648 SAMT DEEL 68 26 OKTOBER 1985

ChromosoomstudiesA. E. RETIEF

•In die ginekologie

Summary

Clinical indications for chromosome analysis inpatients with gynaecological problems are welldefined. These include, with primary or secondaryamenorrhoea, infertility and repeated miscarriages inadults or retarded puberty and abnormal sexualdevelopment in young girls. The type of chromosomeabnormality, the incidence, and the management ofpatients are discussed with reference to 15 years'experience in the Department of Cytogenetics atTygerberg Hospital. The cytogenetics of 419 patientswith amenorrhoea are discussed under headingssuch as gonadal dysgenesis, monosomy X, chromo­some mosaics and the XY female phenotype. Resultsof chromosome studies in 540 males with a lowsperm count are given. The importance of chromo­some studies in repeated miscarriages and geneticcounselling for carriers of balanced translocations isstressed.

S Air Med J 1985; 68: 648-651.

Die eerste geslagschromosoomafwyking van 45,X is in 1959beskryf by 'n vroulike pasient met gonadale disgenese enTurner-sindroomfenotipe. i Sedertdien word chromosoom­ondersoeke gedoen op volwasse pasiente mer ginekologieseprobleme soos amenorree en infertiliteir (ook herhaalde mis­krame) en by dogters mer vertraagde puberteit en abnormalegeslagrelike ontwikkeling. Verskeie studies is die afgelope jaregerapporteer van die voorkoms van chromosoomafwykings ingroepe pasiente mer hierdie probleme. Ons kennis m.b.t.verwagre chromosoomafwykings binne 'n bepaalde groeppasienre, hanrering van en genetiese voorligring aan pasienteen families her nou 'n peil bereik waar pasiente met vertrouebehandel kan word. Die verwagting is dat daar nie nuwekennis op hierdie gebied na yore sal kom nie, maar met diesnelle onrwikkeling op die gebied van navorsing van die DNS­molekule betree die vakgebied 'n baie opwindende era.

In hierdie skrywe word ons kennis v<jn die voorkoms vanchromosoomafwykings, die ripe en die hantering van pasientein die ginekologie bespreek aan die hand van 15 jaar ondervin­ding in die Departeme;nt Sirogenerika, Tygerberg-hospiraal.

Kariotipe-fenotipekorrelasies

Gonadale disgeneseGonadale disgenese word gewoonlik waargeneem in pasiente

met monosomie vir die X-chromosoom (45,X) of in pasientemet suukrurele abnormaliteite van die X-chromosoom. Pasiente

MNR-Navorsingseenheid vir Sitogenetika, DepartementSitogenetika, Universiteit van Stellenbosch en Tygerberg­hospitaal, Parowvallei, KPA. E. RETIEF, M.Se., PH.D.

met normale chromosome (46,XX) en gonadale disgenese wordegter dikwels waargeneem. In hierdie groep mag daar gevallewees waar 'n klein delesie van die X-chromosoom veranrwoor­delik kan wees vir die gonadale disgenese. Selfs met diemaksimumresolusie van die ligmikroskoop kan klein delesiesnie opgespoor word nie. 'n Ander moontlike oorsaak virgonadale disgenese in pasiente met normale chromosome mag'n enkelgeendefek wees. Ander merodes, miskien op die DNS­vlak, sal gevind moet word vir die diagnose van hierdiegevalle.

Monosomie XSekere somatiese afwykings wat in geValle van 45,X voorkom,

stem ooreen met die wat deur Turner beskryf is. Omtrenr alle45,X-individue het 'n kort posruur en sekere van die kenmerkevan Turner-sindroom. In gevalle waar voorligting gegee wordaan dogrers met die afwyking, moet gemeld word dat amenorreeen steriliteit verwag kan word.

X-chromosoommosaieke en struktureleveranderings

Die fenotipiese voorkoms van individue met X-chromosoom­mosaieke of delesiesamestelling kan varieer van die met streep­gonades, kort postuur en Turner-kenmerke rot normaal. Bymosaieke is die persentasie normale selle van belang - die met'n hoe persenrasie normale selle sal na verwagting 'n meernormale voorkoms he. By delesies is die gedeelte van die eenX-chromosoom wat afwesig is van belang, hoe groter diegedeelte hoe hoer is die verwagting van 'n tipiese Turner­fenotipe. Daar is ook aanduidings dat sekere gedeeltes van dieX-chromosoom meer belangrik is as ander. In die algemeenblyk dit dat delesies van die kort arm van die X-chromosoom(del Xp en isochromosome van die lang arm iXq), met kortposruur en Turner-kenmerke gepaard gaan. Dit wil verdervoorkom asof gene op die lang arms van die X-chromosoombelangrik is in ovariale onrwikkeling. Geruienis hiervoor wordgevind in pasiente met Xq-ourosoomtranslokasies wat presen­teer met primere of sekondere amenorree.

