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【探索生命講座】封神榜裡面的角色是怎麼來的?—談人類先天性缺損

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由國立台灣大學科學教育發展中心 CASE 所舉辦的探索講座第十六期〈命孕交響曲的四大樂章—發生、錯生、重生及再生〉的第二講「封神榜裡面的角色是怎麼來的?—談人類先天性缺損」,由台大醫院婦產部榮譽教授謝豐舟教授主講,以他行醫四十年來累積的豐富經驗,來和與會者一同分享在人類在發育過程中發生異常而導致的先天性缺損現象,以及現代醫學如何透過產前診斷加以預防及治療。

台大醫院婦產部榮譽教授 謝豐舟 醫師

台大醫院婦產部榮譽教授 謝豐舟 醫師

封神榜的角色怎麼來?

在許許多多的神話故事、原住民雕刻、宗教神佛中,都出現了許多與人類型態類似卻又迥異的外貌,例如日本、澳洲、椰子島等地方都有出現的獨眼巨人傳說、封神榜二郎神的第三隻眼以及泰國著名的四面佛等。比對了一些人類畸胎的照片,發現類似於獨眼巨人的 trisomy13 以及與四面佛相當形似的頭部連體嬰等,謝教授認為,也許這些傳說及形象,都發想於各式各樣的人類畸胎。

先天性缺損發生機率

這些不同的先天性缺損,在人類發生的機率較為嚴重的約為千分之三,而加上多指、多塊瘜肉等較為次要的則有千分之十四。其中,每 30 個有先天性缺損的胎兒中,就有 10 個的異常狀況是在是腦神經系統、8 個是心血管系統、4 個腎臟泌尿系統、2 個四肢以及 8 個其他症狀。由這個數據可以看到,在人類發育過程中最容易出狀況的就是腦神經系統,而它也是形成構造最複雜的一塊。

前三個月是關鍵

最早的胚胎像漢堡一樣,上下各一片麵包、中間一片肉,分別是外胚層、中胚層和內胚層。各個胚層經歷摺疊、捲曲,形成各種器官。在受孕後 2 週內,細胞再生能力很強,即使有小狀況也能修復排除;而 10 週後,隨著硬顎的相合,各器官也達到階段性的完成。因此,大多數的器官形成過程中最容易受影響的時間都在受孕後 2-10 週的期間;而腦神經系統雖也在 10 週前受影響程度最高,但直到出生前都仍有異常的可能,也因此在先天性缺損中,腦神經系統異常佔了最高的比例。

從管子來的器官

細胞發育過程中,先長成像紙張的一片,再彎曲後形成管子。數條管子相互摺疊、環繞、捲曲(folding and looping),就形成了器官的模樣。而也有像樹枝一樣的連接,一的大管子長出兩個小管子就形成兩葉立體結構的器官,三條小管子就是三葉了,例如我們的肺和肝臟。在摺疊、環繞及癒合過程中如果出了狀況,在腦神經系統上就成為了無腦、脊柱裂、腦脊髓膜膨出等;而心臟的兩條管子如果扭反了邊,就成為偏心偏到右邊去的形態。

是什麼造成異常

胎兒發育就是基因→染色體→細胞→組織→器官→生物的過程,在不同的階段出了錯,就會造成不同的疾病。基因出錯造成的基因異常佔了所有異常的 5%,染色體異常為 6%,器官形成出錯分為 7% 來自環境因素的突變以及 25% 的多基因出錯造成的異常,另外有 65% 仍屬於我們未知的部份。「上帝也會打瞌睡」謝教授笑說。而造成先天性異常的環境因素包含了酒精、毒物(含藥物及環境毒物)、吸菸、病毒感染(如茲卡病毒造成小腦症、德國麻疹)及放射線等。

遺傳疾病分類

  1. 染色體異常:如 45X 的女性、47XXY 的男性等多或少一條染色體的狀況,或是數目正常但小部分缺損造成的貓啼症、小胖威利等。最常見的就是第21對染色體有三條的 trisomy21,也就是俗稱的唐氏症。其他三染色體很常見的還有第 13 對、第 18 對等。但對於這些異常,我們只知道當這些染色體多了或少了會成為某些疾病或症狀,但為什麼多了一條 21 號染色體就會變成唐氏症?這就是還待研究的目標。
  2. 單基因異常;例如地中海貧血、BRCA 突變造成的乳癌等。藉由家族譜 pedigree 的繪製,可以看出是隔代遺傳的體染色體隱性(autosomal recessive)、代代都有的體染色體顯性(autosomal dominant)、男性症狀較為明顯或僅限男性發病的性聯遺傳(X-linked recessive / X-linked dominant)、 或是每個孩子都得病的粒線體異常等。
  3. 多基因異常;有些疾病和身高一樣,由於是由很多個基因共同調控,而呈現常態分布的模式。如精神分裂、先天性心臟病、神經管缺損、糖尿病等,每個人對於是否會發病的感受性就呈現常態分布。

