先天性卵巢發(fā)育不全
(一)發(fā)病原因
單一的X染色體多數(shù)來(lái)自母親,因此失去的X染色體可能由于父親的精母細(xì)胞性染色體不分離所造成。在某些條件下,細(xì)胞中的染色體組可以發(fā)生數(shù)量或結(jié)構(gòu)上的改變,這一類(lèi)變化稱(chēng)為染色體畸變。Morgan曾用染色體突變一詞。也有人認(rèn)為這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)專(zhuān)指染色體結(jié)構(gòu)變化。為了避免混淆,F(xiàn)ord主張將染色體數(shù)量和結(jié)構(gòu)的變化統(tǒng)稱(chēng)為染色體異常。采用染色體畸變(或突變)是從廣義理解,即指染色體異常。
現(xiàn)已知道多種因素可造成染色體畸變,也可以說(shuō)大多數(shù)致突變的因素都可以引起染色體畸變。目前對(duì)于這些原因還只是一般的了解。有待進(jìn)一步的研究。
1.物理因素 第二次世界大戰(zhàn)后,隨著“原子時(shí)代”的到來(lái),在人類(lèi)的活動(dòng)中越來(lái)越多的運(yùn)用原子能,在科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)和工農(nóng)業(yè)發(fā)展中原子能已成為不可缺少的手段,核武器的研制與試驗(yàn)以及人類(lèi)向宇宙空間的探索等,使電離輻射成為影響全人類(lèi)和整個(gè)有機(jī)界的重要因素。
人類(lèi)所處的輻射環(huán)境,包括天然輻射和人工輻射。天然輻射包括宇宙輻射,地球輻射及人體內(nèi)放射物質(zhì)的輻射,人工輻射包括醫(yī)療照射和職業(yè)照射等。
電離輻射因?qū)е氯旧w不分離而引人注目。有實(shí)驗(yàn)證明,將受照射小鼠處于MⅡ中期的卵細(xì)胞和未受照射的同期卵細(xì)胞比較,發(fā)現(xiàn)不分離在受照射組中明顯增高,這一現(xiàn)象在年齡較大的小鼠中尤為明顯。人的淋巴細(xì)胞受照射或在受照射的血清內(nèi)生長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的三體型頻率較對(duì)照射組高。并且引起雙著絲粒染色體易位、缺失等染色體畸變。也有報(bào)道,受電離輻射的母親,生育唐氏綜合征病孩的風(fēng)險(xiǎn)明顯增高。
2.化學(xué)因素 人們?cè)谌粘I钪薪佑|到各種各樣的化學(xué)物質(zhì),有的是天然產(chǎn)物,有的是人工合成,它們會(huì)通過(guò)飲食、呼吸或皮膚接觸等途徑進(jìn)入人體。此外,許多化學(xué)藥物、毒物、抗代謝藥物均可引起染色體畸變。其他尚有烷化劑如氮芥,環(huán)氧乙烷等也可引起染色體畸變。
3.生物因素 當(dāng)以病毒處理培養(yǎng)中的細(xì)胞時(shí),往往會(huì)引起多種類(lèi)型的染色體畸變,包括斷裂、粉碎化和互換等。以轉(zhuǎn)化病毒感染可使二倍體細(xì)胞轉(zhuǎn)變成非二倍體;與此同時(shí)還出現(xiàn)了另一特殊現(xiàn)象:培養(yǎng)中的細(xì)胞群體,原來(lái)的生命期是有限的,而一旦被轉(zhuǎn)化就能無(wú)限期地培養(yǎng)下去。支原體可引起染色體的變化,因而當(dāng)把培養(yǎng)細(xì)胞用于細(xì)胞遺傳學(xué)診斷時(shí)應(yīng)當(dāng)警惕支原體的感染。
病毒引起染色體損傷的流行學(xué)證據(jù)表明,在患有傳染性單核細(xì)胞增多癥、流行性腮腺炎、風(fēng)疹、水痘、慢性活動(dòng)肝炎,以及其他不能作出特定診斷的病人,通常都涉及病毒的感染。在這些個(gè)體的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)物中,往往可見(jiàn)到不同類(lèi)型的染色體畸變。為抵抗黃熱病而接種活的減弱病毒的個(gè)體,在其淋巴細(xì)胞培養(yǎng)中,也呈現(xiàn)明顯的染色體預(yù)傷。
