Аналіз каріотипу: навіщо його роблять і як його здавати

Каріотип – це візуальне дослідження кількості та структури всіх хромосом людини. У клінічній практиці аналіз каріотипу зазвичай стосується лабораторного каріотипування, під час якого клітини вирощують, зупиняють у фазі поділу, забарвлюють та досліджують під мікроскопом, щоб побачити всі хромосоми як упорядкований набір. [1]

Більшість людей мають у своїх клітинах 46 хромосом, розташованих у 23 парах. Каріотипування оцінює, чи всі хромосоми відсутні, чи є зайва хромосома, чи окремі хромосоми мають деформовану форму, а також чи є значні перебудови, такі як транслокації, інверсії, кільцеві хромосоми або маркерні хромосоми. [2]

З клінічної точки зору, цей тест не призначений для «всіх генетичних захворювань», а для значних хромосомних змін. Він особливо корисний, коли лікар підозрює анеуплоїдію, велику делецію або дуплікацію, збалансовану перебудову, мозаїцизм або клон пухлини з характерною хромосомною перебудовою. Саме в цих випадках каріотипування залишається актуальним навіть з новими технологіями. [3]

Каріотипування особливо добре відоме для діагностики синдрому Дауна, синдрому Тернера та синдрому Клайнфельтера, але його роль не обмежується цими показниками. Аналіз також використовується для діагностики безпліддя, повторних втрат вагітності, деяких випадків первинної аменореї, підозрюваних хромосомних причин вроджених аномалій та в онкогематології, де хромосомні перебудови впливають на діагностику, прогноз та варіанти лікування. [4]

Також важливо розуміти обмеження цього методу. Каріотипування – це дослідження всього геному з низькою роздільною здатністю. Згідно з Національною освітньою програмою служби охорони здоров'я Англії, його типова роздільна здатність становить приблизно 5-10 мегабаз, тому цей тест часто пропускає невеликі втрати хромосом та дуплікації, а особливо точкові варіанти в генах. [5]

Таблиця 1. Що зазвичай виявляє каріотипування, а що може пропустити

Що зазвичай показує каріотипування?	Що каріотипування часто не показує
Додаткова або відсутня хромосома	Невеликі мікроделеції та мікродуплікації
Великі делеції та дублікації	Точкові зміни в генах
Збалансовані транслокації	Більшість моногенних захворювань
Інверсії	Уніпарентальна дисомія
Кільцеві та маркерні хромосоми	Частина мозаїчних станів з низькою часткою аномальних клітин
Деякі випадки мозаїцизму	Зміни, які втрачаються або не ростуть у культурі клітин

Джерело для таблиці. [6]

Коли аналіз дійсно необхідний?

Найпоширеніше розуміння аналізу каріотипу пов'язане з плануванням вагітності. І це справді одне з основних застосувань методу. Медичні джерела вказують на те, що тест використовується для оцінки хромосомних причин безпліддя, звичкових викиднів, мертвонародження та ризику передачі хромосомних аномалій плоду. [7]

Однак сучасний підхід до звичного невиношування вагітності став більш вибірковим. У своїх оновлених рекомендаціях 2022 року Європейське товариство репродукції людини та ембріології не рекомендує автоматичне каріотипування батьків для всіх пар. Воно пропонує робити це після індивідуальної оцінки ризику, особливо якщо в родині є діти з вродженими аномаліями, якщо виявлено транслокацію в тканинах вагітності або якщо сам сімейний анамнез викликає занепокоєння. [8]

З іншого боку, у чоловічому безплідді роль каріотипування залишається дуже чіткою. Керівні принципи Американської урологічної асоціації та Американського товариства репродуктивної медицини рекомендують каріотипування та аналіз мікроделецій Y-хромосоми для чоловіків з первинним безпліддям, азооспермією або тяжкою олігозооспермією з підвищеним рівнем фолікулостимулюючого гормону, атрофією яєчок або підозрою на порушення вироблення сперматозоїдів. У тих самих рекомендаціях також рекомендується оцінка каріотипування для чоловіків з історією звичного невиношування вагітності. [9]

Тестування каріотипу залишається затребуваним у жінок, але не для масового скринінгу. Воно особливо доречне у випадках первинної аменореї, підозри на синдром Тернера, дисгенезії гонад та деяких видів передчасної недостатності яєчників. Американський коледж акушерів-гінекологів зазначив, що підлітки з первинною аменореєю мають високу частку аномальних каріотипів, тому цей сценарій вимагає генетичної оцінки, а не лише гормонального тестування. [10]

