Трисомия и трисомные расстройства

Трисомия — это наличие трех копий определенной хромосомы вместо обычных двух, что дает 47 хромосом в диплоидной клетке. Это наиболее клинически значимый тип анеуплоидии у человека: большинство аутосомных трисомий летальны на ранних стадиях развития, но трисомии хромосом 21, 18 и 13, а также трисомии половых хромосом наблюдаются у живорожденных детей и определяют узнаваемые синдромы.

Definition

Трисомия — это анеуплоидное состояние, при котором одна специфическая хромосома присутствует в трех копиях вместо двух, так что пораженная клетка несет одну лишнюю хромосому (47 в диплоидном наборе) и соответствующий избыток генов на этой хромосоме.

Scope

Тема охватывает концепцию одной лишней хромосомы, мейотические ошибки, которые ее вызывают, различие между полной, мозаичной и транслокационной формами, а также основные синдромы трисомии у живорожденных — синдром Дауна (трисомия 21), синдром Эдвардса (трисомия 18) и синдром Патау (трисомия 13) — вместе с распространенными трисомиями половых хромосом. Это справочное описание этих сущностей и их биологической основы, а не руководство по клиническому ведению.

Core questions

• Какие трисомии совместимы с живорождением, и почему они являются исключением, а не правилом?
• Чем полные, мозаичные и транслокационные трисомии отличаются по происхождению и ожидаемому фенотипу?
• Почему риск трисомных зачатий возрастает с возрастом матери?
• Как дисбаланс дозы целой хромосомы приводит к синдрому развития?

Key concepts

• Полная трисомия (47 хромосом)
• Мозаичная трисомия
• Транслокационная (робертсоновская) трисомия
• Нерасхождение в мейозе I против мейоза II
• Дисбаланс дозы генов
• Трисомия 21 (синдром Дауна)
• Трисомия 18 (синдром Эдвардса)
• Трисомия 13 (синдром Патау)
• Трисомия половых хромосом

Mechanisms

Трисомия чаще всего является результатом нерасхождения хромосом во время мейоза, когда пара хромосом или сестринские хроматиды не разделяются, и гамета получает лишнюю хромосому; затем оплодотворение приводит к зиготе с тремя копиями. Ошибка преимущественно происходит в материнском мейозе I и частота ее возникновения увеличивается с возрастом матери. Трисомия может также возникать постзиготически в митозе, приводя к мозаицизму из трисомных и нормальных клеток, или в результате робертсоновской транслокации, при которой дополнительный хромосомный материал прикрепляется к другой хромосоме и может передаваться сбалансированным родителем-носителем. В каждой форме общим следствием является 50-процентный избыток дозы генов на трисомной хромосоме, что нарушает развитие в степени, зависящей от того, какая хромосома и какие гены задействованы.

Clinical relevance

Трисомии составляют наиболее часто распознаваемые аутосомные хромосомные нарушения у живорожденных и являются основной целью пренатального скрининга и диагностики. Данная статья описывает биологию и клинические особенности этих синдромов в качестве справочного материала для оценки доказательств; она не содержит диагностических или лечебных рекомендаций для какого-либо конкретного человека.

Epidemiology

Большинство аутосомных трисомий несовместимы с выживанием и часто обнаруживаются при спонтанных выкидышах. Среди живорожденных трисомия 21 является наиболее частой и демонстрирует сильнейшую зависимость от возраста матери; трисомия 18 и трисомия 13 встречаются реже и связаны с высокой ранней смертностью, при этом большинство пораженных младенцев выживают лишь короткое время, как это задокументировано в сериях естественного течения заболевания. Трисомии половых хромосом в совокупности распространены и часто имеют более мягкие или едва заметные фенотипы.

History

Трисомия 21 была первым хромосомным нарушением, выявленным у человека, признанным в 1959 году причиной синдрома Дауна, а трисомия 18 и трисомия 13 были описаны как отдельные синдромы вскоре после этого. Эти открытия установили, что лишняя целая хромосома может вызывать определенное клиническое состояние и положили начало клинической цитогенетике; более поздние работы уточнили мейотическое происхождение лишней хромосомы и эффект возраста матери.

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

Почему трисомии 21, 18 и 13 обычно наблюдаются у живорожденных детей?

Эти хромосомы несут сравнительно мало генов, поэтому дисбаланс дозы, хотя и серьезный, чаще позволяет выжить до рождения, чем трисомия более крупных, богатых генами хромосом, которая обычно летальна на ранних стадиях развития.

Что такое мозаичная трисомия?

Мозаичная трисомия означает, что только некоторые клетки человека несут лишнюю хромосому, в то время как другие нормальны, обычно потому, что ошибка произошла после оплодотворения во время митоза; пропорция и распределение трисомных клеток могут влиять на клиническую картину.