人第21号染色体

人染色体

第二十一章

21号染色体长48.130Mb，编码243个基因（信息参考：Ensembl GRCh37，release 109 - Feb 2023 © EMBL-EBI），基基因密度约为5.05，与22号染色体同属G组、近端着丝粒染色体。21号染色体是最小且基因含量最少的常染色体（见图21-1）。

21号染色体最让人联想的是21三体，Down综合征。

1866年，英国医生Dr.John Langdon Down第一次对唐氏综合征的典型体征包括这类患儿具有相似的面部特征进行了完整的描述，这一综合征以其名字命名，为唐氏综合征（Down综合征）。1959年法国学者LejuneJ 证实了唐氏综合征是由于G组的21号染色体多了一条所导致的。这是人类认识的第一个染色体病，受该染色体病的启示，同年Ford C E发现了Turner 综合征：45, XO；Jacob P A发现了Klinefelter综合征：47, XXY，从此开启了人类细胞遗传学即研究人类染色体的历史。

唐氏综合征有三种核型：三体型（47,XX或XY,+21）、易位型（46,XX或XY, der(14q21q)(q10;q10),+21）以及嵌合型（47,XX或XY,+21/46,XX或XY）。高龄孕妇的卵子老化，减数分裂容易发生染色体不分离而导致三体型发生，当然父亲的精子也可以发生减数分裂不分离而导致三体型，三体型占Down综合征的绝大多数（95%）。易位型则有的是亲代父母遗传给孩子的，也有的是胎儿在父母精卵受精形成胚胎时新发生的，这种类型占Down综合征的5%左右。而嵌合型则是由于正常的受精卵在胚胎发育早期的卵裂过程中，21号染色体发生有丝分裂不分离形成的，这种类型占Down综合征的2.5%左右。大部分的Down患儿在胚胎期会自发流产掉，但仍有少数Down患儿的胚胎能存活到出生，每600到1000个新生儿中就有一个Down宝宝出生。年轻的父母也不能幸免！虽然高龄产妇孕育Down宝宝的风险更高，但是因为高龄产妇孕育Down患儿的信息已为高龄产妇牢记在心，通过产前筛查排除了大量的Down患儿，反而在年轻的父母群体生育Down患儿更需值得注意。

环境是导致嵌合型、特别是精子减数分裂异常导致的三体型的因素。普遍认为的Down患儿有47条染色体，多了一条21号，但不能忽略的是也有46条染色体的Down患儿，他们是易位型的Down患儿；其父或母有正常表型，但染色体只有45条（若是父母遗传）！这样的家庭生育Down患儿的风险比一般家庭高很多，所以不幸生育Down宝宝的家庭再生育前切记检查染色体，若为Down易位型携带者，可通过第三代生殖技术确保生育正常胎儿。

联想到三条21号染色体，2012年联合国通过会议决定：将3月21日定为世界唐氏综合征日，每年的这一天为此举办活动,以提高公众对唐氏综合征的认识。

21号染色体仅含200多个基因，只比性染色体Y所含基因多。因为所含基因少，所以多一条21号染色体比多任何一条常染色体的基因量都少，因此临床21三体的胎儿最为多见。

APP基因位于21q21.3 ，该基因编码一种细胞表面受体和跨膜前体蛋白，可被分泌酶切割形成许多肽，这些肽中，有些与形成阿尔茨海默病患者大脑中的淀粉样斑块的蛋白质相关。该基因的突变与常染色体显性阿尔茨海默病和脑血管淀粉样变性(脑淀粉样血管病)有关。（阿尔茨海默病常涉及的4个基因分别是：1q42.13的PSEN2、14q24.2的AD3 或称PSEN1基因、19q13.32的AD2或称APOE基因和21q21.3的APP基因）。

21q22.12的RUNX1或称AML1基因编码的蛋白质，与正常造血发育有关。

8，21易位t(8；21)，常出现在急性髓系白血病（AML）中的M2 型(AML-M2)。t(8；21)（q22；q22）中，8q22的ETO基因的内含子1与21q22的AML1内含子5位点断裂易位形成嵌合基因AML1-ETO，伴有t(8；21)易位的AML患者与其他类型的AML相比，预后相对较好。 AML若不经特殊治疗，平均生存期仅 3 个月左右，短者甚至在诊断数天后即死亡。目前，经过现代科技的治疗如骨髓移植，已有不少患者获得病情缓解以至长期存活。

待续