У педіатрії та клінічній генетиці роль каріотипування вже не така універсальна, як колись. Американська академія педіатрії (AAP) у 2025 році наголошує, що при затримках розвитку мовлення та мови, а також інтелектуальних порушеннях першим генетичним тестом часто є аналіз хромосомних мікрочипів, іноді в поєднанні з екзомним секвенуванням. Однак, якщо є підозра на збалансовану перебудову, кільцеву хромосому або певні мозаїчні стани, каріотип все одно необхідний. [11]

В онкогематології каріотипування залишається вирішальним. Воно допомагає виявити основні перебудови, що формують клон пухлини, і може визначити класифікацію захворювання, прогноз та терапію. Національний інститут раку США та Національна служба охорони здоров'я Англії особливо наголошують на важливості таких перебудов при лейкемії та інших захворюваннях крові, включаючи великі транслокації та злиття генів. [12]

Таблиця 2. Основні показання для аналізу каріотипу

Клінічна ситуація	Роль каріотипування сьогодні
Безпліддя у чоловіка з азооспермією або тяжкою олігозооспермією	Часто показують
Звичні втрати вагітності	Не всім, але після оцінки ризиків
Первинна аменорея, підозра на синдром Тернера	Часто показують
Вагітність з високим ризиком хромосомних аномалій плода	Це можливо, але вибір методу залежить від ситуації.
Дитина із затримками розвитку та вродженими аномаліями	Часто першим тестом буде мікрочип, а не каріотип.
Лейкемія та інші гематологічні пухлини	Часто важливо для діагностики та прогнозу
Підозра на збалансовану транслокацію	Каріотипування особливо корисне

Джерело для таблиці. [13]

Як збирається матеріал і як проводиться дослідження

Каріотипування не може бути проведене на будь-якому біоматеріалі, а лише на тому, що містить ядерні клітини, придатні для культивування. На практиці найчастіше використовуються периферична кров, клітини шкіри, кістковий мозок, ворсинки хоріона, навколоплідна рідина та іноді тканини, отримані внаслідок втрати вагітності. В онкогематології найважливіше значення мають кров і кістковий мозок, тоді як у репродуктивній медицині найважливіше — батьківська кров і пренатальний матеріал. [14]

Під час вагітності збір зразків проводиться або шляхом біопсії ворсин хоріона (БХХ), або шляхом амніоцентезу. Згідно з MedlinePlus, БХХ зазвичай проводиться між 10 та 13 тижнями вагітності, тоді як амніоцентез — між 15 та 20 тижнями вагітності. Перевагою першого методу є більш рання вагітність, а перевагою другого — менший вплив плацентарного мозаїцизму на результат. [15]

Сам лабораторний тест включає кілька етапів. Клітини необхідно виростити, стимулювати до поділу, зупинити в метафазі, підготувати, забарвити, а потім проаналізувати візерунки смуг на хромосомах. Саме тому каріотипування не є миттєвим аналізом і залежить від якості культури клітин. [16]

Час виконання також залежить від матеріалу. Освітня програма Національної служби охорони здоров'я (NHS) Англії вказує, що посіви крові та кісткового мозку можуть тривати приблизно 3 дні, тоді як зразки шкіри та пренатальні зразки часто потребують 7-14 днів. Загальний час виконання, згідно з тією ж програмою, зазвичай становить 14-42 дні, залежно від причини тесту та його терміновості. [17]

Підготовка до тесту, як правило, мінімальна, коли йдеться про каріотипування крові. Для амніоцентезу та біопсії хоріона підготовку визначає акушерська бригада. Ризики рутинного забору крові мінімальні, а для інвазивного пренатального тестування MedlinePlus відзначає невеликий ризик спазмів, дискомфорту та втрати вагітності, тому такі процедури виконуються лише за показаннями після генетичного консультування. [18]

Таблиця 3. Який матеріал використовується для виготовлення каріотипу?

Матеріал	Коли його використовують найчастіше?	Особливості
Периферична кров	Безпліддя, аменорея, підозра на конституційну хромосомну аномалію	Найпоширеніший варіант поза вагітністю
Кістковий мозок	Лейкемія, мієлодиспластичні синдроми та інші захворювання крові	Важливо для цитогенетики пухлин
Ворсинки хоріона	Рання пренатальна діагностика	Зазвичай 10-13 тижнів вагітності
Амніотична рідина	Пренатальна діагностика у другому триместрі	Зазвичай 15-20 тижнів вагітності
Шкіра	Для деяких умов мозаїки та спеціальних завдань	Потрібна культура клітин
Тканини після втрати вагітності	Пошук хромосомної причини втрати	Інтерпретація залежить від якості матеріалу

