1) 상동염색체에 이상이 있는 경우
(1) 다운 증후군(Down syndrome) |
그림 2-1 다운 증후군 염색체의 핵형(왼쪽)과 환아의 전형적인 얼굴(오른쪽) |
다운증후군은 인종, 종족, 경제적 환경 등에 관계없이 가장 잘 알려지고 많이 발생하는 염색체 이상으로 출생아 700명∼800명중 1명의 빈도꼴로 나타난다. 국내에서만 연간 600명 이상의 다운증후군 아이들이 태어난다. 이 질환의 명칭은 처음 발견한 John Langdon Down의 이름에서 비롯되었으며, 의학적으로는 21번 삼염색체 증후군(trisomy 21)이라는 용어로 더 자주 사용된다.
다운 증후군 환자의 경우에 정상인에게는 2개 존재해야 하는 21번 염색체가 한 개 더 많아서 3개가 존재(염색체가 모두 47개) 하는데, 출생 당시에 외모를 보면 비교적 진단을 쉽게 할 수 있다(그림 2-1). 즉 키가 작고(약 4 피트, 약 122㎝ 정도), 머리는 정상아보다 작고 뒷머리가 납작하며, 콧날이 낮고 얼굴이 납작해 보인다. 눈은 가장자리가 위로 치켜 올라가 있고 눈 안쪽 가장자리는 접혀 있으며 미간이 넓다. 정상아에 비해 근시나 원시가 많고 백내장이나 사시도 흔하며, 귀는 작고 귓바퀴 부분이 접혀 있으며 귀의 구조는 약간 변형되어 있고 낮게 붙어 있기도 하다.
혀가 크고 뚜렷한 홈을 가졌으며 보통 입을 벌리고 있어서 혀가 약간 앞으로 나와 있다. 목이 짧고, 손과 발도 작고 짧으며 50%에서는 손금이 일자로 가로지르는 원선(simian crease)이 있다. 손과 발가락 사이의 피부가 접혀져 있으며, 발가락은 짧고 첫째 발가락과 둘째 발가락 사이가 많이 벌어져 있다. 또한 낮은 지능으로 인하여 언어의 발달이 늦어 지는데, 아마 외형상으로 몽고인들을 빗대어서 붙여진 이름으로 몽고리즘(mongolism)으로 알려져 왔다.
다운증후군의 대부분을 차지하는 95%는 삼염색체성이며, 이 가운데 90%는 어머니의 난자의 감수분열시 21번 염색체의 비분리 현상으로 인해 발생하고, 5% 정도는 아버지의 정자의 감수분열시 비분리가 원인이다. 발생빈도는 어머니의 나이와 상당한 연관이 있으며 나이가 증가할수록 발생빈도가 높아진다. 20세의 산모의 경우 발생빈도는 1/1200 정도인데, 35세에서는 1/250, 40세에서는 1/70, 45세에서는 1/20로 빠르게 증가한다. 이 밖에 4%는 전좌형 다운증후군이고 나머지 1%는 모자이크형 다운증후군이 차지한다.
다운증후군은 여러 가지의 의학적 문제점을 동반하고 있어서 선천성 심장질환이나 감염이 빈번하게 나타날 수 있고, 호흡기 질환이나 소화기의 해부학적 이상과 백혈병의 발병률도 높다. 그러나 최근 의학의 발달로 대부분이 치료가 가능하며 올바르게 관리만 해준다면 양호한 건강상태를 유지해 나갈 수 있다. 또한 다운증후군 아이들은 세균이나 바이러스 저항력이 정상인 아이들에 비해 저하되어 있으므로 여러 질병에 쉽게 감염이 된다. 따라서 다운증후군 아이의 합병증에 대한 검사를 적절한 시기에 시작하여 정기적으로 검진을 받도록 해야 한다.
