人体细胞中的染色体，在体内外各种因素的影响下，可能发生断裂（breakage），产生2个或多个节段（有着丝粒节段和无着丝粒节段）。大多数节段按原来结构在断面重新连接，恢复原来的染色体，这一过程称为重建或愈合（restitution）。一部分节段保持断裂状态，造成有着丝粒节段的部分缺失；而无着丝粒节段则滞留在细胞质中，不参加新胞核的形成，最终消失。由于断裂面有“黏合”的倾向，断裂后的节段（有着丝粒或无着丝粒）也可能以不同方式与邻近的断片重新接合，形成多种不同结构的染色体。此外，由于染色体或染色单体发生断裂的部位、次数和重接方式的不同，可以表现多种类型的结构畸变。
20世纪70年代以前，用常规非显带染色体技术仅记载了少数种类的结构畸变，涉及几条染色体。以后，由于应用了鉴别力高的染色体显带及高分辨显带技术，在新生儿及成人中发现的染色体结构畸变至今已达数百种，几乎涉及每一号染色体的长、短臂，甚至每一个区或带。
一、缺失
缺失（deletion）是指染色体断裂并丢失一部分遗传物质。当某一条染色体发生断裂而未能重接时，将形成一个有着丝粒和一个或多个无着丝粒的节段。无着丝粒节段由于在细胞中不能定向移动，一般被遗失在细胞质中；被保留下来的有着丝粒的节段，由于丢失了部分遗传物质，故称为缺失。任何一条染色体的长臂或短臂末端节段缺失，称为末端缺失。任何一条染色体的长臂或短臂的某一中间节段缺失，称为中间缺失（图11－3）。
二、倒位
某一染色体同时出现2次断裂，其中间节段旋转180°后重接，使其基因排列顺序被颠倒，称为倒位（inversion）。根据被颠倒的片段是否涉及染色体的着丝粒位置又可分为臂间倒位（pericentric inversion）和臂内倒位（paracentric inversion）。前者为所颠倒的片段含有着丝粒的中间节段，而后者为所颠倒的节段不涉及着丝粒，仅限于染色体长臂或短臂范围之内（图11－4）。
目前所描述的倒位几乎涉及所有染色体，其中以9号染色体臂间倒位频率最高，约占1／100。原发的倒位畸变一般没有遗传物质的丢失，因此个体不表现出任何疾患，称为倒位携带者。这类携带者可以在减数分裂过程中由于倒位圈的形成，可能产生带有染色体异常的配子，即带有部分重复和部分缺失的异常染色体，在其后代中可出现染色体异常患者。
图11－3 末端缺失和中间缺失示意图
图11－4 臂间倒位和臂内倒位示意图
三、易位
某个染色体发生断裂后断下的节段连接到另一染色体上，称为易位（translocation）。根据所涉及的染色体和易位片段及连接形式的不同，又可分为转位（即单方易位）、相互易位、罗氏易位、整臂易位和复杂易位等多种类型。
（一）转位
转位是指断裂发生在2条染色体上，但仅有其中的一条染色体片段连接到另一条染色体上，也称为单方易位。
（二）相互易位
2条染色体各发生一处断裂，其断片相互交换位置后重接，形成2条结构上重排的染色体，称为相互易位（reciprocal translocation）（图11－5）。这是迄今所发现的最多的一类染色体结构畸变，其发生率为1／1 000～1／500。这类原发易位大多数都保留了原有基因总数，对基因作用和个体发育一般无严重影响，因此也称为平衡易位（balanced translocation）携带者。其个体本身可表现正常，但可通过减数分裂形成染色体异常配子，在后代中出现染色体异常患者。
图11－5 相互易位示意图
图11－6 罗氏易位示意图
（三）整臂易位
断裂发生在2条染色体的近着丝粒处，随后4个臂相互交错连接，导致整个臂的转移和交换，称为整臂易位（whole－arm translocation）。这种易位可发生在非近端着丝粒染色体或近端着丝粒染色体之间，而以后者的报道较为多见。
