染色體重排（Chromosomal Rearrangements）涵蓋從細胞遺傳學可見的大規模結構變異（SV, >5-10 Mb）到次顯微層級的拷貝數變異（CNV, >1 kb），是人類遺傳疾病和癌症基因組演化的重要驅動力。
重排的分子機制
非等位同源重組（NAHR）：由 segmental duplications（SD，>1 kb、>90% 序列一致性的重複片段）介導。人類基因組中 SD 佔 ~5%，常位於微缺失/微重複症候群的斷裂點側翼。NAHR 可產生缺失（SD 同向排列時）或倒位（SD 反向排列時）。經典例子：CMT1A/HNPP（17p12 兩側的 24 kb REP 介導）、Smith-Magenis/Potocki-Lupski syndrome（17p11.2 的 SMS-REP 介導）、Williams syndrome（7q11.23 的 ~400 kb 倒位多態性使 NAHR 發生率增加）。
非同源末端接合（NHEJ）和微同源性介導的末端接合（MMEJ/alt-EJ）：不需要大段同源序列，斷裂點常見 <5 bp 的微同源性。是隨機重排（如放射線誘發）的主要修復路徑。
Fork stalling and template switching（FoSTeS）/ 微同源性介導的斷裂誘導複製（MMBIR）：Hastings et al.（2009）提出的複製型重排機制，可解釋複雜基因組重排（CGR）——單一事件產生多個斷裂點、缺失-倒位-重複的混合模式、和插入序列。PLP1 位點的重複就常呈現 CGR 特徵。
染色體碎裂（Chromothripsis）：Stephens et al.（2011）發現的災難性事件——單一染色體（或少數染色體）發生數十至數百個斷裂並隨機重新組裝，常伴隨片段丟失。在 ~2-3% 的癌症中觀察到，在某些骨肉瘤和神經母細胞瘤中可達 >25%。先天性 chromothripsis 也已被報導，可能與有絲分裂中微核形成後的 DNA 損傷有關。Chromoplexy（前列腺癌中常見的鏈式轉位）和 kataegis（局部化的超突變）常伴隨結構重排發生。
臨床影響
基因組病（Genomic Disorders）：由 NAHR 介導的復發性微缺失/微重複症候群（recurrent CNV syndromes），斷裂點位置因 SD 而固定，不同患者的缺失/重複範圍相似。染色體微陣列（CMA）是一線檢測工具，ISCA/ClinGen 資料庫提供致病性分類。部分 CNV 具有不完全外顯率和變異表現度（如 16p11.2 缺失/重複與自閉症、肥胖、精神分裂症的關聯），暗示遺傳背景的修飾效應。
癌症中的驅動重排：融合基因是精準腫瘤學的重要標靶。BCR-ABL1 → imatinib（TKI 革命的開端）；PML-RARA → ATRA + ATO（APL 的治癒性療法）；EML4-ALK → crizotinib/alectinib/lorlatinib（NSCLC）；NTRK fusions → larotrectinib/entrectinib（組織不定性適應症）。FISH 和 RT-PCR 是傳統偵測方法，RNA-seq 和 DNA-based panel NGS（如 FoundationOne）可系統性偵測已知和新穎融合基因。
檢測技術的演進
G-banding 核型分析（解析度 ~5-10 Mb）→ FISH（靶向，~100 kb）→ CMA（全基因組 CNV，~50-100 kb）→ 短讀長 WGS（SV 偵測受限於重複區域和 balanced 重排）→ 長讀長定序（PacBio HiFi/ONT，可解析複雜重排、balanced SV 和重複區域內的變異）→ 光學圖譜（Bionano，全基因組 SV 偵測，含 balanced 重排）。Hi-C 和 Strand-seq 可偵測倒位和鑑定 balanced 重排的相位（phasing）。HPRC 泛基因組揭示人類族群中的大量結構變異多態性，許多先前被認為「致病性」的 CNV 在特定族群中為常見多態性。
復發性微缺失/微重複的劑量敏感機制
基因組病的致病機制通常涉及單套不足（haploinsufficiency）：缺失區域內的劑量敏感基因僅剩一個功能拷貝，蛋白質產量不足以維持正常功能。ClinGen Dosage Sensitivity 資料庫系統性評估每個基因的劑量敏感性等級。部分 CNV 的外顯率低（如 15q13.3 缺失、16p11.2 缺失/重複），暗示遺傳背景中的修飾因子和二次打擊（second hit）模型的重要性。