mini|hochkant|Der Schauspieler Chris Burke im Alter von 42 Jahren, der eine leichte Form der Trisomie 21 (Mosaizismus) aufweist mini|hochkant|Die Tänzerin Saylee Nandkishor Agavane. mini|hochkant|Achtjähriger Junge mit Trisomie 21
Das Down-Syndrom ist eine Chromosomenanomalie, die sich in einer Kombination geistiger Behinderung und körperlicher Fehlbildungen in unterschiedlicher Ausprägung und Stärke zeigt. Die Ursache liegt in einer Besonderheit an den Erbanlagen des betroffenen Menschen, bei dem das Chromosom 21 oder Teile davon dreifach statt doppelt vorhanden sind. Diese Chromosomenstörung wird deshalb Trisomie 21 (von altgriechisch τρία tría, deutsch ‚drei, dreierlei‘ und σῶμα sôma, deutsch ‚Körper‘; hier: Chromosomenkörper Nr. 21, als Träger der Erbinformationen) genannt.
Verdreifachungen von Chromosomen können entstehen, wenn die Zellteilung so verläuft, dass statt eines Chromosoms zwei Chromosomen der gleichen Nummer in die Keimzelle gelangen. Die befruchtete Eizelle weist dann insgesamt drei Chromosomen auf: Je eins von Mutter und Vater und ein zusätzliches entweder von der Mutter oder dem Vater.
Die Verdreifachung des entsprechenden Erbgutes geschieht meist durch eine Fehlsegregation, das fehlende Auseinanderweichen der Chromosomen während der Meiose. Die verschiedenen Formen der Trisomie 21 entstehen entweder spontan oder können vererbt werden, wenn die Mutter selbst das Down-Syndrom hat. Eine Translokations-Trisomie durch Chromosomenverlagerung kann allerdings familiär gehäuft vorkommen, sofern ein Elternteil vorbelastet ist, demnach eine balancierte Translokation eines 21. Chromosoms bei einem Elternteil ohne die Symptome eines Down-Syndroms vorliegt.
Mit zunehmendem Alter der Mutter vor allem ab dem 35. Lebensjahr steigt die Wahrscheinlichkeit einer Trisomie 21 des Kindes. Menschen mit Down-Syndrom haben in der Regel typische körperliche Merkmale und sind meist in ihren kognitiven Fähigkeiten beeinträchtigt. Eine eindeutige pränatale Diagnose ist durch eine Untersuchung der fötalen Chromosomen möglich, die durch Amniozentese oder Chorionzottenbiopsie, seltener durch Nabelschnurpunktion gewonnen werden. Seit 2012 können durch Bluttests bei der Mutter Spuren fötalen Erbmaterials gefunden und untersucht werden. Die dadurch mögliche Selektion durch einen Schwangerschaftsabbruch ist ethisch umstritten.
Bezeichnung Die Bezeichnung Down-Syndrom verweist auf den britischen Arzt und Apotheker John Langdon Down, der dieses Syndrom 1866 erstmals umfassend beschrieb. Die ursprünglich von Down gewählte Bezeichnung war (mongoloide Idiotie, wovon sich der Ausdruck Mongolismus ableitet), da er vermutete, dass das Syndrom eine Rückbildung zu einem mongolischen Volksstamm sei, wegen der beim Down-Syndrom charakteristischen Gesichtszüge und der Augenform, die an Angehörige einer asiatischen ethnischen Gruppe der Mongolen erinnert.
1965 richtete die Mongolei an die Weltgesundheitsorganisation (WHO) einen Antrag mit der Bitte, den Begriff Mongolian Idiocy und seine Ableitungen aufgrund der negativen sowie rassistischen Besetzung nicht mehr zu verwenden. Die WHO nahm diesen Antrag einstimmig an. Bereits 1961 hatte die renommierte britische Wissenschaftszeitschrift The Lancet auf die Bitte einer internationalen Gruppe von neunzehn anerkannten Genetikern die Bezeichnung in Down’s Syndrome (deutsch: Down-Syndrom) abgeändert.G. Allen, C. E. Benda, J. A. Böök et al.: Mongolism (letter to the editor). In: Lancet. Band 1, 1961, S. 775. Die Verwendung des Begriffs Mongolismus nahm nach und nach ab und verschwand in den frühen 1980er Jahren; seitdem wurde er nur in Artikeln zur Geschichte des Syndroms verwendet. Die Bezeichnung Down-Syndrom ist am weitesten verbreitet. Trisomie 21 wird bevorzugt verwendet, wenn auf die Störung in Verbindung mit anderen Chromosomenanomalien Bezug genommen wird.
