخمک انجام می‌گیرد.

بررسی بیماری‌های ژنتیکی یا ناهنجاری‌های کروموزومی:

در صورت شک به وجود اختلال ژنتیکی در کودک یا بزرگسالان، آزمایش FISH ممکن است روی نمونه خون انجام شود.

تشخیص سرطان و بررسی جهش‌های ژنتیکی تومور:

برای بررسی سلول‌های سرطانی، به نمونه بافت تومور یا مغز استخوان (بیوپسی) نیاز است.

آزمایش FISH ادرار:

در برخی موارد، از نمونه ادرار برای تشخیص یا پایش سرطان مثانه استفاده می‌شود.

به طور کلی، تنها نوع نمونه‌گیری که ممکن است نیاز به آمادگی خاص داشته باشد بیوپسی است. از آنجا به بسیاری از بیوپسی‌ها تحت بیهوشی یا بی‌حسی انجام می‌شوند، لازم است دستورالعمل‌های پزشک یا مرکز درمانی به دقت رعایت شود.

تست FISH برای تشخیص سرطان خون

تست FISH یکی از مهم‌ترین روش‌ها برای تشخیص و پیگیری سرطان‌های خون مانند لوسمی و لنفوم است. این تست به دلیل دقت بالا در شناسایی تغییرات خاص سلول‌های خونی کاربرد گسترده‌ای دارد.

چگونه FISH در سرطان خون استفاده می‌شود؟

1- شناسایی جابه‌جایی‌ها و کروموزوم‌های غیرطبیعی

برخی سرطان‌های خون با ترانسلوکیشن‌های مشخص همراه هستند، مانند:

لوسمی میلوئیدی مزمن (CML) : جابه‌جایی بین کروموزوم‌های 9 و 22 (کروموزوم فیلادلفیا)

لوسمی لنفوبلاستیک حاد (ALL): جابه‌جایی BCR-ABL یا MLL

2- تشخیص تکثیر یا حذف ژن‌ها

بعضی ژن‌ها ممکن است در سلول‌های سرطانی تکثیر یا حذف شوند که FISH می‌تواند نشان دهد، مانند تکثیر MYC در برخی لنفوم‌ها.

3- پیش‌آگهی و تصمیم‌گیری درمانی

نوع تغییر ژنتیکی می‌تواند شدت بیماری، پاسخ به درمان و ریسک عود را پیش‌بینی کند. پزشک با توجه به نتایج FISH ممکن است روش درمانی هدفمند انتخاب کند.

مزایای FISH در سرطان خون:

• حساس و دقیق حتی برای تغییرات کوچک ژنتیکی
• سریع‌تر از روش‌های سنتی کروموزومی
• امکان بررسی نمونه‌های خون، مغز استخوان یا بافت فیکس شده.

نتیجه تست FISH در سرطان خون:

مثبت: وجود جابه‌جایی، تکثیر یا حذف ژن مشخص شده، نشان‌دهنده سرطان یا تغییر ژنتیکی مرتبط با سرطان است.

منفی: سلول‌ها تغییر ژنتیکی مورد بررسی را ندارند ð ممکن است سلول‌ها طبیعی یا نوع دیگری از سرطان باشند.

آزمایش FISH چگونه در آزمایشگاه انجام می‌شود؟

برای انجام آنالیز FISH، پاتولوژیست یا کارشناس آزمایشگاه مراحل زیر را طی می‌کند:

1- طراحی پروب‌‌ها

در این مرحله، بخش‌های از DNA که با توالی هدف مطابقت دارند انتخاب می‌شوند. سپس DNA برش داده شده و برچسب‌های فلورسنت به آنها متصل می‌گردد تا پروب اختصاصی ساخته شود.

2- دناتوراسیون پروب و DNA هدف

پروب‌ها و DNA نمونه تحت شرایط خاصی قرار می‌گیرند تا دو رشته DNA از هم جدا شوند و امکان اتصال اختصاصی فراهم شود.

3- مرحله هیبریداسیون

پس از ترکیب پروب‌ها با نمونه DNA استخراج شده از بافت یا مایع بدن، پرب‌ها به توالی‌های مکمل خود متصل می‌شوند.

4- بررسی نتایج

نمونه زیر میکروسکوپ فلورسانس قرار می‌گیرد و نواحی دارای برچسب فلورسنت شناسایی و تحلیل می‌شوند.

در نهایت، پاتولوژیست نتایج را تفسیر کرده و گزارش نهایی را برای پزشک معالج ارسال می‌کند تا بر اساس آن تصمیم‌گیری تشخیصی یا درمانی انجام شود.

عوارض و خطرات احتمالی آزمایش FISH

آزمایش FISH روشی ایمن و کم‌تهاجمی محسوب می‌شود. با این حال، برخی عوارض خفیف ممکن است در ارتباط با نمونه‌گیری ایجاد شوند:

خطرات نمونه‌گیری خون: شامل کبودی، خونریزی خفیف یا به ندرت عفونت در محل سوزن.

خطرات نمونه‌گیری بافت یا مغز استخوان: احتمال اندک درد، خونریزی یا عفونت در مل بیوپسی.

خطا در تفسیر نتایج: اگرچه FISH دقت بالایی دارد، اما در موارد نادر مشکلات فنی، کیفیت نامناسب نمونه یا خطای انسانی ممکن است باعث تفسیر نادرست شود. به همین دلیل، تجزیه و تحلیل نتایج باید توسط متخصصان مجرب سیتوژنتیک یا پاتولوژی انجام شود.

جمع‌بندی

فلورسانس هیبریداسیون درجا (FISH) یکی از قدرتمندترین روش‌های تشخیصی ژنتیکی است که تحولی چشمگیر در پژوهش‌های ژنتیک و تشخیص‌های بالینی ایجاد کرده است. این تکنیک از شناسایی ناهنجاری‌های کروموزومی گرفته تا تشخیص و پایش سرطان‌ها، نقش کلیدی در درک بهتر بیماری‌ها و انتخاب مسیر درمان دارد.

با استفاده از پروب‌های فلورسنت، FISH امکان بررسی دقیق ساختار ژنتیکی، بیان ژن و مکانیسم‌های بیماری را فراهم می‌کند. اگر قرار است این آزمایش را انجام دهید، آگاهی از نحوه انجام، تفسیر نتایج و آمادگی‌های لازم می‌تواند به کاهش نگرانی و افزایش اطمینان شما کمک کند. هرچند FISH روشی ایمن و غیرتهاجمی است، مشورت با پزشم یا متخصص آزمایشگاه بهترین راه برای درک کامل نتایج و پیامدهای آن برای سلامت شما خواهد بود.

حضوری: با مراجعه به آزمایشگاه پاتوبیولوژی اوستا از خدمات مشاوره ژنتیک بهره‌مند شوید.

مطالب مشابه:

FISH /CISH چیست؟

بهترین آزمایشگاه پاتولوژی

غربالگری پیش از تولد

بهترین آزمایشگاه تشخیص سرطان در تهران | آزمایشگاه پاتوبیولوژی اوستا

منبع: apollohospitals – my.clevelandclinic