Zespół edwardsa (trisomia 18)
Patofizjologia i mechanizm
Zespół Edwardsa (trisomia 18) jest zaburzeniem chromosomowym wynikającym z obecności dodatkowego chromosomu 18 lub jego fragmentu, najczęściej w formie pełnej trisomii (94% przypadków), rzadziej mozaikowej (<5%) lub częściowej (2%). Głównym mechanizmem powstawania jest nondysjunkcja podczas mejozy, najczęściej u matki, z około 90% przypadków pochodzących od gamet żeńskich, a ryzyko wzrasta wraz z wiekiem matki. Fenotyp kliniczny wiąże się z trisomią dwóch krytycznych regionów na długim ramieniu chromosomu 18: 18q12.1-18q21.2 oraz 18q22.33-18qter, gdzie trisomia regionu 18q12.1-18q21.2 koreluje z ciężkim upośledzeniem umysłowym. Mozaikowa trisomia 18 charakteryzuje się zmiennym fenotypem i zwykle łagodniejszym przebiegiem, natomiast częściowa trisomia 18, często dziedziczona w wyniku translokacji zrównoważonej u rodzica, wiąże się z różnym nasileniem objawów zależnym od lokalizacji zduplikowanego fragmentu, szczególnie poważne anomalie obserwuje się przy trisomii regionu 18q11-q12.
- Patogeneza zespołu Edwardsa (trisomii 18)
- Typy trisomii 18
- Mechanizm powstawania trisomii 18
- Regiony krytyczne chromosomu 18 w patogenezie zespołu Edwardsa
- Mozaikowa trisomia 18 – patogeneza i znaczenie kliniczne
- Częściowa trisomia 18 – mechanizm i znaczenie kliniczne
- Wpływ dodatkowego materiału genetycznego na rozwój płodu
- Konsekwencje kliniczne trisomii 18
- Diagnostyka trisomii 18
- Podsumowanie aspektów patogenetycznych
Patogeneza zespołu Edwardsa (trisomii 18)
Zespół Edwardsa (trisomia 18) jest zaburzeniem chromosomowym spowodowanym obecnością dodatkowego chromosomu 18 lub jego części w komórkach organizmu. Zaburzenie to zostało po raz pierwszy opisane przez Edwardsa i współpracowników w 1960 roku u noworodka z licznymi wadami wrodzonymi i deficytami poznawczymi. Jest to druga co do częstości występowania trisomia autosomalna po trisomii 21 (zespole Downa).12
Typy trisomii 18
Wyróżnia się trzy główne typy zespołu Edwardsa, które różnią się mechanizmem powstawania i nasileniem objawów klinicznych:13
- Pełna trisomia 18 – najczęstsza forma (około 94% przypadków), w której każda komórka organizmu zawiera trzy kompletne kopie chromosomu 18
- Mozaikowa trisomia 18 – występuje u mniej niż 5% przypadków; charakteryzuje się obecnością zarówno prawidłowych komórek (z dwoma kopiami chromosomu 18), jak i komórek z trisomią
- Częściowa trisomia 18 – najrzadsza forma (około 2% przypadków), w której tylko fragment długiego ramienia chromosomu 18 występuje w trzech kopiach, często w wyniku zrównoważonej translokacji lub inwersji u jednego z rodziców
Mechanizm powstawania trisomii 18
Głównym mechanizmem prowadzącym do powstania trisomii 18 jest nieprawidłowy podział chromosomów podczas podziału komórkowego, zwany nondysjunkcją. W przypadku pełnej trisomii 18, błąd ten najczęściej występuje podczas mejozy, kiedy to komórki rozrodcze (gamety) są formowane.35
W większości przypadków (około 90%) dodatkowy chromosom 18 pochodzi od matki i jest wynikiem błędu podczas segregacji chromosomów w mejozie lub w mitozie po zapłodnieniu. Co istotne, około 50% błędów nondysjunkcji w oogenezie występuje podczas mejozy II, w przeciwieństwie do innych trisomii u ludzi, gdzie nieprawidłowa segregacja częściej występuje w mejozie I.36
Dokładna przyczyna nondysjunkcji nie jest znana. Badania sugerują możliwy związek z polimorfizmami genu reduktazy metylenotetrahydrofolianowej (MTHFR) u matek płodów z trisomią 18, jednak wyniki te nie zostały potwierdzone w kolejnych badaniach.3
Podobnie jak w przypadku innych częstych trisomii autosomalnych, częstość występowania błędów nondysjunkcji wzrasta wraz z wiekiem matki. Jest to istotny czynnik ryzyka dla zespołu Edwardsa.478
Regiony krytyczne chromosomu 18 w patogenezie zespołu Edwardsa
Badania genetyczne wskazują, że fenotyp zespołu Edwardsa jest związany z obecnością trzech kopii dwóch krytycznych regionów na długim ramieniu chromosomu 18. Są to:19
