仇星入
【摘要】唐氏綜合癥是常見(jiàn)的遺傳疾病,發(fā)病率較高,對(duì)家庭社會(huì)都會(huì)造成的后果嚴(yán)重,本文即探究唐氏綜合癥的類型、每種類型的發(fā)病機(jī)理,分析當(dāng)前進(jìn)行唐氏篩查的主流技術(shù),點(diǎn)明需要進(jìn)行唐氏篩查的重要性與高危人群,希望能夠起到一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】唐氏綜合癥;產(chǎn)前篩查;診斷技術(shù)
唐氏綜合癥是最早被確定的染色體病,也是發(fā)病率較高的常染色體遺傳疾病,發(fā)病率在1/800-1/600,嬰兒罹患唐氏綜合癥會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的出生缺陷,唐氏綜合癥將會(huì)導(dǎo)致高額的醫(yī)療經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),同時(shí)也會(huì)造成巨大的精神壓力,因此探究唐氏綜合癥的致病原理、產(chǎn)前篩查等具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義,能夠起到早期預(yù)防的目的。
1 唐氏綜合癥概述
1.1 唐氏綜合癥發(fā)病原理
當(dāng)前對(duì)于唐氏綜合癥的發(fā)病原理尚無(wú)公認(rèn)的解釋,主流學(xué)說(shuō)包括了發(fā)展不平衡學(xué)說(shuō)、二次打擊學(xué)說(shuō)與基因劑量效應(yīng)學(xué)說(shuō),其中后兩者的解釋更加深入。
在基因劑量效應(yīng)學(xué)說(shuō)中,染色體上某些基因的連續(xù)過(guò)度表達(dá)是導(dǎo)致唐氏綜合癥的主要原因,這些過(guò)度表達(dá)導(dǎo)致了酶作用物的過(guò)量消耗與代謝產(chǎn)物激增,導(dǎo)致智力與身體發(fā)育問(wèn)題,但是該學(xué)說(shuō)尚不能完全解釋唐氏綜合癥的臨床表型與發(fā)病機(jī)制;二次打擊學(xué)說(shuō)具體是指在各種神經(jīng)退行性疾病中,神經(jīng)元會(huì)經(jīng)受兩次打擊,一次是基因突變所導(dǎo)致的神經(jīng)元脆弱,第二次是氧化應(yīng)激,經(jīng)過(guò)兩次打擊后,神經(jīng)元無(wú)法承受這么多的刺激,最終導(dǎo)致神經(jīng)元死亡,進(jìn)而導(dǎo)致疾病產(chǎn)生。
上述兩種學(xué)說(shuō)均不能完全解釋唐氏綜合癥的發(fā)病原理,相關(guān)理論的研究仍需要繼續(xù)深入推進(jìn)。
1.2 唐氏綜合癥的類型
唐氏綜合癥的臨床表型有三體、易位、嵌合三種,由不同的發(fā)病機(jī)理所誘發(fā),其中三體型占比最高,達(dá)到了95%,易位型只占2.5%~5%,嵌合型只占2%~4%。
三體型唐氏綜合癥(詳見(jiàn)圖1)具體是指生殖細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂過(guò)程中,第21號(hào)染色體不分離,從而導(dǎo)致精子或者卵子異常,異常的精子(或卵子)結(jié)合成為受精卵后同樣會(huì)形成異常的受精卵(即有額外的一條21號(hào)染色體,女性體內(nèi)染色體組成為xx,+21,男性則為XY,+21),最終在受精卵的發(fā)育過(guò)程中唐氏綜合癥的癥狀表達(dá),這是三體型的唐氏綜合癥的致病機(jī)理,此類型也稱作標(biāo)準(zhǔn)型唐氏綜合癥,需要注意的是,在三體型唐氏綜合癥里面,母源性染色體不分離占比高達(dá)95%,主要是因?yàn)榫佑删?xì)胞不斷產(chǎn)生,更新?lián)Q代極快,但是卵細(xì)胞則在第一次減數(shù)分裂之后處于休眠期,直至排卵,這樣卵細(xì)胞就會(huì)長(zhǎng)期受內(nèi)外環(huán)境的影響產(chǎn)生卵子老化,這些都可能會(huì)導(dǎo)致不分離的情況,且年齡越高,患病概率越大。
