染色體是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類體細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)是細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。細(xì)胞核內(nèi)有一種易被堿性染料著色的物質(zhì),稱為染色質(zhì),其主要組成為脫氧核糖核酸和蛋白質(zhì)。染色質(zhì)是人類遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)。細(xì)胞增殖時(shí),通過(guò)有絲分裂的方式形成新的子細(xì)胞,分裂后的子細(xì)胞內(nèi)含有與親代細(xì)胞相同的遺傳信息。
正常人體細(xì)胞的核內(nèi)有46條染色體,分別來(lái)自父母,其中22對(duì)常染色體,1對(duì)性染色體,男性性染色體為XY,女性性染色體為XX。人類染色體的數(shù)目和形態(tài)的相對(duì)穩(wěn)定,是遺傳信息相對(duì)穩(wěn)定的物質(zhì)基礎(chǔ)。染色體的數(shù)目、形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變引起遺傳信息的改變,某些基因的突變和染色體畸變均可導(dǎo)致流產(chǎn)或遺傳病的發(fā)生。
在人類繁殖后代的過(guò)程中,新的個(gè)體是由精卵結(jié)合發(fā)育而成的,精卵結(jié)合后分別含有父母的遺傳信息,使子女遺傳父母的性狀。在生殖細(xì)胞的成熟過(guò)程中,要經(jīng)過(guò)兩次特殊的有絲分裂,即減數(shù)分裂,其結(jié)果是使成熟的精子和卵子分別只含有半數(shù)即23條染色體。精卵結(jié)合時(shí)染色體數(shù)目恢復(fù)46條(23對(duì))。分別來(lái)自父母的同源染色體,保證了遺傳物質(zhì)的傳遞,使子代形成具有父母雙方遺傳性的形狀,減數(shù)分裂和受精過(guò)程是人類染色體數(shù)目穩(wěn)定的保證,使人類的遺傳延續(xù)下去。
染色體的主要構(gòu)成是脫氧核糖核酸的雙螺旋體。脫氧核糖核酸內(nèi)存在著決定每種遺傳性狀的獨(dú)立遺傳功能單位——基因。人類的遺傳性狀,在發(fā)育過(guò)程中經(jīng)新陳代謝形成,是蛋白質(zhì)活動(dòng)的體現(xiàn)。新陳代謝在酶的控制下進(jìn)行,酶的活動(dòng)受基因調(diào)節(jié)。若基因在外界因素,如高溫、輻射、化學(xué)因素等作用下引起突變,使酶的形成受阻,正常代謝不能進(jìn)行,導(dǎo)致遺傳性狀的改變,即基因病,結(jié)果破壞了遺傳物質(zhì)的均衡,引起流產(chǎn)或出生后人體形態(tài)及生理功能的異常。
染色體異常隨著孕期進(jìn)展而逐漸減少,在胚胎早期,發(fā)生率為3.8%~7.5%,到胚胎15~20周為2.7%,減少的部分即為自然流產(chǎn)數(shù)。到新生兒期約為0.6%,到7~8歲兒童期約為0.5%,這意味著有些胚胎不可能存活,必然會(huì)流產(chǎn)或死胎,而能存活的,雖然有染色體異常,可能會(huì)有某些遺傳性缺陷,但對(duì)生命無(wú)威脅。近年來(lái),在人類中發(fā)現(xiàn)的染色體異常約7萬(wàn)余種,從流產(chǎn)物的遺傳學(xué)研究顯示,早期自然流產(chǎn)染色體異常為50%~60%。
染色體異常有數(shù)量上的異常及結(jié)構(gòu)上的異常。
