唐氏综合征

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来源公众号：ExpCon医学科普

唐氏综合征，又称21三体综合征，是一种遗传疾病，与第21号染色体的部分或完整额外拷贝有关。

唐氏综合征以英国医生约翰·朗顿·唐（John Langdon Down）的名字命名，他首次将这种病症描述为“蒙古症”（mongolism），因为这些患者的身体特征与布卢门巴赫（Blumenbach）所划分的蒙古人种的身体特征相似。

由于该名称不准确且带有贬义，在20世纪70年代，该病症的名称被更改为唐氏综合征。

正如您可能非常了解的那样，我们的DNA就像一份巨大的蓝图，包含了如何制造一个人类的所有信息。

通常，这份庞大的“文件”会被妥善地打包进一个被称为染色体的“储物盒”中。实际上，我们通常有46条染色体，用来整齐地组织我们所有的信息——这取决于你如何定义“组织”。

这46条染色体实际上是23对，因为你从父母双方各继承了一条。

如果你想孕育一个新生命，首先你得找到一个和你想法一致的人，然后你们各自贡献出自己一半的染色体，也就是每对里各出一条，对吧？

一人一半。那么，如果有人多提供了一条会怎样呢？比如爸爸提供了23条，而妈妈提供了24条，这有可能吗？是的，这是可能的，这也正是最常见的染色体异常疾病之一，唐氏综合征的发病基础。

唐氏综合征患者拥有47条染色体，而不是正常的46条。具体来说，他们多出了一条21号染色体的拷贝，也就是说，正常人有两个，而他们有三个。

因此，唐氏综合征也被称为“21三体综合征”，换句话说，就是“有三条21号染色体”。

好的，为了将一半的染色体打包进精子或卵细胞（也就是配子）中，你实际上是从一个拥有46条染色体的单细胞开始的。

假设我们现在要为母亲制造一个卵细胞，我只展示其中一对染色体，但请记住，所有的23对染色体都会经历这个过程。首先，减数分裂（也就是产生我们性细胞的过程）开始了，染色体进行复制。

现在它们的形状看起来有点像字母“X”——尽管这里有两份DNA拷贝，但我们仍然称其为一条染色体，因为它们在中部被一种叫做“着丝粒”的结构连接在一起。接着，细胞一分为二，并将配对的同源染色体拉开。这样，在这些新形成的细胞中，现在就有了23条染色体。然后，这两条染色体拷贝再次被拉开，细胞进行第二次分裂，最终形成四个细胞，每个细胞依然拥有23条染色体。

现在，这些细胞已经准备好与父亲同样拥有23条染色体的精子结合了，加起来总共是46条染色体。一切顺利的话，九个月后，你就会迎来一个宝宝。

唐氏综合征的一个主要风险因素是母亲的年龄。此外，这种病症的发生率与母亲的年龄密切相关：在20岁以下的母亲中，大约每1500次分娩中会出现一例；而在45岁以上的母亲中，这一比例则大幅上升至大约每25次分娩中就有一例。

唐氏综合征在细胞遗传学上主要分为三种类型：游离型21三体、罗伯逊易位型以及嵌合型。其中，游离型21三体是由于一种被称为“染色体不分离”的过程导致的，约占所有病例的95%。

所谓“不分离”，就是指染色体在分裂时没有正常分开。如果在第一步分裂时染色体没有分开，那么结果就是一个细胞获得了这两条染色体，而另一个细胞则一条也没有。最终的结果是，产生两个多出一条染色体的细胞，以及两个缺失一条染色体的细胞。

不过，不分离也可能发生在第二步分裂中。在这种情况下，第一步分裂一切正常，两个细胞各自拥有一条染色体；但如果它们在第二步没有分开，那么最终的结果将是：一个细胞多出一条染色体，一个细胞缺失一条染色体，而另外两个细胞的染色体数目则是正常的。

现在，如果一个精子与上述任何一个多出了21号染色体拷贝的细胞结合，那么形成的受精卵就会多出一条21号染色体的拷贝。换句话说，就是“有三条21号染色体”，也就是21三体。

顺便一提，你可能会好奇，如果精子与那些缺失了染色体的细胞结合会怎样？如果是这种情况，那么受精卵内总共将只有一条21号染色体，这种情况我们称之为“21单体”。

我们刚才是从妈妈的卵子讲起的，但这种情况反过来也行，问题也可能出在爸爸的精子上，比如精子天生就多带或少带了一条21号染色体。

“除了染色体不分离之外，还有一种叫‘罗伯逊易位’的情况，大约占唐氏综合征病例的4%。

所谓‘易位’，说白了就是‘搬家’——一条染色体上的一小块跑到了另一条染色体上，跟人家互换了一下位置。”在这种情况下，21号染色体的长臂易位到了14号染色体上，最终产生两个融合染色体：一个带有两条长臂，另一个带有两条短臂。

