3 Ergebnisse

↓38

3.1  Auswertung der Fragebögen

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde nur ein Bruchteil der erfassten Daten des Fragebogens der Gesamtstudie ausgewertet. Der Schwerpunkt lag auf der molekulargenetischen Analyse der elterlichen Herkunft des zusätzlichen Chromosoms 21, der Verteilung der Crossing-over, und der Analyse des MTHFR-Polymorphismus. Erfasst wurde aus den Fragebögen unter anderem das mütterliche und väterliche Alter, die Zahl der Schwangerschaften, Geschwisterfolge des Kindes mit Down Syndrom.

3.1.1  Parentale Altersverteilung zum Zeitpunkt der Geburt des Kindes mit Trisomie 21

↓39

Insgesamt wurden 2318 Schwangerschaften von 246 Frauen in der Gesamtstudie erfasst. Das entspricht einer durchschnittlichen Anzahl von Schwangerschaften pro Frau von 9,4. Von den 2318 Schwangerschaften waren 180 Fehlgeburten. Dieses Ergebnis entspricht einem Anteil von 7,7%.

Die Erhebungen des mütterlichen und väterlichen Alters im Verhältnis zur Anzahl der Schwangerschaften beim Zeitpunkt der Geburt des Down Syndrom Kindes sind in Abbildung 7 und 8 graphisch dargestellt. Das mittlere Alter der Mütter betrug zu diesem Zeitpunkt 34 und das der Väter 41 Jahre. Das Down Syndrom Kind wurde durchschnittlich als 8,5tes Kind in der Geschwisterfolge geboren.

Abb. 7 : Altersverteilung der Mütter

↓40

Abb. 8 : Altersverteilung der Väter

3.1.2 Elterliche Geographische Herkunft und Konsanguinität

Die omanische Bevölkerung hat eine Einwanderungsquote von etwa 10 % vornehmlich aus den benachbarten Golfstaaten, der arabischen Halbinsel und einigen afrikanischen Staaten. Diese Angaben über die elterliche Herkunft spiegeln sich in der Abbildung 9 wider.

Abb. 9 : Herkunftsländer der Eltern

↓41

Der Anteil an Verwandtenehen ist in der folgenden Grafik 9 abgebildet. Nach Unterteilung in 5 Verwandtschaftsgrade, ergab sich ein hoher Prozentsatz von 25 % erstgradig verwandter Eltern. Zählt man Cousins zweiten Grades, Ehen im gemeinsamen Familienstamm und die entfernt Verwandten hinzu, ergibt sich für fast 2/3 der untersuchten Familien eine hohe Konsanguinität.
Abb. 10 : Konsanguinität in der Gesamtstudie

3.1.3 Geschlechterverhältnis der Down Syndrom Kinder im Vergleich mit ihren gesunden Geschwistern

In der Gesamtstudie ergab sich bei den 2001 gesunden Geschwistern der Down Syndrom Kinder ein Verhältnis von 1,09:1 (männlich:weiblich). Bei den 242 Down Syndrom Kindern aus der Gesamtstudie ergibt sich eine Verschiebung zugunsten der Jungen mit einem Verhältnis von 1,37:1. Von den molekulargenetisch untersuchten 98 Down Syndrom Kindern, deren Geschlecht bekannt war, ergab sich ein Wert von 1,65:1 (männlich:weiblich) und von deren 747 gesunden Geschwistern ein Verhältnis von 1,27:1 (männlich:weiblich).

Abb. 11 : Geschlechterverhältnisse sind in der Gesamt und Teilstudie bei Down Syndrom Kindern deutlich zugunsten der Jungen verteilt

