染色体異常の確率とは？出生前診断から分かるリスクまで

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(更新日：2024/02/17)

1 染色体異常の基本
2 妊娠と染色体異常のリスク
3 高齢出産のリスク
4 出生前診断の選択肢
- 4.1 NIPT
- 4.2 出生前診断のタイプ
5 染色体異常の確率に関する最新の科学的知見（研究）
6 出生前診断の実情と疑問
- 6.1 妊婦が知るべきこと
- 6.2 よくある質問
7 まとめ
8 染色体異常の頻度とは？
- 8.1 生産児livebirthにおける染色体異常
- 8.2 自然流産spontaneous　abortionの胎児にみられる染色体異常

はじめに
染色体異常は、多くの先天異常や遺伝病の原因となります。妊娠中の母体の年齢や、出産の歴史が染色体異常のリスクを高めることが知られています。この記事では、染色体異常の種類、確率、そしてこれらの異常を早期に検出するための出生前診断について解説します。

染色体異常の基本

染色体異常は、染色体の数や構造に異常がある状態を指します。これにより、さまざまな発達障害や医療状態が引き起こされることがあります。以下に、一般的な染色体異常の種類とその特徴について説明します。

●ダウン症（21トリソミー）
特徴: ダウン症は、21番目の染色体が3つ存在する状態です。この追加の染色体が原因で、身体的特徴や知的障害が引き起こされます。
身体的特徴: 平坦な顔貌、小さな耳、大きな舌、短い手足、筋肉の低緊張など。
発達に関する影響: 軽度から中度の知的障害、学習障害、言語発達の遅れなどがあります。
●ターナー症候群
特徴: 女性にのみ見られ、X染色体が部分的にまたは完全に欠けている状態です。これは女性が通常2つ持つX染色体のうち1つが欠けているか、異常がある場合に発生します。
身体的特徴: 短身、性器未発達、首回りに襟巻き様の皮膚襞（ウェブ状首）、低い耳介の位置など。
健康への影響: 不妊、心臓疾患、学習障害などが起こり得ますが、知能に重大な影響を与えることは少ないです。
●クラインフェルター症候群
特徴: 男性にのみ見られ、少なくとも1つの余分なX染色体が存在します（通常は47,XXY）。これにより、男性が持つべきXYの組み合わせに加えて、余分なXが存在します。
身体的特徴: 高身長、小さい睾丸、発達した乳房（男性乳房）、減少した筋肉量と骨密度など。
健康への影響: 不妊、性的発達の問題、学習障害や言語発達の遅れが見られることがあります。
その他の染色体異常
●トリプロイディー: 体細胞に通常の2セットではなく、3セットの染色体が存在する状態。重篤な発達障害を引き起こし、多くの場合、出生前または出生直後に死亡に至ります。
●22q11.2欠失症候群: 特定の染色体領域が欠けている状態で、心臓病、免疫系の問題、顔貌の特徴、学習障害などを引き起こすことがあります。
染色体異常は、遺伝的検査によって診断されます。これには血液検査、羊水検査、絨毛検査などが含まれます。これらの異常の多くに対する根本的な治療法はありませんが、支援教育、身体療法、言語療法などを通じて、影響を受ける個人の能力を最大限に引き出すための対策が取られます。

妊娠と染色体異常のリスク

妊娠中の母親の年齢は、胎児の染色体異常のリスクに大きく影響します。特に、ダウン症（トリソミー21）やその他のトリソミー疾患（例えば、エドワーズ症候群（トリソミー18）やパトー症候群（トリソミー13））のリスクは、母親の年齢が上がるにつれて高まります。これは、女性が生まれた時に持っているすべての卵子が既に体内にあるため、年齢と共にこれらの卵子が老化し、染色体の分離異常が起こりやすくなるためです。

●年齢別染色体異常のリスク
以下は、母親の年齢と胎児の染色体異常リスクに関する一般的な統計データです。これらの数値は平均的なリスクを示しており、個々のリスクは個人の健康状態や遺伝的背景によって異なる場合があります。また、リスクの数値はさまざまな研究や出版物でわずかに異なる場合がありますが、以下は一般的なガイドラインとしての数値です。