낮은 지능때문에 정상아이들보다는 교육이 조금 늦으나 대부분 교정될 수 있고, 언어력도 보통 늦게 발달하나 조기교육으로 개발시킬 수 있다. 지능저하도 조기에 교육을 시키면 지능지수가 어느 정도의 수준이 될 수 있기 때문에, 부모의 사랑과 주위의 관심, 교육의 기회 및 적절한 의학적 치료가 제공된다면 다운증후군 아이들도 사회적으로 독립적이고 책임감 있는 정상적인 사회인으로 적응할 수 있다. |
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(2) 에드워드 증후군(Edwards syndrome) |
그림 2-2 에드워드증후군 염색체의 핵형(왼쪽), 환아의 전형적인 얼굴(가운데), 그리고 특이한 손발의 모습(오른쪽) |
이 증후군은 1960년 Edwards에 의해 18번 삼염색체(trisomy 18)가 원인이라는 것이 처음 기술되었으며, 발생 빈도는 출생아 6,000명중 1명꼴로 나타난다. 치명적인 증상이 많기 때문에 90% 이상이 태어난 지 6개월 이내에 사망하고 5% 정도만 1세까지 생존한다. 출생시 남녀의 성비는 비슷하나 출생 직후에는 남아의 사망률이 훨씬 높게 나타난다.
다운 증후군과 같이 염색체가 한 개 더 있어서 정상적으로 2개 존재해야 하는 18번 염색체가 3개 존재하는 18번 삼염색체가 원인이다. 18번 삼염색체는 다운증후군과 마찬가지로 어머니의 나이와 밀접한 연관이 있으며, 산모의 나이가 많아질수록 발생빈도가 높아진다. 이 증상의 90% 이상은 어머니의 난자의 감수분열시 18번 염색체의 비분리현상으로 인해 발생하고, 드물게는 모자이크형의 18번 삼염색체가 있는데, 이 경우 임상적인 특징과 예후가 양호한 편이다. 다운 증후군과 마찬가지로 재발률은 젊은 산모의 경우 1% 정도로 낮으나 산모의 나이가 증가할수록 더욱 높게 나타난다.
에드워드 증후군의 외형적인 특징은 작고 좁은 머리, 후두골 돌출, 구순열 및 구개열, 짧은 흉골, 작은 골반, 특징적인 손과 발의 모양이 나타나 집게 손가락이 가운데 손가락 위에 새끼손가락이 넷째 손가락 위에 덮인 손 모양등을 하고 있다(그림 2-2). 또한 심장기형과 신장기형, 횡격막 탈장, 심한 정신지체 등의 외형상 특징과 임상증상을 통하여 에드워드증후군을 의심할 수 있다. 임신중의 초음파 검사에서 심장기형, 식도폐쇄, 특징적인 손과 발의 모양, 자궁내 성장지체 등의 소견으로 진단이 비교적 쉽다. |
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(3) 파타우 증후군(Patau syndrome) |
그림 2-3 파타우증후군 염색체의 핵형(왼쪽)과 환아의 전형적인 얼굴(오른쪽) |
1960년 파타우(Patau)가 처음 보고하였으며, 출생아 20,000명중 1명 꼴로 나타나고 특징적인 임상증상을 나타낸다. 이 증후군 환자의 80% 이상은 생후 1개월 이내에 사망하고 3% 정도만이 6개월까지 생존한다.