4.母齡效應(yīng) 胎兒在6~7個(gè)月齡時(shí)所有卵原細(xì)胞已全部發(fā)展為初級(jí)卵母細(xì)胞,并從第一次減數(shù)分裂前期進(jìn)入核網(wǎng)期,此時(shí)染色體再次松散舒展,宛如間期胞核,一直維持到青春期排卵之前。這種狀態(tài)可能與合成卵黃有關(guān)。到青春期時(shí),由于促卵泡刺激素(FSH)的周期性刺激,卵母細(xì)胞每月僅一個(gè)完成第一極體。次級(jí)卵母細(xì)胞自卵巢排出,進(jìn)入輸卵管,在管內(nèi)進(jìn)行第二次減數(shù)分裂,達(dá)到分裂中期。此時(shí)如果受精,卵子便將完成第二次減數(shù)分裂,成為成熟卵子,與精子結(jié)合形成合子,從此開(kāi)始新個(gè)體發(fā)育直至分娩。從上述過(guò)程可知,女性誕生時(shí)便已擁有全部卵子,從青春期起,只能從已有的卵子中每月排出一個(gè),一生共排出幾百個(gè)卵子。這也提示,婦女年齡越大,排出的卵子年齡也越大。隨著母齡的增長(zhǎng),在母體內(nèi)外許多因素影響下,卵子也可能發(fā)生了許多衰老變化,影響成熟分裂中同對(duì)染色體間的相互關(guān)系和分裂后期的行動(dòng),促成了染色體間的不分離。
5.遺傳因素 染色體異常可表現(xiàn)有家族性?xún)A向,這提示染色體畸變與遺傳有關(guān)。人類(lèi)可能有傾向不分離的基因存在,其他生物也有類(lèi)似的基因。據(jù)報(bào)道,同一家系中,同時(shí)有相同的或不同種類(lèi)的非整倍體患者存在。此外,染色體異常的父母以不同方式傳給下一代,最明顯的例子是一些平衡易位的攜帶者,可引起染色體異?;蛘5暮蟠霈F(xiàn),其中又以涉及到D、G組染色體比較常見(jiàn),因?yàn)樗鼈兪墙酥z粒染色體,在有絲分裂過(guò)程中形成隨體聯(lián)合,這可能是造成染色體不分離的原因之一。
6.自身免疫性疾病 自身免疫性疾病似乎在染色體不分離中起一定作用,如甲狀腺原發(fā)性自身免疫抗體增高與家族性染色體異常之間有密切相關(guān)性。
(二)發(fā)病機(jī)制
二倍體生物的每一個(gè)正常的配子即精子或卵子所包含的全部染色體,稱(chēng)為一個(gè)染色體組,例如,正常人配子的染色體組含有22條+X或22+Y,稱(chēng)單倍體(haploid,n)。受精卵是由一個(gè)含有一個(gè)染色體組的精子和一個(gè)含有一個(gè)染色體組的卵子結(jié)合而成的,因此,受精卵發(fā)育而成為的個(gè)體具有兩個(gè)染色體組,稱(chēng)二倍體(diploid,2n)。
1.數(shù)量畸變 如果正常二倍體染色體整組或整條染色體數(shù)量上的增減稱(chēng)為染色體數(shù)量畸變,包括整倍體和非整倍體。
先天性卵巢發(fā)育不全系外整倍體中單體型染色體數(shù)量畸變。
非整倍體:即在二倍體內(nèi),個(gè)別染色體或其節(jié)段的增減。包括單體型和多體型。
核型為45,X的性腺發(fā)育不全(Turner綜合征)是人類(lèi)中單體型的最典型的例證。單體型即染色體數(shù)目少于二倍體,故又稱(chēng)亞二倍體。由于單體型個(gè)體的細(xì)胞中缺少一條染色體而造成基因嚴(yán)重缺失,所以,在常染色體中,即使是較小的第21,22號(hào)染色體單體型也難以存活。45,X核型病例有的雖可存活,但大多數(shù)胎兒(約98%)是在胚胎期流產(chǎn)。幸存者雖具有女性表型,但因缺少一條X染色體,而導(dǎo)致女性性腺不能正常發(fā)育,多數(shù)不能形成生殖細(xì)胞,外生殖器也不發(fā)育且缺乏第二性征,此外,患者尚有身材矮小、頸蹼、肘外翻等畸形。
2.非整倍體的形成機(jī)制 非整倍體的產(chǎn)生原因多數(shù)是在細(xì)胞分裂時(shí),由于染色體不分離、丟失而引起的。
染色體不分離:在細(xì)胞分裂進(jìn)入中、后期時(shí),如果某一對(duì)同源染色體或兩姐妹染色體單體未平均分別向兩極移動(dòng),卻同時(shí)進(jìn)入一個(gè)子細(xì)胞核中,結(jié)果細(xì)胞分裂后所形成的兩個(gè)子細(xì)胞中,一個(gè)將因染色體數(shù)目增多而形成超二倍體,一個(gè)則由于染色體數(shù)目減少而形成亞二倍體。這一過(guò)程即稱(chēng)染色體不分離。染色體不分離可發(fā)生于配子形成時(shí)的減數(shù)分裂過(guò)程中,稱(chēng)減數(shù)分裂不分離,也可發(fā)生于受精卵的卵裂早期或以后的體細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中,則稱(chēng)有絲分裂不分離。
