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胎儿畸形发生时期与机制(1)畸形易发期胚胎发育是由细胞分化、组织诱导、形态发生和胚体整合等一系列生命现象组成的一个复杂的程序性表达过程,无论哪种致畸因子(包括遗传和环境)引起先天畸形,都是通过干扰这一表达过程的一个或几个环节,导致胚胎发育紊乱。一般来说,胚胎发育的各个阶段均可能发生畸形,但易发程度有很大差别,最易发生先天畸形的胚胎发育阶段,称畸形易发期。1.胚前期?胚前期指受精后的最初2周(受精后的第1~14天),此时期的主要变化是卵裂、胚泡形成、植入和内外胚层的形成。此时期的胚胎容易受遗传和环境致畸因子的作用,导致胚胎死亡而不发生胎儿畸形,因为此时期的胚胎细胞有分化胚胎各类细胞的潜力。如果致畸因子作用强,对胚胎损伤大,胚胎会完全死亡而自然流产;如果致畸因子作用弱,胚胎只有少数细胞受损死亡,则其他未受损的胚胎细胞会给予代偿。通常认为,致畸因子对胚前期胚胎发挥着“全或无”的影响,即胚前期胚胎受到致畸因子作用后,胚胎或者死亡,或者完好存活,不发生畸形。因此,胚前期不属于畸形易发期,而是易受致畸因子作用导致胚胎死亡时期,但并不是说胚前期绝对无畸形发生。极少数情况下,某些致畸因子引起胚体细胞的遗传物质改变或母体内环境的改变,也会发生畸形。如孕妇在受精后的第1~8天缺氧,胎儿可有眼缺陷;受精后第8~10天,单卵双胎的胚泡如果受到损伤,有可能造成分裂中的细胞彼此不完全分离,而形成各种联体畸形。2.胚期?胚期是指受精后第3周初至第8周末(受精后第15~56天)的一段时间,此期细胞行为活跃、细胞分化明显,形态发生复杂多样,器官原基出现专一性分化,逐渐形成专一组织器官。本阶段胚胎形态演化瞬息万变,如体节分化、颜面形成、肢芽长出、感官出现等。胚期是主要器官系统包括神经、循环、呼吸、泄殖等系统的雏形结构的建立和各组织的分化时期,也是神经管闭合,脑、心、肾发育,肠转位,四肢生长,颜面融合的关键时期。此时期的每一个发育环节都易受到致畸因子的干扰,特别是器官原基的出现和分化受到干扰而发生器官水平的畸形。因此,胚期是整个胚胎发育过程中畸形发生率最高的畸形易发期(敏感期),且此期发生的畸形常较为严重、且复杂。3.胎儿期(胎期)?胎儿期指受精卵的第9周至分娩前。此期是胎儿最大限度发育时期,主要变化有:各器官进行组织分化和功能分化,且体积迅速增大,多数功能成熟。在神经系统的支配下,胎儿可能进行活动。此期相对于胚期而言,对致畸因子的作用有了较大的抵抗力,因此,在此期很少发生肉眼可见的大畸形,但可在组织和功能水平上发生非器官形态畸形,主要为微小畸形和功能异常。胎儿外在性因素,如胎儿受压或受限,仍可导致胎儿畸形。少数分化较晚的器官,此时期仍会出现器官水平的畸形,如外生殖器发育不全、隐睾等。中枢神经系统在此期对致畸因子仍较敏感。有研究表明,脑的生长加速期在胎儿期第15~20周,脑细胞分化始自胎儿期第30周至生后1岁半。由于各器官分化和形态发生的迟早不一,每个器官都有各自的畸形易发期,即按照形态发生和器官分化的顺序不同,不同时期受致畸因素影响不同,出现不同类型的先天畸形和发育障碍。???根据《胎儿畸形产前超声诊断学》内容编辑
常染色体重复的遗传咨询(一)1号染色体重复染色体重复病例非常多,但与同等位置缺失的病例相比,重复导致的病例比例要少的多。由于重复引起的剂量效应,称三倍剂量过多或三倍剂量敏感,与缺失导致的单倍剂量不足正好相反。对于较大的经典重复,有时用部分三体这个说法。有些重复确实有一个相反类型的缺失;如果没有报道该相反类型缺失的区域有致病性,这则这些区域就没有单倍剂量不足问题。1.1p21.2p13.2重复研究者回顾了该区域罕见或唯一的1p重复的异质性片段,主要有p11p13、p13.3p22.1、p21p3、p21.2p32、p22.3p32.3、p34p31、p34.1p34.3和p36.3pter,这些重复都没有特别的分子核型特征。有人描述了一例新发变异的10.4Mb的缺失病例,缺失位于p21.1p13.2区域。患者是一个轻微畸形和发育滞后的青少年。位于处的钾电压门控通道基因KCNA3,是导致疾病的众多可能候选基因之一。2.1p36.11重复这是一个约190kb重复的新发突变病例。该重复片段内有一个Coffin-Siris综合征的致病基因AR1D1A。该患儿严重发育迟缓,面部畸形,四肢轴后六指/趾畸形(Coffin-Siris综合征,小指发育不良)。3.1p36.12重复该重复区域内有比较重要的基因WNT4;该基因作用于Xp21区域的DAX1基因,导致46,XY,dup⑴p36携带者出现性反转。