ภาวะแอนยูพลอยดี

ภาวะแอนยูพลอยดี (Aneuploidy) คือการมีจำนวนโครโมโซมที่ผิดปกติในเซลล์ ซึ่งแตกต่างจากจำนวนเท่าของชุดแฮพลอยด์ที่แน่นอน จัดเป็นความผิดปกติของโครโมโซมที่มีความสำคัญทางคลินิกที่พบบ่อยที่สุดในมนุษย์ และเป็นสาเหตุทางพันธุกรรมหลักที่ระบุได้ของการแท้งบุตรและการเกิดกลุ่มอาการแต่กำเนิด เช่น กลุ่มอาการดาวน์ เนื้อหาส่วนนี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจถึงการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของโครโมโซมทั้งชุด และความผิดพลาดในการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสและไมโทซิสที่เป็นสาเหตุของภาวะดังกล่าว

Definition

ภาวะแอนยูพลอยดี (Aneuploidy) คือชุดโครโมโซมที่ไม่ใช่จำนวนเท่าที่แน่นอนของชุดแฮพลอยด์ เนื่องจากมีโครโมโซมทั้งชุดหนึ่งหรือหลายชุดเพิ่มขึ้นมา หรือขาดหายไป ซึ่งแตกต่างจากยูพลอยดี (euploidy) (จำนวนเท่าที่สมดุลของชุดแฮพลอยด์) และโพลีพลอยดี (polyploidy) (ชุดโครโมโซมทั้งชุดที่เพิ่มขึ้นมา)

Scope

เนื้อหาส่วนนี้ครอบคลุมความผิดปกติของจำนวนโครโมโซมโดยรวม: คำศัพท์พื้นฐาน (ยูพลอยดี, แอนยูพลอยดี, ไตรโซมี, โมโนโซมี, นัลลิโซมี), กลไกของเซลล์ที่ก่อให้เกิดความผิดปกติเหล่านี้ (ส่วนใหญ่คือการไม่แยกตัวของโครโมโซมในระยะไมโอซิส), และผลกระทบทางคลินิกและการสืบพันธุ์ที่สำคัญ หัวข้อที่เกี่ยวข้องจะกล่าวถึงไตรโซมีและความผิดปกติจากไตรโซมี, โมโนโซมีและกลุ่มอาการเทอร์เนอร์, และโพลีพลอยดี เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อเป็นภาพรวมทางระเบียบวิธีและข้อมูลอ้างอิงในสาขาเซลล์พันธุศาสตร์ ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก

Sub-topics

• Monosomy and Turner Syndrome
• Polyploidy
• Trisomy and Trisomy Disorders

Core questions

• ความผิดพลาดของเซลล์ใดที่ทำให้เกิดจำนวนโครโมโซมที่ผิดปกติ และเกิดขึ้นในระยะใดของการแบ่งเซลล์?
• เหตุใดอายุของมารดาจึงเป็นปัจจัยที่สัมพันธ์กับภาวะแอนยูพลอยดีในมนุษย์ที่แข็งแกร่งที่สุด?
• เหตุใดภาวะแอนยูพลอยดีของออโตโซมส่วนใหญ่จึงเป็นอันตรายถึงชีวิตก่อนหรือใกล้คลอด ในขณะที่บางชนิดสามารถอยู่รอดได้?
• ภาวะแอนยูพลอยดีของโครโมโซมเพศแตกต่างจากภาวะแอนยูพลอยดีของออโตโซมในด้านความทนทานและฟีโนไทป์อย่างไร?

Key concepts

• ยูพลอยดี เทียบกับ แอนยูพลอยดี
• ไตรโซมี, โมโนโซมี, และนัลลิโซมี
• การไม่แยกตัวในระยะไมโอซิส
• การไม่แยกตัวในระยะไมโทซิส และแอนาเฟสแล็ก
• โมเสก
• ผลกระทบจากอายุของมารดา
• ความไม่สมดุลของปริมาณยีน
• ภาวะแอนยูพลอยดีของโครโมโซมเพศ เทียบกับ ภาวะแอนยูพลอยดีของออโตโซม