3.2 Molekulargenetische Analyse der Non-disjunction- und Crossing-Over Ereignisse

↓42

Im Hinblick auf die chromosomalen Fehlverteilungen wurden für die 110 untersuchten Familien die nachstehenden molekulargenetischen Ergebnisse gefunden. Die Abbildung 12 zeigt maternale Fehlverteilungen der Meiose I in 57 Fällen (51%) und der Meiose II in 15 Fällen (14%). Betrachtet man diese 72 voll informativen maternalen Meiosen, so ergibt sich ein Verhältnis von Meiose I zu Meiose II von 80:20. Weitere 19% der untersuchten Meiosen konnten eindeutig auf maternale Herkunft zurückgeführt werden, die Meiose war indes nicht informativ. In 2 Fällen könnte es sich sowohl um mitotischen Ursprung oder einen Meiose 2 Fehler handeln. Die restlichen 14% der Meiosen waren nicht informativ. Bemerkenswerter Weise fanden sich unter den 93 Meiosen, die bezüglich der Paternität informativ waren, kein paternales Non-disjunction Ereignis. In einem Fall musste die Vaterschaft angezweifelt werden. Diese Quote von 0,9% ist im Vergleich zu weltweiten Daten sehr gering.

Abb. 12 : Ergebnisse der molekulargenetischen Analyse zur Paternalität und zum Non-disjunction in M I und M II

Analog zu [Lamb et al. 2005] wurde das Chromosom 21 in sechs annähernd gleichgroße Intervalle aufgeteilt: Intervall 1 (D21S215-D21S1432), Intervall 2 (D21S1432-D21S1414), Intervall 3 (D21S1414-D21S1258), Intervall 4 (D21S1258-D21S1445), Intervall 5 (D21S1445-D21S1252) und Intervall 6 (D21S1252-D21S1890). Im Anschluss wurden die Crossing-over Häufigkeiten pro Region ermitteln.

↓43

Bei der Auswertung aller Rekombinationen ergaben sich gehäuft Crossing-over in den zentromer- und telomernahen Intervallen. Aufgeschlüsselt nach Meiose I und Meiose II und nicht informativen maternalen Meiosen, zeigten sich charakteristische Verteilungsmuster (Abb.13).
Abb. 13 : Crossing-over Häufigkeiten pro Intervallabschnitt

Bringt man zusätzlich das mütterliche Alter in Verbindung mit den Crossing-over Häufigkeiten, so finden sich die häufigsten Rekombinationen nahe des Zentromers und Telomers bei Frauen unter 29. Ähnlich verhält es sich bei der Altersgruppe 30-35 Jahre. Bei älteren Müttern von Down Syndrom Kindern über 36 Jahre finden sich häufiger Crossing-over, die in den mittigen Intervallen liegen. Die oben beschriebenen Beobachtungen in Abbildung 14 gelten für die Meiose I.
Abb. 14 : Crossing-over Häufigkeiten in drei maternalen Altersgruppen, in denen eine Fehlverteilung der Meiose 1 auftrat.

Für die Meiose II-Fehlverteilungen ergibt sich eine Häufung von Crossing-over in dem telomernahen Intervall 6. Auf Grund der geringen Zahl der gefundenen Meiose II-Fehler, sind hier weitergehende Schlussfolgerungen nicht möglich.

↓44

Abb. 15 : Crossing-over Häufigkeiten in drei maternalen Altersgruppen, in denen eine Fehlverteilung der Meiose 2 auftrat.

3.3 MTHFR-Polymorphismus

Die Genotypen von 83 Indexpatienten und deren Eltern werden in Tabelle 15 angegeben. Die höchste CC Frequenz von 87% wurde bei den Nachkommen gefunden. Verglichen mit ihren Eltern die etwa 78% aufweisen, deutet das auf ein Ansteigen der CC Häufigkeit unter betroffenen Kindern hin.

Betrachtet man die informativen Situationen, in denen einer der beiden Eltern heterozygot ist (CT), so zeigt sich, dass das C-Allel präferenziell an das Kind mit Down Syndrom weitergegeben wird (Tabelle 18).

↓45

Tab. 15 : Genotyp Frequenzen für MTHFR 677 unter Down Syndrom Kindern und ihren Eltern

Genotyp (%)

CC

CT

TT

Indices

72 (87%)

9 (11%)

2 (2%)

Mütter

63 (76%)

19 (23%)

1 (1%)

Väter

65 (78%)

18 (22%)

0 (0%)

Die Frequenzen der anderen möglichen Mutter-Vater-Kind Konstellationen dieser 83 Familien sind in Tabelle 16 dargestellt.