AmenorreePasiente met primere of sekondere amenorree moet vir 'n

chromosoomondersoek verwys word. In gevalle van sekondereamenorree van 6 maande of langer is dit vanselfsprekend datdie klinikus pasiente by wie geen ander kliniese oorsake vir dieamenorree gevind kon word nie sal verwys.

In die tydperk 1969 tot 1983 is 419 vroulike pasiente metklagres van amenorree vir chromosoomondersoeke na dieDepartement Sirogenetika, Tygerberg-hospitaal verwys. Diechromosoomresultate is volgens die indikasie van verwysing indrie groepe geklassifiseer, nl: (i) 186 pasiente ouer as 18 jaarmet primere amenorree; (ii) 180 pasiente met sekondereamenorree van 'n 6 maande-tydperk of langer; en (iii) 53pasiente met oligomenorree (Tabel I). Chromosoomondersoekehet getoon dat 33% van die 186 pasiente met primere amenorree,3% van die 180 pasiente met sekondere amenorree en 2% vandie oligomenorree-groep abnormale chromosome het. Hierdiesyfers bevestig dus die belang van chromosoomondersoeke inhierdie groep pasiente.

-SAMJ VOLUME 68 26 OCTOBER 1985 649

TABEL 11. CHROMOSOOMAFWYKINGS IN PRIMEREAMENORREE

TABEL I. CHROMOSOOMSTUDIES IN PASIENTE METAMENORREE

Aantal Aantalverwys abnormaal %

Primere amenorree 186 56 33Sekondere amenorree 180 6 3Oligomenorree 53 1 2

Totaal 419 63

Chromosoomafwykings in sekondereamenorree en oligomenorree

In Tabel III word die chromosoomafwykings wat met sekon­dere amenorree en oligomenorree aangetref word, aangedui. Inalle gevalle is 'n X-chromosoom betrokke, hetsy in 'n mosai'ek­patroon of in 'n strukturele herrangskikking. Inreressant is datbreekpunre van die X-chromosome by die 3 gevalle van X­outosoomtranslokasies betrokke is. Al drie breekpunre val in 'narea q22 tot q26 van die lang arm van die een X-chromosoomo

Chromosoomafwykings in primere amenorreeDie tipes chromosoomafwykings wat by pasienre met primereamenorree gevind is, word in Tabel II aangegee. Soos verwagkan word, is 'n hoe persenrasie (23%) van die afwykings dievan 45,X geassosieer met Turner-fenoripe. In 'n verdere 41 %van die afwykings is die chromosoomafwykings die van 'nmosai'ekbeeld met die 45,X-sellyn in die meeste gevalle teen­woordig. In 7% van die afwykings is 'n strukturele afwykingvan een van die X-chromosome waargeneem. In 'n hoe persen­tasie (29%) van gevalle met afwykings is 'n chromosoomsame­stelling van 46,XY (normaal manIik) gevind. Hierdie chromo­soombeeld in gevalle van primere amenorree dui op X-chromo­soom-gekoppelde resessiewe oorerwing en is geassosieer metdie testikuIere feminiserende sindroom of met gonadale dis­genese.

TABEL Ill. CHROMOSOOMAFWYKINGS IN SEKONDEREAMENORREE EN OLlGOMENORREE

Sekondere amenorreeMosaoieke

45,X/ 46,XX/46,X,del(X)(pter-q24:)45,X/46,XX/46,X,r(X)

Strukturele afwykings46,X,i(Xq)46,X,t(X;17)(q26;q25)46,X,t(X;3)(q24;qter)46,X,t(X;2;15)(q22;p12;p11)

Oligomenorree46,X,del(X)(pter-q22:)

Ware hermafrodieteIndividue met 'n fenotipiese voorkoms van inrerseks by wie

aangetoon word dat hulle ovariale sowel as testisweefsels in die

Aangesien die translokasies in al 3 gevalle gebalanseerd voor­kom, word die afleiding gemaak dat belangrike gene in termevan ovariale onrwikkeling in hierdie gebied van die X-chromo­soom gelee iso In herrangskikking van gene deur 'n translokasieis die normale fisiologie of genewerking versteur sodat diepasienr met sekondere amenorree presenreer. Dieselfde ver­klaring kan gegee word vir die kliniese afwykings wat gevindword in die pasienre met delesies waar breekpunre by q24 inprimere amenorree en by q22 in oligomenorree waargeneem is.