20歳:
ダウン症のリスク: 約1,500分の1
30歳:
ダウン症のリスク: 約900分の1
35歳:
ダウン症のリスク: 約350分の1
全染色体異常のリスク: 約385分の1
40歳:
ダウン症のリスク: 約100分の1
全染色体異常のリスク: 約106分の1
45歳:
ダウン症のリスク: 約30分の1
全染色体異常のリスク: 約21分の1
これらの統計は、高齢出産が特にダウン症をはじめとする染色体異常のリスクを顕著に高めることを示しています。しかし、現代の医学技術には、妊娠前や妊娠初期にこれらのリスクを特定し、カウンセリングを提供する手段があります。非侵襲的出生前検査（NIPT）、羊水検査、絨毛検査などの方法がこれに含まれます。

妊娠を計画している、または妊娠中の女性は、医療提供者と相談し、自身の年齢や健康状態に基づいたリスク評価を受けることが重要です。遺伝カウンセリングは、リスクの理解を深め、利用可能な検査オプションについての情報を提供するのに役立ちます。

高齢出産のリスク

高齢出産が染色体異常のリスクを高める理由は、女性の生殖細胞（卵子）の老化とその遺伝的物質の分配に関わるメカニズムに起因します。以下に、この生物学的背景を詳しく説明します。

女性の卵子の老化

女性は生まれながらにして持っている卵子の数が決まっており、年齢と共にその数と質が減少します。卵子の質の低下は、遺伝子情報を正確に分配する卵子の能力に影響を及ぼし、染色体異常のリスクを高めます。

染色体分離不全

卵子や精子が形成される際の細胞分裂過程（減数分裂）では、染色体が新たな生殖細胞に均等に分配される必要があります。年齢が上がると、この分配過程での誤り（染色体分離不全）が発生しやすくなり、余分な染色体を持つ卵子や、染色体が不足した卵子が形成される可能性が高まります。

高齢出産と染色体異常の関係

ダウン症: 女性の年齢が上がるにつれて、21番染色体の非分離が起こりやすくなり、ダウン症のリスクが高まります。35歳以上の女性で妊娠すると、ダウン症のリスクが顕著に増加します。
その他の染色体異常: ダウン症以外にも、高齢出産はターナー症候群、クラインフェルター症候群、トリプロイディーなど他の染色体の数的異常のリスクを高めます。

予防と対策

高齢での妊娠を計画している場合、医療提供者と相談し、羊水検査や絨毛検査、非侵襲的出生前検査（NIPT）などの染色体異常を検出するためのスクリーニング検査を受けることが推奨されます。
健康なライフスタイルを維持し、妊娠前と妊娠中の医療ケアをしっかりと受けることも、高齢出産におけるリスクを管理する上で重要です。
高齢出産に伴うリスクは個々人で異なり、多くの女性が健康な妊娠と出産を経験しています。しかし、潜在的なリスクを理解し、適切な医療的サポートを受けることが重要です。

出生前診断の選択肢

NIPT

非侵襲的出生前検査（NIPT: Non-Invasive Prenatal Testing）は、妊娠中の女性の血液から抽出したセルフリーDNA（cfDNA）を分析することで、胎児の染色体異常をスクリーニングする方法です。この検査は、特にダウン症（21トリソミー）、エドワーズ症候群（18トリソミー）、パトー症候群（13トリソミー）などの特定の染色体異常のリスクを評価するのに有効です。