- Region proksymalny – znajdujący się w obrębie 18q12.1-18q21.2
- Region dystalny – znajdujący się w obrębie 18q22.33-18qter
Ciężkie upośledzenie umysłowe charakterystyczne dla zespołu Edwardsa może być związane z trisomią regionu 18q12.1-18q21.2. Co ciekawe, trisomia krótkiego ramienia chromosomu 18 (18p) nie wydaje się powodować żadnych głównych cech zespołu Edwardsa.110
Mozaikowa trisomia 18 – patogeneza i znaczenie kliniczne
W przypadku mozaikowej trisomii 18, która występuje u mniej niż 5% pacjentów, zarówno linia komórkowa z pełną trisomią 18, jak i normalna linia komórkowa współistnieją w organizmie. Ten typ trisomii powstaje w wyniku błędu podziału mitotycznego po zapłodnieniu (postzygotycznego).411
Fenotyp mozaikowej trisomii 18 jest niezwykle zróżnicowany – od pełnego obrazu klinicznego zespołu Edwardsa z wczesną śmiertelnością do pozornie prawidłowego fenotypowo dorosłego, u którego mozaicyzm zostaje wykryty dopiero po rozpoznaniu pełnej trisomii 18 u dziecka.4
Co istotne, nie stwierdzono korelacji między procentowym udziałem komórek z trisomią 18 zarówno w komórkach krwi, jak i w fibroblastach skóry, a nasileniem objawów klinicznych i stopniem niepełnosprawności intelektualnej.4 Osoby z mozaikową formą trisomii 18 mają zwykle łagodniejsze objawy i lepsze rokowanie.12
Częściowa trisomia 18 – mechanizm i znaczenie kliniczne
W częściowej trisomii 18, tylko fragment długiego ramienia chromosomu 18 występuje w trzech kopiach. Ten typ zazwyczaj powstaje w wyniku zrównoważonej translokacji lub inwersji u jednego z rodziców i stanowi około 2% przypadków z fenotypem Edwardsa.413
Nasilenie objawów klinicznych w częściowej trisomii 18 zależy od lokalizacji i rozmiaru zduplikowanego fragmentu chromosomu 18. Badania sugerują, że jeśli region 18q11-q12 jest obecny w trzech kopiach, to występują najpoważniejsze anomalie związane z trisomią 18.11
Częściowa trisomia 18 jest jedyną formą zespołu Edwardsa, która może być dziedziczona. Dzieje się tak, gdy jeden z rodziców jest nosicielem zrównoważonej translokacji, co oznacza, że materiał genetyczny jest przearanżowany, ale nie ma jego nadmiaru ani niedoboru. W takim przypadku ryzyko posiadania kolejnego dziecka z zespołem Edwardsa może wzrosnąć nawet do 20%.1314
Wpływ dodatkowego materiału genetycznego na rozwój płodu
Obecność dodatkowego materiału genetycznego z chromosomu 18 zaburza prawidłowy przebieg rozwoju, prowadząc do charakterystycznych cech zespołu Edwardsa. Dodatkowy chromosom wpływa na ekspresję genów i interakcje między nimi, co skutkuje upośledzonym rozwojem i funkcjonowaniem wielu układów.515
Trisomia 18 wpływa dramatycznie na wszystkie układy narządów, powodując liczne wady wrodzone i poważne zaburzenia rozwojowe. Szczególnie dotknięty jest układ sercowo-naczyniowy – wady serca występują u prawie 90% dzieci z zespołem Edwardsa i są główną przyczyną przedwczesnej śmierci, obok niewydolności oddechowej.1617
Ingerencja w normalne procesy rozwojowe prowadzi również do opóźnień wzrostu zarówno przed, jak i po urodzeniu, mnogie wady rozwojowe, w tym defekty układu pokarmowego, oddechowego i moczowego.1819
Konsekwencje kliniczne trisomii 18
Zespół Edwardsa ma dramatyczny wpływ na funkcjonowanie organizmu, powodując szereg wad wrodzonych i zaburzeń rozwojowych. Nasilenie objawów klinicznych zależy od typu trisomii (pełna, mozaikowa, częściowa) oraz indywidualnych czynników genetycznych.1720
Główne przyczyny zgonu u pacjentów z zespołem Edwardsa to:21
- Nagła śmierć z powodu centralnego bezdechu
- Niewydolność serca spowodowana wadami wrodzonymi serca
- Niewydolność oddechowa wynikająca z hipowentylacji, aspiracji, niedrożności górnych dróg oddechowych lub kombinacji tych czynników
Rokowanie w zespole Edwardsa jest bardzo poważne. Ponad 50% dzieci umiera w ciągu pierwszego tygodnia życia, a tylko 5-10% przeżywa pierwszy rok. Dzieci z mozaikową lub częściową trisomią 18 mogą mieć łagodniejsze objawy i dłuższe przeżycie, w niektórych przypadkach nawet do wieku dorosłego.2022