앞에서 설명한 두 증후군과 마찬가지로 13번 염색체가 3개 존재하는 13번 삼염색체(trisomy 13)가 원인으로서, 전형적인 13번 삼염색체와 그리고 전좌형 13번 삼염색체 두 가지 유형으로 분류할 수 있다. 전형적인 13번 삼염색체 파타우증후군은 전체의 75%를 차지하고, 다운증후군이나 에드워드증후군처럼 어머니의 나이와 아주 밀접한 연관이 있다. 즉 어머니의 난자의 감수분열시 13번 염색체의 비분리현상으로 인해 발생하고, 재발률은 젊은 산모의 경우 1% 정도로 낮으나 산모의 나이가 증가할수록 재발의 위험도가 더욱 높아진다. 이 증후군의 나머지 25% 정도는 13번 염색체가 단부착사형(acrocentric)인 염색체와 융합된 로버트손 전좌(Robertsonian translocation)와 관련되어 발생한다. 그런데, 이 경우는 산모의 나이와 무관하며 로버트손 전좌를 가진 보인자인 부모로부터 유전되는 경우가 많다. 따라서 부모가 보인자인 경우에는 재발율이 높기 때문에 전좌형 파타우증후군 아이들에게서는 부모가 보인자인지 아닌지를 확인하는 것이 중요하다. 파타우 증후군의 외형상 특징으로는 소두증, 소안구증, 구순열 및 구개열, 낮은 변형귀, 중앙부 두피결손, 다지증, 심장기형, 신장기형, 잠복고환, 심한 정신지체가 나타난다(그림 2-3). |
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2) 성염색체에 이상이 있는 경우 |
세포유전학(cytogenetics)이라는 학문의 발전은 상동염색체에 관한 연구뿐만 아니라 성염색체에 관해서도 새로운 지식을 가져다 주었다. 위에서 설명한 보통 염색체(autosome)가 수적으로 증가하여 이상을 일으키는 것 외에, 성염색체(sexual chromosome)에도 종종 이상이 일어나게 된다. 남성의 정자는 X 염색체 아니면 Y 염색체이며 여성의 난자는 둘 다 X 염색체인데, 오늘날 남성인가 또는 여성인가 하는 성의 결정은 성염색체뿐만 아니라 성기의 형태, 성선의 구조 등에 따라서 구별하고 있다. 예를 들어 의학적으로 완전한 남성이라고 정의할 수 있는 경우는 성기의 형태는 남성, 성선의 구조는 고환, 성염색체의 조합은 XY이다. 그러나 이러한 성염색체만으로 성을 결정하기가 곤란한 경우가 있다. 정자의 염색체와 난자의 염색체가 만나서 새로운 생명을 만들어 갈 때 서로의 염색체는 붙었다가 나뉘어지는 과정을 거치게 된다. 여기서 염색체가 1 개 더 추가되는 경우가 있고, 또한 1 개가 빠지는 경우도 있는데, 이러한 염색체의 분배 오류가 성염색체의 이상이라는 결과를 초래하게 되며, 가장 대표적인 성염색체 수적 이상에는 터너 증후군(Turner syndrome)과 클라인펠터 증후군(Klinefelter syndrome)이 있다(표 2-1).
표 2-1 염색체의 분배 오류에 따른 유전병
Y-염색체가 없는 경우 |
Y-염색체가 있는 경우 |
46,XX ↓
정상(여성) |
45,XO ↓ 터너 증후군 (오직 1 개의 X-염색체) |
46,XY ↓
정상(남성) |
47,XXY ↓ 클라인펠터 증후군 (X-염색체 1개 추가) |
(1) 클라인펠터 증후군(Klinefelter's syndrome; 47,XXY)
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1942년에 클라인펠터(Klinefelter)가 처음 보고하였으며, 1959년 클라인펠터증후군의 원인은 47,XXY(앞의 숫자는 전체염색체 수, 뒤는 성염색체)의 핵형으로서 X염색체가 하나 더 많은 성염색체이상 질환으로 밝혀졌다. 클라인펠터증후군은 남성의 성염색체 이상 중에서 가장 많은 발생빈도를 보이고 있어 남아 1,000명당 1명의 빈도로 발생하며, 남성 성선기능저하증 중에서 가장 흔한 원인 중의 하나이다.
클라인펠터증후군의 원인은 모자이크 유무에 따라 두 가지로 분류한다. 첫째, 비모자이크형은 47,XXY 핵형을 가지고 있고, 이 증후군의 80%∼85%는 그 원인이 부모의 생식세포 감수분열시 성염색체의 비분리현상 때문인데, 어머니로부터 유래한 경우가 56%로 약간 더 많은 편이다. 둘째, 나머지 15% 정도는 모자이크형으로써 46,XY/47,XXY, 46,XX/47,XXY, 46,XX/46,XY/47,XXY, 46,XY/48,XXXY 등의 다양한 모자이크형이 있을 수 있다. 이 경우에는 신체 일부의 세포가 정상적인 핵형을 가지고 있으므로 비모자이크형보다 임상적인 증세가 덜 심각한 편이다.
