人体的正常生殖细胞精子和卵细胞所包含的全部染色体，称为一个染色体组（chromosome set）。因此，精子和卵细胞为单倍体（haploid），以n表示，分别含有22条常染色体和1条性染色体。受精卵则为二倍体（diploid），以2n表示，包括22对常染色体和1对性染色体。以人二倍体数目为标准，如果体细胞的染色体数目（整组或整条）的增加或减少，称为染色体数目畸变。包括整倍体改变和非整倍体改变两种形式。
一、整倍体改变
如果体细胞的染色体数目成倍增加或减少就会导致整倍体改变。从理论上讲，可能出现的整倍体异常有单倍体、三倍体（triploid，3n）、四倍体（tetraploid，4n）和多倍体。但到目前为止，除了人类的精子和卵细胞属于单倍体外，尚未发现单倍体胎儿或新生儿。由于人的全身性的三倍体是致死性的，所以在新生儿中极为罕见，但在自发性流产儿中并不少见。发现有存活几天者均为三倍体与二倍体的嵌合体。四倍体在临床上则更为罕见，目前只有1例伴有多发畸形的四倍体活婴和1例四倍体与二倍体嵌合体的病例报道。四倍体以上的多倍体则未见报道。由于人类多倍体的受精卵多在胚胎细胞有丝分裂中形成了三极或四极纺锤体，使染色体多少不等地分散在3个或4个赤道板上，分裂后期和子细胞内染色体不规则分布，严重破坏了子细胞中的基因平衡，由此干扰了胚胎或胎儿的正常发育，导致自发流产。故常见于妊娠头3个月的自发流产胎儿，成为胎儿夭折的主要原因。
（一）三倍体
三倍体患者的体细胞具有3个染色体组，每对染色体都增加了1条，染色体总数为69 （3n）。一般认为三倍体形成的机制主要是由于：①双雄受精（diandry）：2个精子同时进入1个成熟的卵细胞受精，形成三倍体合子。即可形成69，XXY；69，XXX和69，XYY 3种类型的受精卵。②双雌受精（digyny）：在减数分裂时，卵细胞因某种原因未能形成极体，或第二极体与卵核重新结合，因而卵细胞中保留有2组染色体，受精后则形成三倍体合子（图11－1）。这一机制的可能性较大。
图11－1 三倍体发生的机制
（二）四倍体
四倍体患者的体细胞具有4个染色体组，每对染色体都增加了2条，染色体总数为92 （4n）。四倍体形成的机制主要是由于：①核内有丝分裂（endomitosis）：细胞在进行有丝分裂时，染色体正常复制1次，但因某种原因，分裂中期时核膜仍未破裂、消失，也无纺锤丝形成和无后期、末期的胞质分裂，结果造成细胞内的染色体为四倍体。②核内复制（endoreduplication）：是指在一次细胞分裂时，染色体复制了2次，即每条染色体形成了4条染色体，称为双份染色体，此时染色体彼此两两相靠；其后如正常分裂，则得到2个四倍体子细胞。核内复制可导致高倍数的多倍体，多发生在肿瘤细胞。如某些肿瘤细胞中可有多达数百条染色体。
二、非整倍体改变
1个细胞内染色体数目少了1条或多条，称为亚二倍体（hypodiploid）；染色体多1条或数条，则称为超二倍体（hyperdiploid）。亚二倍体和超二倍体统称为非整倍体（aneuploid）。
（一）单体型
单体型（monosomy）是指某对染色体减少了1条（2n－1），细胞内染色体总数为45。临床上常见的单体型有45，XX（XY），－21、45，XX（XY），－22、45，X等；目前除了G组染色体单体型和X染色体单体型外，人类尚未发现其他单体型。由于单体型个体的细胞中缺少了1条染色体，会造成基因组严重失衡，即使是最小的21、22号染色体单体型也难以存活。而对于45，X核型，Lyon等曾提出假说并做了解释，即正常女性间期核中，只有一条X染色体有活性，另一条处于失活的异固缩状态，意味着实际上起转录作用的只有一条X染色体。因此，从理论上讲X单体型能存活下来，但实际存活者极少，绝大多数在胚胎期流产。幸存者虽有女性表型，但其个体发育仍受到一定程度的影响，如性发育幼稚、身材矮小、肘外翻等。
如果同一号染色体减少2条（2n－2），即这对染色体不存在，则称为缺体型（nullosomy）。人类缺体型还未见报道，意味着这样的胚胎根本不能存活。
