Trisomie 21 – Alles über das Down-Syndrom

Bild: “Trisomía” von UPO649 1112 mreycor1. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Definition

Trisomie 21 als körperliche und geistige Behinderung

Bild: “Trisomía” von UPO649 1112 mreycor1. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Die Trisomie 21 ist auch als Down-Syndrom bekannt und bezeichnet eine Chromosomenaberration mit dem dreifachen Vorkommen des Chromosoms 21.

Folge davon sind geistige und körperliche Fehlentwicklungen. Benannt wurde das Syndrom nach dem englischen Arzt J. Langdon Down, der die Chromosomenaberration bereits im Jahre 1866 klinisch beschrieb.

Epidemiologie

Trisomie 21 in der Bevölkerung

Bild: “A graph of data showing the risk (as a percentage of live births) of down syndrome, along with other trisomies by age of the mother (at delivery).” von Tdadamemd. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Mit einer Häufigkeit von 1:700 stellt die Trisomie 21 die häufigste autosomale Chromosomenaberration dar. Zudem ist sie auch die häufigste genetische Ursache für eine mentale Retardierung beim Menschen. Die Lebenserwartung der Betroffenen liegt derzeit bei durchschnittlich 50 Jahren und ist aufgrund verbesserter therapeutischer Möglichkeiten ansteigend. Liegen keine Herzvitien oder Begleitfehlbildungen vor, so ist die Lebenserwartung mit der der Normalbevölkerung vergleichbar.

Mit dem Alter der Mutter steigt das Risiko des Down-Syndroms: Wird im mütterlichen Alter von unter 30 Jahren weniger als ein Kind von 1000 mit Trisomie 21 geboren, sind in der Altersgruppe der 40- bis 44-jährigen 10 – 20 von 1000 und bei den über 44-jährigen Müttern 20 – 40 von 1000 geborenen Kindern betroffen.

Ätiologie

Ursachen für die Trisomie 21

Wie der Name des Syndroms bereits verrät, liegt eine Trisomie, also ein dreifacher Chromosomensatz vor. Das Chromosom 21 ist überzählig, also dreimal statt zweimal vorhanden. Für das Entstehen der Trisomie 21 kommen auf zytogenetischer Ebene folgende Möglichkeiten in Frage:

• Freie Trisomie 21: Bei > 90 % der Betroffenen; das überzählige Chromosom 21 ist frei, durch Non-Disjunction entstanden und meist maternalen Ursprungs (abhängig von mütterlichem Alter); Chromosomenzahl: 47

Bild: “Scheme of a genetic mutation, in this case Trissomy 21” von National Human Genome Research Institute. Lizenz: Public Domain

• Translokationstrisomie 21: Bei ca. 2 bis 4 % der Betroffenen; das überzählige Chromosom 21 ist mit einem anderen akrozentrischen Chromosom (meist 14) verschmolzen (= Robertson-Translokation), wobei das Alter der Mutter hierbei keine Rolle spielt; Chromosomenzahl: 46

Bild: “Down Syndrome translocation” von National Human Genome Research Institute. Lizenz: Public Domain

• Mosaiktrisomie 21: Bei 1 bis 2 % der Betroffenen; gleichzeitiges Vorliegen einer normalen und einer trisomen Zelllinie
• Partielle Trisomie 21: Sehr selten; Duplikation eines Teils des Chromosoms 21

Die Translokationstrisomie 21 kann de-novo entstehen (Mutation) oder erblich bedingt sein. Hierbei könne die Eltern Träger einer balancierten, das heißt klinisch unauffälligen, Translokation mit ausgeglichenem Erbsatz sein. Ist der Vater der Träger der Translokation, beträgt das empirische Wiederholungsrisiko (Wahrscheinlichkeit für ein betroffenes Kind) ca. 1 bis 2 %, ist die Mutter die Trägerin beträgt sie 10 bis 15 %. Ihr Karyotyp würde bei einer Translokation mit Chromosom 14 folgendermaßen aussehen: 46, XX, t(14;21).

