唐氏综合症胎儿产前宫内诊断（讲座稿0810）最新 【精编】

唐氏综合症胎儿产前宫内诊断（讲座稿0810）最新 【精编】 唐氏综合症胎儿产前宫内诊断(讲座) 第一节 遗传学研究概述 当我们看到一个新生儿时，都会说一声“像爸爸呀,像妈妈呀,，有的会说:你看这孩子的眼睛多像他妈妈呀，有的会说你看这孩子的咀多像他爸爸呀，如果要问为什么会这样，稍有知识的人都会说遗传呗。 那么什么是遗传呢, 一、遗传学研究的概念 我们通常所说的遗传仅仅是一个概念，是很大的一个研究领域。涉及几乎所有生物的生殖与繁衍。遗传实际上是由遗传物质、遗传信息传递、遗传物质突变等多种因素的共同作用而实现的。 具体一点说遗传(genetic):生物按照亲代所经历的同一发育途径和方式，摄取环境中的物质建造自己，产生与亲代相似的复本的一种自身繁殖过程，即生物性状世代传递的现象。 但是要注意，生殖繁衍所产生的子代绝不会完全相同于亲代，那麽这里又引入一个概念: 变异(variation ): 生物性状在世代传递过程中出现差异的现象，即子代不是亲代的复制品。 遗传与变异是同一种生命现象的两个方面。遗传:使子代与亲代相似，使物种相对稳定、得以延续。变异:使子代与亲代、子代与子代的个体之间有所差异，使物种得以发展和进化。子代与亲代之间既有遗传，又有变异。 遗传学是研究生物性状遗传和变异规律与机制的一门科学。 遗传学是研究生物性状遗传和变异规律与机制的一门科学。 遗传学的研究范围包括:?遗传物质的本质是什么,?遗传物质是如何传递的,?遗传信息是如何实现的, 二(基因的概念、基因的本质、基因的达 二( 简单地说，目前的研究已经证实，遗传是有物质基础的，遗传的物质基础是各种各样的基因。决定遗传性状的基因就携带在染色体上，因此染色体是基因的载体。 “基因”这一术语是由丹麦遗传学家约翰逊于1909年提出。当时只是一个非常抽象的学说， 1910年——摩尔根(Morgan)建立了著名的基因学说(genetheory)。1933年摩尔根因其《基因论》获诺贝尔奖。此后的遗传学就以基因学说为理论基础，进一步深入到各个领域进行研究，使遗传学从过去的猜想、假设，发展成为一门严谨的实验科学。研究者们以新的实验结果为基础，创建新理论、建立新学说，而使新的理论和学说客观地反映事物内在的本质联系。 1944年——埃弗里(Avery)证明了在有DNA的生物中遗传物质是DNA，在没有DNA而只有RNA的生物中，如某些病毒体中，RNA就是遗传物质。 1953年——美国分子生物学家沃森(Watson)和英国分子生物学家克里克(Crick)根据X射线衍射分析提出了著名的DNA双螺旋结构模型，更清楚地说明了基因的组成成分就是DNA分子，它控制着蛋白质的合成过程。基因的化学本质的确定，标志着遗传学又 进入了一个新阶段——分子遗传学发展的新时代;因此人们将这一发现看成是分子遗传学的起点。没有双螺旋模型，就没有现在的基因，就没分子生物学的迅猛发展。.Watson和Crick获得了1962年诺贝尔化学奖。 1958年克里克在DNA双螺旋学说基础上提出分子生物学的中心法则，即DNA经自我复制，并通过转录，将遗传信息传递给RNA，再通过翻译传给蛋白质，从而决定了生物的表型，这样使生物体的遗传信息由父代传给子代，这就是生物学的最基本规律。 现在我们已经知道，基因是具有一定组织结构的、携带有遗具有一定组织结构的、传信息的DNA或RNA序列，也称为遗传因子，是控制生物性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。基因是我们从父母那里获得的唯一的生命遗产。人类共有3万~4万个基因，基本上都位于细胞核内的染色体上。 在人类，DNA是遗传物质及遗传信息的主要携带者。 基因的一般特性有哪些, 基因有三个基本特性:(1)基因可自体复制;(2)基因决定性状，即基因通过转录和翻译决定多肽链的氨基酸顺序，从而决定某种酶或蛋白质的性质而最终表达某一性状;(3)基因的突变，即基因虽很稳定，但也会发生突变。一般来说，新的突变的基因一旦形成，就可通过自体复制，在随后的细胞分裂中保留下来。 基因的复制是以DNA复制为基础的。DNA分子的特定的核苷 酸顺序决定着生物体的遗传特征。在细胞分裂过程中，通过DNA准确地自体复制(self-replication)，把遗传信息从亲代传给子代，这样DNA就能真正完成其作为遗传信息载体的使命，从而保证遗传物质的连续性和相对的稳定性。 (图)由于DNA分子两条链的碱基是互补的，一条链上的核苷酸排列顺序可以由另一条链上的核苷酸排列顺序决定。DNA复制过程中，首先碱基间氢键断裂，双螺旋解旋并松开，然后每条多核苷酸链各以自己为模板(template)，吸收周围游离核苷酸，按碱基互补原则，进行氢键结合。在一些聚合酶作用下，合成新的互补链，与原来模板单链并列盘旋在一起，形成了稳定的双螺旋结构。这样新形成的DNA分子与原来的DNA分子的碱基顺序完全一样。每个子代DNA分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的。所以这种复制方式称为半保留复制(semi-conservative replication)。 下面介绍几个与本讲座有关的概念: 下面介绍几个与本讲座有关的概念: 基因座(locus):基因在染色体上占据的位置。每个基因座都有自己在染色体上特定的位置，基因之间的排列顺序是较固定的。 等位基因(allele):在同源染色体上占据相同座位的基因都称为等位基因。在人类常染色体上每个基因一般都有两个等位基因。 DNA多态性(polymorphism):都属于正常范围的表现。但相应基因的DNA序列上有变化。最常见的是一个碱基即有多于两个的多态存在(单核苷酸多态性，SNPs)。有时这些多态性是与疾病的发生、遗传易感性或环境反应性(如药物耐受)相关的。在2001年完成基 因组序列的同时，科学家们发现了140万个单核苷酸多态性(SNPs)，并在人类基因组上进行了精确定位。 目前的研究已证实，决定生物性状的遗传信息存在于DNA的碱基顺序中;基因即为一段具有遗传学功能的DNA序列。人类的基因，即这些有遗传功能的DNA序列，通常是存在于细胞核的染色质中，在细胞进行分裂、繁殖时染色质聚集形成染色体，通过染色体的分裂而完成细胞的繁殖。 三、染色质与染色体，细胞分裂的过程 现在我们知道染色体(chromosome)，是遗传信息的载体，在细胞分裂时位于细胞核中央呈线状结构。染色质(chromatin) 和染色体是同一遗传物质的不同存在形式，染色质是细胞分裂间期细胞核内遗传物质存在的形式;染色体是细胞分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质多级螺旋折叠的结果。人类绝大部分遗传信息都贮存在染色体上。