（四）罗氏（罗伯逊）易位
罗氏（罗伯逊）易位（Robertsonian translocation）又称着丝粒融合。它只发生在D、G组近端着丝粒染色体之间，是染色体重组的一种主要形式，也是整臂易位的一种特殊形式。通常由2条近端着丝粒染色体在其近着丝粒区发生断裂，两者的长臂在着丝粒区附近彼此连接，形成1条新的染色体；两者的短臂也可能彼此连接形成1条小染色体，含较少的基因，一般在以后的细胞分裂中消失（图11－6）。
罗氏易位频率约为1／1 100活婴，主要发生在D组和G组染色体之间。这类易位保留了2条染色体的长臂，而缺少2条短臂。由于短臂小，含基因少，因此这类携带者一般无严重先天畸形，智力发育可以正常，但在其后代中可能形成单体型和三体型，引起自发流产或三体型患者。部分携带者产生染色体异常后代的风险可高达50％～100％。
另外，3条或3条以上的染色体各自发生断裂，其节段相互交换重接而形成的具有结构重排的染色体，称复杂易位（complex translocation）。由相互易位和复杂易位这种原发性的结构上重排所形成的染色体统称为衍生染色体（derivative chromosome）。
四、重复
同一条染色体的某个节段连续含有2份或以上者，称为重复（duplication）。这主要是由于染色体或染色单体发生断裂后所形成的断片转而插入到同源染色体或染色单体中所形成的。如果重复节段与原来方向一致，称为正位重复（direct duplication）；如果重复节段与原来方向相反，称为倒位重复（inverted duplication）。
染色体重复还具有其他含义。染色体组内任何额外染色体或其节段的增加，都可看成是有关部分的重复。如多倍体、多体型和部分三体型等都是重复的不同形式，其中以部分三体型的发生频率较高。
五、环状染色体
染色体两臂远段各发生一次断裂，有着丝粒节段的两个断端相接成环状，称为环状染色体（ring chromosome）。如果由某一无着丝粒节段的2个断端相接成环，则称为无着丝粒环。环状染色体在细胞分裂过程中可进一步形成具有双着丝粒环、无环或具有2个或以上环状染色体的子细胞，因此属于非稳定性结构畸变。其临床表型效应有较大的差异，主要取决于环内姐妹染色单体互换率及缺失的大小（图11－7）。
图11－7 环状染色体形成示意图
六、双着丝粒染色体
带有2个具有主缢痕功能着丝粒的染色体称为双着丝粒染色体（dicentric chromosome）。通常由2条染色体断裂后发生不对称易位所引起，即2个相互交换的片段都含有着丝粒。这类异常染色体在细胞分裂后期可形成染色体桥，阻碍2个子细胞的分开，产生多倍体细胞，导致细胞死亡；或染色体桥的断裂形成新的多种类型的畸变染色体。因此，双着丝粒染色体也属于不稳定性结构畸变（图11－8）。
七、等臂染色体
一条染色体的两臂在形态上和遗传上相同，并借1～2个着丝粒连接在一起，称为等臂染色体（isochromosome）。等臂染色体由于2个同源染色体在着丝粒处断裂，断裂后两长臂及两短臂各自在着丝粒处连接而成；或者由于染色体着丝粒的分裂错误，即着丝粒横裂而形成（图11－9）。
图11－8 双着丝粒染色体形成示意图
图11－9 等臂染色体形成示意图
八、插入
一条染色体的某一节段插入另一条染色体中，称为插入（insertion）。显然，只有发生3次断裂时插入才有可能。插入可以是正位的，也可以是倒转180°后反向的。插入如发生在同源染色体之间，则导致一条染色体中发生重复，而另一条同源染色体中发生同一节段的缺失。
（李锦燕）
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