이 증후군은 출생시와 소아기에는 뚜렷한 증상이 나타나지 않기 때문에 진단이 어렵고, 실제로 대부분은 사춘기 이후에나 진단이 가능하다. 외형적인 특징으로는 키가 크고(과다성장증세), 긴 팔과 긴 다리를 가졌으며, 15%∼30%는 여성형 유방을 가지고 있다. Y 염색체를 가졌으므로 체형과 성기는 외관상으로 남성이나 체모나 음모의 발달이 늦고, 고환이나 음경, 전립선의 크기가 작으며 대부분의 경우는 정자를 생산하지 못하며(무정자증) 불임이다(그림 2-4). 또한 여성의 전형적인 특징인 XX-염색체도 존재하므로 성염색질(barr's body, 제 3 장 참조) 양성으로 판단된다. 평균 IQ는 85∼90 정도이고, 독서장애와 같은 학습장애가 흔한 편이며, 언어발달 지연과 가벼운 신경운동계 결손이 있을 수 있다. 약 25%에서 정신박약이나 정신병리학적인 현상들이 나타난다. 또한 자신들의 성별에 혼돈이 생겨서 여러 가지 다양한 동성애나 이성애를 구하는 현상을 보이고 있다.
이러한 클라인펠터증후군의 진단은 사춘기 이후에 세포유전학적인 염색체검사를 통하여 47,XXY 핵형을 확인하며, 호르몬 검사를 통해서도 알 수 있다. |
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(2) 터너 증후군(Turner's syndrome; 45,XO)
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그림 2-5 터너증후군 염색체의 핵형(왼쪽)과 환자의 전형적인 얼굴(오른쪽) |
터너증후군이란 명칭은 1938년에 키가 작고, 목이 짧고 두꺼우며, 성적발달이 지연된 여자 환자들을 처음 발표한 헨리 터너(Henry Turner)라는 학자의 이름에서 비롯되었으며, 1959년 포드(C. E. Ford)에 의해서 터너증후군의 원인이 성염색체의 이상이라는 것을 알게 되었다. 터너증후군은 여아 2,500명∼3,500명당 1명으로 발생하는 비교적 흔한 염색체이상 질환이다.
여성의 성염색체 이상 중에서 가장 많은 발생빈도를 보이고 있고, 미국의 경우 500명의 여아당 약 1 명 꼴로 나타나고 있다. 남성의 클라인펠터증후군과 대조적으로, 이 증후군은 여성에 있어서 X 염색체 1개가 소실된 형태이다. 즉 이 증후군의 원인은 정상적으로는 XX 또는 XY로 존재해야 하는 성염색체의 X 염색체가 한 개 빠졌기 때문이다(45,X0). 모든 임신의 1.5%에서 발생하나 태아의 99.9%는 유산이 되고, 오직 0.1%만이 생존하여 출생한다. 터너증후군은 세포유전학적으로 X 염색체가 단일염색체로 존재하는지, 또는 구조적 이상이 존재하는 부분 단일염색체인지, 아니면 모자이크형인지에 따라서 크게 세 가지로 분류할 수 있다.
① X 단일염색체 (45,X0) : 터너증후군의 40%∼60%에서 나타나는 가장 흔한 유형이다.
② X 부분 단일염색체 : 터너증후군의 20∼25%에서 볼 수 있으며, 이 유형은 염색체수는 46개이지만 성염색체 1개가 부분 결실이 있거나 구조적 이상이 있는 경우이다.
③ 모자이크형 : 45X0; 46,XX; 46,XY; 47XXX 등의 세포가 두 가지 이상 섞여있는 유형으로 15%의 터너증후군에서 나타난다. 이러한 경우에는 신체 일부의 세포가 정상적인 핵형을 가지고 있으므로 터너증후군의 임상적 소견은 상대적으로 작은 편이다.
