Vývojové chyby u reprodukčných strát v 1. trimestri gravidity

Súhrn

Včasné reprodukčné straty sú súčasťou systému prírodnej prenatálnej selekcie, ktorá zabezpečuje elimináciu jedincov s narušeným priebehom embryonálneho vývoja. V prezentovanej práci bolo morfologicky a cytogeneticky analyzovaných 1 829 samovoľných potratov z 1. trimestra gravidity z regiónu Bratislava. Štúdia zistila ťažké narušenie embryogenézy u 45 % informatívnych analyzovaných prípadov. U ďalších 14 % boli zistene ľahšie poruchy vývoja, ktoré možno považovať za ekvivalenty vrodených vývojových chýb. Zistená bola taktiež vysoká frekvencia chromozómových aberácií, prevažne trizómií, ktoré predstavujú nové gametické mutácie. Informácie o príčine reprodukčnej straty môžu zvýšiť pravdepodobnosť úspešného ukončenia nasledujúcej gravidity.

Kľúčové slová:
včasné reprodukčné straty — porucha embryogenézy — vrodené vývojové chyby — chromozómové aberácie

Úvod

Včasné reprodukčné straty – samovoľné potraty – tvoria organickú súčasť reprodukcie človeka. Predstavujú koncentrát patológie embryonálneho vývoja, na ktorom sa podieľajú faktory endogénne (chromozómové aberácie, monogénové a multifaktoriálne podmienené poruchy vývoja), ale aj exogénne (fyzikálne, chemické a biologické faktory prostredia). Reprodukčné straty tvoria 50 až 70 % zo všetkých realizovaných koncepcií. Časť z nich sa potratí už v prvých dňoch gravidity, kedy je možná len ich biochemická verifikácia pomocou zistenia prítomnosti beta-podjednotky ľudského choriového gonadodotropínu (βhCG) v krvnom sére matky. Ide o tzv. biochemické gravidity. Klinicky rozpoznané gravidity predstavujú 40–60 % z nich. Najčastejšou príčinou týchto včasných reprodukčných strát sú chromozómové aberácie (50–60 %), ktoré sú zvyčajne sprevádzané aj poruchou vývoja [1,2,3, 4,5]. Predpokladá sa, že takmer všetky samovoľné potraty do 4. postovulačného týždňa majú narušenú embryogenézu [6,7,8]. Závažnosť narušenia embryogenézy je rôzna, od ťažkej so životom nezlučiteľnej formy (anembryomola, kedy nedôjde k založenie štruktúr samotného embrya) až po vývojové chyby zlučiteľné so životom, ktoré môžu byť považované za ekvivalenty vrodených vývojových chýb (VVCH). Väčšina z nich, viac než 95 %, podlieha procesu veľmi účinnej prírodnej prenatálnej selekcii, ktorá navodí predčasné ukončenie takejto gravidity. Populácia živo narodených detí vďaka tomuto procesu obsahuje menej než 1 % chromozómových aberácií a len 2–3 % vrodených vývojových chýb [9,10,11].

Cieľom štúdie bola morfologická a cytogenetická analýza samovoľných potratov z 1. trimestra gravidity. Ide o skupinu reprodukčných strát, o ktorých je aj v česko-slovenskej literatúre najmenej dostupných informácií, keďže mnohé gravidity sa potratia skôr, než sú zachytené pri štandardnom ultrazvukovom screeningovom vyšetrení a ich morfologická a chromozómová analýza nie je súčasťou štandardných diagnostických postupov.

Materiál a metodika

Základný súbor tvorilo 1 829 materiálov, ktoré boli zachytené pri samovoľnom predčasnom ukončení gravidity na gynekologicko-pôrodníckych klinikách a oddeleniach bratislavského regiónu v období 1992–2003. Pri ich morfologickej analýze sa použila klasifikácia Fujikuru [12] a Fantela [13] (tab. 1). „Informatívne“ materiály obsahovali embryo/plod alebo ich súčasti a umožňovali do určitej miery posúdiť priebeh embryogenézy, ktorá bola posudzovaná podľa Streeterových horizontov [14]. Karyologické preparáty boli získané štandardným postupom z deliacich sa buniek priamym spracovaním, po 24hodinovej a dlhodobej kultivácii. Bunková suspenzia bola získaná 0,25% trypsínom (Serva, Germany) a spracovaná štandardným spôsobom na karyologické preparáty. Chromozómy boli farbené konvenčne a G-pásikovaním [15]. Embryonálne alebo fetálne tkanivá (choriové klky, amnionová membrána, chóriová membrána, kožnosvalový aparát embrya a plodu) boli kultivované sendvičovou metódou [16] v kultivačnom médiu MEM-E (PAN Biotech, Germany) s 10% fetálneho bovinného séra (FBS, PAN Biotech, Germany) a antibiotikom Gentamicín (Lék, a.s., Slovinská republika) v CO₂ inkubátore s humidovanou atmosférou s 5 % CO₂ vo vzduchu.