这个带有短臂的小染色体只携带了一点点通常是非必需的遗传信息，并且通常在减数分裂结束时就会丢失。

接下来，这种情况有几种可能的发展方式。首先，包括易位染色体在内的染色体会进行复制，然后它们可能会分离成一个包含两条正常染色体的细胞，和另一个包含那个“长臂融合染色体”和“短臂融合染色体”的细胞。

在这种情况下，经过再次分裂后，你会得到两个正常的细胞，以及两个带有“长臂融合染色体”（即那个大家伙）的细胞，因为那个“短臂小染色体”在过程中丢失了。

现在，如果这些细胞再与另一方父母的DNA结合，你就会得到两个完全正常的情况；而另外两种情况则被称为“平衡携带者”。

我们称之为“平衡”，是因为它们依然拥有两条长臂，所以大部分基因都还在，这有点类似于“买一送一”的打包优惠。

好的，现在假设正常的14号染色体与那个短臂融合了，而正常的21号染色体与那个长臂融合了。这样一来，你会得到两个包含“正常染色体”和“长臂融合染色体”的细胞，以及两个包含“正常染色体”和“短臂融合染色体”（请记住，这个短臂通常会丢失）的细胞。

因此，前两个细胞实际上多出了一条21号染色体，因为长臂融合染色体携带了14号和21号这两条染色体的大部分遗传物质；而后两个细胞则缺失了染色体。

如果将这些细胞再次与另一方父母的生殖细胞结合，前者就会导致21三体综合征，而后者由于缺失了一条21号染色体，会导致21单体综合征。

如果这个过程反过来，即14号染色体首先与长臂融合，那么你最终会得到14三体综合征和14单体综合征。所以，在这12种可能的情况中，有2种最终会导致21三体综合征，对吧？

在罗伯逊易位中，参与融合的染色体之一必须是21号染色体，对吧？尽管另一条通常是14号染色体，但它实际上也可以是其他染色体，比如22号染色体。

最后，大约有1%的患者属于嵌合型，这意味着他们体内的细胞是混合的：一部分细胞有46条染色体，而另一部分有47条。

这究竟是怎么发生的呢？我们来想想受精之后会发生什么。你拥有了一个被称为“受精卵”的单细胞，它需要发育成一个人类，对吧？因为我们不是单细胞生物，所以它必须不断地分裂，从根本上来说，就是分裂出身体里的每一种细胞。现在，这些分裂过程中的每一次都被称为“有丝分裂”。

21号染色体的不分离现象也可能发生在有丝分裂期间。在这种情况下，你会得到一个多出一条21号染色体的细胞，和一个缺失该染色体的细胞——也就是一个细胞总共有47条染色体，另一个则有45条。

那个拥有45条染色体的细胞是无法存活的，但那个拥有47条染色体的细胞存活了下来，并继续复制，产生更多拥有47条染色体的细胞。如果这种情况在发育的早期发生，你可以想象，后续会有大量的细胞都带有47条染色体，对吧？

如果发生得比较晚，那么带有47条染色体的细胞就会比较少。

当受精卵一开始就是21三体（即总共有47条染色体）时，也会发生嵌合现象。在这种情况下，不分离会产生一个带有额外一条21号染色体的细胞，也就是说，这个细胞有四条21号染色体，总数达到了48条，而这个细胞是无法存活的。

而另一个细胞则会丢失三条21号染色体中的一条，因此它现在拥有了46条染色体——刚好是正常的染色体数目，对吧？这有点像前面提到的情况的反面：因为一个失误，它反而得到了正确数目的染色体。

所以，如果这种情况在发育早期发生，最终就会有很多细胞拥有正常的染色体数目。

但如果发生得比较晚，那么拥有正常46条染色体的细胞就会比较少。

多出一条21号染色体是最常见的染色体异常疾病之一，因此它会影响人体的几乎所有器官系统。

正因如此，唐氏综合征患者通常会面临一长串常见的健康问题。就心脏而言，唐氏综合征患者可能患有先天性心脏缺陷，包括心室间隔缺损和房室间隔缺损。其次，他们可能会患上一些血液疾病，最常见的是急性淋巴细胞白血病和急性髓系白血病；此外还可能出现胃肠道问题，例如十二指肠闭锁，以及巨结肠症（Hirschsprung disease，一种特征为肠道内缺乏特定神经细胞的疾病）。

最后，多出一条21号染色体还会增加患者出现神经系统问题的风险，如智力障碍和阿尔茨海默病；以及生殖系统问题，例如不孕不育，这在男性患者中尤为常见。