Geschichte mini|hochkant|Kind mit Down-Syndrom
Frühgeschichte Aufgrund der Entstehungsmechanismen der Trisomie 21 geht man davon aus, dass es von jeher Menschen mit Down-Syndrom gab. Der bislang früheste Nachweis stammt aus dem Megalith-Grab Poulnabrone in Irland. An einem etwa 5500 Jahre alten Skelett eines Jungen konnte bei einer Genstudie Trisomie 21 nachgewiesen werden.Walter Willems: 5500 Jahre alter Nachweis für Trisomie 21 in Monumentalgrab. In: Frankenpost. 24. Juni 2020.
Die Tübinger Humanbiologen Alfred Czarnetzki, Nikolaus Blin und Carsten M. Pusch wiesen zudem die typischen Symptome am Skelett einer Frau nach, die vor rund 2550 Jahren bei Tauberbischofsheim im Alter von 18 bis 20 Jahren verstorben war.
Forschung Erstmals als Krankheitsbild erwähnt wurde das Down-Syndrom 1838 von dem Psychiater Jean Étienne Esquirol und 1846 sowie 1866 ausführlicher von dem Arzt und Pädagogen Édouard Séguin beschrieben.Bärbel Häcker: Mongolismus. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin / New York 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 1005.
Der englische Neurologe und Apotheker John Langdon Down beschrieb das nach ihm benannte Down-Syndrom 1866 zum ersten Mal wissenschaftlich als eigenständiges, von anderen Erkrankungen und Behinderungen abgrenzbares Syndrom. Erst 1959, 63 Jahre nach Langdon-Downs Tod, erkannten Marthe Gautier, Raymond Turpin und Jérôme Lejeune die genetische Ursache des Syndroms: Sie entdeckten, dass jede Zelle der betroffenen Menschen 47 statt der üblichen 46 Chromosomen besaß, also bei einem Chromosom eine Verdreifachung (Trisomie) statt einer Verdoppelung vorliegen musste. Sie konnten noch nicht feststellen, welches Chromosom verdreifacht war. Erst später wurde der Nachweis geführt, dass das 21. Chromosom betroffen ist (Trisomie 21).
Bei zwei Schimpansen – deren Chromosom 22 dem Chromosom 21 des Menschen entspricht – wurde festgestellt, dass sie aufgrund einer Trisomie 22 ähnliche Symptome entwickelten wie Menschen mit einer Trisomie 21.Satoshi Hirata et al.: Chimpanzee Down syndrome: a case study of trisomy 22 in a captive chimpanzee. In: Primates. Online-Vorabveröffentlichung vom 21. Februar 2017, doi:10.1007/s10329-017-0597-8 Researchers document second case of ‘Down syndrome’ in chimps. Auf: eurekalert.org, 21. Februar 2017.
1985 beschrieb die Radiologin Beryl Benacerraf (Tochter von Baruj Benacerraf) erstmalig eine verdickte Nackenfalte bei Föten in der 15. bis 20. Schwangerschaftswoche als Trisomie-Marker.
Zeit des Nationalsozialismus mini|hochkant|Überlebender der Krankenmorde in der Zeit des Nationalsozialismus mit Down-Syndrom: Walter Kistler
In der nationalsozialistischen Diktatur wurden Menschen mit Down-Syndrom gezielt durch die systematischen Krankenmorde in der Zeit des Nationalsozialismus als Teil der nationalsozialistischen „Rassenhygiene“ ermordet: Kinder-Euthanasie, Ermordung von Kindern in Krankenhäusern in „Kinderfachabteilungen“ Aktion T4, Erwachsenen-„Euthanasie“, Ermordung von Psychiatriepatienten und Behinderten 1940/1941 in Tötungsanstalten Aktion 14f13, Ermordung von KZ-Häftlingen in den Tötungsanstalten der Aktion T4 Aktion Brandt, Ermordung von Psychiatriepatienten und Behinderten in Krankenhäusern ab 1943
Ursachen Trisomie 21 zählt nicht zu den Erbkrankheiten im engeren Sinne. Die Ursache für eine Trisomie 21 liegt bei 95 Prozent der Fälle in einer unüblich verlaufenden Meiose. Entweder findet eine Nichttrennung (Non-Disjunction) der homologen Chromosomen in der ersten Reifeteilung oder eine Nichttrennung der Chromatiden in der zweiten Reifeteilung der Meiose statt.