(1)染色體數(shù)目異常:流產(chǎn)胚胎染色體異常,除因雙親染色體異常所致外,還可由于男女生殖細(xì)胞或受精卵受到內(nèi)外致畸因素的干擾,影響了正常的細(xì)胞分裂過(guò)程,致胚胎染色體異常,不能正常發(fā)育,造成胚胎早期死亡而發(fā)生流產(chǎn)。此外,病毒感染誘發(fā)染色體突變導(dǎo)致胎兒畸形也是流產(chǎn)的又一重要原因。染色體數(shù)目異常常是由于細(xì)胞分裂時(shí)發(fā)生染色體不分離或染色體后期延遲。不分離是指細(xì)胞分裂時(shí)同源染色體(或姐妹染色體)未發(fā)生分離,以致一個(gè)子細(xì)胞多1條染色體,另一個(gè)子細(xì)胞少1條染色體。后期延遲為細(xì)胞分裂后期,染色體分離后向兩極移動(dòng)時(shí),1條染色體移動(dòng)延遲,而被排斥在子細(xì)胞核外,以致該細(xì)胞缺少1條染色體。
?、俜钦扼w。人類染色體為46條,稱整倍體。染色體數(shù)目超過(guò)或少于46條時(shí)稱非整倍體,前者稱超二倍體,后者稱亞二倍體。三體,即多1條染色體,共47條染色體,是最常見(jiàn)的非整倍體。染色體異常的存活者中,以21三體和X三體最常見(jiàn)。除1號(hào)染色體外,流產(chǎn)胚胎中所見(jiàn)各號(hào)染色體均可發(fā)生三體。早期流產(chǎn)胚胎中最常見(jiàn)到的染色體三體是16三體,占全部流產(chǎn)染色體異常的25%,在活嬰中則極為罕見(jiàn)。具有1條額外X染色體的胚胎生存率低,僅45%的47,XXY和70%的47,胚胎可發(fā)育至足月。單體,即缺少1條染色體,只有45條染色體。X單體也是常見(jiàn)的非整倍體。妊娠初3個(gè)月發(fā)生的流產(chǎn)中,最常見(jiàn)的染色體異常是X單體型或Tumer綜合征(核型為45,XO),發(fā)生率近20%。X單體流產(chǎn)中約2/3有胚胎,孕8周內(nèi)流產(chǎn)的胚胎短小,孕8周后流產(chǎn)的胚胎可見(jiàn)到頸部淋巴囊,囊內(nèi)液體吸收后形成蹼頸。
②多倍體。較正常染色體多出1~2倍,69~92條。以三倍體(3n=69)最常見(jiàn)。妊娠初3個(gè)月,習(xí)慣性流產(chǎn)中第二類常見(jiàn)的染色體異常是多倍體或單倍體的完全復(fù)制,近25%的流產(chǎn)胚胎中可見(jiàn)到多倍體,其中以三倍體常見(jiàn),常導(dǎo)致空孕囊及早早期胚胎丟失。若額外1條染色體來(lái)自父親,則常有胚胎發(fā)育不良。若來(lái)自母親通常表現(xiàn)為胎盤(pán)形成不良。導(dǎo)致三倍體最常見(jiàn)的機(jī)制是雙精細(xì)胞受孕或卵細(xì)胞第二次減數(shù)分裂時(shí)未排出第二極體。流產(chǎn)的胚胎中可見(jiàn)部分或全部胚胎水腫變性,或浸軟的小胚胎,胎盤(pán)中可見(jiàn)絨毛輕度腫脹,但無(wú)滋養(yǎng)葉細(xì)胞增生。流產(chǎn)者中,四倍體較少見(jiàn),若有,主要是92,XXXX或92,XXYY。流產(chǎn)物常為空虛的孕囊,病理檢查可見(jiàn)絨毛水腫和滋養(yǎng)細(xì)胞發(fā)育不良。其發(fā)生機(jī)制可能由于合子在卵裂早期,第一次分裂時(shí)細(xì)胞尚未完成分裂而染色體已復(fù)制所致。
?、矍逗象w。一個(gè)個(gè)體同時(shí)具有兩種或更多不同核型的細(xì)胞系,稱為嵌合體。若遺傳來(lái)源相同,為同源嵌合體,多數(shù)是由于同一受精卵發(fā)育成的早早期胚胎有絲分裂時(shí)發(fā)生染色體不分離,或結(jié)構(gòu)畸變所致。來(lái)源不同為異源嵌合體,是指細(xì)胞系來(lái)自不同的合子(受精卵),此不同的合子后來(lái)發(fā)生融合,發(fā)育成一個(gè)新的個(gè)體。