●NIPTの特徴
非侵襲性: NIPTは、母親の血液サンプルを用いるため、胎児や母親にとってのリスクが極めて低い。従来の侵襲的検査方法（例：羊水検査や絨毛検査）と比較して、流産のリスクがありません。
早期実施: 妊娠10週目から実施可能で、早期に染色体異常のリスクを知ることができます。
高い精度: NIPTは高い感度と特異性を持ち、特にダウン症のスクリーニングにおいて非常に正確な結果を提供します。
●スクリーニングプロセス
血液サンプルの採取: 妊娠中の女性から血液サンプルを採取します。
cfDNAの分析: 採取した血液からcfDNAを抽出し、次世代シーケンシングなどの技術を用いて分析します。
結果の解釈: 分析結果をもとに、胎児が特定の染色体異常を持つリスクが高いか低いかを評価します。
●NIPTの利点と限界
利点: NIPTは非侵襲性であり、早期に高精度のスクリーニング結果を提供します。これにより、必要に応じて追加的な診断検査の選択や、出生前の介入、出産後の準備を行うことが可能になります。
限界: NIPTはスクリーニング検査であり、確定診断を提供するものではありません。高リスクと判定された場合、羊水検査や絨毛検査などの侵襲的な診断検査を行うことで、診断を確定させる必要があります。
NIPTは出生前ケアにおける重要なツールであり、染色体異常のリスクを持つ胎児を早期に特定することで、適切な医療対策や心理的準備を促進します。しかし、この検査を受けるかどうかは、医療提供者との相談の上、個々の状況や価値観を考慮して決定することが重要です。

出生前診断のタイプ

出生前診断は、胎児が持つ可能性のある遺伝的状態や異常を検査するために行われます。これには侵襲的な手法と非侵襲的な手法の二つの主なタイプがあり、それぞれにメリットとリスクが存在します。

非侵襲的出生前診断（NIPT）

●タイプ:
NIPTは、妊婦の血液から抽出したセルフリーDNAを分析することにより、胎児の遺伝的状態を検査します。特に、ダウン症（トリソミー21）、エドワーズ症候群（トリソミー18）、パトー症候群（トリソミー13）などの染色体異常を検出するのに用いられます。
●メリット:
非侵襲的で妊婦と胎児にリスクがほとんどまたは全くない。
妊娠早期（妊娠9～10週頃）から行える。
比較的高い精度で特定の染色体異常を検出できる。
●リスク:
確定診断ではなく、スクリーニングテストであるため、偽陽性や偽陰性の結果を生じる可能性がある。
全ての遺伝的状態や染色体異常を検出できるわけではない。

侵襲的出生前診断

●タイプ:
・羊水検査:
妊娠中期（妊娠15～18週頃）に行われ、羊水中の胎児細胞を採取して染色体異常や遺伝病を検査します。
・絨毛検査（CVS）:
妊娠初期（妊娠10～12週頃）に行われ、胎盤から絨毛組織を採取して染色体異常を検査します。
●メリット:
確定診断を提供し、NIPTよりも広範な遺伝的状態や染色体異常を検出できる。
特定の遺伝病に対しても検査が可能。
●リスク:
流産のリスクがわずかに増加する（アミニオセンテーシスで約0.5%、CVSで約1%）。
手順による感染症のリスク。
羊水検査は妊娠中期まで待たなければならず、CVSは初期の検査ではあるが、より技術的に難しく、リスクが高い。
出生前診断を受けるかどうか、またどのタイプの検査を受けるかを決定する際には、これらのメリットとリスクを考慮し、医療提供者と十分に相談することが重要です。検査を選択する際には、検査の目的、検出できる状態の範囲、および潜在的な結果の意味について明確に理解しておくことが望ましいです。

染色体異常の確率に関する最新の科学的知見（研究）

最新の研究によると、染色体異常の確率とそれに影響を与える因子に関する知見が進展しています。特に、非分離、早期分離、またはアナフェーズラグなど、細胞分裂中の染色体の不適切な分離が異数体症の主な原因であることが明らかにされています。
アナフェーズラグは、細胞分裂中のアナフェーズ（染色体が細胞の両極に引っ張られて分離する段階）において、一部の染色体または染色体片が遅れて移動する現象を指します。この遅れが原因で、正常には分離されるべき染色体が一方の娘細胞にのみ含まれることなく、もう一方にも残ることがあります。結果として、細胞の遺伝物質が不均等に分配され、染色体異常が生じることがあります。アナフェーズラグは、無数の遺伝子異常や染色体異常の原因となり得るため、発がん性の細胞変化や多くの遺伝病の発生に寄与する可能性があります。

これらの現象は、特に卵子形成の第一減数分裂中に起こりやすいことが示されています。また、性染色体異数体症の約半数は、父親の減数分裂の非分離によって生じることが分かっています。