Výsledky

Z celkového počtu 1 829 analyzovaných samovoľných potratov z 1. trimestra gravidity bolo 263 (14,4 %) informatívnych materiálov (tab. 2). Embryá a plody s normálnym priebehom embryogenézy (102) tvorili 39,4 % informatívnych materiálov. Zachytených bolo 161 (61,2 %) samovoľných potratov s narušeným priebehom embryogenézy. Najťažšie formy narušenia embryogenézy predstavujú anembryomoly (66/25,1 %, u ktorých nebol založený embryonálny terčík alebo došlo k jeho sekundárnej lýze) a dezorganizované embryá (58/22,4 %). „Ľahšie“ vývojové chyby (VCH), ekvivalenty vrodených vývojových chýb (VVCH), boli zachytené u 37 (14,1 %) včasných reprodukčných strát, z nich 7 ešte v embryonálnom období (tab. 3).

Najpočetnejšiu skupinu tvorili rázštepy pery (CL) a podnebia (CP) (11) s prevahou pravostranných rázštepov pery (5). Tie boli v 4 prípadoch podmienené chromozómovou aberáciou. Tri razy išlo o trizómiu (47,XY,+6; 47,XY,+10; 47,XY,+D) a raz o triploidiu (69,XXX) ako súčasť syndrómu parciálnej moly hydatidózy. Obojstranný CL bol pozorovaný dva razy. Jeden z nich bol podmienený trizómiou D v translokačnej forme (46,XY,-D,+t(Dq;Dq). Izolovaný CP ako aj kombinovaný CL/P bol pozorovaný dva razy. Kultivácia bola úspešná len v prípade kombinovaného CL/P, zistila trizómiu D (47,XY,+D).

Hygróm krku bol druhou najpočetnejšou VCH (7), z toho tri razy v embryonálnom období. Kultivácia bola úspešná len v 3 prípadoch, v 2 z nich bola zistená monozómia X (45,X).

Pri syndróme amniových pruhov (4) ako aj anencefálii (3) bol u úspešných kultivácií (4) zistený normálny karyotyp. U omfalokély (3) bola kultivácia úspešná v 2 prípadoch s nálezom normálneho karyotypu (46,XX) a štruktúrovej chromozómovej aberácie v mozaike s normálnou bunkovou líniou (46,XY/46,XY,3q+).

1 z 2 analyzovaných prípadov hydrocefalu mal trizómiu 21 v mozaikovej forme (46,XX/47,XX,+21) a u jediného prípadu spina bifida bola zistená trizómia 18 (47,XY,+18). U všetkých prípadov s izolovanou syndaktýliou a polydaktýliou bol zistený normálny karyotyp.

Diskusia

Normálne embryá a plody predstavujú u reprodukčných strát pomerne početnú skupinu (40 %), u ktorých ostáva nezodpovedaná otázka o príčine predčasného ukončenia gravidity. Je pravdepodobné, že sú podmienené predovšetkým účinkom exogénnych faktorov. Ak za endogénne faktory považujeme len genotyp, t.j. genetickú výbavu jedinca a poruchy vývoja ním navodené, potom za exogénny faktor môžeme považovať aj organizmus matky.

Druhú najpočetnejšiu morfologickú skupinu tvoria anembryomoly (25,1 %). Predstavujú najťažšiu a veľmi včasnú poruchu embryonálneho vývoja. Morfologicky ide o prázdny choriový vak (obr. 1) – intact embryonic sac, empty gestational sac, empty sac, anembryonic sac, blighted ovum – obsahuje len tekutinu a často hypoplastický chorion frondosum, tvoriaci niekedy ostrovčeky [13]. K založenie embryoblastu buď vôbec nedošlo (primárna anembryomola) alebo embryo založené bolo, ale v dôsledku chybnej amniogenézy v období medzi 7.–14. dňom embryonálneho vývoja, došlo k jeho rezorpcii (sekundárna anembryomola) [17,18]. Zastúpenie anembryomol sa v jednotlivých štúdiách pohybuje v rozpätí 7–45 %. Ide o morfologickú skupinu s vysokým podielom chromozómových aberácií (60–70 %), s prevahou trizómií, najčastejšie trizómiou 16 a 22 [9,18].

