染色體病是由于染色體數目或結構異常而發(fā)生的疾病。染色體數目異常比結構異常更為常見。
1.數目性染色體畸變 染色體的數目異?杀憩F為非整倍體(aneuploid),即其數目并非單倍體(haploid)的整倍數,在數目上出現多或少于整倍體,如45或47條染色體。還可表現為多倍體(polyploid),即染色體數目整倍多于單倍體,如三倍體(triploid)69條,四倍體(tetraploid)92條。常見的非整倍體患者是某對染色體不是2條而出現3條,稱為三體綜合征(trisomic syndrome)。如果某對染色體缺少1條,則稱為單體綜合征(monosomic syndrome)。多倍體患者很少見,可見于腫瘤細胞和流產胎兒。
染色體數目異常幾乎全是減數分裂不分離(non disjunction)或分裂后期遲延(anaphase lag)的結果。在第一或第二次減數分裂時期,由于兩條同源染色體未能分開,而造成子代細胞染色體數目或多或少。
2.結構性染色體畸變 這種畸變是在細胞分裂過程中曾有染色體斷裂所致。常見的結構異常有缺失、環(huán)狀染色體、易位、重復、倒位和等臂染色體。
。1)缺失:指染色體丟失一段。即染色體一處斷裂,其無著絲粒的一端常丟失,成為末端缺失;染色體兩處斷裂,可造成中間段的丟失,為中間缺失。由于遺傳基因隨染色體斷片而丟失,可造成該個體患嚴重的多發(fā)缺陷。
。2)環(huán)狀染色體:一條染色體的兩端發(fā)生斷裂,兩側末端片段丟失,斷端相互連接形成環(huán)狀染色體。
。3)易位:當兩條非同源染色體同時發(fā)生斷裂時,斷落片段由一條染色體移至另一條染色體的斷端上,形成易位染色體。易位可以是平衡性的,也可以是不平衡性的。在易位發(fā)生過程中,可造成染色體的點缺失,基因斷裂損傷或位置效應,由此產生表型異常,此種稱為不平衡易位(unbalanced translocation)。沒有遺傳物質的得失者,表型正常,稱為平衡性易位(balanced translocation)。這兩種易位很難從常規(guī)染色體檢查中區(qū)分。
。4)重復:是指一條染色體的斷片移至同源染色體的相應部位上,造成該同源染色體此段重復。
。5)倒位;是指一條染色體兩處斷裂,中間的片段倒轉180°后,再與兩斷端連接起來,形成倒位,這種倒位可以發(fā)生在兩臂間,也可發(fā)生在臂內。
。6)等臂染色體:是著絲粒分裂異常所致。正常應是縱裂分開,如果橫裂分開,短臂與短臂,或長臂與長臂相接,各形成等臂染色體。
染色體斷裂是結構重排、結構異常的重要前提。沒有先發(fā)生斷裂,就沒有結構的異常。斷裂本是常見的生理現象,減數分裂或有絲分裂中均可發(fā)生。用姊妹染色單體交換檢查方法可查出。盡管斷裂經常發(fā)生,但顯然大部分斷裂可“自愈”。而不引起可查覺的染色體結構變化。因此,斷裂后所致染色體的結構畸變的具體原因和機制尚不很清楚。但已了解到有一些因素可引起斷裂增加,如射線照射、病毒感染、藥物和環(huán)境因素等。幾種稱為染色體斷裂綜合征(chromosome breakage syndrome)的疾病,如毛細血管擴張性共濟失調癥(ataxia teleangiectatica)、Bloom綜合征、著色性干皮癥(xeroderma pigmentosa)和Fanconi貧血等,病人的染色體裂隙和斷裂發(fā)生率增高。