Джерело для таблиці. [19]

Як прочитати результат

Результат каріотипування зазвичай виглядає як коротка формула, але він містить багато інформації. Нормальний жіночий каріотип записується як 46,XX, нормальний чоловічий каріотип як 46,XY. Наявність додаткової 21-ї хромосоми при синдромі Дауна записується як 47,XX,+21 або 47,XY,+21, відсутність однієї Х-хромосоми при синдромі Тернера записується як 45,X, а додаткова Х-хромосома у чоловіка із синдромом Клайнфельтера записується як 47,XXY. [20]

Нормальний результат означає, що в досліджених клітинах виявлено 46 хромосом без помітних структурних змін. Однак клінічно це не виключає автоматично генетичного захворювання. Нормальний каріотип не виключає незначних змін кількості копій, моногенних захворювань, епігенетичних аномалій, деякого мозаїцизму та варіантів, відсутніх у досліджуваній тканині або втрачених під час культивування клітин. [21]

Аномальний результат може бути числовим або структурним. Числові зміни включають трисомії та моносомії, тоді як структурні зміни включають транслокації, інверсії, кільцеві хромосоми, великі делеції та дуплікації. Деякі з цих змін є збалансованими, тобто носій не втрачає і не отримує видимого хромосомного матеріалу, але ризик для потомства може бути підвищеним. Ось чому доросла людина, яка виглядає здоровою, може бути носієм перебудови, яка впливає на фертильність або результати вагітності. [22]

Особливим ускладненням є мозаїцизм. Каріотипування може виявляти мозаїчні клітинні лінії, що є однією з його переваг, але чутливість залежить від частки аномальних клітин, тканини та характеристик культури. Національна служба охорони здоров'я Англії зазначає, що деякі варіанти можуть не виявлятися в культурі, оскільки аномальні клітини гірше зберігаються або втрачаються під час росту. [23]

У пренатальній діагностиці інтерпретація вимагає ще більшої обережності. Біопсія ворсин хоріона аналізує тканину плаценти, а плацента не завжди повністю відображає хромосомний склад плода. Центри контролю та профілактики захворювань США (CDC) стверджують, що мозаїчна трисомія, виявлена при взятті біопсії ворсин хоріона, потребує підтвердження за допомогою постнатального зразка, оскільки мозаїцизм може бути обмежений плацентою. [24]

Таблиця 4. Приклади типових записів каріотипу

Запис	Що це означає?
46,XX	Нормальний жіночий каріотип
46,XY	Нормальний чоловічий каріотип
47,XX,+21	Жіночий каріотип з трисомією 21
45,X	Каріотип, сумісний із синдромом Тернера
47,XXY	Каріотип, сумісний із синдромом Клайнфельтера
46,XX,t(14;21)	Збалансована транслокація між хромосомами 14 та 21
мос 45,X[10] 46,XX[20]	Мозаїцизм з 2 клітинними лініями

Джерело для таблиці. [25]

Чим каріотипування відрізняється від аналізу мікрочипів, секвенування та інших тестів?

Сучасна генетична діагностика давно перестала обмежуватися одним тестом. В одних ситуаціях потрібен каріотип, в інших – аналіз хромосомних мікрочипів, а в ще третіх – секвенування екзому або геному. Правильний вибір визначається не новітніми технологічними тенденціями, а конкретними змінами, яких прагне лікар. [26]

Головна перевага каріотипування над аналізом хромосомних мікрочипів полягає в тому, що він виявляє положення хромосомного матеріалу та може виявляти збалансовані транслокації та інверсії. Аналіз мікрочипів розглядає переважно кількість хромосомного матеріалу, а не його розташування, і тому зазвичай не дозволяє виявити носіїв збалансованих перебудов. З цієї причини каріотипування залишається особливо цінним у випадках безпліддя та звичного невиношування вагітності. [27]

Перевагою аналізу хромосомних мікрочипів над каріотипуванням є його значно вища роздільна здатність. Національна служба охорони здоров'я Англії стверджує, що аналіз мікрочипів виявляє варіанти кількості копій у діапазоні приблизно 50-200 кілобаз, тоді як каріотип зазвичай обмежується змінами в 5 мегабаз або більше. Тому у випадках затримки розвитку, інтелектуальної недостатності, аутизму, епілепсії та множинних вроджених аномалій аналіз мікрочипів часто є першим тестом. [28]

