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染色體異常遺傳病
染色體異常遺傳病在自發性流產、死胎、早夭中占50%以上，新生兒中發病率約點1%，是性發育異常及男女不孕症、不育症的重要原因，也是先天性心臟病、智慧型發育不全等的重要原因之一。隨著染色體分帶技術、PCR技術、DNA檢測技術等的發展，對染色體畸變與疾病關係的認識日益加深，染色體病日趨增多。綜合許多國家的資料，大約有15%的妊娠發生流產，而其中一半為染色體異常所致，即約為5%-8%的胚胎有染色體異常。不過在出生前，90%以上已有自然流產或死產。流產愈早，有染色體異常的頻率愈高。
分類：
常染色體異常
性染色體異常
三體綜合徵(常染色體異常)
先天愚型
先天愚型是最主要的染色體疾病。英國醫生Langdon Down 首先描述，故稱為 Down綜合徵（Down sydrome）。1959年，法國細胞遺傳學家Lejeune證實此病的病因是多了一個小的G組染色體（後來確定為21號），故此病又稱為21三體綜合徵。 Lejeune的發現開創了醫學遺傳學的一個重要分支――臨床細胞遺傳學。
染色體異常核型Ⅰ
染色體異常核型Ⅰ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（mental retardation,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。
染色體異常核型Ⅱ
染色體異常核型Ⅱ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。
核型
核型可分為三型，各型的比例是：典型的（游離型），即47，+21占95%；嵌合型即46/47，+21占1%-2%;易位型占3%-4%。游離型全身體細胞均多一條21號染色體，臨床症狀典型而且顯著。由於嵌合型通常具有兩個細胞系，其症狀表現取決於異常細胞所占的比例，故差異很大，但一般較典型者為輕。如果三體細胞很少，則表現與正常人無異。易位型的核型有多種,最常見的是Dq21q，占全部易位型的 54.2%,其次是21qGq,占40.9%，其它易位型5%。一般說來，易位型的症狀比典型的要輕些，在Dq21q中，最常見的是14q21q，占Dq21q的58.5%，其次為13q21q，占22%，而15q21q占19.5%。21qGq易位中，21q21q占83.3%，而21q22q僅占16.6%。無論體積易位，患者雖然只有46條體，但因一條21號易位到了另一條D組或G組染色體上，加上正常的兩條21號，仍多了一條額外的21號長臂，而決定本病的關鍵區帶為21號長臂，故臨床上仍表現出21三體的症狀。
染色體異常
染色體異常遺傳學
典型的21三體幾乎都是新發生（de novo）的，與父母的核型無關，經是減數分裂時不分離的結果。不分主離常發生在母方生殖細胞，約占病例數的95%，另5%見於父方，而且主要發生在第一次減數分裂。典型的21三體只有極少一部分是遺傳的，即母親是本病患者。此外，不能排除某些表型正常的母親實際是21三體細胞較少的嵌合體，因而她們的子女有可能獲得額外的21號染色體。男性患者不能生育，沒有遺傳給下一代的問題。嵌合型患者有兩個或兩個以上的細胞系（圖2－6）。它們是合子後（post-zygotic）有絲分裂不分離的結果。如果第一次卵裂時發生不分離，就會產生47，+21和45，－21兩個細胞系。而後一種細胞是很維存活的。因此，導致嵌合體的不分離多半發生在以後的某次有絲分裂，所有嵌合體內都有正常的細胞系。
染色體的數目異常
