ความบกพร่องของท่อประสาท

ความบกพร่องของท่อประสาทเป็นกลุ่มของความผิดปกติแต่กำเนิดที่เกิดขึ้นเมื่อท่อประสาท ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของสมองและไขสันหลังในตัวอ่อน ไม่สามารถปิดได้อย่างสมบูรณ์ในช่วงสัปดาห์ที่สี่ของการพัฒนา ความบกพร่องเหล่านี้รวมถึงภาวะไม่มีสมอง (anencephaly), ภาวะสมองเลื่อน (encephalocele) และภาวะกระดูกสันหลังโหว่ (spina bifida) ในรูปแบบต่างๆ และจัดอยู่ในกลุ่มความผิดปกติทางโครงสร้างที่พบบ่อยที่สุดและมีการศึกษาดีที่สุดของระบบประสาทส่วนกลาง

Definition

ความบกพร่องของท่อประสาทเป็นความผิดปกติแต่กำเนิดที่เกิดจากการที่ท่อประสาทไม่สามารถปิดได้ในช่วงสัปดาห์ที่สามถึงสี่ของการพัฒนา หากความล้มเหลวเกิดขึ้นที่ปลายส่วนศีรษะจะทำให้เกิดภาวะไม่มีสมอง (anencephaly) หรือภาวะสมองเลื่อน (encephalocele) ในขณะที่ความล้มเหลวที่ปลายส่วนหางจะทำให้เกิดภาวะกระดูกสันหลังโหว่ (spina bifida) ทั้งแบบเปิดและแบบปิด

Scope

บทความนี้อธิบายถึงพื้นฐานทางคัพภวิทยาของความบกพร่องของท่อประสาท รูปแบบทางคลินิกหลัก ปัจจัยทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมที่มีส่วนทำให้เกิดความบกพร่องเหล่านี้ และหลักฐานที่ชัดเจนว่ากรดโฟลิกในช่วงก่อนและระหว่างการตั้งครรภ์ช่วยลดการเกิดความบกพร่องดังกล่าว บทความนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงและสื่อการศึกษาเกี่ยวกับต้นกำเนิดทางพัฒนาการและระบาดวิทยาของความบกพร่องเหล่านี้ ไม่ใช่แหล่งข้อมูลสำหรับระเบียบวิธีวินิจฉัย การให้ยา หรือคำแนะนำในการจัดการรายบุคคล

Core questions

• เหตุการณ์การพัฒนาใดบ้างที่ต้องเกิดขึ้นเพื่อให้ท่อประสาทปิด และความล้มเหลวของเหตุการณ์เหล่านั้นทำให้เกิดความบกพร่องเฉพาะได้อย่างไร?
• ปัจจัยทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมใดบ้างที่เพิ่มความเสี่ยงต่อความบกพร่องของท่อประสาท?
• กรดโฟลิกในช่วงก่อนและระหว่างการตั้งครรภ์ช่วยลดความเสี่ยงของความบกพร่องเหล่านี้ได้อย่างไรและทำไม?
• ความแตกต่างทางโครงสร้างระหว่างภาวะไม่มีสมอง (anencephaly), ภาวะสมองเลื่อน (encephalocele) และภาวะกระดูกสันหลังโหว่ (spina bifida) ในรูปแบบต่างๆ คืออะไร?

Key concepts

• การสร้างท่อประสาทปฐมภูมิและทุติยภูมิ
• ช่องเปิดประสาทส่วนศีรษะและส่วนหาง
• ภาวะไม่มีสมอง (anencephaly), ภาวะสมองเลื่อน (encephalocele) และภาวะกระดูกสันหลังโหว่ (spina bifida)
• ภาวะกระดูกสันหลังโหว่แบบเปิดเทียบกับแบบปิด
• ความบกพร่องที่ไวต่อโฟเลตเทียบกับความบกพร่องที่ไม่ไวต่อโฟเลต
• สาเหตุหลายปัจจัยจากยีนและสิ่งแวดล้อม

Key theories

แบบจำลองความล้มเหลวของการปิดในการสร้างท่อประสาท

การสร้างท่อประสาทปฐมภูมิต้องการให้แผ่นประสาทยกตัวขึ้น พับ และหลอมรวมกันตามแนวแกนประสาทในอนาคต ณ จุดเริ่มต้นที่กำหนด หากการหลอมรวมล้มเหลวที่ช่องเปิดประสาทส่วนศีรษะจะนำไปสู่ภาวะไม่มีสมอง และที่ช่องเปิดประสาทส่วนหางจะนำไปสู่ภาวะกระดูกสันหลังโหว่แบบเปิด ดังนั้นระดับทางกายวิภาคของความบกพร่องจึงสะท้อนถึงตำแหน่งและเวลาที่การปิดล้มเหลว

