北京家恩德運醫(yī)院的竇肇華教授提到,造成胚胎染色體異常的原因一共有三個,分別為父母染色體異常、精子與卵子發(fā)育過程中的異常、受精卵分裂異常。上期我們分析了父母染色體異常對胚胎染色體的影響,今天繼續(xù)分析另外兩個原因。
一、精子與卵子發(fā)育過程異常
北京家恩德運醫(yī)院的竇肇華教授表示,生精細(xì)胞的增殖和分化過程非常嚴(yán)格,所有生精細(xì)胞的發(fā)育和分化都經(jīng)過幾個獨立而又緊密聯(lián)系的過程。
-1-精子發(fā)生過程模式圖
生精上皮按照程序成功完成每一個發(fā)育階段稱為生精上皮周期,每個周期需要 16 天,人類的精子發(fā)育到成熟必須經(jīng)過4個周期,可以推測起碼需要 64 天。
精原細(xì)胞分裂增殖為初級精母細(xì)胞后,初級精母細(xì)胞開始 DNA 合成過程。精母細(xì)胞經(jīng)歷了減數(shù)分裂的不同階段。減數(shù)分裂的結(jié)果產(chǎn)生單倍體生精細(xì)胞,又稱精子細(xì)胞。
在精子生發(fā)過程中,減數(shù)分裂是一個非常關(guān)鍵的過程:北京家恩德運醫(yī)院的竇肇華教授介紹,在這個階段,遺傳物質(zhì)相互重組、遺傳物質(zhì)只復(fù)制1次,細(xì)胞連續(xù)分裂2次,終形成染色體數(shù)目減少一半的精子細(xì)胞。次級精母細(xì)胞有雙份單倍體染色體。在第2次分裂次級精母細(xì)胞分裂為單倍體的精子細(xì)胞。第1次分裂前期大概持續(xù) 1 ~ 3 周,第2次分裂在 1 ~ 2 天之內(nèi)完成。
-2-精子發(fā)生過程染色體變化模式圖
圓形的精子細(xì)胞經(jīng)過復(fù)雜的顯著變化轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌L度的精子細(xì)胞和精子。在第2次分裂中,細(xì)胞核發(fā)生的聚縮和塑性,同時鞭毛形成和胞漿明顯擴張。全部精子細(xì)胞變形的過程稱精子形成。人類每克睪丸組織在 24 小時內(nèi)生成的精子數(shù)目 300~700萬。如果在兩次減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)差錯,可形成染色體數(shù)量或結(jié)構(gòu)異常的精子或卵子。
-3-染色體異常的精子或卵子
北京家恩德運醫(yī)院的竇肇華教授介紹,在胚胎發(fā)育晚期,卵原細(xì)胞已經(jīng)都分化未初級卵母細(xì)胞,并進(jìn)入次減數(shù)分裂,直到排卵前30小時左右完成第1次減數(shù)分裂,形成次級卵母細(xì)胞。這個過程持續(xù)了12年(第1次排卵)到50年(閉經(jīng)前后一次排卵)不等。
由原始卵泡發(fā)育為初級卵泡、次級卵泡和成熟卵泡的生理過程,稱卵泡發(fā)育。
在青春期前,原始卵泡生長一直受到抑制。在每個月經(jīng)周期的開始,有15~20個原始卵泡發(fā)育為初級卵泡。在促性腺激素和卵巢激素的作用下,只有1個優(yōu)勢初級卵泡發(fā)育為成熟卵泡,其他卵泡則都發(fā)生閉鎖。從初級卵泡發(fā)育至成熟卵泡約需85天。從小囊狀卵泡發(fā)育至排卵約需2個月。
-4-卵的發(fā)育過程
北京家恩德運醫(yī)院的竇肇華教授表示,發(fā)育正常的女性,整個生育周期大約排出400個卵左右。由于減數(shù)分裂過程復(fù)雜而漫長,容易造成卵子的染色體異常,年齡越大,卵內(nèi)染色體異常的概率越大。
二、受精卵分裂異常
精子進(jìn)入卵母細(xì)胞的過程,激活了卵母細(xì)胞,使卵母細(xì)胞內(nèi)MPF水解,使停滯于MⅡ的次級卵母細(xì)胞離開MⅡ,恢復(fù)第2次成熟分裂,染色體一分為二,形成單倍體的雌原核。
雌、雄原核一旦形成,兩個原核內(nèi)就分別開始進(jìn)行DNA復(fù)制,為下一步的卵裂和胚胎發(fā)育作準(zhǔn)備。同時,在卵母細(xì)胞的細(xì)胞骨架作用下,兩原核發(fā)生移位、靠攏、核膜崩解、染色體彼此混合,形成合子。
-5-受精卵模式圖
原來認(rèn)為,受精卵的分裂就是正常的有絲分裂(圖6)。北京家恩德運醫(yī)院的竇肇華教授表示,其實,傳統(tǒng)的知識都錯了。
-6-原來認(rèn)識的受精卵的分裂
科學(xué)家們的新發(fā)現(xiàn)是:有2個紡錘體參與了染色體分離過程(見文中配圖2):每1套親代染色體各有1個對應(yīng)的紡錘體。1個負(fù)責(zé)分離來自母親的染色體,1個負(fù)責(zé)分離來自父親的染色體。
這意味著,每個親代(父親和母親)的遺傳信息在第1次分裂時是分開的。雙紡錘體的形成,部分解釋了為什么哺乳動物在早期發(fā)育階段(胚胎初的幾次細(xì)胞分裂中)會有非常高的錯誤率。如果紡錘體的兩極沒有對齊與融合,那么,受精卵的染色體可能會被拉向3個或4個方向,而不是拉向兩端。這種錯誤會導(dǎo)致產(chǎn)生有多個胞核的細(xì)胞(圖7,8),而終止了胚胎發(fā)育。
-7-上兩圖是正常的有絲分裂
下兩圖是受精卵的分裂
-8-受精卵分離后的異常細(xì)胞(右側(cè))
北京家恩德運醫(yī)院的竇肇華教授強調(diào),如果流產(chǎn)的原因是胚胎染色體異常導(dǎo)致的,這些夫婦下次懷孕前一定要到遺傳咨詢門診進(jìn)行全面的體檢和咨詢。》》北京家恩德運遺傳門診在線預(yù)約
北京家恩德運醫(yī)院的竇肇華教授還叮囑大家,懷孕后正規(guī)孕檢,包括孕11至14周第1次超聲篩查,測量胎兒頸項皮膚透明層厚度,孕15至20周空腹抽血進(jìn)行唐氏篩查。如果篩查高風(fēng)險,建議在孕16至22周進(jìn)行羊水穿刺,通過羊水檢測,就可確定胎兒是否有染色體異常。通過這些準(zhǔn)備和檢查,可有效避免因胎兒發(fā)育異常造成的流產(chǎn)以及缺陷胎兒的出生。