Tab. 16 : Ermittelte und erwartete Genotypen unter Down Syndrom Kindern basierend auf elterlichem Genotyp
* Das Ergebnis wurde nicht mitgezählt, weil die Vaterschaft nicht stimmt.

Genotyp

Anzahl

Ermittelter vererbter Genotyp

paternal / maternal

der Nachkommen

CC

CT

TT

CC / CC

51

51

[ 1 ]*

CC / CT

13

10

3

CT / CC

12

8

4

CC / TT

1

1

CT / CT

6

3

1

2

TT / CC

0

CT / TT

0

TT / CT

0

TT / TT

0

Gesamt

83

72

9

2

3.4 Ergebnisse der Familie mit 10 betroffenen Kindern

↓46

In der Abbildung 16 wurden die 11 orange markierten Personen des Stammbaums molekulargenetisch untersucht. Die Fotos in Abbildung 17 zeigen die 5 Down Syndrom Kinder der untersuchten Teilfamilie. Mit Hilfe von 21 Mikrosatellitenmarkern, die das Chromosom 21 abdecken, konnten Crossing-over Häufigkeiten, die elterliche Herkunft des überzähligen Chromosoms ermittelt werden. Da es sich bei dieser Familie um eine Translokations-Trisomie handelt, wurden zusätzlich auch 6 Marker für das Chromosom 14 verwendet.

Abb. 16 : Stammbaum der Familie mit 10 betroffenen Kindern; die markierten Personen wurden untersucht

Die beiden Zwillinge stellten sich durch die molekulargenetischen Ergebnisse als eindeutig eineiig heraus, obwohl sich dieses Ergebnis auf Grund der phänotypischen Erscheinung auf den Fotos in Abbildung 17 nicht zwingend vermuten ließ. Die 3 untersuchten Kinder aus dem Seitenzweig der Familie weisen viele gemeinsame Allele mit ihren Cousins und Cousinen aus der Kernfamilie auf. Die farblich unterlegten Allele stammen soweit mit den anderen Allelen überein, weil in dieser Familie laut Stammbaum seit mehreren Generationen Konsanguinität vorliegt. Hier konnte die Trisomie 21 bei einem Jungen bestätigt werden, dessen Schwester und Bruder nicht betroffen sind.

↓47

Abb. 17 : Fotos der betroffenen Kinder aus der untersuchten Teilfamilie

Abbildung 19 verdeutlicht die molekulargenetischen Ergebnisse. Links oben sind schematisch die Chromosomen 21 und 14 dargestellt. Zur Veranschaulichung wurden die zytogenetischen Lokalisationen der verwendeten Marker schematisch eingezeichnet. Auf diese Reihenfolge der Mikrosatellitenmarker beziehen sich die Ergebnisse der Basenpaarlänge für die jeweilige Person. Orientierend wurde ein Teil des Stammbaums in dieser Darstellung mit beibehalten. Die Hintergrundfarben wurden willkürlich rot und gelb für maternale Allele festgelegt und grün bzw. blau für die paternalen Allele. Konnte ein Allel nicht eindeutig zugeordnet werden, ist der Hintergrund weiß. Überdies werden die Karyotypen der untersuchten Personen angegeben.

Alle 5 betroffenen Kinder haben das überzählige Chromosom 21 von der Mutter erhalten, wobei es einige Crossing-over zwischen den maternalen Chromosomen gab. Das Translokations-Chromosom ist in diesem Fall das rot unterlegte. Auffällig ist, dass es offenbar kein Crossing-over zwischen den paternalen Chromosomen 21 gab. Es fällt ebenfalls auf, dass der Vater nur an den gesunden Sohn, der gleichzeitig der Translokations-Träger ist, das grün markierte Chromosom vererbte. Alle 5 erkrankten Kinder erhielten hingegen das blaue Chromosom vom Vater.

↓48

Abb. 18 : Karyogramm einer Translokations-Trisomie eines betroffenen Sohnes

Abb. 19 : Ergebnisse der Familie mit 10 betroffenen Kindern


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15.11.2006