Laut Lehrmeinung hängt eine Fehlverteilung des Chromosom 21 während der Eizellbildung mit dem mütterlichen Alter sowie mit der Häufigkeit und der Verteilung von Rekombinationsereignissen zusammen. Dagegen sind äußere Ursachen wie ionisierende Strahlung umstritten. So löste 1987 der Berliner Humangenetiker Karl Sperling Kontroversen aus mit seiner These, der Reaktorunfall von Tschernobyl 1986 habe in Deutschland eine ungewöhnlich hohe Zahl von Down-Syndrom-Fällen im Folgejahr verursacht. Trotz Folgestudien und -veröffentlichungen wurde seinen Schlussfolgerungen „heftig widersprochen“, sie sind nicht als geltender Forschungsstand anerkannt.Karl Sperling: Down-Syndrom nach Tschernobyl in Berlin. In: Lutz Mez, Lars Gerhold, Gerhard de Haan: Atomkraft als Risiko. Analysen und Konsequenzen nach Tschernobyl. Lang, Frankfurt am Main / New York 2010, ISBN 978-3-631-55827-0, S. 103–117.Henning Engeln: Wirklich mehr Mißbildungen? Berliner Studie über Erbdefekte nach Tschernobyl enthält Ungereimtheiten. In: Die Zeit. Nr. 18/1987.
Formen der Trisomie 21 Es werden vier Formen der Trisomie 21 unterschieden:
mini|hochkant|Schema des Genoms bei freier Trisomie 21 mini|hochkant|Schema des Genoms bei translozierter Trisomie 21
Freie Trisomie 21 Die freie Trisomie 21 entsteht aufgrund meiotischer Non-Disjunction. Ungefähr 95 Prozent der Menschen mit Down-Syndrom haben diesen Typus, bei dem in allen Körperzellen das Chromosom 21 komplett dreifach vorhanden ist. Es ist jedoch prinzipiell möglich, dass eine freie Trisomie 21 diagnostiziert wird, obwohl eigentlich eine Mosaik-Trisomie 21 (s. u.) vorliegt. In der Wissenschaft geht man daher davon aus, dass lediglich etwa 70 von 100 Menschen mit Down-Syndrom die freie Trisomie 21 haben und ein deutlich höherer Anteil die Mosaik-Form hat, diese jedoch vielfach bei Chromosomenuntersuchungen nicht als solche erkannt, sondern als freie Trisomie 21 diagnostiziert wird. Der Karyotyp der freien Trisomie 21 lautet: 47,XX+21 bzw. 47,XY+21.
Translokations-Trisomie 21 Drei bis vier Prozent der Menschen mit Down-Syndrom haben diesen Typus, bei dem in allen Körperzellen das Chromosom 21 komplett dreifach vorhanden ist, eines der Chromosomen 21 sich jedoch an ein anderes Chromosom angelagert hat. Oft an eines der Nummern 13, 14, 15 oder 22, selten auch an eines mit der Nummer 21. Eine Chromosomenverlagerung wird in der Genetik als Translokation bezeichnet. Der Karyotyp einer Translokations-Trisomie 21 lautet zum Beispiel: 46,XX,t(21;14) bzw. 46,XY,t(21;14).
Mosaik-Trisomie 21 Die Mosaik-Trisomie 21 entsteht durch mitotische Non-Disjunction. Ein bis zwei Prozent der Menschen mit Down-Syndrom haben diesen Typus, bei dem nicht in allen Körperzellen das Chromosom 21 dreifach vorhanden ist, sondern gleichzeitig eine Zelllinie mit dem üblichen Chromosomensatz existiert. Das parallele Vorliegen mehrerer Zelllinien wird in der Genetik als Mosaik bezeichnet. Die Mosaik-Trisomie 21 entsteht erst nach der ersten Zellteilung einer befruchteten Eizelle. Aufgrund des Vorliegens zweier verschiedener Zelllinien kann es prinzipiell vorkommen, dass bei einer Chromosomenanalyse ausschließlich Proben mit einem trisomen Chromosomensatz untersucht werden, aufgrund dessen dann eine freie Trisomie 21 (siehe oben) diagnostiziert werden würde, obgleich eine Mosaik-Trisomie 21 vorliegt. Einige Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass schätzungsweise etwa 30 von 100 Menschen mit Down-Syndrom die Mosaik-Form haben, diese jedoch vielfach nicht als solche erkannt, sondern als freie Trisomie 21 diagnostiziert wird. Zum Teil sind bei Menschen mit der Mosaik-Trisomie 21 Merkmale des Syndroms in Abhängigkeit vom Anteil der disomen Zellen weniger stark ausgeprägt, wobei dies nicht zu verallgemeinern, sondern stets im Einzelfall zu betrachten ist. Der Karyotyp der Mosaik-Trisomie 21 lautet: 46,XX/47,XX+21 bzw. 46,XY/47,XY+21.
Partielle Trisomie 21