唐氏综合症是什么
一般的唐氏综合症在「什么是唐氏综合症」的文章中有详细解释,所以请参考该文,这里也对该病简要描述一下。
人类的基因由46条染色体组成,从父亲和母亲那里各自继承一半,两两一对共23对染色体。唐氏综合症是其中的第21条染色体即21号染色体不是2条,而是3条「三体综合症」的状态下发生的病症(被称为「21号三体综合症」)。唐氏综合症的主要症状包括,两眼稍稍抬起的特症性面部外观、肌肉无力、发育迟缓和心脏并发症。
染色体异常的原因
染色体不分离
导致唐氏综合症的染色体异常是如何发生的?
人类精子和卵子中所含的染色体数目,在细胞分裂过程中从23对46条染色体,其中2条染色体各选择1条减半,减少到23条染色体(这被称为「减数分裂」)。然后,当具有23条染色体的精子和卵子受精后,染色体的数量又变成了46条。这样一来,孩子将从父亲和母亲那里各继承23条染色体,并维持着46条染色体。
但是,在形成精子和卵子的减数分裂过程中,由于某种原因,1条21号染色体可能没有被选中,2条染色体都可能进入精子或卵子(这被称为「染色体不分离」)。当具有这种异常的精子或卵子被正常的受精时,第21号染色体的数量变为2+1=3条。据说,90~95%的唐氏综合症病例是由这种染色体不分离引起的。
唐氏综合症是一种由基因异常引起的疾病,但像这样由染色体分离为原因引起的情况下,父母的基因的问题,不会遗传给孩子,人们认为它是由精子和卵子等生殖细胞发育过程中的「突变」引起的。因此,即使父母双方都没有基因异常,孩子也有一定的概率可能出生时患有唐氏综合症。这种染色体不分离发生的可能性被认为是随着母体年龄的增长而增加的(「确定与衰老相关的卵子的染色体数异常的原因:理化学研究所」https://www.riken.jp/press/2015/20150701_3/)。
染色体易位
尽管不太常见,但剩余5%唐氏综合症病例已知是由染色体「易位」起的。
「易位」主要有2种类型,一些染色体位置相互交换的「相互易位」、不同染色体的长臂连在一起的「罗伯逊易位」。
罗伯逊易位
易位型唐氏综合症最常见的病因是,21号染色体的长臂与14号染色体的长臂连接在一起的「罗伯逊易位」。在「罗伯逊易位」中,染色体的短臂消失,长臂相互连接,但由于短臂没有重要基因,即使有「罗伯逊易位」也没有任何症状。就算染色体异常但没有症状且看起来正常的称为「均衡型」,但「罗伯逊易位」是「均衡型」的染色体易位,有「罗伯逊易位」的人被称为「携带者」。相反,有症状的染色体异常被称为「不均衡型」。
「罗伯逊易位」的「携带者」,因为14号染色体的长臂与21号染色体的长臂结合,因此染色体的总数比正常人少1条为45条。因此,产生精子和卵子的减数分裂模式比正常更复杂,有正常组合、「均衡型」、4种「不均衡型」,共6种模式。通过用正常染色体制成的精子和卵子使它们受精,有可能产生6种受精卵。
正常组合产生正常的受精卵,「均衡型」的受精卵是「罗伯逊易位」的「携带者」。从这4种「不均衡型」中,除了引起唐氏综合症的原因易位型21号三体综合症之外,以及14号三体综合症、21号单体综合症和14单体综合症,除21三体综合症外,其他都是致命的染色体异常,会导致流产。其结果是孩子出生时要么正常,要么是「罗伯逊易位」的「携带者」、或易位型21号三体综合症。
因此,唐氏综合症也可以由染色体易位的遗传引起。如果母亲是「罗伯逊易位」的「携带者」,其孩子患有唐氏综合症的实际概率被认为是1/10左右,如果父亲是「携带者」,则是1/20左右。
调查易位的检查
对于反复流产的夫妇,如果对流产的绒毛进行染色体分析后怀疑有易位,可以考虑进行染色体检测。如果父母之一已知是「罗伯逊易位」的「携带者」,那么在日本有资格接受无创产前基因检测(NIPT:Noninvasive prenatal genetic testing)。
体外受精的情况下,作为着床前的诊断PGT-SR(着床前染色体结构异常检测:preimplantation genetic testing for structural rearrangement)也可适用。
嵌合型
作为唐氏综合症的原因,最罕见的唐氏综合症类型被称为嵌合症(约占全体的1%)。上一节描述了在受精前精子和卵子形成的减数分裂阶段发生的染色体不分离,而这种类型是由受精后受精卵细胞分裂的初期阶段的染色体不分离造成的,导致有3个21号染色体。这种类型不是从父母双方遗传的,而是「突变」的结果。
然而,正如「嵌合」一词所暗示的,细胞是正常细胞和21三体细胞的混合体,当正常细胞的比例较高时,症状可能不那么严重。
概要
作为与唐氏综合症发病有关的称为21三体综合症的染色体异常的原因,是在精子和卵子形成阶段发生的染色体不分离、染色体易位和受精细胞分裂过程中发生的染色体不分离的嵌合型,3种可能的类型。染色体不分离引起的唐氏综合症是一种突变,即使父母双方的染色体都正常也会发生。另一方面,由于染色体易位引起的唐氏综合症发生的频率较低,约占所有唐氏综合症的5%,是由作为「罗伯逊易位」的「携带者」的父母遗传引起的。
記事の監修者
Private: 岡 博史医生
NIPT 专科诊所 医学博士
毕业于庆应义塾大学医学部