每一条染色体都有其特定的形态特征，并在遗传中保持稳定，而且在不同个体具有相对的一致性。它们的主要成分是DNA、组蛋白、非组蛋白和RNA。前二者的含量比较稳定，而后二者的含量则随细胞生理状态的改变而改变。 但是在1950年以前，由于染色体制备技术的限制，染色体标本的质量比较差，人们并不十分清楚到底人类的体细胞有多少条染色体，人们一直认为人类染色体数目为48条。 1952年，美籍华人徐道觉博士在用胚胎组织进行常规培养时，由于一位助手失误，把配制冲洗培养的平衡盐溶液错配成了低渗溶 液，而细胞膜在低渗液中很容易胀破，结果他无意中发现显微镜下染色体溢出后铺展良好、清晰可辨。本来这个由误配出现的低渗处理法，正是窥视人类染色体正确数目的好方法。因此，是徐道觉博士发现了染色体低渗制片技术。 1956年，另一位美籍华人蒋有兴教授，采用徐博士的低渗处理制片技术进行反复试验之后，于1954年12月郑重提出了人类染色体是46条而不是48条的论点，即46，XY或46，XX，这一研究成果发表在1956年的杂志上。 正是由于确定了人类染色体的数目，随后的三年中，诊断出染色体数目异常的三个主要疾病:Down综合征、Turner综合征和Klinefelter综合征。 人们不断开展了人类染色体的研究，发现的染色体变异日益增多，为了使人类染色体的识别和分析标准化以及国际间的交流方便，在1960年(丹佛)、1963年(伦敦)、1966年(芝加哥)相继召开了三次人类细胞遗传学国际会议，讨论并制订国际命名体制。将22对常染色体逐一定编，定为1,22号染色体，每对染色体都其正常的形态并有一个编号，将性染色体定为X染色体和Y染色体。(图) 46 XY 男性 46,XY 46 XX 女性 至今已发现染色体结构畸变的类型近万种，染色体综合征100余个。随着绒毛取材、羊膜腔穿刺取材进行胎儿细胞染色体检查等技术的建立，染色体病的诊断与产前诊断得以迅速发展，20世纪70年代中形成了“临床细胞遗传学”这一崭新的学科。 我们对染色体和基因有了初步的认识，我们已经知道，人类的细胞在细胞分裂时出现的染色体有46条，是成对出现的，其中22对男性及女性都有，称常染色体，染色体编号为1,22号;另外有1对是性染色体。每对染色体中一条来自父方，一条来自母方。每对染色体都有特定的形态和编号。每对染色体相互称为同源海染色体，每条染色体都是由两条碱基互补的染色单体组成，这2条染色单体互为姊妹染色单体。染色体上分布着基因，每个基因都在染色体上有自己特定的位置。因此，在常染色体上基因也是成对出现的，这对基因互称为等位基因。等位基因占据着同源染色体上相同的位置。 四、细胞的增殖 生殖繁衍和自体细胞的增殖是生命的基本特征。遗传也正是在这两个过程中体现的。 (一)、体细胞的增殖 我们先说自体细胞的增殖。人类的体细胞都是通过有丝分裂来复制的。有丝分裂是细胞核分裂的过程。有丝分裂保证了物种遗传的连续性和稳定性。 有丝分裂的特点:DNA复制一次，分离一次，细胞分裂一次，结果使1个细胞变为2个细胞，而且两个子细胞与母细胞遗传物质在质量上和数量上完全一致，即子细胞含有同母细胞相同的遗传信息。 有丝分裂的过程:这就要从细胞增殖周期说起，连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成，称为一个细胞增殖周期。包括间期(interphase)和分裂期(M phase)两个大的阶段。 间期阶段:细胞除行使正常功能外，还为进入分裂期做准备，包括DNA、RNA和蛋白质的合成，使基因座DNA含量增加一倍，此时核内染色质呈松散纤维状态。 分裂期阶段包括前(prophase)、中(metaphase)、后(anaphase)、末(telophase)四个时期。 前期:染色质凝聚成染色体。 中期:染色体排列在赤道板上，核膜、核仁消失。 后期:纺锤丝牵引，染色单体分开。 末期:核膜形成，细胞板形成，细胞一分为二。 (二)、生殖的过程 我们再说说生殖的过程 我们知道正常人类体细胞的染色体为二倍体，即含有46条(23对)染色体，其中1-22对染色体为男女共有，称为常染色体(autosome chromosome),另一对的组成与性别有关，称为性染色体(sex chromosome)，女性为2条X染色体，男性为1条X染色体和1条Y染色体。每条染色体又由二条染色单体组成，这二条染色单体又互为姊妹染色单体。 女性的卵子和男性的精子结合才孕育出新的生命，新生婴儿具有来自母亲的23条染色体和来自父亲的23条染色体。也就是说，卵子和精子各自提供了22条常染色体和1条性染色体。 男性的成熟的精子和女性的成熟的卵子称为生殖细胞，也称为配子，配子与体细胞截然不同，其染色体为单倍体(haploid),即只含有23条染色体，而不是46条染色体。精子与卵子的发生上虽然存在着一些差别，但它们经过的基本过程、基本规律是一致的，也就是都要经过减数分裂，也称成熟分裂，使原本有46条染色体的原始生殖细胞演变形成成熟的只有23条染色体的配子。 生殖细胞是怎么样生成的呢,我们先来介绍一下什么是减数分裂 前面我们已经讲过，一个正常的体细胞有23对，46条染色体，这23对染色体的每一对染色体都包含了2条染色体，这2条染色体一条来源于父亲，一条来源于母亲。因此，就必须存在一个机制使每个配子(也就是精子或卵子)的染色体数目，由含有46条染色体的原始生殖细胞演变成染色体呈单倍体的成熟生殖细胞，这样一个使生殖细胞染色体数目减半的分裂过程，称为减数分裂，减数分裂是生殖细胞特有的分裂方式，实际上也是生殖细胞逐渐成熟的过程。 减数分裂(Meiosis)的特点是:DNA仅复制一次，细胞连续分裂两次，所形成的配子只含有23条染色体，即单倍体的精子和卵子。精子和卵子的减数分裂过程又不尽相同，我们分别介绍精子和卵子形成的过程。 1、精子的发生:(见图) 精母细胞是最原始的生精细胞，男性在性成熟后，睾丸的精曲小管上皮细胞产生大量的精母细胞。精母细胞的染色体是二倍体，即具有23对(46条)染色体。精母细胞通过生长发育，体积增大，变为初级精母细胞。初级精母细胞染色体数仍为2倍体，为46条染色体。初级精母细胞在成熟过程中，将进行两次连续的细胞分裂，即减数分裂I和减数分裂II，在第一次减数分裂中，初级精母细胞通过DNA的复制，形成有23对，46条染色体的成熟细胞后，每对染色体的两条染色体分离，同时细胞分裂，形成2个单倍体的二级精母细胞;每个二级精母细胞含有23条染色体;二级精母细胞形成后便立即开始第二次减数分裂，在这次减数分裂过程中二级精母细胞含有的23条染色体的姊妹染色单体分离，同时进行细胞分裂，形成只含有23条 染色单体的精细胞;至此减数分裂结束。所形成的精细胞逐渐成熟，在成熟的过程中，这23条染色单体自我复制，形成23条染色体，同时精细胞也经过形态改变、发育后，形成运动灵活的成熟精子。