研究によると、母親の年齢、以前のトリソミーの出現、異常な再結合、そして少なくとも弱い関連性があるが葉酸不足、肥満、喫煙、放射線などが人間の異数体症に関連するいくつかの要因です。特に、母親の年齢が35歳以上になると、トリソミー21（ダウン症）の発生率が指数関数的に増加します。

染色体異常の検出方法としては、伝統的なカリオタイピングと蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）が主に使用されています。カリオタイピングは、5Mb以上の大きさの構造的再配列、複製、または削除を正確に同定するための決定的方法と見なされています。一方、FISHは構造的染色体異常や微小欠失、転座など、DNAの小さなセグメントを迅速に診断するために利用されます。

また、双子の妊娠における染色体異常の研究では、ダウン症（トリソミー21）が最も一般的な染色体異常であること、そして二卵性双生児（DD）において、単一胎盤双生児（MD）よりも染色体異常の発生率が高いことが示されました。特に、MD双生児ではダウン症の発生率がDD双生児に比べて著しく低いことが確認されています。これは、双子の妊娠が単胎妊娠に比べて染色体異常のリスクが低い可能性を示唆しています。

これらの研究は、染色体異常の理解を深め、妊娠中のリスク評価や遺伝学的カウンセリングに役立つ重要な情報を提供しています。特に、双子の妊娠に関する研究は、双子が単胎妊娠とは異なる遺伝的リスクを持つ可能性があることを示しており、個別化されたリスク評価と対策が必要であることを強調しています。

参照情報:

StatPearlsによる『Genetics, Chromosome Abnormalities』
Journal of Human Geneticsによる『Prevalence of common aneuploidy in twin pregnancies』

出生前診断の実情と疑問

妊婦が知るべきこと

出生前診断は、妊娠中に胎児の遺伝的状態や特定の健康問題を調べる一連の検査です。これにはスクリーニング検査と診断検査の二つの主要なカテゴリが含まれます。スクリーニング検査は、特定の病気や状態のリスクを評価するのに役立ちますが、確定診断を下すものではありません。一方、診断検査は、スクリーニング検査でリスクが高いと判定された場合に、特定の条件の有無を確定するために行われます。

●出生前診断を受ける意義
リスク評価: 特定の遺伝的状態や染色体異常のリスクを早期に識別できます。
情報提供: 胎児の健康状態に関する情報を提供し、出産準備や必要に応じた早期介入を可能にします。
選択の自由: 重大な遺伝的状態や異常が確認された場合、妊娠の継続や中断について選択する機会を与えます。
●出生前診断の可能性
非侵襲的出生前検査（NIPT）: 妊娠初期から可能で、母親の血液から胎児の遺伝的情報を調べます。
超音波検査: 胎児の成長、解剖学的構造、および特定の異常の兆候を視覚的に評価します。
羊水検査や絨毛検査: より詳細な染色体分析や遺伝子検査を行い、特定の遺伝的状態の有無を確定します。
●母体と胎児への影響
母体への影響: 非侵襲的検査は母体にリスクをほとんど与えませんが、羊水検査や絨毛検査のような侵襲的検査にはごくわずかながら流産のリスクが伴います。
胎児への影響: 侵襲的検査による直接的な影響は極めて少ないものの、異常が確認された場合の心理的、社会的影響を考慮する必要があります。
●注意点
出生前診断を受けるかどうかの決定は、潜在的なリスクと利益を慎重に検討し、医療提供者との詳細な相談を通じて行うべきです。また、検査結果をどのように扱うか、それが親としての意思決定にどのように影響するかを考えることも重要です。さらに、出生前診断は全ての遺伝的状態や異常を検出するわけではないため、検査の限界を理解しておくことが必要です。出生前診断は個々の価値観、リスク許容度、医療状況に基づいた個人的な選択であり、その意思決定プロセスは複雑です。専門家の意見を求め、支援団体や他の親からの情報も参考にすることが有益です。

