一、名詞釐清與章節定位
1️⃣ 三個常見術語:Hereditary/Familial/Congenital
- 遺傳(hereditary):由父母傳來,經由配子(gametes)跨世代傳遞,因而屬於家族性的疾病(familial)。
- 家族性(familial):家族中可見的遺傳性疾病,強調「家族聚集」。
- 先天(congenital):出生時就存在,不等同於「一定遺傳」。部份先天異常並非遺傳缺陷所致(如器官成熟度不足)。
二、單基因(孟德爾)疾病(Mendelian Disorders)
1️⃣ 總論
- 單基因缺陷遵循孟德爾遺傳規律,臨床上雖各自罕見,但合併起來占成人住院約 1%、兒科住院約 6–8%。
- 常見三種遺傳模式:常染色體顯性(autosomal dominant, AD)/常染色體隱性(autosomal recessive, AR)/X 連鎖(X-linked)。
- 表現度與遺傳異質性:單一突變可致多種表現(pleiotropy);不同基因突變可致同一表現(genetic heterogeneity)。
2️⃣ 代表性疾病與缺陷蛋白
- AD:家族性高膽固醇血症(LDL receptor)、馬凡氏症(Fibrillin)、神經纖維瘤 1 型(Neurofibromin-1, NF1)、成人型多囊腎(Polycystin-1)。
- AR:嚴重複合型免疫缺陷(Adenosine deaminase)、苯酮尿症(Phenylalanine hydroxylase)、Tay–Sachs(Hexosaminidase)、囊性纖維化(CFTR)。
- X 連鎖隱性:A 型血友病(Factor VIII)、Duchenne/Becker 肌營養不良(Dystrophin)、脆性 X(FMRP)。
3️⃣ 修飾基因與族群篩檢
- 修飾基因(modifier genes)可影響單基因疾病表現強弱(如囊性纖維化嚴重度)。
- 高風險族群主動性產前篩檢已降低 Tay–Sachs 發生率。
三、特殊遺傳機制
1️⃣ 三核苷酸重複(triplet repeat)/粒線體 DNA(mtDNA)/基因體烙印(genomic imprinting)
- 本章明確指出:除典型 AD/AR/X-linked 外,重複擴增、mtDNA、烙印等機制會影響遺傳模式與表現。接下來各別說明。
2️⃣ 基因體烙印(Genomic imprinting)
- 概念:在配子形成期發生親本來源特異性的轉錄沉默(promoter 甲基化與組蛋白修飾),使同一基因中只保留一套功能等位基因;功能等位基因遺失(如缺失)即致病。
- Prader–Willi(PWS)與 Angelman(AS):兩者均涉及 15q11–q13;PWS 通常為父源染色體缺失,表現短小、肌張力低下、肥胖、性腺機能低下;AS 為母源缺失,表現共濟失調、癲癇、發作性大笑(happy puppet)。
- 單親二體(uniparental disomy, UPD):若兩條 15 號染色體都來自同一親本(如母源),亦可造成 PWS;AS 亦可因父源 UPD發生。
四、染色體疾病(Cytogenetic Disorders)
1️⃣ 唐氏症(Down syndrome, Trisomy 21)
- 臨床與併發症:扁平臉、內眥贅皮與上斜眼裂等特徵;約 40% 先天性心臟病(房/室中膈缺損、房室瓣異常);幼兒期急性白血病風險增加;>40 歲幾乎皆見阿茲海默病樣病理改變;免疫異常易感染與甲狀腺自體免疫。
- 核型與變異:標準三體最常見;約 4% 為 羅伯遜易位(與 14 或 22);約 1% 為嵌合體(46/47 混合,表現較輕)。
- 產前非侵入性檢測(cell-free fetal DNA, NIPT)+次世代定序(NGS)可精準判定 21 號基因劑量;陽性仍以羊穿細胞傳統核型確認。
- 分子病因涉及多基因群與 miRNA參與。
2️⃣ 22q11.2 缺失症候群(DiGeorge/Velocardiofacial spectrum)
- 表現:流出道型先天性心臟病、顎裂、面部異形、發展遲緩、胸腺低發(T 細胞免疫不全)、副甲狀腺低發(低鈣);成人期 思覺失調/躁鬱症風險上升。
- 致病基因候選包含 TBX1。
- 診斷以 FISH 或陣列技術確認缺失。
五、先天畸形與小兒期疾病概觀
- 嬰幼兒各發展階段易感疾病不同
- 出生後第一年死亡風險最高,其中新生兒期(前 4 週)最為危險
- 1–14 歲間,意外(外傷)為主要死因
六、溶小體與肝醣儲積疾病(Inborn Errors of Metabolism)
1️⃣ 溶小體儲積症(Lysosomal storage diseases, LSDs)
- Gaucher 病:葡萄糖神經醯胺酶(glucocerebrosidase)缺乏,巨噬細胞系統累積底物成「Gaucher cells」,肝脾大、骨病變;1 型最常見且多不侵犯中樞神經;2/3 型有不同程度神經受累。
- 黏多醣症(MPS):肝、脾、心、血管、腦、角膜、關節等廣泛沉積;Hurler(角膜混濁、冠狀與瓣膜沉積、兒童期死亡);Hunter臨床較輕。共同臉貌粗獷(coarse facies)。
2️⃣肝醣儲積症(Glycogen storage diseases, Glycogenoses)