实际结果是1个初级精母细胞经过1次DNA的复制及2次减数分裂，最终形成了4个含有23条染色体的成熟的精子。精子发生的一个周期约需两个月左右。 2、卵子发生: 卵子发生开始于胚胎发育早期的胎儿卵巢中，最终成熟于输卵管，从卵母细胞到成熟卵子的形成的整个过程，需经十几年，甚至几十年的时间。 卵母细胞和初级卵母细胞是在胚胎期形成的，胚胎的卵巢生发上皮产生的卵母细胞大约有400万~500万个，胚胎发育到6个月左右，全部卵母细胞发育生长形成初级卵母细胞，但出生后只有400多个初级卵母细胞可以继续发育，其余均退化、消失。个体出生后，可能继续发育的初级卵母细胞，都停留在第一次减数分裂前期，即初级卵母细胞的染色体仍为2倍体。 在性成熟后，每月有一卵泡成熟排放，其内所含的一个初级卵母细胞，将继续分裂过程，并停止于第二次减数分裂的中期，此时的这个二级卵母细胞的染色体为23条染色单体。待受精时，才完成全部分裂过程;如未受精，二级卵母细胞就不能完成减数分裂的全过程而死亡。 一个初级卵母细胞，经过全部的减数分裂过程一般也只能产生一 个成熟的卵子，而不象男性生殖细胞经过减数分裂产生4个配子。这是由于初级卵母细胞经过减数分裂I时，胞质发生不均等分配，产生一大一小两个细胞，大的为二级卵母细胞，小的为第一极体;二级卵母细胞和第一极体进行第二次分裂时，二级卵母细胞再形成一大一小两个细胞，大的为卵细胞，已后发育成含有23条染色体的卵子;小的为第二极体。第一极体则分裂成二个小的第二极体。极体以后都不能继续发育而退化、消失。实际情况是，1个初级卵母细胞经减数分裂后，只形成了1个成熟的卵子，其他三个配子形成了极体，退化消失。 女性生殖细胞发生的这种特点，造成卵巢内初级卵母细胞从出生后，即长期停顿在第一次减数分裂前期，与精子在青春期后不断从精原细胞发育形成相比，未成熟的卵则因长期受内外因素影响较多，往往导致在减数分裂过程中染色体不分离，而产生染色体异常的卵子。这种有染色体数目异常的卵子与正常精子受精后，即可产生染色体数目异常的后代。 3、受精 各含23条染色体的精子和卵子通过受精作用结合后，所孕育的合子又恢复二倍体，呈现46条染色体。减数分裂过程中同源染色体间、等位基因之间可以发生交换，使配子的遗传多样化，增加了后代的适应性，因此减数分裂不仅是保证生物种染色体数目稳定的机制，同时也是物种适应环境变化不断进化的机制。 由性染色体为2条X染色体的母亲所产生的卵子，其性染色体必 定是X染色体，由性染色体1条为X染色体、1条为Y染色体的父亲所产生的精子，则有半数精子的性染色体是X染色体，另半数精子的性染色体是Y染色体。含有X染色体的精子与卵子结合，形成的合子含有2条X性染色体，以后发育成女性;含有Y染色体的精子与卵子结合，形成的合子含有1条来自卵子的X染色体及1条来自精子的Y染色体，以后发育成男性。 精子与卵子通过受精作用形成一个新的合子，在这个合子的每对常染色体上的每一个基因座都有2个等位基因，如果两个等位基因相同则称为纯合状态，如果两个等位基因不同则称为杂合状态。在杂合状态下若其中1个等位基因表达其性状，则这个等位基因称为显性基因。相反，若这个等位基因只有在纯合状态下才能表达其性状，则称为隐性基因。 现在我们通过基因组研究计划，已经知道了编码在基因组内的全部碱基排列，但是并没有完全搞清楚人体各个基因的具体作用。研究人员目前正在对基因组工程所得到的碱基排列进行认真的分析，希望尽早查明每一条染色体上究竟包含了哪些基因及其功能。 第二节 遗传病简介 一、遗传性疾病、先天性疾病及家族性疾病的概念及其关系: 遗传性疾病:简称遗传病，是指由于遗传物质(基因或染色体)发生突变(或畸变)所引起的疾病，通常在上、下代之间按一定的方式垂直传递。 先天性疾病:是指个体出生后即表现出来的疾病，如果主要表现为形态结构异常，则称为先天畸形。应该指出，许多遗传病在出生后即可见到，因此大多数先天性疾病实际上是遗传病。但也有某些先天性疾病是胎儿在子宫中获得的，如风疹病毒感染引起的某些先天性心脏病，药物引起的畸形等。反之，有些出生时未表现出来的疾病，也可以是遗传病。如原发性血色病是一种铁代谢障碍疾病，80,的病例发病年龄在40岁以上。 家族性疾病:是指某种表现出家族聚集现象的疾病，即在一个家庭中不止一个成员患病。一般地说，遗传性疾病是有一定家族倾向，但也有不少遗传病(特别是隐性遗传病和染色体病)并不一定都能有家族史。因此，绝不是所有家族性疾病都是遗传病，如由于饮食中缺乏维生素A所引起的营养性夜盲症以及肝炎、结核病等，这些都是由于家庭中相同生活习惯及地区性营养缺乏，或全家人聚居在一起由感染所致。 二、遗传病的特点: (1)垂直传递:具有上代往下代传递的特点。在患者的亲祖和子孙中可以一定数量比例出现的，即家系中患者和正常成员间有一定的数量关系。一般不延伸到无血缘关系的个体，例如配偶、婶娘、舅母等，这是遗传病区别于其他疾病的主要特点之一。 (2)遗传物质的突变，在患者的染色体分析等本相关检查中，常能找到基因突变或染色体畸变。这是遗传的物质基础。 (3)不是人体任何细胞的遗传物质改变都可以传给下代的。只 有在生殖细胞或受精卵的遗传物质发生改变时，才会将遗传变异传给后代。 三、遗传病的分类: 在临床应用上，为方便起见，常将遗传病按临床表现分类，如消化系统遗传病、呼吸系统遗传病、内分泌系统遗传病、血液系统遗传病、代谢性遗传病、多系统遗传病、染色体病等等。这种分类方法多见于为医务人员阅读的教课及参考用书中。 遗传学家们认为，在医学实践中，遗传学的意义主要在于病因学上的阐明。从这一角度遗传病可分为基因病和染色体病两大类。基因病又可分为单基因病和多基因病，单基因病又可分为常染色体显性遗传病(AD)、常染色体隐性遗传病(AR)、X连锁显性遗传病(XD)、X连锁隐性遗传病(XR)和Y连锁遗传病。 (一)单基因病(single-gene diseases，monogenic disease):单一基因突变引起的疾病，符合孟德尔遗传方式，所以又称为孟德尔式遗传病。单基因病通常呈现特征性的家系传递格局。包括以下几类: 1、常染色体显性(autosomal dominant，AD)遗传病:致病基因位于常染色体上，其性质是显性的。常染色体显性遗传病人的家系谱 12具有以下特点:?患者双亲中一方患病，致病基因由亲代传来;?患 34者同胞中1/2发病，男女机会相等;?患者子女中1/2发病;?双亲无病时，子女一般不发病，只有偶然的基因突变才发病，但这种患者向下患传。 A1型短指症是第一例被证实人类显性遗传的疾病，这是一种表 现为骨骼异常的常染色体显性遗传病(图1)。我国科学家贺林院士已将该病的致病基因克隆。 图1 一例A1型短指症的系谱 从系谱中看到第一代女性发病，生了9个孩子，4个发病。这4个病人中3个结婚，又生了12个孩子，其中7个病人。 