よくある質問

質問1: 染色体異常はどのようにして起こるのですか？: 答え:
染色体異常は、通常、細胞分裂の過程で起こります。これには、減数分裂（生殖細胞が形成される時）や有糸分裂（体細胞が分裂する時）が含まれます。染色体異常が起こる主な理由には、染色体が不適切に分離する非分離、染色体の一部が欠ける欠失、染色体の一部が追加される重複、または染色体の一部が逆転または他の染色体に転移する構造的再編があります。これらの異常は、遺伝的要因、親の年齢、環境要因などによって引き起こされることがあります。

質問2: 染色体異常は遺伝しますか？: 答え:
染色体異常は、遺伝するものもあれば、遺伝しないものもあります。例えば、親から子へと遺伝するバランスのとれた転座や特定の遺伝病に関連する遺伝子変異は遺伝します。しかし、ダウン症のような非分離によって生じるトリソミー21の多くは、新たに発生する（de novo）もので、親から直接遺伝するわけではありません。ただし、親がモザイク型のトリソミーを持っている場合や、バランスのとれない染色体の再編を持っている場合には、その染色体異常を子に遺伝させる可能性があります。

質問3: 染色体異常のある子供を持つリスクを減らす方法はありますか？: 答え:
染色体異常のリスクを完全になくす方法はありませんが、リスクを減らすためにいくつかのステップを踏むことができます。健康的なライフスタイルを維持し、妊娠前および妊娠中に適切な栄養を摂取すること、特定の環境要因や毒素への曝露を避けることが推奨されます。また、高齢での出産は染色体異常のリスクを高めるため、年齢を考慮した家族計画が重要です。さらに、遺伝カウンセリングを受けることで、自身やパートナーの遺伝的リスクを理解し、適切な検査や介入を受けることができます。

質問4: 出生前診断を受けるべきですか？: 答え:
出生前診断を受けるかどうかは、個人や家族によって異なります。この決定をする際に考慮すべき要因には、リスク因子（例えば、親の年齢、家族歴）、診断の結果に基づく可能性のある意思決定、診断に関連するリスクやメリットが含まれます。遺伝カウンセリングを受けることで、自身の状況に最も適した選択肢についての情報とサポートを得ることができます。また、出生前診断の結果がどのように自身や家族に影響を与えるかを考慮することも重要です。

まとめ

染色体異常は、胎児が余分な染色体を持つか、または染色体が不足している状態を指し、これがダウン症（トリソミー21）、エドワーズ症候群（トリソミー18）、パトー症候群（トリソミー13）などの遺伝的疾患を引き起こすことがあります。母親の年齢は、特にダウン症のリスクに大きく影響し、年齢が上がるにつれてリスクも高まります。20代の母親のリスクが約1,500分の1であるのに対し、40歳で約100分の1、45歳では約30分の1に上昇します。

出生前診断は、胎児が染色体異常を持っているかどうかを検査する方法で、非侵襲的出生前診断（NIPT）と侵襲的出生前診断（羊水検査、絨毛検査）の二つの主なタイプがあります。NIPTは妊娠早期に行うことができ、比較的リスクが低いスクリーニング検査です。一方、羊水検査や絨毛検査はより詳細な情報を提供することができる確定診断を可能にしますが、わずかながら流産のリスクを伴います。

出生前診断を受けるかどうかの決定は、母親の年齢、家族の遺伝的リスク、および個人や家族の価値観に基づくべきです。遺伝カウンセリングを通じて、これらのリスクや診断の選択肢について十分に理解し、情報に基づいた意思決定を行うことが重要です。出生前診断は、将来の計画に役立つ貴重な情報を提供し、準備と適切なサポートを受けるための機会を与えます。

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プロフィール

この記事の筆者：仲田洋美（医師）

ミネルバクリニック院長・仲田洋美は、1995年に医師免許を取得して以来、のべ10万人以上のご家族を支え、「科学的根拠と温かなケア」を両立させる診療で信頼を得てきました。『医療は科学であると同時に、深い人間理解のアートである』という信念のもと、日本内科学会認定総合内科専門医、日本臨床腫瘍学会認定がん薬物療法専門医、日本人類遺伝学会認定臨床遺伝専門医としての専門性を活かし、科学的エビデンスを重視したうえで、患者様の不安に寄り添い、希望の灯をともす医療を目指しています。

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