易位型唐氏綜合癥具體是指染色體發(fā)生羅伯遜易位(詳見(jiàn)圖2),即父母任意一方體內(nèi)的染色體存在兩個(gè)近端著絲粒染色體發(fā)生斷裂(斷裂部位多發(fā)生在著絲粒處或者其附近),斷裂后的兩個(gè)長(zhǎng)臂在著絲粒處粘合,形成一條全部由長(zhǎng)臂組成的衍生染色體,兩個(gè)短臂則形成一個(gè)全部由短臂組成的小染色體,而且小染色體往往會(huì)在二次分裂時(shí)丟失,但是這并不影響表征,因?yàn)橛砷L(zhǎng)臂形成的衍生染色體囊括了兩條染色體上的全部基因,即便攜帶者只有45條染色體,但是表征依然正常,但是在生殖過(guò)程中則會(huì)出現(xiàn)異常,這就是易位型唐氏綜合癥的致病機(jī)理,該類型多發(fā)生在第21號(hào)與第14號(hào)染色體上。
嵌合型唐氏綜合癥具體是指兩個(gè)或者兩個(gè)以上的細(xì)胞系,主要是因?yàn)楹献雍笫芫言谶M(jìn)行有絲分裂時(shí)21號(hào)染色體不分離,不分離就會(huì)產(chǎn)生47,+21和45,-21兩種細(xì)胞系。需要注意的是此類情況下是受精卵在某次有絲分裂出現(xiàn)異常之后產(chǎn)生的,之前產(chǎn)生的細(xì)胞均為正常細(xì)胞,因此所有嵌合體內(nèi)都有正常的細(xì)胞系,45,-21這種細(xì)胞系不易存活,47,+21這種細(xì)胞系易存活,因此會(huì)存在。同時(shí)嵌合型唐氏綜合癥也有可能是因?yàn)?1三體細(xì)胞發(fā)生不分離的結(jié)果,即一個(gè)細(xì)胞株失去1個(gè)21號(hào),轉(zhuǎn)化為正常狀態(tài),另一個(gè)則依舊是21三體狀態(tài)。
1.3 唐氏綜合癥的臨床表現(xiàn)
罹患唐氏綜合癥嬰幼兒的臨床表現(xiàn)特征為:
(1)面容特征特別:例如眼距寬,鼻根低平,眼裂小,眼外側(cè)上斜,口外張等;(2)身材發(fā)育不良:身材矮小,發(fā)育遲緩,骨齡明顯落后于年齡,頭圍小于正常值,頭的前后徑較短,寰樞椎半脫位或不穩(wěn)定、髖關(guān)節(jié)脫位、髕骨不穩(wěn)定、扁平足; (3)神經(jīng)發(fā)育與行為功能缺陷:智力低下,智商通常在25-50,遠(yuǎn)低于正常值,粗大運(yùn)動(dòng)技能遲緩,感知功能缺損,完全沒(méi)有生活自理能力; (4)生育能力方面,男性沒(méi)有生育能力,女性有可能擁有生育能力;(5)伴有其他畸形,例如胃腸道畸形導(dǎo)致喂養(yǎng)困難等,同時(shí)還會(huì)伴有先天性心臟病、白血病等。
2 唐氏綜合癥的產(chǎn)前篩查
2.1 產(chǎn)前篩查的必要性
目前唐氏綜合癥患病率居高不下,據(jù)統(tǒng)計(jì)平均每小時(shí)可誕生出三個(gè)唐氏病癥患兒。通過(guò)前文分析唐氏綜合癥的臨床表現(xiàn),患有唐氏綜合癥的孩子智力低下,生活不能自理,并且還可能出現(xiàn)其他多種并發(fā)癥,一旦患有唐氏綜合癥是無(wú)法治愈的,唐氏綜合癥患者的誕生會(huì)給家庭帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)、精神壓力,所以為了確保優(yōu)生,孕婦需要接受唐氏篩查。
2.2 產(chǎn)前篩查技術(shù)
2.2.1 無(wú)創(chuàng)DNA技術(shù)
無(wú)創(chuàng)DNA技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種產(chǎn)前篩查診斷技術(shù),該技術(shù)的理論基礎(chǔ)是由香港中文大學(xué)盧煜明教授所發(fā)現(xiàn),盧煜明教授研究發(fā)現(xiàn)母體血漿中含有胎兒游離DNA片段,此片段占所有游離DNA片段3%-13%,通過(guò)對(duì)游離DNA片段進(jìn)行測(cè)序,分析測(cè)序信息就可以檢測(cè)出胎兒的遺傳信息,其中就包括唐氏綜合癥。自2012年至今,該項(xiàng)技術(shù)日趨成熟,檢測(cè)的準(zhǔn)確率也非常高,孕婦在孕零超過(guò)12周以上即可進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果快速準(zhǔn)確。但是同時(shí)也要注意到對(duì)于染色體結(jié)構(gòu)異常和單基因遺傳病,無(wú)創(chuàng)DNA技術(shù)存在很大的局限性。
2.2.2 羊水穿刺技術(shù)