2、常染色体隐性(autosomal recessive，AR)遗传病;致病基因位于常染色体上，杂合状态时不表现相应性状，只有当隐性基因纯合子 1时才表现相应性状。AR家系谱具有以下特点:?患者的双亲都无病， 2但肯定其双亲皆为该病的致病基因的携带者;?患者的同胞中1/4将 3会发病，男女机会平等;?患者子女中一般不发病，但是致病基因携 4带者，在系谱中看不到连续传递;?近亲婚配中，子女发病风险增高。 白化病是一种常见的常染色体隐性遗传病，由于患者体内编码酪氨酸酶的基因发生突变，导致酪氨酸酶缺乏，使黑色素的合成发生障碍，从而引起白化症状。患者的虹膜、皮肤、毛发缺乏色素。当一对夫妇均为携带者时，他们的后代将有1/4的概率是白化病患儿，其余 3/4的概率为表型正常的个体，在表型正常的个体中，2/4的概率为白化病基因携带者。该病家系谱见图。 图2 常染色体隐性遗传(白化病)的典型系谱 从系谱中可以看到，第一代表型正常，但他们都是白化病基因的携带者，生了4个孩子，有一个发病，但第2代中的1和3应该是白化病基因的携带者，他们各自将基因传给自己的女儿和儿子，而这2个人近亲结婚后又生了1个白化病的儿子。 3、X-连锁显性(X-linked dominant，XD)遗传病:显性致病基因 1位于X染色体上，随X染色体传递。系谱特点:?女性患者多于男 2性患者，前者病情常较后者轻;?患者双亲中必有一方是发病患者;3?男性患者女儿全部发病，儿子正常，女性患者子女中各1/2发病;4?可以看到连续传递。 图3 抗维生素D佝偻病家系图 ?正常男性 ?正常女性 ?男性患者 ?女性患者 本家系患者 6 人 ,男 3 人 ,女 3 人 ,均表现身材矮小 ,前额突出 ,自然站立双腿呈” O” 形 ,智力及体力正常 ,能从事一般劳动。 4、X-连锁隐性(Xx-1inked recessive，XR)遗传病:隐性致病基因位于X染色体上，随X染色体传递。男性细胞中只有一条X染色体，故只有成对等位基因中的一个基因，称半合子，所以有一个致病基因即可发病。而女性细胞中有两条X染色体，致病基因要成对时才能致病，如果只有一个致病基因则不会发病，仅为携带者。其系谱 12特点:?男性患者多于女性患者;?双亲无病时，儿子可以发病，致 3病基因来自携带者母亲;?在非突变家系中，由于交叉遗传，患者兄弟、舅舅等有1/2患病风险。 图4红绿色盲家系 从图4红绿色盲系谱分析，男性红绿色盲患者I1(XbY)和正常辩色能力女性I2结婚，他们的女儿全部是杂合子(?1,3,5,7)，因为儿子(?9)只能从母亲处得到XB，故表型正常，在下一代中，携带致病基因的女性(XBXb)与正常男性(XBY)结婚时，他们的儿子有1/2可能是正常的(XBY)，1/2可能是红绿色盲(XbY)(?3,6,7,8,11)，女儿中1/2可能是携带者(XBXb)，1/2可能完全正常(XBXB)，这样出现代与代间明显的间隔遗传现象。该系谱先证者?8的妹妹?9,10姨表姐妹?4,5,12,-14虽表型正常，但有1/2可能是携带者，她们结婚后也有可能把致病基因传给儿子。 5、Y-连锁遗传病(Y-linked inheritance disease):致病基因位于Y染色体上，它将随Y染色体而传递，父传子再传孙，有致病基因即发病，呈全男性遗传，女性中不会出现相应的遗传性状。 该家系先证者男性,56岁 ,未婚 ,主诉 自幼夜盲 ,25岁以后视力逐渐减退 ,目前白天行动亦困难,并诉其家族中凡男性均患此病,故对该家系进行调查。追溯家族史,先证者之母回忆丈夫系夜盲症患者 ,到晚年视力极差,其夫之父也有此症 ,其母正常,二人仅生一子其夫 ,而先证者母系则无此疾病史。患者家族共有8例病人 ,其中3 人已故。 (二)多基因病(polygenic diseases):是由于多个基因与环境因子共同作用所引起的遗传病。包括两种情况:?由一个主基因和其他基因加上环境因子共同作用所引起;?由相当多的微效基因(minor gene) 共同参与加上环境因子引起。由于这类疾病是由多个基因所控制的，因此它的遗传方式十分复杂，有家族聚集现象，但无单基因病那样明确的家系遗传传递格局，即其遗传规律不遵循孟德尔遗传规律。这类疾病过去在临床上常常说有一定的遗传因素(异感性)。近年来的研究表明，它们所具有的就是多基因(易感基因)决定的遗传基础，这类疾病具有常见性、多发性的特点，是目前医学研究的重点。 (三)染色体病(chromosomal disease):是由于染色体畸变即数目异常和(或)结构畸变所引起的疾病。可因生殖细胞发生和受精卵早期发育过程中发生了差错，从而产生染色体数目超过或少于二倍体数的 个体。由于每条染色体都载有许多基因，染色体畸变导致的染色体病往往涉及许多基因，所以常表现为复杂的综合征。在妊娠前3个月的自发流产中，染色体畸变约占50,。目前发现的人类染色体数目异常和结构畸变的有10 000多种，已描述过的综合征有100多种。这些染色体畸变如涉及1,22号染色体，称为常染色体病;如涉及性染色体(X、Y染色体)，则称为性染色体病。 第三节 染色体病 染色体数目或结构异常所引起的疾病为染色体病。染色体异常的发生率在一般新生儿群体中为0.5%~0.7%。据统计我国每年的新生儿中有染色体病患儿约6万。染色体病可造成胎儿流产、患儿先天性智力低下、先天性多发性畸形、以及癌肿等。在早期自然流产者中，约有50%~60%是由染色体异常所致。 一、染色体的结构异常 许多物理、化学和生物因子可以引起染色体断裂(breakage),这些因子称为致断因子(clastogenic factor)或染色体断裂剂。此外，染色体也能自发断裂。断裂端被认为具有“粘性”，即易与其它断端接合或重连(reunion)。因此，一次断裂产生的两个粘性末端通常重连而修复如初。但有时出现非正常的重连，结果导致多种染色体结构异常。常见的染色体型结构异常有以下几种: 1.缺失 染色体部分丢失称为缺失(deletion,用del表示)(图1)。当一条染色体发生两次断裂，其间的片段丢失，称为中间缺失 (intersititial deletion)。虽然缺失是中间缺失，但在显微镜下像是末端缺失。 2.环状染色体 当一条染色体的两臂各有一次断裂，有着丝粒节段的两个断端如彼此重新连接，可形成环状染色体(ring chromosome，用r表示)(图2)。这在辐射损伤时尤为常见。 3.等臂染色体 一次染色体断裂如果发生在着丝粒区，使着丝粒横断，则两个臂的姐妹染色单体可分别互相连接，结果形成两条与短臂和长臂相应的等臂染色体(isochromosome，用i表示)(图3)。当然，等臂染色体还可能有其它的形成机理，如通过两条同源染色体着丝粒融合，然后短臂和长臂分开，两条短臂和两条长臂借着丝料分别各自连接成一条等臂。 图1 染色体缺失(中间缺失) 图2 环状染色体 图3等臂染色的形成 4(倒位 如果两次断裂形成的片段倒转180度重新接合，那么，虽然没有染色体物质的丢失，但基因顺序颠倒，称为倒位(inversion,用inv表示)。