터너증후군의 외형적인 가장 커다란 특징은 신장이 아주 작은 것이다. 성장속도가 3세 이후부터 둔화하여 사춘기가 되어도 조금씩 밖에 자라지 않으며 치료하지 않을 경우에 최종 신장은 140cm정도에 불과하다. 사춘기에 들어서도 성적인 발달이 보이지 않는 것은 터너증후군의 주요한 증상으로서, 난소가 발달하지 않아 여성호르몬을 제대로 분비할 수 없기 때문에 유방이 발달하지 않고 월경을 보이지 않는다. 성인 여성은 외관상 소녀같이 보이고 성기의 형태와 체형은 여성형이긴 하지만, 난소가 없으며 완전한 기능을 갖추지 못한 작고 가느다란 조직만이 관찰되고 있다. 또한 두껍고 짧은 목과 방패형 가슴, 유두의 형성부전과 넓은 간격의 유두, 몸의 중심에서 밖으로 향해 있는 팔꿈치, 손톱의 발육부전 등을 들 수 있다(그림 2-5).
의학적인 면에서 문제점을 든다면 터너증후군의 20∼30%에서 심장질환이 나타나고, 터너증후군 환아의 80%에서 중이염이 나타나며, 만성적인 중이염에 걸리기가 쉽다. 또한 터너증후군에서는 열량의 소모가 섭취하는 음식물의 양에 비해서 잘 이루어지지 않으므로, 체중이 증가하는 경향과 비만 증상을 보이기도 한다. |
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(3) XXX 증후군(XXX syndrome; 47,XXX)
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그림 2-6 XXX 환아의 전형적인 얼굴 |
XXX 증후군은 X 염색체가 3 개 존재하는 성염색체이상 질환이다. 표현형은 여성이며, 출생빈도는 여아 1,200명당 1명 꼴로서 흔한 염색체이상 질환 중의 하나이다. 이 증후군의 원인은 47,XXX 핵형을 가지기 때문이다. 하나 더 추가된 X 염색체의 90% 이상은 어머니로부터 유래되었고, 어머니의 생식세포 감수분열시 X 염색체의 비분리현상이 원인으로서 산모의 나이가 많아질수록 XXX 핵형의 빈도가 높아진다. 모자이크형인 45,X/47,XXX, 46,XX/47,XXX 핵형도 있을 수 있다.
이 증후군의 외형적인 특징은 출생시나 소아기에 뚜렷한 이상은 없으나, 머리가 약간 작고, 귀 모양이 이상하고, 키가 평균 이상으로 크며, 특히 하체가 길고 날씬하다. IQ는 평균 85 정도로서 가벼운 지능저하가 있고, 언어발달이 저하되며, 신경 운동계의 결함도 있다(그림 2-6). 또한 대인관계 형성의 장애가 있고 수동적이며 미성숙한 성격을 가지기도 한다. 상대적으로 늦은 초경, 불임이 있을 수 있으나, 대부분은 정상적인 사춘기를 거치고 임신도 가능하다. |
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(4) XXY 증후군(XXY syndrome; 47,XXY)
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그림 2-7 XYY 환아의 전형적인 얼굴 |
XYY 증후군이란 남성에서 존재하는 성염색체인 Y 염색체가 한 개 더 추가된 성염색체이상 질환이다. 표현형은 남자이고 키가 큰 것 이외에 외형은 정상이고 임상증상도 거의 없다. 출생빈도는 남아 1,000명당 1명으로서 흔한 염색체이상 질환 중의 하나이다. 이 증후군의 원인은 아버지의 생식세포 감수분열시 Y 염색체의 비분리현상 때문이며 부모의 연령과는 아무런 관계가 없고, 모자이크형인 46, XY/47, XYY 핵형도 있을 수 있다.
이 증후군의 임상증상은 출생시 뚜렷하게 나타나지 않으며, 성장이 빨라서 대부분 키가 큰 편이고 정신지체는 없다(그림 2-7). 그러나 교도서나 범인재활교육원 등에 수감된 남성들의 유전적 요인을 연구해 본 결과, 대상자의 약 3%에 해당하는 구성원들이 이러한 염색체 조성을 갖고 있다는 것은 흥미로운 일이다. 지능은 IQ가 80∼140 범위로, 정상 XY 남성보다 약간 낮은 편이나 오히려 지능이 높은 경우도 있다. 활동항진, 주의산만성, 분노발작 등이 있을 수 있고 언어발달과 독서의 장애가 흔한 편이지만 따뜻한 관심과 교육으로 충분히 개선될 수 있다. 남성의 이차 성징의 발달은 정상이며 임신도 가능하다. | |