染色體的數目異常易位型的21三體征患者細胞中有一條易位的染色體，後者通常由一條D組或G組染色體與21號染色體長臂通過著絲粒融合（羅氏易位）而成。Dq21q易位中，55%是新發生的，45%是由於雙親之一有平衡易位。21qGq 易位幾乎全部(96%)是新發生的，由遺傳而來的僅占4%。
各種易位的遺傳後果不同。Dq21q平衡易位的攜帶者通過減數分裂可以形成6種配子，而受精後除不能發育者外，可以產生正常胎兒、易位型三體患兒和平衡易位攜帶者三種胎兒（圖2－12）。因此，檢出平衡易位攜帶者的雙親具有重要意義。
21qGq易位中，21q22q和21q21q易位的遺傳學意義不完全相同。如果雙親之一為21q21平衡易位攜帶者，就沒有可能娩出表型正常的胎兒，因為他們只能產生三體或單體的合子。21q22q易位的遺傳後果與Dq22q相似，只是前者更多通過父親傳遞而後者多由母親傳遞得來。
遺傳諮詢
各種類型再發風險不同。對游離型的21三體性，再發風險率與年齡特異風險率相近（即35歲以下約為0.5%，35%歲以上約為1%）。然而，如雙親（通常是母親）之一嵌合體則風險會增加。總之，已產生一個21三體患兒，其再發風險0.5%,而染色體畸變的總風險為1.2%，即不排除再生產其它染色體異常的患兒。易位型有大約1/2的病例是新發生的，另1/2是雙親的之一平衡易位引起的。前者復發風險很小，而平衡易位導致的再發風險則可以根據經驗估計。理論上如雙親之一為平衡易位攜帶者，產出患兒風險為33.3%。但實際風險低得多，這與雙親哪一方為攜帶者有關。Dq21q易位攜帶者若是母親，生產患兒的風險為10%-15%；如為父親，則風險為5%或更小。21q21q易位的情況與之大體相同，但易位染色體由父方傳遞的百分比較D/G易位要多，風險率在10%以下。21q21q平衡易位攜帶者的後代100%均是三體征患兒，攜帶者不宜生育。
染色體的結構異常
染色體的結構異常預後
患者平均壽命只有16.2歲。50%的患兒在5歲以前死亡。只有8%的患者超過40歲，2.6%超過50歲。根據四川省的資料，人群中患病率僅約為再生時的1/10。
13三體綜合徵
臨床表現
患兒的畸形和臨床表現要比21三體性嚴重得多（圖2－18）。顱面的畸形包括小頭，前額、前腦發育缺陷，眼球小，常有虹膜缺損，鼻寬而扁平，2/3患兒有上唇裂，並常有齶裂，耳位低，耳廓畸形，頜小，其它常見多指（趾），手指相蓋疊，足跟向後突出及足掌中凸，形成所謂搖椅底足。男性常有陰囊畸形和隱睪，女性則有陰蒂肥大，雙陰道，雙角子宮等。腦和內臟的畸形非常普遍，如無嗅腦，心室或心房間隔缺損、動脈導管未閉，多囊腎、腎盂積水等，由於內耳螺旋器缺損造成耳聾。
智力發育障礙見於所有的患者，而且程度嚴重，存活較久的患兒還有癲癇樣發作，肌張功力低下等。
細胞遺傳學及遺傳諮詢
80%的病例為游離型13三體，核型為46，XX（或XY），+13，其餘的則為嵌合型或易位型。嵌合型一般症狀較輕，易位型通常以13和14號羅氏易位居多，患者有一條t(13q14q)易位染色體，核型為46，－14，+t(13q14q)，其結果是多了一條13號長臂，當雙親之一是平衡易位攜帶者時，因為絕大多數異常胎兒均流產死亡，產出患兒的風險不超過5%或1%。如果雙親之一為13q13q易位攜帶者，由於只能產生三體或單體的合子，流產率達100%
染色體檢查
染色體檢查病因及預後
與13三 體發和表關的因素所知甚少，母親高齡可能是原因之一，患兒母親的平均年齡為31.6歲，父親的平均年齡為34.6歲。此外，有資料表明，79%病例妊娠於寒冷季節（9－2月），45%的患兒在出生後一個月內死亡，90%在6個月內死亡，存活至3歲者少於5%，平均壽命為130天。