如果倒位发生在同一臂内，称为臂内倒位(paracentric inversion);如果两次断裂分别发生在长臂和短臂，则称为臂间倒位(paracentric inversion)。在应用显带技术以前，臂内倒位是无法检出的，因为染色体的长度和臂率(p/q长度比)都没有改变。至于臂间倒位，如果两断点距着丝粒不等，则能被发现(图4)。倒位因无染色体物质的增减，一般没有明显的表型效应。 图4 染色体的臂间例位 5.易位 染色体片段位置的改变称为易位(translocation，用t表示)。它伴有基因位置的改变。易位发生在一条染色体内时称为移位(shift)或染色体内易位(intrachromosomal translocation);易位发生在两条同源或非同源染色体之间时称为染色体间易位(intrachromosomal translocayion)。罗氏易位为相互易位的一种特殊形式。两条近端着丝粒染色体在着丝粒处或其附近断裂后形成两条衍生染色体。一条由两者的长臂构成，几乎具有全部遗传物质，而另一 条由两者的短臂构成的小染色体常丢失。在减数分裂时，形成不正常的配子。这种配子在受精后形成三体性或单体性的合子。(图5，6). 图5 染色体相互易位示意图 图6 罗氏易位的机理及结果 图7 45,XX,rob (13q;13q) 从染色体核型中可以看到2条13号染色体对头接了起来，在减 数分裂时，会出现以下情况: 减数分裂时出现下列情况 45,XX,rob(13q;13q) 46,XY 13三体13+13 13 -1313单体 图7a 图7减数分裂的情况 从图中可以看到只能生13-三体综合征和13-单三体综合征的患儿。13-三体综合征的患儿智力低下，13-单三体综合征的患儿不能存活表现为流产。有一位女性患者28岁，结婚3年，自然流产13次，其染色体检测如图7。这种染色体核型的患者很难生出好孩子。如想生好孩子育最好是选择赠卵的IVF。 图8 45,XY,der (14q;21q) 从图8中箭头所指可以看到，在14号染色体的位置有一条21号染色体和一条14号染色体对头接了起来，而在21号染色体的位置少了一条21号染色体。总的染色体数目是45条，但没有染色体的丢失。罗氏易位的携带者尽管只有45条染色体，但除偶有男性不育外，没有表型异常。这是因为易位染色体几乎包括了两条长臂的全部，没有基因的大量丢失，而丢失了两条短臂几乎全是结构异染色质。但生殖细胞在减数分裂时会出现下列情况: 图9罗氏易位(14q21q)杂合体减数分裂时染色体的联会(A)、分离(B)、正常配受子精结果(C)及某些具有代表性的核型(D) 减数分裂时出现下列情况 45,XY,der(14;21) 46,XX 1/6正常14～21 14/211/6易位携带者 14～14/211/614三体14～21 14/21～211/621三体 -141/614单体 1/6-2121单体 图10 46,XY,der(14q;21q),+21 图10是图9罗氏易位携带者与染色体核型正常者婚配后生的一个易位的21-三体综合征的患者。 二、染色体数目异常 正常人的体细胞具有46条染色体(2n)，配子细胞(精子和卵)具有23条染色(n),前者称为二倍体，后者称为单位体。染色偏离正常数目称为染色体数目异常或数目畸变。 1(多倍体和多倍性 体细胞染色体倍数超过2倍，即是3n=69, 4n=92等时，这些细胞称为多倍体细胞，而这种状态称为多倍性(polyploidy)。在人类，全身三倍性是致死的，因而极为罕见，但三倍性在流产胎儿中较常见，是流产的重要原因之一。全身三倍性可能是由于被受精的卵细胞为二倍体而非单倍体，或由于双精子受精所致。全身四倍性更罕见，但四倍体和其它高倍细胞在一些组织如肝脏、 子宫内膜、骨髓细胞、瘤组织和培养细胞中并不罕见。发生的原因是如果细胞在分裂之前再复制一次，或由于纺锤体的缺陷或缺如，细胞未能分裂，都会使染色体数目倍增。 2(异倍性或非整倍性(aneupoloidy)细胞的染色体数不是23的整倍时，称为异倍体细胞，如细胞具有44，45，48，67，90条染色体时都是异倍体细胞，44和45略少于46，故可称为亚二倍体;47、48略多于46，称为超二倍体。同理，67可称为亚三倍体等。异倍体细胞在肿瘤组织十分常见。发生的原因是染色的丢失，某些染色体的核内复制(endoredplication)或染色体的不分离。 3(三体性和单体性 体细胞在减数分裂时如发生某号染色不分离，则导致该染色体增多一条(三体性，trisomy)或减少一条(单体性，monosomy)。除21、13、18、和22三体性外，其它三体性多导致流产(嵌合状态者除外，如嵌合性的8、9、10号三体性等)。性染色体三体性比较常见。常染色体的单体性严重破坏基因平衡，因而是致死的。但X染色体单体的女性可见于儿童或成人。 4(染色体数目异常的机理:在细胞分裂时，如果某一染色体的两条单体在分裂后期不能正常地分开而同时进入某一子细胞，则必然导致该子细胞增多一条染色体而另一子细胞缺少一条染色体，这称为染色体不分离(nondisjunction)。 如不分离发生在减数分裂，所形成的异常配子与正常配子结合后，就会出现合子细胞中某一染色体的三体性或单体性。不分离可以发生在第一次减数分裂，也可以发生在第二次减数分开。不分离产生 的异常配子在受精后导致合子染色体异常，因此由合子分裂得来的全身细胞都具有该种异常(图11)。 另一情况是，合子细胞最初是正常的，但在以后的某次有丝分裂时发生不分离，这也能导致染色数目异常。这种异常细胞如能存活和继续分裂，将构成异常的细胞系，并与正常细胞系并存。具有染色体组成不同的两种或两种以上细胞系的个体称为嵌合体(mosaic)(图12)。还有一种造成个别染色体数目异常的原因是染色体丢失(chromosome loss)。这是由于有丝分裂后期染色单体的迟留(anaphase lag)所致。导致本应向子细胞移动的某一染色体(此时为单体状态)未能与其它染色体一起移动而进入了细胞，并随后丢失，这就导致某一子细胞及其后代中该染色体减少一条。(图12)。 图11 减数分裂时染色体不分离 图12 嵌合体形成的机理示意图有丝分裂不分离(A，B)及染色体的丢失(C) 染色体异常病分为常染色体异常和性染色体异常。常染色体异常最常见的是三体综合征。三体综合征中最常见的是唐氏综合征。 第四节 唐氏综合征 唐氏综合征(Down’s syndrome，DS)又称21-三体综合征，是人类最常见的染色体病，也是人类认识最早的染色体病。