（二）三体型
某对染色体增加了1条（2n＋1）称为三体型（trisomy），细胞内染色体总数为47。这是目前发现的人类染色体数目异常中最多见的一类，几乎涉及每一号染色体。常染色体以21、13和18三体型常见。且少数病例可存活至出生，甚至可活至成年，这说明人的常染色体三体型比单体型危害小。目前，在新生儿中所发现的三体型病例除以上3种三体型外，还有8、9和22三体型，但只出现在有正常细胞系的嵌合体中，且表现为严重、复杂的畸形。性染色体三体型主要有XXX，XXY和XYY 3种。与常染色体三体型相比，性染色体三体型有较大的“耐受性”。如部分患者可有正常的表型，甚至可以有正常的生育能力。但额外增加的性染色体也会对患者产生较大的影响，如影响其性器官的发育，并引起性征、体征或性格的改变。三体型中增加的染色体如有部分缺失，则称为部分三体型。
（三）多体型
某对染色体增加了2条或以上，称为多体型（polysomy）。主要见于性染色体异常，如四体型48，XXXX、48，XXXY、48，XXYY等和五体型49，XXXXX、49，XXXYY等。额外染色体增加得越多，对患者表型的影响越大。
（四）嵌合体
含有2种或2种以上不同核型细胞系的个体，称为嵌合体。若不同的细胞系来源于同一受精卵，称为同源嵌合体（mosaic）；来源于不同受精卵，称为异源嵌合体（chimera）。后者常见于异卵双生，是由于2个胎儿在母体子宫内通过胎盘移入异体细胞所致。嵌合体中异常细胞系所占比例越大，对个体表型所产生的影响越大；反之，正常细胞系所占比例越大，则影响越小，甚至可无任何异常表型。
三、非整倍体的产生机制
（一）染色体不分离
在细胞分裂的中、后期，某一对同源染色体或姐妹染色单体同时进入一个子细胞。染色体不分离（chromosome nondisjunction）是造成非整倍体形成的最常见原因，可发生在配子形成过程中或受精卵的早期卵裂阶段。不分离发生在配子形成过程中，则可产生n＋1和n－1两种类型的配子；这种染色体异常的配子与正常配子结合可产生三体型（2n＋1）和单体型（2n－1）两种合子（图11－2）。不分离发生在受精卵的早期卵裂阶段，则可形成由三体型（2n＋1）和单体型（2n－1）两种细胞系所组成的嵌合体。有关研究认为，染色体不分离可能与染色体支架蛋白topoⅡ（拓扑异构酶Ⅱ）的活性改变有关；离体研究显示，电离辐射可导致减数分裂过程中的染色体不分离。有研究针对33名Down综合征患儿的母亲和41名非遗传性疾病患儿的母亲做了遗传流行病学调查，结果显示长期的小剂量辐射与Down综合征的发生有关，但是否是导致卵细胞形成过程中染色体不分离的原因，还有待进一步研究。在细胞分裂中期，有随体的染色体倾向于靠在一起，其随体区彼此相对，这种现象称为随体联合。由于人类的随体联合较多，有人认为由此发生的染色体不分离的可能性必然会增加。一些研究资料显示，一些三体型患者的双亲随体联合的频率较高，这些资料也支持了这一假说。
图11－2 两种合子（单体型和三体型）起源于配子形成中的染色体不分离而产生的三体型和单体型合子
（二）染色体丢失
染色体丢失（chromosome loss）是指在细胞分裂的中、后期，某一条染色体由于偶然的行动迟缓而未能进入任何一个子细胞核，使子细胞核少了一条染色体的现象，也称为染色体后期迟滞（anaphase lag）。未能进入细胞核内的染色体遗留在细胞质中，逐渐消失。丢失若发生在配子形成过程中，则可形成n和n－1两种类型的配子，后者与正常配子结合，则可形成单体型合子（2n－1）。若丢失发生在受精卵早期卵裂阶段，则可形成单体型（2n－1）和二倍体（2n）两个细胞系所组成的嵌合体。
染色体丢失的真正机制还未完全清楚，但有资料表明，结构异常的染色体在分裂后期染色单体不易分开使之行动迟缓，因而在分裂末期很难进入新形成的子细胞核中。这提示染色体的迟滞和丢失可能与染色体本身的结构异常有关。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