Interesujące jest to, że dziewczynki z trisomią 18 lepiej reagują na leczenie i przeżywają dłużej niż chłopcy z tym samym zaburzeniem.12 Stosunek płci żeńskiej do męskiej w zespole Edwardsa wynosi 3:1.23
Wpływ na układ sercowo-naczyniowy
Wady serca występują u niemal 90% dzieci z zespołem Edwardsa i stanowią główną przyczynę zgonów. Najczęściej występują:1724
- Ubytek przegrody międzykomorowej (VSD)
- Ubytek przegrody międzyprzedsionkowej (ASD)
- Przetrwały przewód tętniczy (PDA)
Wpływ na układ nerwowy
Zespół Edwardsa powoduje poważne zaburzenia neurologiczne, w tym:18
- Ciężkie upośledzenie umysłowe
- Znaczące opóźnienia neurorozwojowe
- Trudności motoryczne upośledzające codzienne funkcjonowanie, takie jak karmienie czy płacz
- Opóźniony rozwój mowy
- Drgawki
Nasilona mikroencefalia jest jedną z charakterystycznych cech zespołu, a ciężkie upośledzenie umysłowe wiąże się z trisomią regionu 18q12.1-18q21.2.71
Wpływ na inne układy narządów
Trisomia 18 wpływa także na inne układy narządów, powodując:1824
- Wady układu pokarmowego – przepuklina przeponowa, przepuklina pępkowa, uchyłek Meckla, malrotacja jelit
- Wady układu moczowego – nerka podkowiasta, nerka wielotorbielowata, wodonercze, poszerzenie moczowodu
- Wady układu rozrodczego – wnętrostwo, hipoplazja warg sromowych większych, przerost łechtaczki
- Wady układu mięśniowo-szkieletowego – zaciśnięte dłonie ze zginaczowym ustawieniem palców, charakterystyczne „stopy kołyskowe” (rocker-bottom feet)
Dodatkowo u pacjentów z trisomią 18, którzy przeżyli dłużej dzięki leczeniu niektórych wad wrodzonych, zaobserwowano zwiększone ryzyko rozwoju guzów litych, takich jak hepatoblastoma czy guz Wilmsa.20
Diagnostyka trisomii 18
Podejrzenie zespołu Edwardsa może pojawić się w okresie prenatalnym na podstawie badań ultrasonograficznych (np. nieprawidłowości kończyn i opóźnienie wzrostu płodu) lub badań przesiewowych z krwi matki. Obecnie dostępne są nieinwazyjne badania prenatalne (NIPS) wykorzystujące analizę wolnego płodowego DNA z próbki krwi matki, które charakteryzują się wysoką czułością (97,4%) i specyficznością (99,95%) w wykrywaniu trisomii 18.721
Potwierdzenie diagnozy prenatalnie możliwe jest poprzez badania cytogenetyczne (kariotypowanie, analizę FISH i/lub analizę mikromacierzy chromosomowych) próbek uzyskanych przez amniocentezę lub biopsję kosmówki.7
Po urodzeniu diagnoza może być podejrzewana na podstawie charakterystycznego wyglądu dziecka i potwierdzana badaniem krwi.725
W badaniu cytogenetycznym można zidentyfikować typ trisomii 18 (pełna, mozaikowa lub częściowa). Ma to istotne znaczenie dla określenia rokowania i poradnictwa genetycznego dla rodziny.26
Podsumowanie aspektów patogenetycznych
Zespół Edwardsa (trisomia 18) jest złożonym zaburzeniem genetycznym spowodowanym obecnością dodatkowego chromosomu 18 lub jego części. Dodatkowy materiał genetyczny zaburza prawidłowy rozwój płodu, prowadząc do licznych wad wrodzonych i ciężkiego upośledzenia umysłowego.13
Główny mechanizm powstawania trisomii 18 to nondysjunkcja podczas mejozy, najczęściej u matki. Ryzyko wystąpienia zwiększa się wraz z wiekiem matki. Fenotyp kliniczny związany jest głównie z trisomią dwóch krytycznych regionów na długim ramieniu chromosomu 18 (18q12.1-18q21.2 i 18q22.33-18qter).39
Mimo że większość przypadków trisomii 18 nie jest dziedziczona, częściowa trisomia 18 wynikająca z translokacji może być przekazywana w rodzinie. W takich przypadkach wskazane jest poradnictwo genetyczne, aby określić ryzyko wystąpienia zespołu u kolejnych dzieci.513
Zrozumienie molekularnych i genetycznych mechanizmów leżących u podstaw trisomii 18 ma kluczowe znaczenie dla diagnostyki, poradnictwa genetycznego i potencjalnych interwencji terapeutycznych w przyszłości.27
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.