1866年英国医生Langdon Down首次报道，故称Down’s综合征，当时曾将它作为一种独立疾病而引起医学界的高度重视;1932年Wardenburg提示染色体异常是导致这一疾病的根源;1959年法国医生Lejeune等 人将他们的9例Down’s综合征病人的组织进行培养，结果均发现有47条染色体，首次确认本病21号染色体多了一条，即为三条，因此又称为21-三体综合征，1960年，Polani首次了易位型Down’s综合征。Lejeune的发现开创了医学遗传学的一个重要分支―临床细胞遗传学。 1.发病率:新生儿中21三体综合征的发病率约为1,800新生儿或1.25,，但男性患儿多于女性。母亲年龄是影响发病率的重要因素。根据国外资料，如果一般人出生时的母亲年龄平均28.2岁，则本病患儿母亲平均年龄为34.4岁，如母龄20岁后生DS儿的风险为1:2000，35岁后为1:300，40岁后为1:100，45岁后升至1:50。 2.临床表现: (1)智力低下，主要是抽象思维能力严重受损; (2)常有相似而特殊的面容，脸圆而扁平、眼距宽、外眼角上斜、鼻根低平、常张嘴、伸舌、流口水等，俗称“国际脸儿”; (3)四肢短小，手短而宽，第5指桡侧弯曲，指中节骨骼发育不全; (4)生长发育迟缓，四肢关节柔软易屈，肌张力低下; (5)约50,合并先天性心脏病，以室间隔缺损、房室通道发育不全及动脉导管未闭常见; (6)约4,5%合并消化道畸形:气管食管瘘、膈疝、幽门狭窄、十二指肠闭锁等较为常见，常有腹直肌分离或脐疝; (7)有发生急性白血病的倾向，发病率比正常人群高20倍，最常见 的是急性粒细胞性白血病; (8)男性无生育能力，50,有隐睾，女性可无月经，偶有生育能力，但所生子女中有1/2为DS儿; (9)患儿免疫功能低下，尤其IgE水平低，易患呼吸道感染等; (10)如存活至成人，则常在30岁以后出现老年痴呆症状。 3.核型:根据唐氏综合征的染色体核型不同可分为标准型(游离型)、嵌合型和易位型三种类型，其中标准型大约占95,，核型为47,XX(XY),+21, 标准型全身体细胞均多一条21号染色体，临床症状典型而且显著。1,,2,为嵌合型，核型为 46,XX(XY) /47,XX(XY), +21, 由于嵌合型通常具有两个细胞系，其症状表现取决于异常细胞所占的比例，故差异很大，但一般较典型者为轻。如果三体细胞很少，则表现与正常人无异。3,,4, 为易位型，最常见的是21号染色体与D组或G组染色体易位，核型为46,XX(XY),,D/G, +der(D/G;21)。Dq21q，占全部易位型的 54.2%，其次是21qGq占40.9,，其它易位型5,。一般说来， 易位型的症状比典型的要轻些，在Dq21q中，最常见的是14q21q，占Dq21q的58.5%，其次为13q21q，占22%，而15q21q占19.5%。21qGq易位中，21q21q占83.3%，而21q22q仅占16.6%。无论何种易位，患者虽然只有46条体，但因一条21号易位到了另一条D组或G组染色体上，加上正常的两条21号，仍多了一条额外的21号长臂，而决定本病的关键区带为21号长臂，故临床上仍表现出21三体的症状。 标准型DS核型 易位型DS 4.遗传学:典型的21三体几乎都是新发生(de novo)的，与父母的核型无关。是减数分裂时染色体不分离的结果。不分离发生在母方生殖细胞，约占病例数的95,，另5,见于父方，而且主要发生在第一次减数分裂。典型的21三体只有极少一部分是遗传的，即母亲是本病患者。此外，不能排除某些表型正常的母亲实际是21三体细胞较少的嵌合体，因而她们的子女有可能获得额外的21号染色体。男性患者不能生育，没有遗传给下一代的问题。 嵌合型患者有两个或两个以上的细胞系。它们是合子后(post-zygotic)有丝分裂不分离的结果。如果第一次卵裂时发生不分离，就会产生47，，21和45，,21两个细胞系。而后一种细胞是很维存活的。因此，导致嵌合体的不分离多半发生在以后的某次有丝分裂，所有嵌合体内都有正常的细胞系(图12)。 易位型的21三体征患者细胞中有一条易位的染色体，后者通常由一条,组或,组染色体与21号染色体长臂通过着丝粒融合(罗氏易位)而成。Dq21q易位中，55%是新发生的，45%是由于双亲之一有平衡易位。21qGq 易位几乎全部(96%)是新发生的，由遗传而来的仅占4,。 各种易位的遗传后果不同。Dq21q平衡易位的携带者通过减数分裂可以形成6种配子，而受精后除不能发育者外，可以产生正常胎儿、易位型三体患儿和平衡易位携带者三种胎儿(图9)。因此，检出平衡易位携带者的双亲具有重要意义。 21qGq易位中，21q22q和21q21q易位的遗传学意义不完全相同。如果双亲之一为21q21平衡易位携带者，就没有可能娩出表型正常的胎儿，因为他们只能产生三体或单体的合子(可参考图7a)。21q22q易位的遗传后果与Dq22q相似，只是前者更多通过父亲传递而后者多由母亲传递得来。 5.遗传咨询:各种类型再发风险不同。对游离型的21三体性，再发风险率与年龄特异风险率相近(即35岁以下约为0.5%，35,岁以上约为1,)。然而，如双亲(通常是母亲)之一嵌合体则风险会增加。总之，已产生一个21三体患儿，其再发风险0.5%,而染色体畸变的总风险为1.2,，即不排除再生产其它染色体异常的患儿。 易位型有大约1,2的病例是新发生的，另1,2是双亲的之一平衡易位引起的。前者复发风险很小，而平衡易位导致的再发风险则可以根据经验估计。理论上如双亲之一为平衡易位携带者，产出患儿风险为 33.3%。但实际风险低得多，这与双亲哪一方为携带者有关。Dq21q易位携带者若是母亲，生产患儿的风险为10,-15,;如为父亲，则风险为5,或更小。21q21q易位的情况与之大体相同，但易位染色体由父方传递的百分比较D,G易位要多，风险率在10,以下。21q21q平衡易位携带者的后代100,均是三体征患儿，携带者不宜生育。 6.诊断: 典型病例根据特殊面容、智力低下、异常体征及实验室检查即可确诊，但新生儿和早产儿临床表现不典型，应予以注意，进行染色体核型分析以确诊。 7.预防: 因DS儿在当今的医疗水平无法根治，预防DS儿出生的有效措施是产前诊断，早期流产。 第五节 产前诊断及其技术现状 产前诊断又称出生前诊断或宫内诊断，它是在遗传优生咨询的基础上，根据遗传病史、家族史、生育史，有时还包括以往所生患儿的体征或实验室诊断，估计此次妊娠患儿的再现机率，通过各种检查了解胎儿的外表结构、对胎儿的染色体进行核型分析、检测胎儿细胞的生化成分或对其进行基因分析，从而对某些胎儿先天性畸形或遗传性疾病及时作出诊断，以便及早进行选择性终止妊娠，淘汰有畸形或携带异常基因的胎儿，从而降低遗传病和先天畸形的发生机率。因此，有人将遗传咨询、产前诊断和选择性终止妊娠称为“新优生学”。 我国自70年代开始研究和应用产前诊断的新技术，并在遗传学基础上开展了遗传病产前诊断咨询门诊工作，从预防性优生学的角度大力宣传医学遗传学知识，制定优生法规。