(1)減數(shù)分裂不分離:減數(shù)分裂在配子形成的成熟期進(jìn)行,包括兩次分裂見(jiàn)圖1。在第一次或第二次減數(shù)分裂過(guò)程中均可發(fā)生染色體不分離。如果染色體不分離發(fā)生于第一次減數(shù)分裂時(shí),則含有二倍數(shù)染色體(2n=46)的初級(jí)精母細(xì)胞,形成具有24個(gè)二分體和22個(gè)二分體的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞,再經(jīng)第二次減數(shù)分裂后,形成的4個(gè)精細(xì)胞中,2個(gè)細(xì)胞將具有24條染色體(n+1),2個(gè)細(xì)胞具有22條染色體(n-1)。當(dāng)與正常含有23條染色體的卵子受精后,就將形成具有47條染色體的超二倍體(2n 1)和具有45條染色體的亞二倍體(2n-1)的個(gè)體。
第一次減數(shù)分裂正常,則可形成2個(gè)具有23個(gè)二分體的次級(jí)精母細(xì)胞[圖2(1)]。如果在第二次減數(shù)分裂中,其中之一發(fā)生了染色體不分離,則其一二分體所形成的兩條染色體不能正常地平均分入兩個(gè)細(xì)胞中,而是同時(shí)進(jìn)入一個(gè)細(xì)胞,該精細(xì)胞就將具有24條染色體;另一個(gè)精細(xì)胞因未得到該染色體,而只具有22條染色體。當(dāng)與正常的含有23條染色體的卵子受精后,就將有1/2為正常二倍體,1/4為超二倍體(2n 1),1/4為亞二倍體(2n-1)的個(gè)體[圖2(3)]?,F(xiàn)在已知減數(shù)分裂時(shí)的染色體不分離多發(fā)生在第一次減數(shù)分裂,而且,所形成的生殖細(xì)胞受精后,亞二倍體個(gè)體多不能存活,所以一般只能生出三體型后代。這種父母均為正常二倍體,只是在生殖細(xì)胞形成時(shí),由于減數(shù)分裂染色體不分離產(chǎn)生的三體型,在細(xì)胞遺傳學(xué)上叫初級(jí)不分離。
如果父母之一為三體型(如母親為47,XX, 21)患者,則在減數(shù)分裂時(shí),其卵母細(xì)胞中3條21號(hào)染色體,一條分至一極,另兩條將同時(shí)分至另一極(不分離),前者形成具有正常染色體數(shù)(n)的卵細(xì)胞,后者將形成多了一條21號(hào)染色體(n 1)的卵細(xì)胞。兩者分別與正常精子受精后,前者可以發(fā)育成正常二倍體個(gè)體,后者則體為3型:47,XY 21或47,XX 21。這種由三體型親代的生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生的不分離,稱(chēng)次級(jí)不分離。性染色體三體(如XXY和XXX)也無(wú)三體兒女的報(bào)道,只有2例XYY男性生育XYY男孩。可能因YY精子不易存活,所以這種現(xiàn)象很少出現(xiàn)。
(2)體細(xì)胞不分離:受精卵在胚胎發(fā)育的最早階段-卵裂期的細(xì)胞分裂中,如果發(fā)生某一染色體的姐妹染色體單體不分離,將導(dǎo)致嵌合體的產(chǎn)生。
(3)染色體丟失:染色體丟失或遺失是細(xì)胞有絲分裂時(shí)在中期至后期過(guò)程中,兩姐妹染色體單體將分別借紡錘絲的牽引分別向兩極移動(dòng),如果某一染色體的著絲粒未與紡錘絲相連,則不能被牽引至某一極,參與新細(xì)胞核的形成;或者某一染色體單體在向一極移動(dòng)時(shí),由于某種原因引致行動(dòng)遲緩,發(fā)生后期遲滯,也不能參加新細(xì)胞核的形成,滯留在細(xì)胞質(zhì)中,最后分解、消失,結(jié)果,某一細(xì)胞即將丟失一條染色體而成亞二倍體。
染色體丟失也是嵌合體形成的一種方式,特別是臨床上所見(jiàn)的只有XO/XY兩種細(xì)胞系,而無(wú)三體型細(xì)胞系的嵌合型病例,可以用染色體丟失來(lái)解釋。