21三体综合征(唐氏综合征)的病因,是卵子或精子形成过程(减数分裂)中21号染色体发生的“不分离”。不分离会导致受精卵多出一条21号染色体,这就是21三体综合征。约95%的病例属于这种不分离型,其余则通过“易位型”“嵌合型”这两种不同的机制产生。母体年龄越大,不分离发生的概率越高,但饮食或生活习惯并不是病因。本文将梳理21三体综合征为什么会发生、三种类型的机制差异,以及与母体年龄的关系。
- 21三体综合征的病因——染色体“不分离”究竟发生在减数分裂的哪个阶段
- 标准型、易位型、嵌合型这三种类型的机制有何不同
- 为什么母体年龄越大,病因(不分离)发生率越高
- 厘清“生活习惯是病因”这一常见误解
- NIPT能了解病因的哪些方面,又无法了解哪些方面
- 下一次妊娠是否会以同样的概率再次发生(复发率的理解方式)
一句话说清21三体综合征(唐氏综合征)的病因
21三体综合征的病因,是受精前卵子或精子形成过程中21号染色体未能正确分开,导致两条染色体同时进入同一个细胞的“不分离”现象。结果,受精卵便携带了三条21号染色体,这就是21三体综合征(唐氏综合征)。病因大致可分为三种类型,各自的发生机制以及对下一胎的影响都不相同。
广岛诊所NIPT为19岁至51岁范围广泛的受检者提供检测,关于病因的问题在门诊中也经常被问到。首先,让我们从核心机制“不分离”说起。
病因是减数分裂中发生的染色体不分离
约95%的21三体综合征,病因是卵子或精子形成过程——“减数分裂”这一细胞分裂过程中发生的染色体不分离。不分离是指成对的染色体在分裂时未能正确分开,两条染色体一起移动到了同一个细胞中的现象。根据MSD诊疗手册(专业版)介绍,这种情况下多出的染色体通常来自母方。
不分离发生在哪里?九成以上源自母方
不分离在卵子和精子的形成过程中都可能发生。不过,导致21三体综合征的不分离通常源自母方,尤其容易发生在卵子形成的第一次减数分裂阶段。
源自父方的不分离也有一定数量的报告,但发生频率远低于母方。这种不对称性,正是后文将要说明的与母体年龄密切相关的原因所在。
关键在于“黏连蛋白”这一连接蛋白的老化
在卵子内部,有一种名为“黏连蛋白(cohesin)”的蛋白质,负责在分裂之前将成对的染色体连接在一起。女性的卵子早在她还是胎儿时就已形成,此后会在减数分裂进行到一半的状态下,等待长达数十年,直到排卵为止。
等待的时间越长,黏连蛋白的数量和功能就越容易减弱,正确分开染色体的能力也随之下降。这被认为是卵子年龄越大越容易发生不分离的生物学背景。
病因因三种成因机制而异(标准型・易位型・嵌合型)
21三体综合征的病因有三种不同的发生机制。虽然结果同样是“21号染色体多出一条”,但异常发生的阶段不同,类型也随之不同,对下一胎的影响也需要分别看待。各类型的大致比例可在医学文献及公共卫生资料中查阅。
| 类型 | 大致比例 | 发生机制 |
|---|---|---|
| 标准型21三体综合征 | 约95% | 减数分裂中的不分离,染色体数为47条 |
| 易位型 | 约4% | 21号染色体的一部分附着在其他染色体(多为14号)上,染色体数仍为46条 |
| 嵌合型 | 其余极少数 | 受精后、胚胎细胞分裂过程中发生的不分离,正常细胞与多一条染色体的细胞在体内共存 |
标准型是最常见的模式,直接反映了减数分裂过程中的不分离。易位型的病因则不同,问题出在染色体“连接方式”本身。当父母一方携带易位时,考虑对下一胎的影响就变得尤为重要。详细机制与复发率的理解方式,请参见易位型唐氏综合征与NIPT检查(日文)。
嵌合型是在受精之后、胚胎已经开始分裂的阶段发生不分离而产生的。由于体内正常细胞与多一条染色体的细胞共存,其表现方式因人而异,个体差异较大。
为什么母体年龄越大,病因(不分离)越容易发生