目前世界某些发达国家也制定了相应的法律，以限制遗传病的发生。如日本，1948年就公布了优生保护法，法律规定:结婚前双方必须交换三张证书:健康证书;血型检查证书;有无遗传病证书，患有某些遗传病者不准结婚或生育。我国目前也开展了婚前检查工作，以筛选出有异常的未婚男女，使其在婚前就有思想准备，并及时指导他们的婚后生育，以防残缺儿的出生。1980年我国公布的婚姻法第二章第六条也明文规定:“直系血亲和三代以内的旁系血亲之间禁止结婚。”这是因为近亲婚配所生子女的各种发病率大大高于正常群体。我国《产前诊断技术管理办法》于2002年9月24日经卫生部部务会讨论通过，自2003年5月1日起施行。此后我国的产前诊断工作进入了一个有法可依的阶段。 产前诊断的目的: 1、诊断胎儿先天畸形或遗传性疾病;2、了解胎儿在宫内的生长发育和成熟度;3、诊断非遗传性疾病和胎儿宫内窘迫，然后根据诊断结果进行选择性流产或宫内治疗。产前诊断目前已成为世界各国应用最广泛、实用价值最为显著的预防性优生措施。 产前诊断主要针对哪些疾病 , 1、疾病有明确的诊断标准，且产前诊断方法准确可靠; 2、疾病症状严重，造成死胎、死产或致残; 3、疾病无有效治疗手段; 4、疾病遗传风险高。 产前诊断的取材方法 产前诊断方法依据取材和检查手段的不同，一般分为两大类，即创伤性方法和非创伤性方法。前者主要包括羊膜腔穿刺、绒毛取样、脐血取样、胎儿镜和胚胎活检等;后者包括超声波检查、母体外周血清标志物测定和胎儿细胞检测等。目前产前诊断中仍以创伤性方法为主，以羊膜腔穿刺和绒毛取样两种最常用。 1、B型超声诊断，它可直接观察胎儿在子宫内生长情况，测得胎位、明显的胎儿畸形，如无脑儿与脊柱裂等; 2、介入性产前诊断 (1)怀孕早期取绒毛细胞，直接制备染色体和提取绒毛DNA，诊断染色体病及代谢病; 宫内取绒毛检查的最佳时间在怀孕8-12周之间; (2)怀孕中期用羊膜腔穿刺术抽取羊水，做羊水细胞培养，制备染色体，诊断胎儿性别及染色体病，如21三体、染色体平衡易位、染色体缺失等;并通过羊水测胎儿血型，以防新生儿溶血症;测羊水甲胎蛋白及母血甲胎蛋白含量，诊断开放性神经管缺损，如无脑儿等。 抽取羊水检查的最佳时间为怀孕16-24周之间; (3)脐静脉穿刺 取胎儿静脉血进行胎儿染色体的检查，某些病毒免疫抗体的检测，胎儿血常规的测定以及某些遗传病的基因检测。脐静脉穿刺的最佳时间是24周-28周。 (4)应用胎儿镜直接观察胎儿有无畸形，并可采取胎儿样本， 通过各种化验，检测遗传性代谢疾病等; 胎儿镜检查的最佳时间为怀孕15-20周之间; 3、植入前遗传学诊断 产前诊断适应征是什么, 1、孕妇年龄达 35 岁或以上; 2、孕早、中期血清筛查阳性的孕妇; 3、夫妇一方为染色体病患者，或曾妊娠、生育过染色体病患儿的孕妇; 4、夫妇一方为先天性神经管缺陷患者，或曾妊娠、生育过该病患儿的孕妇; 5、有不明原因自然流产史、畸胎史、死胎或死产史的孕妇; 6、怀有严重单基因遗传病高风险胎儿的孕妇; 7、有异常胎儿超声波检查结果者 ( 含羊水过多者 ) ; 8、夫妇一方有致畸物质接触史; 9、疑为宫内感染的胎儿。 目前常用的产前诊断技术 1.细胞遗传学 染色体核型分析是确诊染色体病的金标准。由于显带技术的出现和分子生物学的发展，使我们能更准确地更快诊断更多的染色体数目和结构异常综合征，还可以发现新的微畸变综合征，使染色体病的诊断和定位更加准确。染色体检查的标本来源于外周血、绒毛、羊水中的脱落细胞、脐血和皮肤等组织。 (1)染色体显带技术和高分辨染色体显带技术: 20世纪70年代发展起来的染色体显带技术是细胞遗传学研究中的一大突破，它使研究工作者不但能准确识别每一条染色体，而且可以精细地识别每一条染色体的每一个阶段。利用该技术研究者不但从染色体水平上找到了发育缺陷、心血管疾病、肿瘤等的原发性改变，发现了100余种染色体病，而且将某些相关基因定位在一个较小范围，从而加速了单基因病的基因克隆。 染色体显带技术发展至今，根据对染色体处理方法和燃料不同，已有十余种显带技术，包括G显带(吉姆萨溶液染色)、Q显带(氮芥喹吖因等染色)、R显带(用荧光、加热或其他处理获得与G显带深浅相反的带)、T显带(现实端粒)、C显带(显示着丝粒)、N显带(现实核仁组织区)以及限制性内切酶显带。最基本的是G显带技术，即制备中期、前中期染色体标本，用胰酶处理后以吉姆萨溶液染色，最后在光学显微镜下观察深浅相间的带。科学家们从1976年开始，采用氨甲喋呤、过量胸腺嘧啶核苷等将有丝分裂的细胞阻断在S期的同步培养方法，制备出有丝分裂早期的染色体标本，所获得染色体条带较常规制片更丰富、更精细，此为高分表染色体制备技术，可监测染色体的微小异常。 2.分子生物学技术 (1)染色体原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization，FISH): FISH技术是一种分子生物学、细胞遗传学及免疫学技术相结合的非放射性原位杂交技术。它利用特殊的荧光素标记已知单链核酸为 探针，根据探针与被检测样本中未知DNA序列的互补性，在染色体制片、细胞滴片或组织切片上进行DNA杂交，在荧光显微镜下检测荧光信号，即可检测细胞内特定染色体的数目或者将特定的基因在染色体上定位。现已广泛应用于细胞遗传学、分子细胞遗传学、基因定位和基因制图等领域。中期染色体原位杂交可用于检测染色体微小缺失、插入、易位、倒位或扩增等结构异常，间期核FISH分析可监测染色体的数目异常。二倍体细胞可见两个荧光信号，而染色体三体的细胞将显示三个荧光信号。此种检测方法价格昂贵。 图1:2个绿色信号为13号染色体，2个 图2:2个绿色信号为13号染色体，3 红色信号为21号染色体，表示13、 个红色信号为21号染色体，表示 21号染色体数目正常的二倍体。 21-三体。 2(定量荧光聚合酶链反应(Quantitative Fluorescence Polymerase Chain Reaction，QF-PCR) QF-PCR 通过荧光标记引物将荧光信号与扩增产物联系起来，基本原理是DNA样本通过荧光引物进行PCR扩增，因此荧光信号变量与扩增产物变量成正比，通过荧光的采集、分析和对扩增产物进行峰面 积定量，实现对原始模板量的定量。QF-PCR诊断染色体数目异常主要是扩增STR( Short Tandem Repeat, STR )基因座。STR基因座又称为短串联重复序列。STR基因座数量多、稳定具有高度多态性，可提供较多的遗传信息量，而且在上下代的传递过程中遵循孟德尔共显性遗传定律;STR基因座具有种族的差异;STR基因座的每一个基因代表着一条染色体，是目前检测染色体数目异常最合适的遗传学标记。 用QF-PCR扩增STR基因座进行DS的诊断，染色体正常样本扩增可出现2种情况:杂合子显示2条带/峰，峰面积之比约为1:1;纯合子显示1条带/峰，峰面积是杂合子的2倍。