美籍華人蔣有興(1956)查明人類染色體為46條Caspersson等(1970)首次發表人類染色體顯帶照片自1971年巴黎國際染色體命名會議以來,已發現人類染色體數目異常和結構畸變3000餘種,目前已確認染色體病綜合徵100餘種,智力低下和生長發育遲滯是染色體病的共同特徵。
最常見的染色體疾病Down綜合徵(Down’ssyndrome)的新生兒發病率為1/700~1/600。除Down綜合徵之外,13三體綜合徵(trisomy13syndrome)的活嬰發病率為1/2000,女性多於男性,患兒母親平均生育年齡為31歲。18三體綜合徵(trisomy18syndrome)的活嬰發病率為1/4000女性多見患者母親平均生育年齡為34歲。脆性X染色體綜合徵(fragile-Xsyndrome)估計可使1/1500的男嬰受累由於女性具有兩條X染色體,受累率為50%,程度較輕Klinefelter綜合徵(Klinefelter’ssyndrome)的染色體表型為XXY,僅見於男性。Turner綜合症的染色體為XO(45X)型,僅見於女性。Williams綜合徵的新生兒發病率為1/2萬,Prader-Willi綜合徵的新生兒發病率為1/2萬,rett綜合徵的發病率為1/1.5萬~1/1萬,僅見於女性。
產生原因
二倍體生物的每一個正常的配子即精子或卵子所包含的全部染色體,稱為一個染色體組,例如,正常人配子的染色體組含有22條X或22Y,稱單倍體(haploid,n)。受精卵是由一個含有一個染色體組的精子和一個含有一個染色體組的卵子結合而成的,因此,受精卵發育而成的個體具有兩個染色體組,稱二倍體(diploid,2n)。染色體畸變的主要類型如下:
(一)染色體數量畸變
如果正常二倍體染色體整組或整條染色體數量上的增減稱為染色體數量畸變,包括整倍體和非整倍體。
1.整倍體:整個染色體組比正常二倍體數成倍增減。
(1)單倍體:只有父方或母方一組染色體的細胞或個體稱為單倍體(haploid,n)。
(2)多倍體:如果體細胞的染色體不是由兩個染色體組,而是由三個、四個染色體組組成時,稱多倍體(polyploid)。
2.非整倍體:即在二倍體內,個別染色體或其節段的增減。包括單體型(45,X)和多體型(47,XXY,47,XXX/46,XY)。
(二)染色體結構畸變
染色體在分裂過程中受各種因素的影響,發生斷裂,斷裂後的節段可能以不同方式,互相連線,形成多種不同染色體結構畸變。染色體結構畸變實質上是遺傳物質或遺傳信息的增減或為位置改變,可以產生遺傳學上的劑量效應和位置效應,一般可不同程度地影響機體的發育生存。迄今染色體結構畸變已記載的有700餘種,而染色體綜合徵已發現100餘種。現將幾種常見的染色體結構畸變的種類分述如下:
1.缺失(deletion):指染色體部分丟失,即某條染色體發生斷裂,其無著絲粒斷片滯留在胞質內,不再參加新胞核的形成。有著絲粒的斷片,雖然丟失了部分遺傳物質,但依然保持複製能力和生物活性。按照斷裂點的數量和位置,可分末端缺失和中間缺失兩類
2.易位(translocation):某個染色體斷片從原來位置轉移到另一條染色體的新位置上,這一現象稱為易位。常見的類型如下:
(1)相互易位(reciprocaltranslocation):兩條染色體發生斷裂後形成的兩個斷片,相互交換,結果形成兩條衍生染色體成為相互易位
(2)羅伯遜易位(Robertsoniantranslocation):是只發生於近端著絲粒的染色體的一種相互易位形式,當兩條近端著絲粒染色體(D/D或D/G或G/G)在著絲粒處(或其附近)斷裂後又相互連線並形成兩條衍生染色體時,即為羅伯遜易位。
(3)等臂染色體(isochromosome):等臂染色體一般是由於著絲粒分裂異常造成的。在正常的細胞有絲分裂中期至後期時,連線兩姐妹染色單體的著絲粒進行縱裂,形成兩條各具有長短臂染色體。如果著絲粒發生橫裂,就將形成兩條等臂染色體,可有長臂等臂及短臂等臂。
(4)環狀染色體(ringchromosome):一條染色體的長臂和短臂,在兩端附近各發生一次斷裂,有著絲粒節段的兩端借斷面彼此連線,形成的染色體即為環狀染色體。
發病率
新生兒中21三體綜合徵的發病率約為1/800或1.25%,但男性患兒多於女性。母親年齡是影響發病率的重要因素。根據國外資料,如果一般人出生時的母親年齡平均28.2歲,則本病患兒母親平均年齡為34.4歲,如母齡20歲後為1:2000,35歲後為1:300,40歲後為1:100,45歲後升至1:50。
臨床表現
先天愚型患兒出生時體重和身長偏低,肌張力低下,突出的是顱面部畸形,頭顱小而圓,枕部扁平,臉圓而扁平,鼻扁平,臉裂細且上外傾斜,眼距過寬,內眥贅皮明顯,常有斜視,虹膜時有白斑點,常見晶狀體混濁,嘴小唇厚,舌大外伸(伸舌樣痴呆之名由此而來),耳小,耳位低,耳廓畸形,頸背部短而寬,有多餘的皮膚,由於軟骨發育差,患者四肢較短,手寬而肥,通貫掌,指短,第5指常內彎,短小或缺小指中節,皮紋也有一定的特點(參閱第十章),腹肌張力低下而膨脹,故常有腹直肌分離或臍疝,約1/2以上的患者有先天性心臟病,主要是室間隔缺損、房室道連通、和運脈導管未閉,消化道的畸形如十二指腸的狹窄、巨結腸、直腸脫垂及肛門閉鎖等也偶爾可見。
在男性常有隱睪,睪丸有生精過程,但精子常減少,性慾下降,尚未見有生育者。女性患者通常無月經,但有少數能妊娠和生育。精神發育遲滯或智力低下(mentalretardation,MR)是本病最突出最嚴重的表現,但其程度在各患者不完全相同,智商通常在25-50之間,高於50的很少。行為、動作傾向於定型化,抽象思維能力受損最大。
實驗室檢查
過氧化物岐化酶(SOD-1)活性可增高50%,該酶基因定位21q22,即具有基因劑量效應。此外,患者對阿托品特別敏感,患者乙醯膽鹼缺陷或許可以解釋智力低下、應變力差、便秘等症狀,而免疫功能失調,如淋巴細胞和丙球蛋白減少則是患兒易感染的原因。