XY-gonadale disgeneseVroulike individue met normaal manlike 46,XY-chromosome

presenreer dikwels met primere amenorree, gonadaIe disgeneseen Turner-stigmata. Hul lengte is dikwels normaal, maarborste en eksterne geslagsorgane is swak onrwikkel. Omtrenr20 - 30% van pasienre met XY-gonadale disgenese het 'n dis­germinoom of gonadoblastoom. Weens hierdie hoe voorkomsword gonades gewoonlik net na die diagnose gemaak is chirur­gies verwyder. 'n- Moonrlike teorie vir hierdie toestand is 'nmutasie van 'n X-gekoppelde geen wat veranrwoordelik is virHY-antigeenproduksie of -binding, wat veroorsaak dat gonadaIedifferensiasie nie plaasvind nie.

Familiestudies in XY- vroulike fenotipesDie X-gekoppelde resessiewe oorerwing in gevalle van

46,XY-chromosome en vroulike fenotipes dui op verdere fami­lie-ondersoeke. Dikwels word dieselfde afwyking in susters,niggies en tantes aan moederskant gevind. Draers (heterosigote)vir hierdie toestand is fenotipies normaal, maar het 'n 50%­kans vir 'n herhaling in die 46,XY-nageslag. Ongelukkig kandraers nie in hierdie stadium van normaal onderskei word nie;die afleiding word gewoonlik uit 'n stamboomanalise gemaak.

46,XY-testikulere feminiserende sindroomDie pasienre is fenotipies vroulik met goeie borsonrwikkeling

en presenreer almal met primere amenorree. Bilaterale testesis normaal in groQtte en word gevind in posisies vanaf diebuikholte tot in die labia majora. Die voorkoms van tumore isverhoog en daar word aanbeveel dat 'n gonadektomie voor dieouderdom van 25 jaar gedoen word. Weens 'n mutasie van 'nX-gekoppelde geen wat waarskynIik vir androgeenreseprorekodeer, word hierdie toestand toegeskryf aan 'n endorgaanon­sensitiwiteit vir androgene.

41%

7%

29%

23%

% van totaleafwykings

211

4

854

31

11

23

1656

13

Aantal

Groottotaal

Tipe Afwyking

Numeriese afwykings45.X

MosaTeke45.X/46,X,i(Xq)45.X/46,X,r(X)45,X/46,XY45,X/46,XX45,X/46,X,del(X)(pter-q25:)45,X/46.X,t(Xq+,?)(q28?)46,XX/47,XXX/48,XXXX

TotaalStrukturele afwykings

46,X,i(Xq)46,X,del(X)(pter-q24:)46,X,t(X,7)(q24,qter)

TotalEnkelgeenafwyking(geslagsgekoppel)

46,XY

TABEL V. CHROMOSOOMAFWYKINGS IN ASOO- ENOLlGOSOOSPERMIE

bekom. Soos reeds genoem, is die tipe afwykings wat gevindword by ouers hoofsaaklik gebalanseerde outosomale translo­kasies.

650 SAMT DEEL 68 26 OKTOBER 1985

gonades het, word as ware hermafrodiete geklassifiseer. In diemeeste gevalle is 'n 46,XX-ehromosoomsamestelling by hierdieindividue gevind. Die mees aanvaarbare hipotese vir die voor­koms van testikulere weefsel by hierdie individue met 'noenskynlike normale vroulike chromosoomsamestelling is dievan 'n X-Y-translokasie.2 Omdat die meeste ware hermafro­diete sporadies voorkom, word gepostuleer dat gedeeltes vandie Y-ehromosoom gedurende meiose I in die vader translokeerop die kort arms van die X-chromosoom. Hierdie getrans­lokeerde gedeelte is in die meeste gevalle so klein dat dit ruemikroskopies in die kariotipe waargeneem kan word rue.

Chromosoomondersoeke by infertiliteit

In gevalle waar ouerpare probleme ondervind met infertiliteitkan 'n chromosoomondersoek in die geval van die manlikeeggenoot oorweeg word na 'n deeglike spermiogram gedoen is.Indien die spermiogram herhaaldelik 'n lae spermtelling aan­toon, dui dit op 'n chromosoomanalise. Ons het onlangs dievoorkoms van chromosoomafwykings by mans met 'n sperm­telling van minder as 10 miljoen per milliliter gerapporteer. 3

In die ondersoek het ons aangetoon dat die voorkoms vanchromosoomafwykings by mans met aSoOspermie 14,1% is enby die met 'n lae saadtelling 5, I%.