母体年龄越大,减数分裂中的不分离发生率本身就会上升,因此21三体综合征的发生概率也会随之升高。这与随着年龄增长,卵子分裂所依赖的机制逐渐减弱有关。
根据MSD诊疗手册(专业版)介绍,母亲不满35岁时21三体综合征的发生率约为1/591,35岁以上时约为1/100。虽然存在年龄差异,但由于年轻孕妇的分娩数量本身更多,因此实际的阳性判定在各年龄层都会出现。
【调查概要】
调查机构:东京卫生检查所
调查对象:在本院接受NIPT(无创产前检测)检查的19岁至51岁受检者
在本院接受NIPT检测的19岁至51岁受检者数据中,21三体综合征阳性判定者里,35岁以上所占比例是35岁以下的4倍以上——这一数据在高龄产妇与21三体综合征的关系(数据解读)(日文)中有更详细的解读。
如果想进一步了解按年龄细分的概率,或从卵子老化机制出发理解检查时机的考量方式,可参见35岁以后的唐氏综合征风险:从机制理解NIPT(日文)以及高龄妊娠与NIPT,其中也涉及父亲年龄的影响。
需要了解:“生活习惯”并不是病因
21三体综合征的病因是染色体不分离,目前没有医学证据表明孕期饮食、生活习惯或压力会成为诱因。在门诊中,我遇到过不少因“是不是自己做了什么才导致这样”而自责的准妈妈。但这一点,请务必与自身行为分开来看。
不分离是卵子或精子形成阶段偶然发生的染色体层面的事件,任何人都可能遇到——这就是不分离的真实情况。研究关注的焦点也在染色体本身,而非行为因素。在X(推特)上,@sa6na7介绍过三重大学研究团队成功在细胞层面去除多余21号染色体的研究新闻。这仍处于细胞层面的概念验证阶段,并非针对人体或胎儿的治疗方法,但从中可以清楚看出,研究的焦点始终在染色体本身。
正确了解病因,是不再自责的基础。接下来,我们来梳理NIPT对病因能了解到什么程度,又有哪些无法了解。
NIPT能了解病因的哪些方面,又无法了解哪些方面
NIPT是一种推测21三体综合征可能性高低的非确定性检查。它无法判断不分离属于哪种类型。要区分标准型、易位型还是嵌合型,需要通过羊水穿刺等确定性检查,并对染色体本身进行核型分析。
门诊中常有人问我“做了NIPT是不是病因也能全部知道”,但NIPT的作用仅止于推测可能性。在X(推特)上,@miooo0103也指出,NIPT能够筛查的范围仅限于21三体、18三体、13三体等有限的对象,并提到在影响儿童发育的先天性疾病中,染色体导致的比例不足15%。要全面理解病因,正确认识NIPT的检测范围十分重要。
- NIPT能了解的:21三体综合征等对象疾病的可能性高低
- NIPT无法了解的:属于标准型、易位型还是嵌合型的类型判别
- 判别类型所需的检查:羊水穿刺等确定性检查以及染色体核型分析
想进一步了解21三体综合征本身的检测范围及阳性预测值,请参见唐氏综合征的病因21三体综合征与NIPT的检测范围;产前检查的整体流程可参见唐氏综合征的产前检查与风险・概率・NIPT(日文)。
下一胎会以同样的概率发生吗(复发率的理解方式)
由不分离导致的标准型21三体综合征,据报道下一胎发生21三体综合征的概率,会略高于仅按母体年龄计算得出的基准概率。作为参考,母亲不满35岁时风险约上升3.5倍,35岁以上时约上升1.7倍。
另一方面,若为易位型且父母一方携带易位,复发率的理解方式则大不相同。携带者是母亲还是父亲、以及易位的具体类型,都会影响风险的范围,因此务必通过遗传咨询加以确认。
考虑下一次妊娠时,先通过确定性检查确认病因类型,再与专科医生一起梳理风险,往往更能获得安心感。日本国立成育医疗研究中心(日文)的遗传诊疗科也提供关于下一胎发生概率的遗传咨询。关于唐氏综合征整体的症状、特征及检查方法,可参见唐氏综合征(21三体综合征)是什么?病因、特征与检查方法。
常见问题(FAQ)
以下整理了门诊中关于21三体综合征病因最常被问到的问题。
21三体综合征的病因只有一种吗?
