Trisomie und Trisomie-Störungen

Trisomie ist das Vorhandensein von drei Kopien eines bestimmten Chromosoms anstelle der üblichen zwei, was zu einer Chromosomenzahl von 47 in einer ansonsten diploiden Zelle führt. Sie ist das klinisch wichtigste Muster der Aneuploidie beim Menschen: Die meisten autosomalen Trisomien sind in der frühen Entwicklung letal, aber Trisomien der Chromosomen 21, 18 und 13 sowie Trisomien der Geschlechtschromosomen werden bei lebend geborenen Kindern beobachtet und definieren erkennbare Syndrome.

Definition

Eine Trisomie ist ein aneuploider Zustand, bei dem ein spezifisches Chromosom in drei statt zwei Kopien vorliegt, sodass die betroffene Zelle ein zusätzliches Chromosom (47 in einem diploiden Hintergrund) und einen entsprechenden Überschuss der Gene auf diesem Chromosom trägt.

Scope

Das Thema behandelt das Konzept eines einzelnen zusätzlichen Chromosoms, die meiotischen Fehler, die es hervorrufen, die Unterscheidung zwischen vollständigen, Mosaik- und Translokationsformen sowie die wichtigsten Trisomie-Syndrome bei Lebendgeborenen – Down-Syndrom (Trisomie 21), Edwards-Syndrom (Trisomie 18) und Patau-Syndrom (Trisomie 13) – zusammen mit den häufigen Geschlechtschromosomen-Trisomien. Es handelt sich um eine Referenzbeschreibung dieser Entitäten und ihrer biologischen Grundlagen, nicht um eine Anleitung zum klinischen Management.

Core questions

• Welche Trisomien sind mit einer Lebendgeburt vereinbar, und warum sind diese die Ausnahme und nicht die Regel?
• Wie unterscheiden sich vollständige, Mosaik- und Translokations-Trisomien in ihrem Ursprung und ihrem erwarteten Phänotyp?
• Warum steigt das Risiko trisomer Konzeptionen mit dem mütterlichen Alter?
• Wie führt ein Dosisungleichgewicht eines ganzen Chromosoms zu einem Entwicklungs-Syndrom?

Key concepts

• Vollständige Trisomie (47 Chromosomen)
• Mosaik-Trisomie
• Translokations-Trisomie (Robertsonsche Translokation)
• Meiose I versus Meiose II Non-Disjunction
• Gendosis-Ungleichgewicht
• Trisomie 21 (Down-Syndrom)
• Trisomie 18 (Edwards-Syndrom)
• Trisomie 13 (Patau-Syndrom)
• Geschlechtschromosomen-Trisomie

Mechanisms

Eine Trisomie resultiert am häufigsten aus einer Non-Disjunction während der Meiose, wenn ein Chromosomenpaar oder Schwesterchromatiden sich nicht trennen und eine Gamete ein zusätzliches Chromosom erhält; die Befruchtung führt dann zu einer Zygote mit drei Kopien. Der Fehler tritt bevorzugt in der mütterlichen Meiose I auf und nimmt mit dem mütterlichen Alter an Häufigkeit zu. Trisomie kann stattdessen postzygotisch in der Mitose entstehen, wodurch ein Mosaik aus trisomen und normalen Zellen entsteht, oder aus einer Robertson-Translokation, bei der das zusätzliche Chromosomenmaterial an ein anderes Chromosom angehängt ist und von einem balancierten Trägerelternteil übertragen werden kann. In jeder Form ist die gemeinsame Konsequenz eine 50-prozentige Überschussdosierung der Gene auf dem trisomen Chromosom, was die Entwicklung in einem Maße stört, das davon abhängt, welches Chromosom und welche Gene beteiligt sind.

Clinical relevance

Trisomien stellen die am häufigsten erkannten autosomalen Chromosomenstörungen bei Lebendgeborenen dar und sind ein Hauptziel der pränatalen Screening- und Diagnostikverfahren. Dieser Eintrag beschreibt die Biologie und die klinischen Merkmale dieser Syndrome als Referenzmaterial für die Evidenzbewertung; er liefert keine diagnostischen oder Behandlungs-Empfehlungen für Einzelpersonen.

Epidemiology

Die meisten autosomalen Trisomien sind mit dem Überleben unvereinbar und häufige Befunde bei spontanen Fehlgeburten. Unter Lebendgeborenen ist die Trisomie 21 die häufigste und zeigt die stärkste Abhängigkeit vom mütterlichen Alter; Trisomie 18 und Trisomie 13 sind seltener und mit einer hohen frühen Mortalität verbunden, wobei die meisten betroffenen Säuglinge nur kurz überleben, wie in Naturgeschichtsstudien dokumentiert. Geschlechtschromosomen-Trisomien sind insgesamt häufig und weisen oft mildere oder subtile Phänotypen auf.

History

Die Trisomie 21 war die erste beim Menschen identifizierte Chromosomenstörung, die 1959 als Ursache des Down-Syndroms erkannt wurde, und die Trisomie 18 und Trisomie 13 wurden kurz darauf als eigenständige Syndrome beschrieben. Diese Entdeckungen etablierten, dass ein zusätzliches ganzes Chromosom eine definierte klinische Erkrankung verursachen konnte, und leiteten die klinische Zytogenetik ein; spätere Arbeiten klärten den meiotischen Ursprung des zusätzlichen Chromosoms und den mütterlichen Alterseffekt.

Key figures

• Jerome Lejeune
• John Hilton Edwards
• Klaus Patau
• Terry Hassold

Seminal works

• roizen-patterson-2003
• cereda-carey-2012
• hassold-hunt-2001

Frequently asked questions

Warum sind Trisomie 21, 18 und 13 die Trisomien, die typischerweise bei lebend geborenen Kindern beobachtet werden?

Diese Chromosomen tragen vergleichsweise wenige Gene, sodass das Dosisungleichgewicht, obwohl schwerwiegend, häufiger bis zur Geburt überlebt werden kann als die Trisomie größerer, genreicher Chromosomen, die typischerweise früh in der Entwicklung letal ist.

Was ist eine Mosaik-Trisomie?

Mosaik-Trisomie bedeutet, dass nur einige Zellen einer Person das zusätzliche Chromosom tragen, während andere normal sind, meist weil der Fehler nach der Befruchtung während der Mitose auftrat; der Anteil und die Verteilung der trisomen Zellen können das klinische Bild beeinflussen.