Besteht eine 21/21-Translokation, liegt das Risiko einer Trisomie 21 bei 100 %.

Bild: “Translocación Robertsoniana en el Síndrome de Down familiar” von UPO649 1112 mreycor1. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Klinik

Symptome der Trisomie 21

Während die Symptomatik der freien Trisomie und die der Translokationstrisomie keine Unterschiede aufweist, ist der Ausprägungsgrad der Mosaiktrisomie abhängig von dem Anteil der trisomen Zellen.

Die Infektanfälligkeit bei Betroffenen ist erhöht und auch das Auftreten von Leukämien wird häufiger beschrieben.

Phänotyp der Trisomie 21

Patienten mit Down-Syndrom besitzen ein charakteristisches äußeres Erscheinungsbild mit folgenden dysmorphischen Merkmalen, die teilweise auch in der Normalbevölkerung auftreten können:

• Kraniofazial: Brachyzephalus, breite und flache Nasenwurzel, nach oben außen ansteigende Lidachsen, Epikanthus, kleiner Mund und kleines Kinn, Makroglossie, gefurchte Lippen und Zunge, hoher Gaumen, Zahnstellungsanomalien, Ohrmuschelanomalien, Brushfield-Flecken (weißliche Verdichtungen der Iris), Katarakt, Strabismus, überschüssige Nackenhaut, kurzer Hals

Bild: “A cropped photo of the eyes of a baby with Down Syndrome. Brushfield spots are visible between the inner and outer circle of the iris” von Szymon Tomczak. Lizenz: CC0 1.0

• 

  Bild: “Füße eines Achtjähriger Junge mit Down-Syndrom mit vergrößerter Abstand zwischen der ersten und zweiten Zehe” von Loranchet. Lizenz: CC BY 3.0

  Akral: Kurze breite Hände und Füße, Klinodaktylie, Brachydaktylie, Vierfingerfurche, weiter Abstand zwischen 1. und 2. Zehe („Sandalenfurche“)

• Bewegungssystem: Hypotonie der Muskulatur, Hypermobilität der Gelenke, Nabel-/Leistenbruch, Rektusdiastase, überzählige Rippen, Wirbelkörperanomalien, abgeflachter Azetabulum- und Iliumwinkel, Kleinwuchs
• Haut: Rau, trocken, marmoriert

Organische Fehlbildungen bei Trisomie 21

Bild: “Cryptorchidism, undescended testis” von Nevit Dilmen. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Nicht nur das Äußere der Patienten ist verändert, auch die Organe können Fehlbildungen aufweisen. So kann es gelegentlich vorkommen, dass eine Hypothyreose vorliegt. Zudem sind männliche Patienten im Gegensatz zu weiblichen meist infertil und weisen einen Kryptorchismus auf.

Zu den häufigsten (bis zu 50 %) organischen Fehlbildungen zählen allerdings die kongenitalen Herzfehler. Hierbei handelt es sich vor allem um einen atrioventrikulären Septumdefekt (AV-Kanal), aber auch Ventrikelseptumdefekte, ein offener Ductus arteriosus Botalli oder isolierte Vorhofseptumdefekte können auftreten.

Im Bereich des Intestinaltraktes besteht häufig eine Duodenalatresie oder ein Morbus Hirschsprung. Auch eine Atresie des Ösophagus oder Anus, sowie Gallengangs– oder Pankreasfehlbildungen können vorliegen.

Geistige Retardierung bei Trisomie 21

Patienten mit Trisomie 21 weisen einen IQ zwischen 20 und 50 auf. Die geistige Retardierung kann allerdings unterschiedliche Schweregrade haben, meist ist das Erlernen von Lesen und Schreiben möglich, sodass teilweise sogar ein weitestgehend selbstständiges Leben geführt werden kann.