不是。共有三种:标准型(减数分裂中的不分离,约95%)、易位型(约4%)、嵌合型(受精后发生的不分离)。三者的发生机制以及对下一胎的影响各不相同。
病因只与母亲的年龄有关吗?
母体年龄是影响不分离发生概率的重要因素,但并非唯一病因。易位型和嵌合型与年龄的关联较弱,即使年龄较轻也可能发生。
生活习惯或饮食会成为病因吗?
不会。21三体综合征的病因是染色体不分离,目前没有医学证据表明孕期饮食或生活习惯会成为诱因。
父亲的年龄与病因有关吗?
尚未确认存在像母方不分离那样强的关联。关于父亲年龄与染色体异常整体的关系,35岁以后的唐氏综合征风险:从机制理解NIPT(日文)中有详细说明。
做了NIPT就能知道病因的具体类型吗?
不能。NIPT是推测21三体综合征可能性的非确定性检查。要判别标准型、易位型还是嵌合型,需要羊水穿刺等确定性检查以及核型分析。
曾生育过21三体综合征的孩子,下一胎也会以同样的概率发生吗?
如果是由不分离导致的标准型,据报道概率会略高于仅按母体年龄计算的基准概率(参考数值:35岁以下约3.5倍,35岁以上约1.7倍)。易位型则会因是否有携带者而大不相同,请通过遗传咨询确认。
易位型一定是从父母遗传来的吗?
不是。约半数的易位病例中,父母双方的染色体都是正常的,属于偶发产生。另外约半数病例中,父母一方可能携带易位。详情请参见易位型唐氏综合征与NIPT检查(日文)。
总结
21三体综合征的病因,核心在于减数分裂过程中发生的染色体不分离,具体又可分为标准型、易位型、嵌合型这三种不同的成因机制。母体年龄越大,不分离确实越容易发生,但生活习惯并不是病因,这是任何人都可能遇到的染色体层面的事件。
由于病因类型不同,对下一胎的影响也会随之改变,如有担忧,通过确定性检查和遗传咨询加以确认,有助于获得安心感。关于并发症及健康管理,请参见唐氏综合征与并发症的关系及管理方法(日文);产前检查的整体流程可参见唐氏综合征的产前检查与风险・概率・NIPT(日文)。
监修:冈博史(Oka Hiroshi)——医疗法人社团福美会 广岛诊所(Hiro Clinic)统括院长・Laboratory Director。毕业于庆应义塾大学医学部。同时通过日本与美国的医师国家考试,医学博士。持有国内为数不多的Laboratory Director资格。著有《怀孕后请先读这本书》(日文)。本院的NIPT是一项针对21三体综合征等特定染色体变化具有高检出精度的非确定性检查,确诊需要羊水穿刺等确定性检查。检测实绩超过75,000例,与国内检验机构(东京卫生检查所)合作,平均约5天、最快2天即可出具报告。本文在符合医疗广告相关指引的前提下,参考了公共机构及学会资料撰写而成。文中数值因文献不同可能存在差异,诊断与治疗请以主治医生的判断为准。
日本皮膚科学会 皮膚科専門医/日本医師会 産業医/東京衛生検査所 指導監督医
この記事は、 ヒロクリニックNIPTの編集・監修体制 にもとづき、資格を持つ医師が内容を確認しています。