18三體綜合徵
1960年Edward等首先描述，故又稱為Edward綜合徵(Edward syndrome ).18三體性導致嚴重畸形，在出生後不久死亡。發病率約1：3500－8000新生兒。但在某些地區或季節明顯增高，達到1：450－800。患兒中女性：男性比為4：1。
臨床表現
患兒出生時體重低，平均僅2243g,發育如早產兒，吸吮差，反應弱，頭面部和手足有嚴重畸形（圖2－19），頭長而枕部凸出，面圓，眼距寬，有內贅眥皮，眼球小，角膜混濁，鼻樑細長，嘴小，耳位低，耳廓畸形（動物樣耳），小頜（micrognathia）,頸短，有多餘的皮膚，全身骨骼肌發育異常，胸骨短，骨盆狹窄，臍疝或腹股溝疝，腹直肌分離等。手的畸形非常典型：緊握拳，拇指橫蓋於其它指上，其它手指互相疊蓋，指甲發育不全，手指弓形紋過多，約1/3患者為通貫掌。下肢最突出的是“搖椅底足”，拇趾短，向背側屈起。外生殖器畸形比較常見的有隱睪或大陰唇和陰蒂發育不良等。95%的病例有先天性心臟病，如室間隔缺損、動脈導管未閉等，這是死亡的重要原因。腎畸形，腎盂積水也很常見。患兒智力有明顯缺陷，但因存活時間很短，多數難以測量。
細胞遺傳學
80%患者核型為47，XY（或XX），+18；另10%患者為嵌合體，即為46，XY（或XX）/47，XY（或XX），+18；其餘為各種易位，主要是18號與D組染色體的易位。雙親是平衡易位攜帶者而導致18三體征者很少。
預後
患兒大多在2－3個月內死亡，平均存活71天，只有極個別病人超過兒童期。嵌合型的存活期比較長。
其它染色體三體綜合徵
比較重要的有8號、22號三體綜合徵等。都伴有明顯的發育畸形和智力低下。還有一系列由易位引起染色體部分三體綜合徵，其臨床症狀取決於額外染色體片段的性質和大小。染色體部分三體性可分為兩大類：一類有某一染色體片段的三體性（重複），同時又伴有其它染色體的異常（如缺失、易位），這一類部分三體性的表型比較複雜，常兼有重複和缺失片段的某些症狀；另一類為染色體的某一片段的單純重複或三體性，這在人類極為少見。
單體及部分單體綜合徵(常染色體異常)
貓叫綜合徵（5q－綜合徵）為最見的缺失綜合徵，其發病率估計為1：50000，女性多於男性。患嬰的哭叫聲非常似小貓的咪咪聲，故得名。患兒面部情似很機靈，但實則智力低下非常嚴重（智商常低於20），發育遲滯也很明顯。常見的臨床表現還有小頭、滿月臉、眼裂過寬、內眥贅皮、下頜小且後縮（圖2－20）。約20%患者有先天性心臟病，主要是室間隔缺損和動脈導管未閉等。
患者的染色體缺失片段大小不一。症狀主要由5p15的缺失引起。畸變多數是新發生的。由染色體片段的單純缺失（包括中間缺失）的占80%，不平衡易位引起的占10%，環狀染色體或嵌全體則比較少見，由親代染色體重排導致的5p－綜合徵不多見。
性染色體數目異常綜合徵
Klinefelter綜合徵
Klinefelter綜合徵的發病率相當高，男性新生兒中達到1.2‰。根據白種人的資料，身高180cm的男性患病率為1/260，在精神病患者或刑事收容機構中為1/100，在因不育而就診者中約為1/20。臨床表現為睪丸小而質硬，曲細精管萎縮，呈玻璃樣變。由於無精子產生，故97%患者不育。患者男性第二性徵發育差，有女性化表現，如無鬍鬚，體毛少，陰毛分布如女性，陰莖龜頭小等，約25%的患者有乳房發戶。患者身材高。四肢長，一部分患者（約1/4）有智力低下，一些患者還有精神異常及患精神分裂症傾向。實驗室檢查可見雌激素增多，19－黃體酮增高，激素的失調與患者的女性化可能有關。