In Tabel IV word addisionele gegewens weergegee van dievoorkoms van chromosoomafwykings by mans wat gedurendedie tydperk 1969 tot 1983 na die Departement Sitogenetika,Tygerberg-hospitaal vir 'n chromosoomondersoek verwys is.In die groep van 119 mans met asoospermie is 18 (15%) met 'nchromosoomafwyking gevind en in die groep van 421 mansmet 'n spermtelling van minder as 106/ml, is 20 (5%) metafwykings gevind.

TABEL IV. CHROMOSOOMSTUDlES VAN INFERTlELE MANS

Asoospermie47,XXY46,XY/47,XXY46,XY/47,XYY47,XXY/48,XXXY/49,XXXXY46,XX45,X/46,XY

TotaalOligospermie

Geslagschromosome47,XXY46,XY/47,XXY47,XYY46,XY/47,XYY

TotaalOutosomaal

46,XY/47,XY,+mar45,X,t(Y;21)(q11;p11)46,XY,t(1 ;4)(q12;qter)46,XY,t(7;15)(qter;q15)45,XY,t(15;21)(p11;q11)45,XY,t(13;14)(p11;q11)45,XY,t(14;21)(p11 ;q11)46,XY,inv(3)(pter;q13)

Totaal

941121

--->.18

4321

10

21

111211

10

Aantal Aantalondersoek abnormaal %

Asoospermie 119 18 15,1Oligosoospermie 421 20 5,0

Totaal 540 38 7,0

In Tabel V word die chromosoomafwykings wat in diegroepe gevind is uiteengesit. In die asoospermiegroep is alleen­lik X- and Y-chromosoomafwykings waargeneem. Die meer­derheid van gevalle is die 47,XXY- of Klinefelter-sindroommet die mees kenmerkende fenotipiese afwykings van kleintestes, soms ginekomastie en verlaagde testosteroonvlakke.

In die groep afwykings wat by oligosoospermie gevind is, isgeslagschromosome in die helfte van die gevalle betrokke enby die ander hoofsaaklik outosomale strukturele afwykings indie vorm van gebalanseerde translokasies.

Chromosoomondersoeke by herhaaldemiskrame

Indien 'n vrou drie of meer miskrame gehad het, kan 'nchromosoomondersoek by beide ouers as 'n moontlike oplossingvan die probleem oorweeg word. Die voorkoms van chromo­soomafwykings in die groep is egrer laag, in die omgewing van3%. ograns is dit miskien die moeite werd om die ondersoekte laat doen, eendersyds om 'n gebalanseerde translokasie byeen van die ouers uit te skakel as die oorsaak van die herhaaldemiskrame, maar andersyds om meer te wete te kom van dieprobleem van herhaalde miskrame. Dikwels is dit die moeitewerd om fetale weefsel vir 'n chromosoomanalise te probeer

Voorligting aan draers van 'n gebalanseerdetranslokasie

Indien 'n persoon 'n draer van 'n gebalanseerde translokasieis, is die teoretiese kans vir 'n afv.'Yking in die nageslag 50%. Indie praktyk word dit selde gevind om verskeie waarskynlikeredes: Eerstens, veral in die geval waar die man dit dra, enafhangende van die groorre van die betrokke chromosoomge­deeltes, word gedurende spermatogenese 'n seleksie teen abnor­male sperme gevind. Dit word waargeneem by mans metprobleme van infertiliteit (sien die aantal gebalanseerde translo­kasies in Tabel V), en ook as 'n lae persentasie-voorkoms vanabnormale chromosoomafwykings in sy nageslag. In die gevalwaar die vrou 'n draer is, is die persentasie afwykings wat indie nageslag gevind word hoer, maar selde hoer as 10%.Hierdie syfers word dan ook dikwels gebruik in genetieseraadgewing aan draers van gebalanseerde translokasies.

Indien 'n draer van 'n gebalanseerde translokasie opgespoorword, is dit raadsaam om aan te beveel dat daar met elkeswangerskap op 16 - 17 weke 'n amniosentese oorweeg word.Met die inligring van die chromosoomherrangskikking van diebetrokke ouer byderhand, sal 'n chromosoomondersoek vandie gekweekte arnniotiese selle met 'n 100% sukses kan uirwysof die fetus se chromosome normaal sal wees of nie. 'nTerapeutiese miskraam word dus aanbeveel in gevalle waarongebalanseerde chromosoomsamestelling in fetale selle waar­geneem word.

Die ondersteuning van die Kaaplandse Provinsiale Administrasie,die Universiteit van Stellenbosch en die Suid-Afrikaanse MedieseNavorsingsraad word met dank erken.