У пренатальній медицині це розмежування також є фундаментальним. Американський коледж акушерів-гінекологів рекомендує пренатальний аналіз хромосомних мікрочипів, якщо у плода є одна або декілька суттєвих структурних аномалій на основі ультразвукового дослідження. У рекомендаціях того ж коледжу зазначається, що у мертвонароджених дітей аналіз мікрочипів забезпечує вищу діагностичну цінність, ніж каріотипування, особливо щодо дисморфізмів, порушень росту, аномалій та водянки плода. [29]

Екзомне або геномне секвенування вирішує іншу проблему: виявлення змін на рівні генів. У 2025 році Американська академія педіатрії зазначила, що екзомне секвенування, поряд з аналізом хромосомних мікрочипів, стало діагностичним інструментом першої лінії для виявлення затримок розвитку та інтелектуальної недостатності. Однак секвенування має свої обмеження: воно не замінює каріотипування там, де потрібні збалансовані хромосомні перебудови. [30]

Цільові цитогенетичні методи займають проміжне положення. Вони не замінюють повний каріотип, але дозволяють швидко підтвердити або уточнити специфічну перебудову, оцінити місце дуплікації або перевірити підозрювану перебудову пухлини. В онкогематології такі методи часто використовуються разом з каріотипуванням та молекулярними тестами, а не замість них. [31]

Таблиця 5. Каріотипування та інші генетичні методи

Метод	Що він бачить найкраще?	Основні переваги	Основні обмеження
Каріотипування	Кількість хромосом, основні перебудови, збалансовані транслокації, частина мозаїцизму	Бачить положення хромосомного матеріалу	Низька роздільна здатність, потрібна культура клітин
Аналіз хромосомних мікрочипів	Невеликі делеції та дуплікації по всьому геному	Висока роздільна здатність	Зазвичай не спостерігається збалансованих транслокацій та інверсій
Екзомне або геномне секвенування	Зміни в генах	Висока цінність при моногенних захворюваннях	Не замінює каріотип у разі збалансованих перебудов
Цільовий цитогенетичний тест	Специфічні хромосомні ділянки та перебудови	Швидке уточнення пошуку цілі	Це не повний огляд усього геному.

Джерело для таблиці. [32]

Обмеження, ризики та що робити після отримання результатів

Першим і найважливішим обмеженням методу є його низька роздільна здатність. Каріотипування добре працює для великих хромосомних змін, але значно поступається аналізу мікрочипів у виявленні невеликих делецій та дуплікацій. Тому, призначаючи каріотип, лікар завжди повинен бути впевнений, що цей клас аномалій є найбільш ймовірним. [33]

Друга проблема полягає в необхідності поділу клітин та культивування клітин. Це уповільнює тест і створює ризик артефактів культури — змін, які відбуваються не в організмі пацієнта, а під час росту клітин у лабораторії. Національна служба охорони здоров'я Англії також зазначає, що деякі справжні варіанти можуть, навпаки, бути втрачені в культурі та не бути включені до кінцевого результату. [34]

Третя межа полягає в тому, що негативний результат не можна інтерпретувати як повну заборону на подальшу діагностику. Якщо клінічна картина переконливо вказує на генетичну причину, але каріотип нормальний, наступним кроком часто є аналіз хромосомних мікрочипів з подальшим секвенуванням. Це особливо актуально для дітей із затримками розвитку, вродженими аномаліями та порушеннями нейророзвитку. [35]

Після отримання патологічного результату майже завжди потрібне генетичне консультування. Це необхідно не лише для інтерпретації транскрипту, але й для прогнозу, оцінки ризику рецидиву в сім'ї, вибору пренатальних стратегій для майбутніх вагітностей та вирішення питання про тестування батьків, братів і сестер чи дітей. Це особливо важливо для збалансованих транслокацій, мозаїцизму та випадкових перебудов статевих хромосом. [36]

У пренатальній діагностиці після позитивного результату скринінгу слід пам’ятати ще одне правило: скринінг не дорівнює діагнозу. Американський коледж акушерів-гінекологів наголошує, що якщо результат пренатального скринінгу без клітин є позитивним, підтвердження слід досягти за допомогою діагностичного тесту, такого як біопсія ворсин хоріона або амніоцентез. Після отримання діагностичного матеріалу приймається рішення про те, чи потрібен каріотип, аналіз мікрочипів або обидва методи. [37]

Таблиця 6. Основні переваги та обмеження каріотипування

Переваги	Обмеження
Бачить збалансовані транслокації та інверсії	Низька роздільна здатність порівняно з аналізом мікрочипів
Дає уявлення про всі хромосоми одночасно	Не бачить більшості незначних змін у тексті
Може виявляти деякі мозаїчні стани	Потрібне поділ клітин та культивування
Корисний при безплідді та онкогематології	Повільніше, ніж багато сучасних методів
Надає структурну та позиційну інформацію	Нормальний результат не виключає генетичного захворювання.