絕大多數患者的核型為47，XXY。大約有15%患者為兩個或更多細胞系的嵌合體，其中常見的為46，XY/47，XXY;46,XY/48，XXXY。額外的X是由於親代減數分裂時X染色體不分離的結果。
用睪丸酮治療可以收到一定的效果，它可促使第二性徵發良並性病患者的心理狀態。
XYY綜合徵
在男嬰中的發生率為1：900。XYY男性的表型的正常的，患者身材高大，常超過180cm，偶爾可見隱睪，睪丸發育不全並有精過程障礙和生育力下降，尿道下裂等，但大多數男性可以生育。XYY個體易於興奮，易感到欲望不滿足，厭學，自我克制力差，易產生攻擊性行為。XYY核型是父親精子形成過程中第二次減數分裂時發生Y染色體不分離的結果。
Turner綜合徵
又稱為45，X或45，XO綜合徵、女性先天性性腺發育不全或先天性卵巢發育不全綜合徵。在新生女嬰中的發病率約為0.2‰-0.4‰，但在自發流產胚胎中Turner綜合徵的發生率可高達7.5%.患者表型為女性，身材矮小，智力一般正常，但常低於其同胞，面呈三角形，常有瞼下垂及內眥贅皮等，上頜突窄，下頜小且後縮，口角下旋呈鯊魚樣嘴，頸部的髮際很低，可一直伸延到肩部，約50%患者有蹼頸，即多餘的翼狀皮膚，雙肩徑寬，胸寬平如盾，乳頭和乳腺發育差，兩乳頭距寬，肘外翻在本病十分典型，第四、第五掌骨短而內彎，並常有指甲發育不全。嬰兒期腳背有淋巴樣腫，十分特殊。泌尿生殖系統的異常主要是卵巢發育差（索狀性腺），無濾泡形成，子宮發育不全，常因原發性閉經來就診。由於卵巢功能低下患者的陰毛稀少，無腋毛，外生殖器幼稚。此外，大約有1/2患者有主動脈狹窄和馬蹄腎等畸形。
Turner綜合徵的核型除典型的45，X（約占55%）外，還有各種嵌合型和結構異常的核型。最常見的是嵌合型46，XX/45，X和46，X,i（Xq）。一般說來，嵌合型的臨床表現較輕，而有Y染色體的嵌合型可表現出男性化的特徵，身材矮小和其它Turner症狀主要是由X短臂單體性決定的，但卵巢發育不全與不育則更多與長臂單體性有關。
Turner綜合徵的發病機理是雙親配子形成過程中的不分離，其中約75%的染色體丟失發生在父方，約10%的丟失發生在合子後早期卵裂時。
除少數患者由於嚴重畸形有新生兒期死亡之外，一般均能存活，只是在青春期才被檢出。其智力發育障礙也較輕，套用激素在14歲以前開始治療可以促進第二性徵和生殖器官的發育，月經來潮，心理狀態改變，但不能促進長高，個別患者可生育。
47，XXX和X女性
本病又稱為超雌（superfemale）。發病率約為0.44‰或1/2250。
多數具有三條X染色體的女性無論外形、性功能與生育力都是正常的，只有少數患者有月經減少、繼發閉經或過早絕經等現象。大約有2/3病智力稍低，並有患精神病傾向。
除了47，XXX外，一些患者的核型為嵌合型，即47，XXX/46，XX。XXX患者的母親生育年齡平均約增高4歲。這表明不分離主要發生在母親一方。少數患者有4條甚至5條X染色體。一般來說，X染色體愈多，智力損害和發育畸形愈嚴重。
性染色體的結構畸變
X染色體的結構異常
常見的X染色體結構異常有各種缺失、易位和等臂染色體。它們的臨床表現多樣，主要取決於涉及X染色體上的哪些區段異常，因為不同的區段載有的基因不同，缺失導致的症狀也不同。Wyss等曾作一Turner綜合徵的核型與症狀關係圖。有助於了解X染色體結構異常的表現。
（1）X短臂缺失（XXp-）：Xp遠端缺失病人有諸如身材矮小等Turner綜合徵特徵，但性腺功能正常。Xp缺失如包括整個短臂，則患者既有Turner綜合徵的體徵，又有性腺發育不全。X染色體長臂等染色體[X,i,(Xq)]的臨床表現與此類似，因為也缺失了整個短臂。