羊水穿刺技術(shù)也是一種非常成熟的產(chǎn)前診斷技術(shù),一般適用于中期妊娠(16-22周),具體技術(shù)措施是在B超輔助下確定穿刺點(diǎn),然后用穿刺針頭進(jìn)行穿刺,抽取10-20ml的羊水液,然后進(jìn)行分離培養(yǎng)(細(xì)胞培養(yǎng)),最后進(jìn)行染色體核型分析,即將胎兒染色體進(jìn)行拍訊,分析其有無(wú)數(shù)量上異?;蛘呓Y(jié)構(gòu)異常,從而即可得出嬰兒是否患唐氏綜合癥。除此之外,羊水穿刺技術(shù)還可以用于胎兒的基因診斷,比如地中海貧血、先天性耳聾、苯丙酮尿癥、進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良、白化病和血友病等。利用羊水穿刺技術(shù)檢測(cè)罹患唐氏綜合癥的準(zhǔn)確率較高,因此在臨床檢測(cè)中廣泛使用。
羊水穿刺技術(shù)往往與絨毛穿刺、臍靜脈穿刺結(jié)合使用,例如孕期在9-11周可以采用絨毛穿刺,孕期在16-22周可進(jìn)行羊水穿刺,在20周可以采用臍靜脈穿刺,上述穿刺技術(shù)原理都是一致的,都需要提取細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),然后比對(duì)染色體核型。
2.2.3 熒光原位雜交技術(shù)
熒光原位雜交技術(shù)的通用原理是通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,通過(guò)特殊手段使帶有熒光物質(zhì)的探針與目標(biāo)DNA接合,最后用熒光顯微鏡即可直接觀察目標(biāo)DNA所在的位置[1],具體到唐篩過(guò)程中即以21號(hào)染色體的部分序列作為探針,將其與周圍血液中的淋巴細(xì)胞或者羊水細(xì)胞進(jìn)行雜交,如果是正常人,則只會(huì)出現(xiàn)2個(gè)21號(hào)染色體的熒光信號(hào),如果是唐氏綜合癥患者,則會(huì)出現(xiàn)3個(gè),同時(shí)研究表明如果將唐氏綜合癥核心區(qū)的序列作為探針,則可通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)染色體異常部位的精確定位,提高診斷的準(zhǔn)確性。該技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,相較于細(xì)胞培養(yǎng),篩查時(shí)間短、靈敏性高、靶向特異性強(qiáng)等,具有非產(chǎn)廣闊的發(fā)展與應(yīng)用前景。
2.3 產(chǎn)前篩查針對(duì)人群
迄今為止,尚沒(méi)有治療手段可以有效治愈染色體疾病,因此降低生育出唐氏綜合癥患兒風(fēng)險(xiǎn)方法目前依舊停留在“預(yù)防階段”,即通過(guò)產(chǎn)前檢測(cè)、篩查、診斷等。由于唐氏綜合癥的發(fā)病率與孕婦年齡具有直接關(guān)系,因此對(duì)不同人群要區(qū)分對(duì)待,有些高危人群必須要接受篩查檢測(cè):
(1)孕婦生育年齡超過(guò)35歲,統(tǒng)計(jì)研究表明,在20到24歲之間,患病率為1/1250,到35歲為1/400,到40歲為1/106,到45歲為1/25,49歲后上升至1/11。因此對(duì)于高齡產(chǎn)婦而言進(jìn)行產(chǎn)前診斷的意義顯著。
(2)曾經(jīng)生育過(guò)唐氏綜合癥患兒或者有家族遺傳史;
(3)夫妻雙方存在染色體易位的情況
(4)不良孕產(chǎn)史:死胎或新生兒死亡史、畸胎史或智力障礙兒分娩史、染色體異常兒分娩史;
(5)胎兒畸形或者可疑畸形。
3 結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前對(duì)唐氏綜合癥的研究工作仍需要進(jìn)一步加強(qiáng),尤其是在其發(fā)病機(jī)理、篩查技術(shù)、治愈措施等方面需要投入更多精力,同時(shí)也需要加強(qiáng)相關(guān)知識(shí)的教育宣傳工作,使適齡夫婦對(duì)唐氏綜合癥有全面的認(rèn)識(shí),做好預(yù)防工作。
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