Mechanisms

ในระหว่างการสร้างท่อประสาทปฐมภูมิ (primary neurulation) แผ่นประสาทที่แบนราบจะยกตัวขึ้นเป็นรอยพับที่มาบรรจบกันและหลอมรวมกันที่แนวกลางด้านหลัง เปลี่ยนร่องประสาทที่เปิดอยู่ให้เป็นท่อที่ปิด การปิดจะดำเนินไปจากจุดเริ่มต้นไปยังช่องเปิดประสาทส่วนศีรษะ (cranial neuropores) และช่องเปิดประสาทส่วนหาง (caudal neuropores) ซึ่งจะปิดเป็นลำดับสุดท้าย เมื่อการหลอมรวมล้มเหลวที่ปลายส่วนศีรษะ สมองส่วนหน้าจะถูกเปิดออกและเสื่อมสภาพ ทำให้เกิดภาวะไม่มีสมอง (anencephaly) หากล้มเหลวที่ปลายส่วนหางจะทำให้ไขสันหลังและเยื่อหุ้มสมองและไขสันหลังถูกเปิดออก ทำให้เกิดภาวะกระดูกสันหลังโหว่แบบเปิด (myelomeningocele) กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับการเพิ่มจำนวนเซลล์ การตายของเซลล์ และการโค้งงอของโครงร่างเซลล์ที่ประสานกัน และมีความไวต่อเมแทบอลิซึมของโฟเลตแบบหนึ่งคาร์บอน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสถานะของโฟเลตจึงปรับเปลี่ยนความเสี่ยง สาเหตุเป็นแบบหลายปัจจัย โดยรวมยีนที่อ่อนแอต่อโรคเข้ากับอิทธิพลจากสิ่งแวดล้อมและโภชนาการ

Clinical relevance

เนื่องจากการปิดของท่อประสาทจะสมบูรณ์ตั้งแต่ช่วงต้นของการตั้งครรภ์ ซึ่งมักจะเกิดขึ้นก่อนที่จะทราบว่าตั้งครรภ์ หน้าต่างการพัฒนาสำหรับการป้องกันจึงเกิดขึ้นก่อนการดูแลก่อนคลอดส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นเหตุผลเบื้องหลังกลยุทธ์การให้กรดโฟลิกในช่วงก่อนและระหว่างการตั้งครรภ์ ความบกพร่องเหล่านี้มีความรุนแรงแตกต่างกันไปอย่างกว้างขวาง ตั้งแต่ภาวะไม่มีสมอง (anencephaly) ซึ่งเป็นอันตรายถึงชีวิตเสมอ ไปจนถึงภาวะกระดูกสันหลังโหว่ (spina bifida) บางรูปแบบที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้นาน แต่มีความเกี่ยวข้องกับผลกระทบต่อการเคลื่อนไหว ระบบทางเดินปัสสาวะ และระบบประสาท บทความนี้อธิบายความสัมพันธ์เหล่านี้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการศึกษา และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการคัดกรอง การให้คำปรึกษา หรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

ความบกพร่องของท่อประสาทจัดอยู่ในกลุ่มความผิดปกติแต่กำเนิดที่ร้ายแรงที่สุดของระบบประสาทส่วนกลาง โดยอุบัติการณ์การเกิดในทารกแรกเกิดแตกต่างกันอย่างมากตามภูมิศาสตร์ เชื้อชาติ และสถานะโฟเลตของประชากร หลักฐานจากการสุ่มตัวอย่างแสดงให้เห็นว่ากรดโฟลิกในช่วงก่อนและระหว่างการตั้งครรภ์ช่วยลดทั้งการเกิดซ้ำและการเกิดครั้งแรกของความบกพร่องเหล่านี้ได้อย่างชัดเจน ซึ่งนำไปสู่การกำหนดนโยบายการเสริมกรดโฟลิกและการเสริมอาหารในหลายประเทศ