(2)染色體結(jié)構(gòu)異常:在致畸因子的作用下,染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)異常,均可導(dǎo)致流產(chǎn)。習(xí)慣性流產(chǎn)中D/D易位約占一半。較大的染色體間發(fā)生易位(A到C組),易位的配子形成合子,著絲粒融合易位的攜帶者,均易發(fā)生流產(chǎn)。
?、偃笔А3槿旧w末端斷裂,斷片丟失,因著絲粒未受影響,故細(xì)胞可以存活并能分裂。丟失分為末端丟失和中間丟失兩種。
②倒位。染色體上兩處發(fā)生斷裂,片段旋轉(zhuǎn)1800后再愈合,稱為倒位。發(fā)生在長(zhǎng)臂和短臂之間的稱為臂間倒位,發(fā)生在一臂之內(nèi)稱為臂內(nèi)倒位。其可形成四種不同類型的配子,1/4正常,1/4攜帶者,2/4異常。往往表現(xiàn)為婚后多年不孕或早期流產(chǎn)。
?、垡孜?。人類的細(xì)胞中有23對(duì)(46條)染色體。染色體的數(shù)量、結(jié)構(gòu)是相對(duì)恒定的,不能隨便多一點(diǎn)或少一點(diǎn),否則就會(huì)出毛病,如先天愚型兒就是21號(hào)染色體上比正常人多了1條。當(dāng)某1條染色體上有一段“搬”到另一段染色體上,就稱為染色體平衡易位。這種易位造成了染色體遺傳物質(zhì)的“內(nèi)部搬家”。但就一個(gè)細(xì)胞而言,染色體的總數(shù)未變,所含基因并未缺少。所以,這種人不會(huì)表現(xiàn)出不正常的癥狀,外貌、智力都是正常的,發(fā)育上也沒(méi)有任何缺陷,他們只是易位染色體的攜帶者。正常人在形成生殖細(xì)胞時(shí),初級(jí)精母細(xì)胞和初級(jí)卵母細(xì)胞必須經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂,使46條染色體一分為二,所以每個(gè)精子和卵子只含23條染色體。受精后,精卵融合一體,來(lái)自父母雙方的23條染色體又結(jié)合成23對(duì),形成正常的胚胎。在有染色體易位的情況下,這種分配就會(huì)出現(xiàn)不均勻。單體形式的受精卵往往在胚胎發(fā)育早期就夭折,造成流產(chǎn)或死胎。三體形式的受精卵也很容易發(fā)生流產(chǎn),即便能勉強(qiáng)活到出生,則一定是個(gè)先天性畸形兒,很難長(zhǎng)大,或發(fā)育成為低能兒。還有一種染色體平衡易位是某號(hào)染色體的一小段與另一號(hào)染色體的一小段發(fā)生位置交換。例如,15號(hào)染色體的一部分移到3號(hào)染色體上,而3號(hào)染色體一小段移到15號(hào)染色體上。因此,這兩對(duì)染色體中各有1條染色體是正常的,而另1條是異常的。受精時(shí),如果染色體平衡易位患者提供的染色體都是正常的,則胚胎就正常,發(fā)育成一個(gè)健康的孩子,如果其提供的染色體中有2條或1條是異常的,則形成的胚胎有染色體不平衡易位,因此會(huì)出現(xiàn)流產(chǎn)、胎死宮內(nèi)、畸形兒等。
?、墉h(huán)形染色體。染色體的長(zhǎng)臂及短臂斷裂,斷裂處相互連接形成。
⑤雙著絲粒染色體。2條染色體同時(shí)發(fā)生斷裂,帶著絲粒的染色體斷端相互連接,形成雙著絲粒染色體。
?、拗貜?fù)。染色體的某一區(qū)段增加一份甚至多份相同的片段。
⑦等臂染色體。若1條染色體的兩臂在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上完全相同,稱為等臂染色體,形成的原因可能是著絲點(diǎn)斷裂,使染色體分為長(zhǎng)臂和短臂,長(zhǎng)、短臂各自分別復(fù)制成1條染色體。