Zespół Patau – trisomia 13. chromosomu

Spis treści:

1. Co to jest zespół Patau?
2. Jakie są objawy zespołu Patau?
3. Co powoduje powstanie trisomii 13 chromosomu?
4. Czy zespół Patau jest dziedziczny?
5. Jak zdiagnozować zespół Patau?

W każdej komórce naszego ciała znajdują się struktury, które zawierają materiał genetyczny niosący informację zapisaną w DNA. Te struktury to chromosomy. U zdrowego człowieka liczba chromosomów wynosi 46. Na tę liczbę składają się 23 pary chromosomów, w tym 22 pary to tzw. autosomy i 1 para chromosomów płci (tzw. allosomów). Chromosomy są dziedziczone po połowie od matki i ojca. Taki zestaw chromosomów tworzy kariotyp. Każdy chromosom składa się z od kilkuset do nawet kilku tysięcy genów. A gen jest złożoną z DNA, podstawową jednostką dziedziczności – szacuje się, że człowiek posiada około 20-25 tysięcy genów.

Nieprawidłowości w obrębie materiału genetycznego człowieka są przyczyną chorób genetycznych. Zmiana jego ilości, zmniejszenie lub zwiększenie, jest przyczyną objawów klinicznych o różnym natężeniu, które mogą być związane z upośledzeniem umysłowym, a nawet śmiercią w wieku prenatalnym czy wkrótce po urodzeniu. Choroby człowieka, które u swojego podłoża mają czynnik genetyczny, możemy podzielić na trzy grupy: choroby jednogenowe, wieloczynnikowe oraz choroby genetyczne, które wywołane są aberracjami chromosomowymi. Zespół Patau jest aberracją chromosomową, czyli zaburzeniem wynikającym ze zmiany liczby chromosomów w komórce, a jego przyczyną jest trisomia chromosomu 13, czyli obecność dodatkowego chromosomu 13.

Co to jest zespół Patau?

Zespół Patau to jeden z najcięższych zespołów wad genetycznych, który należy do wad letalnych. Częstość jego występowania szacowana jest na 1:5000 ciąż i na około 1:10000 – 1:20000 urodzeń i jest trzecią, pod względem częstości występowania, trisomią autosomalną.

W przypadku ponad 90% ciąż płód obumiera w okresie prenatalnym lub tuż po urodzeniu, a szansa urodzenia żywego dziecka wynosi 30–46%, natomiast średnie przeżycie wynosi około 10 dni, podczas gdy około 90% dzieci nie przeżyje dłużej niż roku.

Pojawienie się dodatkowego chromosomu 13 jest efektem błędu w trakcie podziału komórek płciowych rodziców. Nieprawidłowa ilości materiału genetycznego powoduje szereg poważnych wad anatomicznych i rozwojowych u  nienarodzonego dziecka.

Jakie są objawy zespołu Patau?

Objawy występujące u chorych dzieci różnią się pod względem występowania zaburzeń czy stopnia ich nasilenia. Jest to zależne od ilości i lokalizacji powielonego materiału genetycznego.

W przypadku żywo urodzonych dzieci pojawiają się charakterystyczne cechy w wyglądzie. Najczęściej obserwuje się niską masę, obniżone napięcie mięśniowe ciała, zaburzenia wzrostu i rozwoju motorycznego, upośledzenie umysłowe, rozszczep tęczówki, rozszczep wargi i podniebienia, aplazja skóry głowy, małoocze lub bezocze oraz obecności dodatkowego palca, lub palców w kończynach (polidaktylię). Dodatkowo wśród licznych wad rozwojowych obserwuje się wady anatomiczne twarzoczaszki oraz kończyn, a także wady ze strony układów nerwowego, narządów zmysłów, pokarmowego, moczowo-płciowego czy wady serca oraz nerek.

Co powoduje powstanie trisomii 13 chromosomu?

Podczas procesu tworzenia się gamet dochodzi do zaburzeń, czego efektem może być pojawienie się dodatkowego chromosomu 13. W tym procesie chromosomy homologiczne pochodzące od matki i ojca nie rozdzielają się w sposób prawidłowy. Chromosomy homologiczne to chromosomy o takiej samej wielkości i kształcie, które zawierają podobną informację genetyczną. Zatem jedna gameta posiada oba chromosomy pary 13, a druga nie zawiera żadnego. W procesie zapłodnienia powstaje płód, który ma 3 chromosomy 13. Ta prosta trisomia, w której we wszystkich komórkach organizmu dziecka znajduje się dodatkowa kopia chromosomu 13, występuje najczęściej, bo w około 75-80% przypadków zespołu Patau i jest związana z wiekiem matki.

Przyczyną wystąpienia trisomii chromosomu 13 może być również translokacja zrównoważona, w której dwa fragmenty dwóch różnych chromosomów odrywają się i zamieniają ze sobą miejscami. Taka anomalia może występować w około 15% przypadków zespołu Patau. Najczęściej jest to tzw. translokacja Robertsonowska, która występuje u jednego z rodziców albo pojawia się u dziecka na etapie rozwoju zarodkowego. Ten rodzaj translokacji dotyczy chromosomów, które mają jedno ramię chromosomu długie, a drugie bardzo krótkie tzw. chromosomów akrocentrycznych. Do akrocentrycznych chromosomów należą pary: 13, 14, 15, 21, 22 oraz chromosom Y i to one mogą łączyć się między sobą w różnych kombinacjach. Polega to na tym, że chromosom z jednej pary zostaje prawie w całości przyłączony do chromosomu z innej pary. Nie zmienia to wyglądu zewnętrznego i nie powoduje objawów chorobowych. Natomiast, w momencie, gdy materiał genetyczny ulega podziałowi w procesie tworzenia gamet, dzieli się nieprawidłowo. Po zapłodnieniu powstaje zygota z trzema lub z jednym chromosomem 13.