-SAMJ VOLUME 68 26 OCTOBER 1985 651

VER\VYSINGS

l. Ford CE, Jones K\X , Polani PE el al. A sex-ehromosonie anomaly in a caseof gonadal dysgenesis (Turner syndrome). Lancel 1959; i: 711-713'-

2. Van 'iekerk WA, Relief AE. Nuwe kennis mel belrekking 101 die eliologie

en palogenese van ware hermafrodiele. S Afr Med] 1981; 60: 195-198.3. Relief AE, Van Zyl JA, Menkveld R el al. Chromosome studies in 496

infenile male Wilh a sperm coum below 10 million/m!. Hum Gmec 1984;66: 162-166.

•zndifferentin a human

programme

Osmolarity studies withcontainers and volumesvitro fertilizationT. F. KRUGER, F. S. H. STANDER, R. MENKVELD, C. J. LOMBARD

MethodSummary

In performing in vitro fertilization, a stable osmolarityin the medium surrounding the egg or embryo is ofthe utmost importance if a good fertilization andpregnancy rate is to be achieved. This study evaluatedosmolarity changes in different volumes of fluid inthe Falcon 3001 and 3037 Petri dishes and theFalcon 2058 tissue Culture tube over a 24-hourperiod. It was found that the osmolarity was morestable in the Falcon 3037 Petri dish and in the tissueculture tube. The 3037 Petri dish was chosen forculturing human embryos.

S Air Med J 1985; 68: 651-652.

Two tissue culture Petri dishes were chosen, the Falcon 3001and the 3037, and a tissue culture tube, the Falcon 2058.

The osmolarity of the medium was always 282 mosm/kgafter preparation. The same medium was used in all experi­ments. Different volumes of medium were used in the 3001Petri dishes - 2, 4 and 5,5 ml; the 3037 dishes alwayscontained 6 ml - 1 ml in the central well and 5 ml surroundingthe well; and the 5 ml culture tube contained 1 mL Thecontainers were filled simultaneously with the different volumesand put into the incubator for 24 hours (Forma Scientific TO.

3163).Twenty-four hours later readings were taken with a 5100 C

Vapor Pressure Osmometer, previously calibrated. A drop ofmedium was obtained from each holder in the incubator andthe readings noted carefully.

This experiment was performed 9 times under similar con­ditions.

Simulating physiological conditions in human in vitro fertiliza­tion work is of the utmost importance to achieve a goodfertilization and pregnancy rate. I These factors are a pH of 7,4in the growth medium, a stable temperature of 37°C, a highhumidity of 98% and a constant osmolarity in the mediumbeing used.

The osmolarity of the medium in different Petri dishes andin a tissue culture tube over a 24-hour period was evaluated.

Infertility Clinic, Department of Obstetrics and Gynaeco­logy, University of Stellenbosch and Tygerberg Hospital,Parowvallei, CPT. F. KRUGER, M.PHARM.MED., M.MED. (0. ET G.), F.e.O.G. (S.A.),

M.R.e.O.G.F. S. H. STANDER, CycotechnicianR. MENKVELD, B.se. (AGRIC), B.Se.HONS, M.Se.Institute for Biostatistics of the South African MedicalResearch Council, Parowvallei, CPC. J. LOMBARD, PHD

Reprint requests [0: Or T. F. Kruger, Dept of Obstetrics and Gynaecology, TygerbergHospital, Tygerberg, 7505, RSA.

Results

The osmometer readings are shown in Table I. The originalosmolarity at °hours was always 282 mosm/kg. After 24 hoursthe mean reading (± SD) in the Falcon 3001 with 2 ml fluid(group I) was 307 ± 4, II mosm/kg, in the 4 ml volume dish(group I1) it was 297 ± 3,71 mosm/kg and in the 5,5 ml(group Ill) it was 289 ± 2,42 mosm/kg. Mean readings in theFalcon 3037 (group IV) containing 6 ml of medium was 283 ±2,08 mosm/kg and in the Falcon 2058 tube (group V) with Iml it was 284 ± 1,66 mosm/kg. The multiple-comparisonprocedure of Schaffe was used to compare the mean osmolaritylevels after 24 hours at a significance level of P = 0,05.

Osmolarity levels in groups I, II and III differed from eachother and from those in groups IV and V. Groups IV and Vdid not differ from each other in osmolarity levels but levelswere significantly greater than the base value of 282 mosm/kg(Hest, P < 0,05).

The stability of the osmolarity in the five containers variedfrom group I as the least stable to group V as the most stable.This can be seen by looking at the coefficient of variance inTable I.