DS个体则出现3种情况:杂合子显示3个带/峰，峰面积定量之比为1:1:1;半杂合子显示2个带/峰，峰面积定量之比为2:1(或1:2);纯合子显示1个带/峰，其峰面积定量值为正常对照的3倍。 道 1 2 3 4 5 图1 Penta D STR基因座电泳图 图1a 泳道5迁移率曲线图 图1b 泳道5峰面积定量图 图1可见泳道4显示1条带;泳道1、2、3、5可见2条带。图1a可见对应泳道5显示2个峰，图1b显示峰下面积52.8/47.2(约1.12)，为杂合子。 泳道 1 2 3 4 5 图2 DS个体Penta D STR基因座电泳图 图2a 泳道4迁移率曲线图 图2b 泳道4峰面积定量图 图3a 泳道5迁移率曲线图 图3b 泳道5峰面积定量图 图2可见泳道3显示1条带;泳道1、5可见2条带;泳道2、4可见3条带。图2a可见对应泳道4显示3个峰，图2b显示峰下面积26.94/33.95/39.11(约1:1:1)。图3a可见对应泳道5的电泳条带显示2个峰，图3b显示峰下面积67.16/32.84(约2.05)。 3.比较基因组杂交(comparative genomic hybridization，CGH)、光谱核型分析(spectral karyotype，SKY)、实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR，FQ-PCR)、引物原位标记(primed in situ labeling，PRINS)等分子生物学技术也被用于DS的基因诊断及产前基因诊断的研究。 应用分子遗传学手段产前诊断DS，快速、准确、所需样本量少、便于自动化操作。但仍不能完全替代传统的染色体核型分析，而应与其结合起来进行DS产前诊断。 唐氏综合征的筛查 产前诊断是防止DS儿出生的有效方法之一，但就我国目前的经济状况和医疗水平而言，不可能对所有的胎儿直接做产前诊断，而应先进行简便、有效、安全及经济的产前筛查。DS的危险性随妊娠妇女年龄的增长而增加，35岁以上的妊娠妇女分娩DS儿的危险性明显增加。但由于35岁以下的妊娠妇女占绝大多数，80,DS胎儿的母亲年龄小于35岁，因此DS的筛查对象应该为所有妊娠妇女。所以在我国大多数省市均在孕妇中开展了唐氏综合征筛查。 筛查的总体原则(5条原则) 疾病比较常见 筛查后有明确的诊断 疾病自然史清楚有预期的结局 存在有效的治疗措施 具有成本效益 筛查应该是有计划的，能被系统地执行和管理 目前国内进行筛查的主要病种是21-三体综合征和18-三体综合征。 唐氏综合征筛查主要是超声学筛查和血清学筛查。 血清学筛查常用指标: 1.甲胎蛋白(alpha fetoprotein，AFP):AFP在妊娠早期主要由卵黄囊产生，在妊娠中期则由胎儿肝脏产生。AFP在妊娠l4,20w呈线性增高，妊娠28,32w时相对稳定，妊娠32w时达高峰，以后逐渐下降。母血清中AFP水平过低与胎儿患DS风险性增高有关，AFP是最早用于筛查DS胎儿的血清标记物之一，妊娠中期(l4,20w)妊娠DS儿妇女血清AFP浓度比正常值要低25,。 2.游离雌三醇(unconjugated estriol，μE3):μE3由胎儿肾上腺皮质、肝和胎盘合成，以游离形式分泌进入母体和胎儿血液循环，母体血液中的μE3随妊娠周数的增长而增加。μE3在妊娠DS胎儿的妊娠妇女血清中浓度比正常值低，且在妊娠早、中期均显示低值，其原因可能与这些胎儿的脏器不成熟有关。 3.游离人绒毛膜促性腺激素(free-β-human chorionic gonadotrophin，f-β-HCG):f-β-HCG由胎盘合体滋养层细胞产生，妊娠妇女血清中的f-β-HCG水平在妊娠8w上升很快，以后逐渐下降，约在妊娠20w达到相对稳定。而DS母体血清中的f-β-HCG升高，常为正常的2倍或以上，可能由于胎盘发生水肿及肥厚，以至f-β-HCG分泌量增加。因此，f-β-HCG可作为DS筛查的指标之一。 4.抑制素A:1995年发现妊娠早期DS母体血清中抑制素A水平显著 高于正常妊娠妇女，它可将筛查时间提前到妊娠10,13w。抑制素A筛查简便、易行，且无需计算风险率，仅用浓度值即可较准确地筛查DS。该法检出率为60,，但由于试剂较昂贵，目前大多数医院的实验室未能广泛使用。天津市DS筛查的结果判断:21-三体风险截断值是大于等于1:250。18-三体风险截断值是大于等于1:350。神经管缺陷是大于2.5 MOM。 超声学筛查常用指标: 1.胎儿颈部半透明组织厚度(nuchal translucency，NT):NT是指胎儿背侧软组织和皮肤之间的厚度，因为DS个体多有颈部软组织水肿，因此NT增厚被认为是筛查DS胎儿最有效的指标之一。这可能因为染色体异常导致心血管畸形而出现心功能衰竭，使胎儿头面颈部血管及淋巴管发育不全所致。妊娠10,14w以NT?3 mm为异常，妊娠14,22w时以NT?6 mm为异常，且NT越大，染色体三体儿的发生率越高。 2.股骨长度与肱骨长度:身体短小是DS的显著临床特征，胎儿长骨测量对于产前超声筛查DS儿具有重要的临床意义。由于妊娠早期超声波检查对辨别骨骼发育不良并不敏感，所以长骨的测量适用于妊娠中期进行。股骨短小在DS胎儿中的平均发生率为45.9,，正常胎儿中为8,;肱骨短小在DS胎儿中的平均发生率为41,，正常胎儿中为7,。 3.心脏异常心内灶性回声:灶性回声是指在两侧心室腔内的一个分离区域，它的回声程度近似于胎儿骨骼的回声程度，在妊娠中期的检查 中是一个常见的现象。有资料显示它与胎儿染色体病有关，心内灶性回声的出现伴随母亲具有高危因素及血清生化检查和其他超声波检查异常，应考虑其胎儿具有染色体异常的危险性，在DS胎儿的发生率为22.7,。 4.胎儿鼻骨发育不良:自1866年Down报导DS个体面部扁平及鼻发育不良以来，Nicolaides等研究发现2/3的DS胎儿在妊娠11,14w时即可观察到鼻骨发育不良或缺如。妊娠15,22w时，以超声波观察胎儿发育情况，同时在胎儿的正侧位上观察胎儿的鼻骨发育，如胎儿鼻骨?2.5 mm，60,为DS胎儿。 5.妊娠早期胎儿静脉导管血流检测:胎盘血通过脐静脉进入胎儿体内，在肝脏又经过静脉导管将大约60,的脐静脉血汇人下腔静脉，后者收集胎儿下半身的静脉血流人右心房。DS胎儿因缺氧加重而导致静脉导管分流量增加，加之缺氧时，心室松驰性降低可增加心室充盈阻力，心室前负荷增加及搏动可通过静脉系统传递，因此静脉导管血流参数异常。研究结果表明胎儿静脉导管血流多普勒监测能较好地预见一些胎儿酸血症、心脏发育不良及宫内发育迟缓。 目前普遍应用预测DS的评分系统筛查唐氏综合征，该方法将产妇的年龄、血清AFP和f-β-HCG水平结合起来。该方法灵敏度、特异度分别为66.7,和92.6,，是一个简单有效的预测方法。