Približne rovnako početnú skupinu (22 %) tvoria aj dezorganizované embryá (disorganized embryos, grossly disorganized embryos). Predstavujú jedincov s veľmi ťažko narušenou embryogenézou, nezlučiteľnou so životom (obr. 2). Ich zastúpenie v štúdiách je ovplyvnené aj spôsobom ukončenia gravidity. Pri rutinnom ukončení takejto neperspektívnej gravidity je malá pravdepodobnosť ich zachytenia. Philipp et al (2002) použili transcervikálne embryoskopické vyšetrenie gestačného vaku pred evakuáciou zamĺknutých potratov (154). U 48 z nich (31 %) zistili ťažkú poruchu embryonálneho vývoja [19]. Ide o neperspektívne gravidity s vysokým podielom chromozómových aberácií (70 %), s absolútnou prevahou trizómií autozómov (90 %) [20]. Zachytili však aj dezorganizované embryá s normálnym karyotypom. Autori v analyzovanom súbore DE zistili vysoký, ale o niečo nižší, podiel chromozómových aberácií (50 %), s absolútnou prevahou trizómií autozómov (90 %). Triploidia a monozómia X sa vyskytli len ojedinele. Polovica DE mala normálny karyotyp. V súčasnosti nie sú známe faktory podmieňujúce ťažké narušenie embryonálneho vývoja pri zdanlivo normálnom karyotype. Tento problém si vyžaduje ďalšie štúdium zamerané na detailnú analýzu karyotypu (skrytého mozaicizmu, aberácií v subtelomerických oblastiach chromozómov) a genómu ako takého (poruchy v imprintingu, v homeotických génoch a pod.).

Ďaľšiu, z hľadiska prognózy pre nasledujúcu graviditu, veľmi významnú skupinu tvoria embryá a fétusy s vývojovými chybami – EF a FF (33/14,0 %). Predstavujú ekvivalent vrodených vývojových chýb u živonarodených detí, s frekvenciou výskytu 2–3 %, ktoré podmieňujú 22 % dojčenskej úmrtnosti [21]. Ide o veľmi heterogénnu skupinu s podielom nielen chromozómovej ale aj multifaktoriálne podmienenej patológie. Každý takýto jedinec by mal byť považovaný za probanda v danej rodine a mal by byť vzatý do úvahy pri manažmente a monitoringu nasledujúcej gravidity.

Najčastejšie sa vyskytujúcou VCH v analyzovanom súbore boli rázštepy pery a podnebia (tab. 3). Vo všeobecnosti sa predpokladá ich multifaktoriálna etiológia. Podľa lokalizácie sa delia na rázštepy pery a rázštepy podnebia (Cleft Lip – CL, Cleft Palate – CP) alebo kombinovaný rázštep pery a podnebia (CL/P), a to jednostranné alebo obojstranné [22]. Môžu tvoriť izolovanú VVCH alebo byť súčasťou chromozómových syndrómov. Táto vývojová chyba vzniká okolo 35. dňa vnútromaternicového vývoja tak, že nedôjde k splynutiu frontálnej prominencie s maxilárnym výbežkom. Ľavostranný rázštep sa v populácii novorodencov vyskytuje 2krát častejšie ako pravostranný. V analyzovanom súbore sme pozorovali častejší výskyt pravostranných rázštepov, nešlo však o izolované rázštepy, ale o súčasť chromozómových syndrómov, ktoré tvorili prekvapivo vysoký podiel – 100 % úspešných kultivácií. Dá sa predpokladať, že aj u ostatných prípadov kde zlyhala kultivácia, bola prítomná chromozómová aberácia, s najväčšou pravdepodobnosťou trizómia. Pre stanovenie prognózy pre nasledujúcu graviditu je potrebná informácia o type rázštepu, pohlaví postihnutého plodu ako aj karyotype. V súčasnosti prebieha intenzívny výskum génov, ktoré sa priamo alebo nepriamo podieľajú na vývoji orofaciálnych štruktúr, identifikované ako homeotické gény pre danú oblasť (MSX-1 a MSX-2), receptory a ich DNA polymorfizmy (receptor pre retinovú kyselinu – RARA, receptor pre metyléntetrahydrofolát reduktázu – MTHFR, receptor pre kyselinu listovú – FOLR 1) ako aj faktory životného štýlu matky (alkohol, fajčenie v gravidite). Cieľom tohto štúdia je definovanie mechanizmov podmieňujúcich vznik tejto VVCH.