Evidence & guidelines

ฐานหลักฐานเชิงป้องกันมีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษสำหรับความผิดปกติแต่กำเนิด: การศึกษา MRC Vitamin Study แสดงให้เห็นว่ากรดโฟลิกลดการเกิดซ้ำในการตั้งครรภ์ที่มีความเสี่ยงสูง และ Czeizel และ Dudás แสดงให้เห็นการลดการเกิดครั้งแรกในประชากรทั่วไป ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับคำแนะนำกรดโฟลิกทั่วโลก สำหรับการตั้งครรภ์ที่ได้รับผลกระทบ การทดลอง MOMS ได้ให้หลักฐานจากการสุ่มตัวอย่างเปรียบเทียบการผ่าตัดแก้ไขภาวะไขสันหลังและเยื่อหุ้มสมองยื่น (myelomeningocele) ก่อนคลอดและหลังคลอด การทบทวนวรรณกรรมร่วมสมัยได้สังเคราะห์ชีววิทยาการพัฒนา ปัจจัยเสี่ยง และผลลัพธ์ทางคลินิก

History

ความสัมพันธ์ระหว่างโภชนาการของมารดาและความบกพร่องของท่อประสาทปรากฏขึ้นจากการศึกษาเชิงสังเกตและการแทรกแซงตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา ซึ่ง culminate ในการศึกษา MRC Vitamin Study (1991) และการทดลอง Czeizel และ Dudás (1992) ซึ่งร่วมกันยืนยันว่ากรดโฟลิกมีคุณสมบัติในการป้องกันและปรับเปลี่ยนนโยบายสาธารณสุข เมื่อไม่นานมานี้ การทดลอง MOMS (2011) ได้นำหลักฐานจากการสุ่มตัวอย่างมาสู่คำถามเกี่ยวกับการผ่าตัดแก้ไขภาวะไขสันหลังและเยื่อหุ้มสมองยื่น (myelomeningocele) ในทารกในครรภ์เทียบกับการผ่าตัดหลังคลอด

Debates

ความสมดุลและขอบเขตที่เหมาะสมของการเสริมกรดโฟลิกคืออะไร?

แม้ว่ากรดโฟลิกในช่วงก่อนและระหว่างการตั้งครรภ์จะช่วยลดความบกพร่องของท่อประสาทได้อย่างชัดเจน แต่ระดับการเสริมที่เหมาะสม กลุ่มเป้าหมาย และภาระที่เหลืออยู่ของความบกพร่องที่ไม่ไวต่อโฟเลตยังคงเป็นประเด็นที่ต้องมีการอภิปรายด้านสาธารณสุขอย่างต่อเนื่อง

ควรผ่าตัดแก้ไขภาวะไขสันหลังและเยื่อหุ้มสมองยื่น (myelomeningocele) เมื่อใด?

การทดลอง MOMS แสดงให้เห็นประโยชน์ของการผ่าตัดแก้ไขก่อนคลอดต่อผลลัพธ์ทางระบบประสาทบางอย่าง แต่ต้องแลกมาด้วยความเสี่ยงต่อมารดาและสูติกรรม ดังนั้นการเลือกระหว่างการผ่าตัดก่อนคลอดและหลังคลอดจึงยังคงต้องพิจารณาเป็นรายกรณีไป

Key figures

• Andrew J. Copp
• Nicholas D. E. Greene
• Andrew E. Czeizel
• N. Scott Adzick

Seminal works

• mrc-1991
• czeizel-1992
• copp-2015
• adzick-2011

Frequently asked questions

ทำไมกรดโฟลิกที่รับประทานก่อนตั้งครรภ์จึงช่วยลดความบกพร่องของท่อประสาทได้?

ท่อประสาทจะปิดเร็วมาก ประมาณสัปดาห์ที่สี่หลังการปฏิสนธิ และโฟเลตสนับสนุนเมแทบอลิซึมแบบหนึ่งคาร์บอนที่จำเป็นสำหรับการแบ่งเซลล์อย่างรวดเร็วในการสร้างท่อประสาท การทดลองแบบสุ่มแสดงให้เห็นว่ากรดโฟลิกที่เพียงพอในช่วงก่อนและระหว่างการตั้งครรภ์ช่วยลดทั้งการเกิดซ้ำและการเกิดครั้งแรกของความบกพร่องเหล่านี้

ความแตกต่างระหว่างภาวะไม่มีสมอง (anencephaly) และภาวะกระดูกสันหลังโหว่ (spina bifida) คืออะไร?

ทั้งสองภาวะเกิดจากความล้มเหลวของการปิดท่อประสาท แต่ภาวะไม่มีสมองเกิดจากการปิดล้มเหลวที่ปลายส่วนศีรษะ ทำให้สมองส่วนหน้าไม่ก่อตัวและเป็นอันตรายถึงชีวิตเสมอ ในขณะที่ภาวะกระดูกสันหลังโหว่เกิดจากการปิดล้มเหลวที่ปลายส่วนหาง ซึ่งส่งผลกระทบต่อไขสันหลังและเยื่อหุ้ม