Zentrum für Humangenetik und Laboratoriumsmedizin, Dr. Klein, Dr. Rost und Kollegen

Molekulare Zytogenetik (FISH-Techniken)

Bei der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) werden fluoreszenzmarkierte DNA-Sonden direkt auf das Chromosomenpräparat hybridisiert. Es gibt Sonden für die Zentromere jedes Chromosoms, Painting-Sonden, die spezifisch ein ganzes Chromosom anfärben, und lokusspezifische Sonden, die gezielt ausgewählte DNA-Abschnitte markieren.

Prinzip der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) auf Chromosomenpräparaten


Einen wesentlichen Vorteil bringt die FISH-Analyse bei hämatologischen Proben, da hier krankheitsrelevante Regionen schnell und zuverlässig,  ohne  eine Kultivierung der Zellen auch an Interphase-Zellkernen nachgewiesen werden können. Untersuchungen an Interphasen haben gezeigt, dass die Inzidenz genomischer Aberrationen in Bänderungsuntersuchungen unterschätzt wird und die FISH demnach eine höhere Sensitivität aufweist. Diese liegt bei etwa einer aberranten Zelle unter 1.000 unauffälligen Zellen. So können auch bei einer schlechten Qualität von Chromosomen aus Tumorzellen oder im Verlauf einer Erkrankung, ggf. Translokationen, Rearrangements, Deletionen und Zugewinne durch den Einsatz von speziellen Split- bzw. Break Apart-Sonden sowie lokusspezifischen Sonden nachgewiesen werden.

links: Nachweis einer Translokation t(9;22)(q34;q11.2) (2 rot/grüne Fusionssignale), rechts: Nachweis einer Deletion 17p13 (nur 1 rotes Signal)


Die FISH-Technik kann auch an Schnitten aus FFPE-Tumormaterial durchgeführt werden, um z.B. die verstärkte Aktivität eines Onkogens durch eine Amplifikation dieses Gens nachzuweisen. Beispielsweise kann bei etwa 20-30% der Brustkrebserkrankungen eine Überexpression von HER2/neu nachgewiesen werden, die auf eine Amplifikation des Gens zurückzuführen ist. Diese Patientinnen profitieren von einer Therapie mit HER2/neu-Antikörpern (z.B. Herceptin).

Nachweis einer HER2/neu-Überexpression - anhand der Anzahl der Signale kann die HER-2-Amplifikationsrate bestimmt werden.


Eine Spezialmethode in der Pränataldiagnostik ist der sog. FISH-Schnelltest. Mittels FISH können innerhalb eines Tages unkultivierte Amnionzellen auf numerische Aberrationen der Chromosomen 13, 18, 21, X und Y untersucht werden.

Pränataler Schnelltest an Amnionzellkernen nach Hybridisierung mit FISH-Sonden für die Chromosomen 13 und 21 (linker Kern) sowie Chromosom 18, X und Y (rechter Kern); der linke Kern zeigt drei rote Signale entsprechend einer Trisomie 21.


Mittels FISH wird auch die sog. Subtelomerdiagnostik durchgeführt. Dabei werden mit subtelomerspezifischen DNA-Sonden alle Subtelomere auf ihre Integrität untersucht.

Ergebnis der Subtelomerdiagnostik mit einer terminalen Deletion im kurzen Arm eines Chromosoms 1 (Mikrodeletion 1p36.3) (linkes Bild) bzw. Ergebnis der FISH-Analyse bei einem Patienten mit Williams-Beuren-Syndrom; der Pfeil weist auf das fehlende Signal im Bereich 7q11.23 (rechtes Bild).


Zur Abklärung interchromosomaler Strukturveränderungen wie Translokationen und Insertionen werden häufig sog. chromosomenspezifische Painting-Sonden eingesetzt, die spezifisch die euchromatischen Bereiche eines bestimmten Chromosoms anfärben.

Ergebnis der FISH-Analyse mit einer Chromosome Painting 6- (grün) und 12-Sonde (rot) bei einem Träger einer insertionellen Translokation von Chromosom 6-Material in Chromosom 12.


Eine Erweiterung der Chromosomal Painting-Technik stellt die sog. Multicolor- bzw. Multiplex-FISH (M-FISH) dar. Hierbei werden alle 24 Chromosomen durch unterschiedliche Kombinationen von 5 Fluoreszenzfarbstoffen individuell angefärbt. Einsatzgebiet der M-FISH ist die Charakterisierung von Markerchromosomen und komplexen Rearrangements. Gerade in der molekularzytogenetischen Tumordiagnostik können so komplexe Karyotypen weiter aufgeschlüsselt werden.

Beispiel für eine M-FISH-Analyse