Druhou najpočetnejšou vývojovou chybou v analyzovanom súbore bol hygróm krku, 7 prípadov (obr. 5), taktiež s vysokým podielom neúspešných kultivácií (4x). V 2 prípadoch bola etiologickým faktorom monozómia X (45,X). U monozómie X sa predpokladá, že podmieňuje vznik vaskulopátií plodu, poruchu v embryo-placentálnej cirkulácii ako aj narušenú výstavbu lymfatického systému, čo následne zvyšuje stázu tekutín v extracelulárnych priestoroch. Makroskopicky sa v prvom trimestri prejavuje ako edém krku a lymfedém horných a dolných končatínu [23]. V prípade neprítomnosti embrya/plodu je často nachádzaný pupočník zakončený fragmentom brušnej steny (obr. 6). Ide o novú, vysoko letálnu mutáciu, ktorá podlieha prenatálnej selekcii a neovplyvňuje negatívne prognózu nasledujúcej gravidity. U 2 ďaľších prípadov boli prítomné aj pridružené (kombinované) vývojové chyby (polydaktýlia a syndróm amniových pruhov).

Syndróm amniových pruhov bol pozorovaný u 4 samovoľných potratov s normálnym karyotypom. V 1 prípade išlo o kombinovanú VCH so syndaktýliou 2., 3. a 4. prsta na hornej a 2. a 3. prsta na dolnej končatine (obr. 7).

Zachytené boli aj 3 prípady omfalokély s normálnym chromozómovým nálezom (obr. 8). Podľa údajov Eurocatu [24] je prevalencia omfalokély 2,52/10 000 s pomerne vysokou geografickou variabilitou. U 46 % prípadov ide o izolovanú VCH s heterogénnou etiológiou, je však aj súčasťou Beckwith-Wiedemanovho a Sphrintzen-Goldbergovho syndrómu (OMIM). V rámci prenatálneho screeningu sa zachytí približne tretina z nich.

Zachytené boli aj 3 prípady anencefala (obr. 9), taktiež s normálnym chromozómovým nálezom. Jeho incidencia v novorodenckej populácii je 10,12/ 100 000 [24]. U všetkých 3 plodov s anencefáliou boli prítomné aj kombinované VCH (spina bifida v cervikotorakálnej oblasti, syndaktýlia a syndaktýlia s polydaktýliou).

Ojedinelý prípad izolovanej spiny bifidy bola podmienená trizómiou 18. Podľa údajov WHO jej frekvencia v roku 2000 bola 21,03 na 100 000 novorodencov. Pokles prípadov nesyndrómovej spiny bifidy v poslednom desaťročí sa pripisuje pozitívnemu účinku preventívnej suplementácii folátmi [25].

Hydrocefalus bol zachytený 2krát. Jeden z nich ako mozaiková forma trizómie 21 aj so syndaktýliou a polydaktýliou.

Ako vidieť, včasné reprodukčné straty predstavujú koncentrát chromozómovej a morfologickej patológie. Chromozómová analýza potratených plodov, u ktorých sa frekvencia chromozómových aberácií pohybuje okolo 50 %, je oveľa informatívnejšia ako vyšetrenie periférnej krvi progenitorov približne so 4 % pozitívnych nálezov [26]. Komplexná analýza reprodukčnej straty tak predstavuje úsporu času a prostriedkov. Podľa Wolfa a Horgera [27] táto úspora pri zisťovaní príčiny neúspešnej tehotnosti dosahuje až 1 100 USD, a navyše výrazne zvyšuje pravdepodobnosť pôrodu zdravého dieťaťa v nasledujúcej gravidite.

Záver

Na základe údajov získaných pri štúdiu pomerne rozsiahleho súboru včasných reprodukčných strát, u ktorých bol zistený vysoký podiel chromozómovej a morfologickej patológie, autori dospeli k presvedčeniu, že vytvorenie podmienok pre ich rutinné vyšetrovanie by bolo prínosom z medicínskeho ale aj psychologického hľadiska. Pri dodržaní štandardných terapeutických a diagnostických postupov histologické vyšetrenie zvyčajne iba potvrdí, že išlo o graviditu. Otázka o príčine reprodukčného neúspechu ostáva nezodpovedaná, čo sa premietne do managementu nasledujúcej gravidity zo strany ošetrujúceho lekára, ktorý sa nemá o čo oprieť, ale aj do psychiky ženy, hlavne v prípade opakovaných reprodukčných strát.