Diagnostik

Postnatale Diagnostik der Trisomie 21

Die Verdachtsdiagnose Trisomie 21 kann postnatal anhand des klinischen Erscheinungsbildes gestellt werden.

Zur Sicherung der Diagnose sind allerdings zytogenetische Untersuchungen (Karyotypanalyse) notwendig, mit denen ein Down-Syndrom festgestellt oder ausgeschlossen werden kann. Weiterhin ist es wichtig festzustellen, um welche Art der Trisomie 21 es sich handelt, um unter anderem die Wiederholungswahrscheinlichkeit abzuschätzen (s.o.).

Pränataldiagnostik der Trisomie 21

Triple-Test

Bei dem Triple-Test werden in der 16. bis 20. Schwangerschaftswoche mütterliche Blutserumparameter bestimmt und mit Referenzwerten von Schwangeren in der gleichen Schwangerschaftswoche verglichen. Hierbei handelt es sich um β-HCG, ⍺-Fetoprotein und Estriol. Weichen diese Werte von der Norm ab (β-HCG erhöht, AFP und Estriol erniedrigt), kann eine Trisomie 21 vorliegen. Der Test ist jedoch nicht spezifisch für das Down-Syndrom und kann zu falsch positiven Ergebnissen führen. Zudem muss das genaue Schwangerschaftsalter bestimmt werden, um die Werte vergleichen zu können.

Sonographie 

Bild: “Atrioventricular septal defect. Four-chamber view shows the absent crux (arrow). RA – right atrium, LA – left arium, RV – right ventricle, LV – left ventricle” von openi. Lizenz: CC BY 2.0

Mittels Ultraschall lassen sich möglicherweise vorliegende Fehlbildungen wie flaches Gesicht, Makroglossie, verkürzter Femur, fehlende Verknöcherung des Nasenbeins, verkürzte Finger, erweiterte Nierenbecken oder Herzfehler detektieren. Sie erhöhen das Risiko für eine Trisomie 21, besitzen aber nicht immer einen Krankheitswert. Folglich kann die Sonographie zu falsch positiven oder falsch negativen Ergebnissen führen.

Durch sonographische Messung der fetalen Nackentransparenz (subkutanes Gewebe zwischen Haut und Halswirbelsäule) in der 11. bis 14. Schwangerschaftswoche kann ebenfalls auf ein erhöhtes Risiko für ein Down-Syndrom geschlossen werden. Allerdings ist auch diese Untersuchung nicht spezifisch für eine Trisomie 21.

Amniozentese und Chorionzottenbiopsie

Zeigen nicht invasive Verfahren wie die Sonographie oder der Triple-Test auffällige Befunde, kommen als invasive Verfahren die Amniozentese und die Chorionzottenbiopsie in Betracht. Hierbei wird jeweils fetales bzw. plazentares Zellmaterial entnommen und anschließend eine Chromosomenanalyse durchgeführt. Beide Methoden können mit hoher Sicherheit eine Trisomie 21 diagnostizieren, gehen allerdings mit einem erhöhten Risiko für eine Fehlgeburt einher.

Bild: “Amniozentese” von BruceBlaus. Lizenz: CC BY-SA 4.0

Schwangerschaftsabbruch 

Grundsätzlich ist in Deutschland ein Schwangerschaftsabbruch bis zur 12. Schwangerschaftswoche nach Befruchtung nach ausführlicher Beratung und Einwilligung der Schwangeren legal.

Unter bestimmten Voraussetzungen jedoch besteht die Möglichkeit eines straffreien Spätabbruches der Schwangerschaft, das heißt über den Zeitraum von 12 Wochen hinaus. Diese sind dann gegeben, wenn eine Gefährdung für körperliche und psychische Gesundheit der Mutter vorliegt. Wird eine Behinderung des Kindes, z.B. die Trisomie 21, festgestellt, muss in ausführlichen Gesprächen geklärt werden, ob eine solche Gefährdung vorliegt.