Zespół Patau może mieć również charakter mozaikowy, który jest najrzadziej występującym typem trisomii 13 i dotyczy około 5% dzieci. Najczęściej jest efektem błędu podczas podziału komórek już po zapłodnieniu. Efektem jest obecność w organizmie 2 typów komórek takich, które będę miały prawidłowy zestaw chromosomów, ale też i takich, które będą miały dodatkowy chromosom pary 13. Zespół Patau o podłożu mozaikowym ma zazwyczaj łagodniejsze objawy i nie jest zależny od wieku matki.

Czy zespół Patau jest dziedziczny?

U dziecka zdrowych rodziców zespół Patau jest związany z przypadkowym błędem podczas zapłodnienia i nie jest dziedziczony. W przypadku, gdy urodzi się dziecko z trisomią chromosomu 13, ryzyko pojawienia się tej choroby w kolejnej ciąży nie wzrasta. Takie ryzyko szacuje się na poziomie mniejszym niż 1%, istotnym jest tutaj brak nosicielstwa translokacji zrównoważonej w przypadku rodziców.

Gdy rodzic jest nosicielem translokacji Robertsonowskiej, a fragment chromosomu 13 jest przyłączony do innego chromosomu akrocentrycznego, ryzyko urodzenia dziecka z trisomią chromosomu 13 szacuje się na ok. 1%. Jednak, gdy fragment chromosomu 13 łączy się z homologicznym chromosomem 13, ryzyko urodzenia dziecka z trisomią 13 wynosi 100%. W tym przypadku rodzic – nosiciel nie ma objawów chorobowych, bo u niego nie doszło do zmian, nie ma ani ubytków, ani dodatków w obrębie materiału genetycznego. Staje się to widoczne dopiero na etapie tworzenia się gamet. W identyfikacji ryzyka wystąpienia choroby w przypadku kolejnych ciąż pomocne jest badanie cytogenetyczne wykonywane u dziecka, jak i u rodziców.

Jak zdiagnozować zespół Patau?

Diagnostyka zespołu Patau ma miejsce na etapie ciąży na podstawie nieprawidłowości pojawiających się w badaniach USG wykonanych w I trymestrze ciąży. W trakcie badania ocenia się  budowę płodu i analizuje się tzw. markery wad genetycznych (przezierność karkowa, kość nosowa, przepływ krwi przez przewód żylny przepływ krwi przez zastawkę trójdzielną). Badanie USG to obowiązkowe badanie prenatalne, które powinno być wykonane u każdej ciężarnej kobiety.

Pomocne są również badania biochemiczne I trymestru ciąży (test PAPP-A, test podwójny) przeprowadzone pomiędzy 11. a 13. tygodniem ciąży. Wyniki testu podwójnego, w którym mierzy się u matki stężenia białka ciążowego A oraz wolnej podjednostki beta-hCG-hormonu wydzielanego przez łożysko w połączeniu z badaniem przezierności karkowej mogą wskazywać na obecność zespołu Patau lub zespołu Edwardsa. Jednak cechy charakterystyczne dla zespołu Patau czy nieprawidłowości w badaniach biochemicznych i w USG nie są wystarczające do postawienia ostatecznej diagnozy.

W ocenie ryzyka wystąpienia najczęstszych wad wrodzonych są również pomocne badania wykonane z wolnego płodowe DNA (cffDNA). Jest to nieinwazyjne badanie prenatalne (ang. NIPT- Non Invasive Prenatal Testing), które polega na analizie obecnego we krwi matki materiału genetycznego płodu. Należy jednak pamiętać, że wynik takiego testu również nie daje nam pewności, a określa ryzyko wystąpienia trisomii.

Badaniem weryfikującym rozpoznanie zespołu Patau jest badanie cytogenetyczne – badanie kariotypu. Jest to badanie, które wykonuje się na komórkach płodu znajdujących się w płynie owodniowym. To badanie diagnostyczne jest zalecane, jeśli w teście zintegrowanym (USG oraz test podwójny) ryzyko trisomii wynosi > 1:300. W badaniu tym możemy ocenić liczbę, wielkość oraz budowę wszystkich chromosomów obecnych w komórkach osoby badanej. Badania te należą do grupy badań inwazyjnych, stąd wykonanie ich wiąże się z niewielkim ryzykiem powikłań ciąży. Ocenę kariotypu można również wykonać po urodzeniu.

W przypadku zespołu Patau leczenie jest objawowe i ma głównie na celu poprawę komfortu życia dziecka. W przypadku niektórych wady ze strony układu pokarmowego czy wad serca można wdrożyć leczenie chirurgiczne, jednak wszystko uzależnione jest od stanu zdrowia chorego. Opieka nad dzieckiem z trisomią 13 wymaga stałej opieki wielospecjalistycznej.

Piśmiennictwo

1. Śmigiel R. i in., Genetycznie uwarunkowane zaburzenia rozwoju u dzieci, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2021.
2. Williams GM, Brady R. Patau Syndrome. 2021 Jul 2. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021.
3. Drewa G., Ferenc T. – Podstawy genetyki dla studentów i lekarzy 2007.
4. Fletcher H.L., Hickey G.I., Winter P.C.: Genetyka. PWN, Warszawa 2010.
5. Caba L. et all. Phenotypic variability in Patau syndrome Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi 2013 Apr-Jun;117(2):321-7.
6. Rekomendacje Polskiego Towarzystwa Ginekologicznego dotyczące postępowania w zakresie diagnostyki prenatalnej, Ginekol Pol. 2009, 80, 390-393.