產前檢查

過去的生產常如開獎,孩子呱呱墜地的當下才知道是否帶有特異的疾病。台灣自 1984 年起努力推動健保產檢,至今台灣的產檢制度已領先全球,以相當實惠的價格擁有先進的技術。許多已知突變點位或台灣常見的疾病如梅毒、地中海貧血、唐氏症、B 型肝炎、糖尿病等皆納入檢查範圍。而除了特殊疾病或突變點位的檢驗,胎兒的體圍大小測量也是相當重要的。醫師會在產檢中藉由超音波影像測量胎兒的頭圍、大腿骨長度等,作為胎兒是否發展無異常的參考指標。「超音波給了我們另外一隻可以透視的眼睛」謝教授說。藉由超音波,除了上述的體圍測量,我們也可以看到胎兒的胎位、性別、腦部、心臟和器官的發育,及早發現水腦、空前腦症、無腦兒或先天性心臟病等。

產前檢查如何取得胎兒基因

取得胎兒基因有序多方式。羊膜穿刺,約懷孕 16-18 週時執行,培養羊水中的細胞藉以萃取出胎兒 DNA;絨毛膜採樣,約懷孕 10-12 週時執行,胎盤組織就是胎兒組織,且存活良好,可提早並作更多檢驗;胎兒血液。約懷孕 22 週後可執行,在超音波導引下抽取胎兒血液;非侵入式產前檢驗,約懷孕 10 週後可執行,抽取母體血液,分離出經由胎盤等流入母體的胎兒細胞染色體。

唐氏症篩檢

由於唐氏症發生機率在母親年齡達 34 歲之後比例大幅上升,早期僅有高齡產婦會做產檢,反而許多生出唐氏症胎兒的都是年輕的母親。後來推動了一系列的檢驗,從母血唐氏症篩檢能篩檢出約 70% 的唐氏症胎兒、加上超音波頸部透明帶厚度及鼻骨等指標可篩檢達 90%,配合之後的羊膜穿刺等進一步的檢驗,目前唐氏症的檢出率已幾乎高達 99%。除了產前檢驗,對於已出生的唐氏症胎兒也積極推動聯合門診、成立病友會等,從產前、產後、到照顧和社會支持,全方位地建立良好的制度。

如何避免先天性缺損

由於現今許多的疾病都有已知的突變點位,且台灣產檢制度已經相當完善,如能從從婚前、孕前、產前的各個時期,經由產檢檢驗及各階段的遺傳諮詢,即能有效篩檢出相當程度的疾病,大大減低胎兒出生時的「驚喜」。另外孕前即開始補充葉酸、孕期中使用藥物的注意,也能避免其他來自於環境造成的突變影響。

演講結束後,謝教授邀請大家一起來摺紙飛機。3、2、1,紙飛機一同飛向天空,教授笑稱是慶祝自己七十歲生日,而實際上是在告訴大家,一張紙,在摺疊而形成構造之後,就成為一個有功能的個體了!

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延伸閱讀:【探索生命講座】 胚胎發育之身體塑形

精采的 QA 時間,提問也相當踴躍。一名高二學生詢問,當產前檢查發現問題時,會採取什麼樣的行動?謝教授語重心長地回答,許多人都認為做產檢就是在殺嬰,但是其實在許多檢驗之後,他們救的胎兒比拿掉的多。另外,在這些產檢諮詢的過程中,無論是醫師或諮詢師,都必須是 non-directive approach,意即沒有方向性的諮詢:在過程中僅能陳述事實,為什麼會發生、未來可能的狀況、有哪些處理方式等,而不能給予胎兒的親屬任何的指令或有主導性的建議。而教授在演講中也有提及,很多時候我們並沒有去在乎「胎兒的意願、胎兒的人權」,一句「為什麼沒有人問我:要不要來到人間?」道出了在產檢發現問題的時候,往往被忽略的,是那個被決定的生命。

而當一名高一學生問起,是否有辦法能以人為的方式,誘導胎兒在發育過程中往比較好的方向突變時,謝教授屢屢指出,「自然的最好,不要亂搞」。科技不斷地在進步,許許多多的電影都上演著訂做寶寶、改變基因、超級人類、操控突變等等。雖然這些科技仍僅限於科幻電影的想像,但是無論是任何情況,醫師們仍然建議,如果遇到問題,就想辦法解決問題,除此之外,自然的最好,不要亂搞。因為我們誰也有沒權力,去訂做出一個屬於我們意願的寶寶,一個從出生前,就失去主導自己發育生長權的人類。

延伸閱讀:【探索生命講座】 命孕交響曲精彩系列開講 給每個熱愛生命的你我

圖片來源:
由 CASE 講座提供。

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