In jedem Fall, besonders jedoch bei einem Spätabbruch sollte unbedingt auf die psychische Belastung für die Familien, die ein solcher Eingriff mit sich bringt, hingewiesen und bei Entscheidung für den Abbruch, entsprechend Hilfe angeboten werden.

Therapie

Behandlungsmöglichkeiten der Trisomie 21

Liegen organische Fehlbildungen vor, gilt es diese symptomatisch zu behandeln. Eine Hypothyreose zum Beispiel kann durch eine Substitutionstherapie mit Thyroxin behandelt werden und eine Operation bei angeborenem Herzfehler kann die Lebensqualität erheblich verbessern. Durch frühestmögliche Krankengymnastik kann das Ausmaß der muskulären Hypotonie gemildert werden.

Weiterhin ist es essentiell die betroffenen Kinder zu fördern und ihnen die notwendige Fürsorge angedeihen zu lassen. Dafür bedarf es eines liebevollen Umfeldes und ärztlicher sowie psychosozialer Betreuung. Für die Eltern stellt ein vom Down-Syndrom betroffenes Kind nicht selten eine Herausforderung dar, weshalb ihnen Selbsthilfegruppen empfohlen werden können. Auch die Anbindung an ein sozialpädiatrisches Zentrum ist sinnvoll.

Vorsorgeuntersuchungen sind für Trisomie-21-Patienten ebenfalls sehr wichtig. Bereits neonatal und im Säuglingsalter muss auf Anomalien im Gastrointestinaltrakt und insbesondere am Herzen geachtet werden. Auch gilt es Augenerkrankungen wie Katarakt und Strabismus zu detektieren, um zusätzliche Behinderungen durch Sehschwächen zu vermeiden.

Beliebte Prüfungsfragen zur Trisomie 21

Die Lösungen befinden sich unterhalb der Quellenangaben.

1. Eine 35-jährige Frau bringt ein Kind mit Down-Syndrom zur Welt. Welches Symptom liegt bei diesem Kind mit der geringsten Wahrscheinlichkeit vor?

1. Brushfield-Flecken
2. Ohrmuschelanomalien
3. Vierfingerfurche
4. Gaumenspalte
5. Makroglossie

2. Ein Ehepaar mit einem von Trisomie 21 betroffenen Kind sucht Ihre humangenetische Sprechstunde auf, um die Wiederholungs- wahrscheinlichkeit für ein zweites Kind zu erfahren. Bei der zytogenetischen Untersuchung des Vaters stellt sich heraus, dass dieser Träger einer balancierten Translokation (46, XY, t(14;21)) ist. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit des Paares für ein weiteres Kind mit Down-Syndrom?

1. Ca. 1 %
2. Ca. 5 %
3. Ca. 10 %
4. Ca. 15 %
5. Ca. 20 %

3. Mit welcher diagnostischen Methode wird eine Trisomie 21 am sichersten diagnostiziert?

1. Triple-Test
2. Sonographie
3. Chorionzottenbiopsie
4. Double-Test
5. Auskultation

Quellen

Buselmaier W., Tariverdian G.: Humangenetik, 4. Auflage (2007) – Springer

Kiechle: Gynäkologie und Geburtshilfe, 1. Auflage (2007) – Elsevier, Urban & Fischer

Lentze, Schaub, Schulte, Spranger: Pädiatrie in Grundlagen und Praxis, 3. Auflage (2007) – Springer

Sitzmann F. C.: Duale Reihe Pädiatrie, 3. Auflage (2007) – Thieme Verlag

Speer C., Gahr M.: Pädiatrie, 3.Auflage (2009) – Springer

Stauber, M., Weyerstahl T.: Duale Reihe Gynäkologie und Geburtshilfe, 3. Auflage (2007) – Thieme Verlag

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