Джерело для таблиці. [38]

Часті запитання

Що таке аналіз каріотипу простими словами?
Це тест, за допомогою якого лікар і лабораторія оцінюють кількість і структуру хромосом. Цей метод допомагає виявити основні хромосомні зміни, які можуть спричинити вроджені синдроми, безпліддя, звичні невиношування вагітності або певні захворювання крові. [39]

Чи є каріотипування та аналіз хромосомних мікрочипів одним і тим самим?
Ні. Каріотипування краще виявляє великі перебудови та збалансовані транслокації. Аналіз хромосомних мікрочипів значно чутливіший до невеликих делецій та дуплікацій, але зазвичай не виявляє збалансованих перебудов. [40]

Коли каріотип особливо корисний?
Перш за все, при підозрі на збалансовану транслокацію, у чоловіків з тяжкими порушеннями сперматогенезу, у деяких випадках первинної аменореї, у пренатальній діагностиці за певними показаннями та в онкогематології, де хромосомні перебудови впливають на діагностику та лікування. [41]

Чи всім парам потрібен каріотип після двох викиднів?
Сьогодні підхід став більш індивідуалізованим. Європейські рекомендації не рекомендують автоматично призначати батьківський каріотип усім парам, але пропонують оцінювати сімейний анамнез та інші фактори ризику. Однак деякі американські репродуктивні рекомендації відзначають ширшу роль каріотипування у чоловіків у парах зі звичайними втратами вагітності. [42]

Чи може нормальний каріотип виключити всі генетичні захворювання?
Ні. Нормальний каріотип не виключає невеликі мікроделеції, мікродуплікації, точкові зміни в генах та інші генетичні механізми захворювання. Коли клінічна підозра висока, часто потрібне додаткове тестування. [43]

Що краще для дитини із затримкою розвитку: каріотип чи мікрочиповий аналіз?
У багатьох випадках першим тестом сьогодні є хромосомний мікрочиповий аналіз, іноді поєднаний з екзомним секвенуванням. Однак, якщо лікар підозрює збалансовану перебудову або частину мозаїчного стану, каріотипування залишається цінним. [44]

На якому терміні вагітності проводиться каріотипування плода?
Якщо зразок отримують шляхом біопсії ворсин хоріона, тест зазвичай можливий між 10 та 13 тижнями. Якщо ж шляхом амніоцентезу, його частіше проводять між 15 та 20 тижнями. Однак у реальній практиці рішення залежить не лише від гестаційного віку, але й від того, який метод генетичного аналізу буде найбільш інформативним у даній ситуації. [45]

Чи небезпечні біопсія ворсин хоріона та амніоцентез?
Обидві процедури вважаються загалом безпечними, але вони не є повністю безризиковими. MedlinePlus зазначає невеликий ризик болю, спазмів та втрати вагітності, тому ці тести призначаються лише після ретельного обговорення переваг та ризиків. [46]

Скільки часу потрібно, щоб отримати результати?
Це залежить від матеріалу та лабораторії. Клітини крові та кісткового мозку зазвичай отримують швидше, тоді як зразки шкіри та пренатальні зразки потребують більше часу. Загалом, результати часто отримують протягом 14-42 днів, хоча місцеві терміни можуть відрізнятися. [47]

Чи необхідний каріотип при лейкемії?
Дуже часто – так. В онкогематології хромосомні перебудови допомагають уточнити діагноз, біологію пухлини, прогноз, а іноді й вибір лікування. Саме тому каріотипування залишається важливим тестом для низки лейкемій та інших захворювань кісткового мозку. [48]

Висновок

Аналіз каріотипу не є застарілим методом, але й не універсальним. Його головна перевага сьогодні полягає у виявленні основних хромосомних аномалій, особливо збалансованих перебудов, деяких мозаїчних станів та цитогенетичних аномалій пухлин. Він досі займає важливе місце в репродуктивній медицині та онкогематології. [49]

Водночас, сучасна практика вимагає чіткого розуміння того, коли одного лише каріотипу недостатньо. У випадках затримки розвитку, множинних вроджених аномалій та певних пренатальних сценаріїв аналіз хромосомних мікрочипів є більш інформативним, тоді як секвенування є ефективнішим при підозрі на моногенне захворювання. Тому найкращим підходом сьогодні є не «проведення будь-якого генетичного тесту», а вибір методу, адаптованого до конкретної клінічної потреби. [50]