- 定義:肝醣合成或分解酵素缺陷,致肝醣過度或異常累積;多為 AR。Pompe(II 型)因缺乏溶小體酸性麥芽糖酶,屬 LSD 之一,累及多器官,心肌肥厚顯著。
- 三大病理分群與典型表現:
- 肝型(hepatic type):肝腫大+低血糖,代表病:Von Gierke(I 型,glucose-6-phosphatase 缺乏)。
- 肌型(myopathic type):運動後肌痛/痙攣、肌紅蛋白尿,運動無法升高乳酸(糖解阻斷);代表病:McArdle(V 型,muscle phosphorylase 缺乏)。
- 溶小體型(Pompe, II 型):廣泛臟器肝醣沉積,以心肌病變顯著。
七、嬰幼兒腫瘤與類腫瘤病灶(Tumors and Tumorlike Lesions of Infancy and Childhood)
1️⃣ 良性腫瘤(Benign neoplasms)
- 血管瘤(hemangioma):嬰兒期最常見,多位於臉、頭皮,可呈紅藍色扁平或隆起,大型扁平稱葡萄酒斑;多數會自發退化;少數與VHL 綜合徵或家族性腦海綿狀血管瘤(CCM 基因)相關。
- 淋巴管瘤(lymphangioma):為淋巴性對應物,頸、腋、縱膈、後腹膜常見;雖良性但出生後可持續增大並壓迫周邊結構。
- 畸胎瘤(teratoma):可為成熟(良性)、未成熟(潛在惡性)、明確惡性三型;依分化程度與組織構成判定風險。
2️⃣ 惡性腫瘤群的共同病理學特徵
- 多呈原始(胚胎樣)外觀,常見器官生成(organogenesis)特徵
- 病理上常呈小、圓、藍細胞腫瘤(small round blue-cell tumors)的單調細胞片狀:神經母細胞瘤(neuroblastoma)、淋巴瘤、橫紋肌肉瘤(rhabdomyosarcoma)、Ewing 肉瘤(外周神經外胚層腫瘤)、Wilms 腫瘤等
- 這些疾病治癒率提升後,化放療的晚期效應與第二原發癌風險成為重點。
八、分子與細胞遺傳診斷(Molecular & Cytogenetic Diagnosis)
1️⃣ FISH(fluorescence in situ hybridization)
- 用途:偵測數目異常(如三體)、微缺失、複雜易位與基因擴增(例:MYCN 於神經母細胞瘤)。
- 檢體:產前羊膜細胞/絨毛標本/臍帶血、外周血淋巴球、甚至石臘包埋組織。
2️⃣ 陣列式比較基因體雜交(array-CGH)與 SNP 陣列
- aCGH:以試驗 DNA 與參考 DNA 雙色共雜交至全基因體探針,偵測拷貝數變異(CNV)。
- SNP 陣列:除 CNV 外,還可得合子性(zygosity)資訊,用以發現單親二體(UPD)與大片段雜合性喪失(LOH)。
3️⃣ PCR 直接偵測點突變
- 等位特異性 PCR(allele-specific PCR)可在混合樣本中量化野生型/突變比例之螢光訊號,辨識低頻突變。
- 此技術是精準醫療常用的一線分子方法之一。
4️⃣ 連鎖與全基因體關聯(Linkage / GWAS)
- 連鎖分析:在家系內以 SNP 標記尋找共分離的疾病單倍體,有助定位與克隆高外顯率的單基因致病變異。
- GWAS:藉大規模 SNP 陣列在非親緣族群中鎖定疾病易感區段,亦可解析常見量化性狀(身高、骨密度等)的遺傳架構。
九、臨床整合
1️⃣ 產前評估
- 高齡孕婦或高風險家族史:首選非侵入性 cfDNA+NGS做三體篩檢;呈陽性需以羊膜穿刺核型或 FISH 確認。
- 結構異常(心臟流出道、顎裂、免疫低下):考慮22q11.2 缺失,以 FISH/陣列確認。
2️⃣ 嬰幼兒肝脾大或骨痛
- 思考 LSD:Gaucher(巨噬細胞沉積)、MPS(多器官沉積)
- 安排酵素定量與基因檢測
3️⃣ 運動後肌痛+無乳酸上升
- 指向肌型肝醣儲積(McArdle, V 型)
- 做酵素活性/基因檢測與運動負荷試驗
4️⃣ 嬰兒臉頭皮紅藍色斑塊或腫塊
- 多為血管瘤,可追蹤觀察
- 若深部或漸大壓迫結構,轉介影像與手術評估
- 留意家族性腦海綿狀病灶(CCM 基因)
5️⃣ 兒童原始小圓藍細胞腫瘤
- 病理為主,輔以MYCN 擴增(FISH)等分子分型,影響分期與治療
- 長期追蹤二次癌風險與發育影響
十、索引
- 修飾基因(modifier genes):影響單基因疾病嚴重度的其他位點。
- 基因體烙印(genomic imprinting):親本特異性轉錄沉默,常見例:PWS(父染色體 15 缺失)/AS(母染色體 15 缺失);亦見單親二體(UPD)機制。
- 羅伯遜易位(Robertsonian translocation):唐氏症約 4% 為 21q 與 14/22 長臂融合之家族性易位。
- 陣列式比較基因體雜交(array-CGH):全基因體 CNV 掃描。SNP 陣列可判別LOH/UPD。
- Gaucher 病(glucocerebrosidase 缺乏);MPS(多器官黏多醣沉積);Von Gierke(I 型,G6Pase 缺乏);McArdle(V 型,muscle phosphorylase 缺乏);Pompe(II 型,酸性麥芽糖酶缺乏)。
- 小圓藍細胞腫瘤(small round blue-cell tumors):神經母細胞瘤、橫紋肌肉瘤、Ewing 肉瘤、部分 Wilms、淋巴瘤。