仅DAXI基因的重复,也会导致类似的性反转。4.1p36.22p36.21重复生理表型为“局部性面部皮肤发育不全3型”,也称Setleis综合征;其特征是面部病变部位萎缩和其他面部畸形,以及毛发异常生长。缺失是非重复性的,且大小不同;重复(或在某些情况下有三倍重复)片段是1.3Mb。该片段内没有任何致病基因;在接近该片段的最近段,有个MFN2基因,是一个标志性基因(如果发生,则是一种CMT神经病变的致病原因)。到目前为止,在报道该重复片段病例中,大多数的表型特征是发育迟缓;但也有智力正常的Selleis综合征患者,他父亲是表型正常(非嵌合体)的重复片段的携带者。5.1q12q22,1ql2q23重复有人报告了一例患儿,15个月时发育是滞后,最初怀疑是Turner综合征的畸形婴儿,检查后发现是携带了一个1q12q22重复并延伸至近端断点,位于1q12异染色质区域。一个相似的病例是一个新生儿,经典核型(未经分子检测)结果是1q12q23重复,表型为横膈疝和多发性关节炎。这些重复包括1q21.1片段,都是新发变异。6.1q12q31重复有人报告了一例该区域非常大的(50Mb)重复片段,约为长臂长度的40%,是一个妊娠23周的多发畸形胎儿。该作者回顾了多种lq重复的产前诊断的病例,几乎都选择了终止妊娠,而活产儿仅能存活几分钟或者几天。更大的重复为1q21qter,长度为100Mb,也导致了多个严重的、致命的畸形。7.1q21.1重复1q21.1处的典型重复是1.35Mb,是位于1号染色体长臂的147.0-148.4Mb位置;有人指出,位于1号染色体长臂的147.1-147.9Mb位置的800kb的特异序列,才是最重要的区域。1.35Mb的片段包括大量的侧翼段重复,推测对表型没有影响。这种重复的表现型有智力迟钝,或至少是边缘认知功能以及自闭症。有人测量了语言智商得分,平均值为80.5分,范围为62~105分;非语言智商得分为86.0,范围是57~123分。这些数字与非携带者父母和兄弟姐妹的得分(语言得分是108.3分,范围在77~128分;非语言得分是111.4分,范围是89~140分)相比,该片段重复杂合子的智商下降了25~28分。该区域缺失导致小头畸形,重复导致了大头畸形;大脑扫描可能显示白质体积减小。有分析认为,该重复增加了精神分裂症的发病风险,并认为基因BCL9、GJA8、PDZK1和PRKAB2是这些表型的候选基因。有人还发现了一系列的心脏缺陷(与Fallot四联症有特定的关联),可能与GJA5基因的三倍过量有关。在一篇综述中(父母都做了检测)的患者,除了一例外,其他所有的患者都是家系遗传;当然,他们有不完全外显和表型多变,使解释和咨询复杂化;一个重要原因很可能是基因组中的其他位置的CNV变异起了作用。有人报道了一个更大片段的重复,位于1q21.1q21.2区域,大小为5Mb,同时伴随16p11.2缺失。该携带者儿童的表型不仅是简单的多种表型的组合,其表现的更为严重的起因,与多处的第2次打击有关。1q21重复遗传自父亲,16p11.2缺失遗传自母亲。父亲患有精神病和轻度智力缺陷,母亲患有抑郁症。另一例是1q21.1q44区域更大的重复,患儿有难治性癫痫的非畸形的儿童,该儿童接受了一部分额叶的手术切除,在脑组织中发现了该重复片段(嵌合)。在影像学上及组织病理学上,都发现了大脑皮层发育异常。AKT3基因缺失(见下面的1q43q44重复),可能是导致大脑缺陷的原因。在血液或唾液中没有发现该重复。异常可能发生在胚胎发育早期的神经外胚层组织的有丝分裂中,且仅限于这个细胞系。还有一例1q21.1的三体的病例报道。8.1q23.3重复首先报道的是一个家族三代中均有该片段重复,祖父、父亲和一个孩子,推测该拷贝数变异是良性的;但在第2个孩子身上,该重复片段再次发生了重复,产生了1q23.3的“四体”。该重复区域包括2个基因,MPZ和SDHC。由于MPZ基因过量(注释:该基因突变是CMT1B型的常见原因)表达,这个婴儿出现了严重的(CMT)神经病变。该位置“四体”反映了这个家族的1号染色体上发生了第2次非等位基因同源性重组机制(NAHR),第1次NAHR不知道是多少代以前发生的。9.1q32.1q44重复这片段重复很大,在经典细胞遗传学中很容易检测到,估计为42Mb大小。临床表型有独特的面部畸形,尤其是颅面骨发育不良,伴随着发育迟缓。10.1q43q44重复这是在一个患儿身上发现的新发变异的病例,表现为巨脑回和发育延迟。重要的是该重复区域内的AKT3基因有重要作用,它是参与生长调控通路PI3K的成员;该基因的缺失导致小脑畸形(前文1q44q45缺失)。根据《染色体异常与遗传咨询》内容编辑