Mechanisms

ภาวะแอนยูพลอยดีส่วนใหญ่ในมนุษย์เกิดจากการไม่แยกตัว (nondisjunction) ซึ่งคือความล้มเหลวของโครโมโซมคู่เหมือนที่จับคู่กันหรือซิสเตอร์โครมาทิดในการแยกตัวระหว่างการแบ่งเซลล์ ทำให้เซลล์ลูกหนึ่งได้รับโครโมโซมเกินมาหนึ่งแท่ง และอีกเซลล์หนึ่งได้รับโครโมโซมขาดไปหนึ่งแท่ง ความผิดพลาดในการแบ่งเซลล์ไมโอซิส I ของมารดาเป็นส่วนใหญ่และมีความสัมพันธ์อย่างมากกับอายุที่เพิ่มขึ้นของมารดา ความสัมพันธ์นี้ส่วนหนึ่งเกิดจากการที่เซลล์ไข่ของมนุษย์หยุดพักเป็นเวลานาน และการที่การยึดเกาะและการรวมตัวกันของโครโมโซมอ่อนแอลงเมื่อเวลาผ่านไป ความผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้ในการแบ่งเซลล์ไมโอซิส II, ในการแบ่งเซลล์ไมโอซิสของบิดา, หรือหลังการปฏิสนธิในการแบ่งเซลล์ไมโทซิส ซึ่งอย่างหลังจะทำให้เกิดเซลล์แบบโมเสก ความไม่สมดุลของปริมาณยีนที่เกิดขึ้นจะรบกวนการพัฒนา ระดับของการรบกวนขึ้นอยู่กับว่าโครโมโซมใดได้รับผลกระทบ และจำนวนและชนิดของยีนที่อยู่บนโครโมโซมนั้น

Clinical relevance

ภาวะแอนยูพลอยดีเป็นสาเหตุหลักของความผิดปกติของโครโมโซมที่ได้รับการยอมรับจำนวนมากและการแท้งบุตรที่เกิดขึ้นเอง การตรวจหาภาวะนี้เป็นเป้าหมายหลักของการคัดกรองก่อนคลอดและเซลล์พันธุศาสตร์เพื่อการวินิจฉัย บทความนี้อธิบายแนวคิดและพื้นฐานทางชีววิทยาเพื่อเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับการประเมินหลักฐาน ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจในการวินิจฉัยหรือการสืบพันธุ์ของแต่ละบุคคล

Epidemiology

ภาวะแอนยูพลอยดีเป็นเรื่องปกติในการปฏิสนธิ แต่ถูกคัดเลือกออกอย่างมากในการพัฒนาช่วงต้น ดังนั้นจึงพบได้บ่อยกว่ามากในการแท้งบุตรที่เกิดขึ้นเองมากกว่าในทารกแรกเกิด อัตราการเกิดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามอายุของมารดา ในบรรดาทารกแรกเกิด ไตรโซมี 21 เป็นภาวะแอนยูพลอยดีของออโตโซมที่พบบ่อยที่สุด ในขณะที่ภาวะแอนยูพลอยดีของโครโมโซมเพศโดยรวมแล้วพบบ่อยและมักมีอาการไม่รุนแรงกว่า

History

การตระหนักว่าจำนวนโครโมโซมที่ผิดปกติเป็นสาเหตุของโรคในมนุษย์ย้อนไปถึงปี 1959 เมื่อมีการระบุว่าไตรโซมีของโครโมโซม 21 เป็นสาเหตุของกลุ่มอาการดาวน์ และโมโนโซมี X เป็นสาเหตุของกลุ่มอาการเทอร์เนอร์ หลังจากที่ได้มีการกำหนดจำนวนโครโมโซมที่ถูกต้องของมนุษย์คือ 46 แท่ง ทศวรรษต่อมาได้ชี้แจงว่าการไม่แยกตัวในระยะไมโอซิสเป็นแหล่งกำเนิดหลักของภาวะแอนยูพลอยดี และได้บันทึกผลกระทบที่รุนแรงจากอายุของมารดา ซึ่งเป็นผลงานที่ได้รับการสังเคราะห์ในบทวิจารณ์ต่อมาเกี่ยวกับการกำเนิดของภาวะแอนยูพลอยดีในมนุษย์

Key figures

• Terry Hassold
• Patricia Hunt
• Jerome Lejeune

Seminal works

• hassold-hunt-2001
• nagaoka-2012

Frequently asked questions

ภาวะแอนยูพลอยดี (aneuploidy) และภาวะโพลีพลอยดี (polyploidy) แตกต่างกันอย่างไร?

ภาวะแอนยูพลอยดีคือการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของโครโมโซมแต่ละแท่งหนึ่งหรือสองสามแท่ง (เช่น โครโมโซม 21 มีสามชุด) ในขณะที่ภาวะโพลีพลอยดีคือการมีชุดโครโมโซมทั้งชุดที่เพิ่มขึ้นมาหนึ่งชุดหรือมากกว่า (เช่น มีโครโมโซม 69 แท่ง แทนที่จะเป็น 46 แท่ง)

เหตุใดโอกาสเกิดภาวะแอนยูพลอยดีจึงเพิ่มขึ้นตามอายุของมารดา?

เซลล์ไข่ของมนุษย์จะหยุดพักอยู่ในระยะไมโอซิสเป็นเวลาหลายปี และกลไกระดับโมเลกุลที่ยึดโครโมโซมเข้าด้วยกันและแยกโครโมโซมออกจากกันนั้นเชื่อว่าเสื่อมสภาพลงเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้การไม่แยกตัวของโครโมโซมมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้นในเซลล์ไข่ที่มีอายุมาก