（2）X長臂缺失（XXq-）：缺失在q22以遠者，一般僅有性腺發育不全，原發閉經，不育，而無其它諸如身材矮小等Turner綜合徵體徵。缺失範圍較大，包括長臂近端者，有性腺發育不全外，一些患者還有其客觀存在體徵。X染色體等臂染色體[Xi(p)]與此類似。Xq中間缺失累及q13-q26者性腺功能正常，但有其它體徵，可見中段缺失與Turner體徵出現有關。
通常部分缺失`形成環狀或等臂染色體的X均選擇性地失省事，從而保證有一條正常的X。
（3）易位：當X染色體與常染色體發生平衡易位時，由於基因平衡的保持，一般不會產生症狀，此時失活的正常的X染色體。但如平衡易位斷點在q12-q26時，有活性的X在該區被分為兩部分，就會導致性腺發育異常。此外，如常染色體節段易位到X染色體產生不平衡易位時，多數產生雙著絲粒染色體，其表型取決於Xp或Xq上斷裂點的位置。
脆性X染色體綜合徵
本世紀初一些學者注意到智力下患者中邏輯性多於女性。1943年Martin和Bell在一個家系兩代人中發現11名邏輯性患者和兩名輕度智力低下的女性，認為該家系智力低下是與X連鎖的，因此X連鎖智力低下又稱為Martin-Bell綜合徵。
1969年Lubs首先在邏輯性智力低下患者及其女性親屬中發現了長臂具有“隨體和呈細絲狀次縊痕”的X染色體。後來，Sortherland 證明細絲位位於X染色體長臂2區7帶（Xq27）。它在低葉酸培養條件下表達，並提出了脆性部位（franile site）的概念。現今人們把在Xq27處有脆性部位的X染色體稱為X染色體（fragile X,fra X）（圖2-25），而它所導致的疾病稱為脆性X染色體綜合徵。
（1）發病率：本病在邏輯性中的發病率為1/1000~1/1500，僅次於先天愚型。在所有邏輯性智力低下患者約10%~20~為本病所引起。
（2）臨床表現：主要表現為中度到重度的智力低下，其它常見的特徵尚有身長和體重超過正常兒，發育快，前額突出，面中部發育不全，下頜大而前突，大耳，高齶弓，唇厚，下唇突出，另一個重要的表現是大睪丸症。一些患者還有多動症，攻擊性行為或孤癖症。20%患者有癲癇發作。過去曾認為由於女性有兩條X染色體，因此女性攜帶者不會發病，但由於兩條X染色體中有一條失活，女性雜合子中約1/3可有輕度智力低下。
（3）發病的分子機理：現今在X脆性部們已發現了致病基因FMR-1，它含有（CGC）n 三核甘酸重複序列，後者在正常人約為30拷貝，而在正常男性傳遞者和女性攜帶者增多到150~500bp，稱為小插入，相鄰的Cpg 島未被甲基化，這種前突變（premutation ）無或只有輕微症狀。女性攜帶者的CGG區不穩定，在向受累後代傳遞過程中擴增，以致在男性患者和脆性部位高表達的女性達到1000~3000bp，相鄰的CpG島也被甲基化。這種全突變（full mutation）可關閉相鄰基因的表達，從而出現臨床症狀。由前突變轉化為完全突變只發生母親向後代傳遞過程中。根據對脆性部位DNA序列的了解，現已可用RFLP連鎖分析、DNA雜交分析、PCR擴增等方法來檢出致病基因。
（4）治療：Lejeune 認為葉酸缺乏是Fra X綜合徵時智力低下的原因，他用大劑量葉酸治療患者獲得了良好的效果，但其他作者未能證實葉酸的療效。新近一些作者認為中樞神經興奮劑療效較好，但副作用大。其它有用可樂定（clonidine）、心得安者，據稱可減輕多動症。
Y染色體及其結構異常
Y染色體用螢光染色時，因長臂未端有寬闊的極明亮的螢光帶，易與21、22號區別。Y染色體長臂的多態性非常明顯，存在種族差異，大Y在中國人和日本人中的比例較高。
