Mortality and Maldevelopment Mortality and Maldevelopment Part II: The Saga of Neural Tube Defects Harold Kalter Children’s Hospital Medical Center College of Medicine University of Cincinnati Cincinnati, Ohio, USA 1 3 Author Dr. Harold Kalter 5 Lenox Lane Cincinnati OH 45229 USA [email protected] ISBN 978-1-4020-9605-1 e-ISBN 978-1-4020-9606-8 Library of Congress Control Number: 2009920466 © 2009 Springer Science+Business Media B.V. No part of this work may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, microfilming, recording or otherwise, without written permission from the Publisher, with the exception of any material supplied specifically for the purpose of being entered and executed on a computer system, for exclusive use by the purchaser of the work. Printed on acid-free paper 9 8 7 6 5 4 3 2 1 springer.com The Children’s Hospital Research Foundation A great place to work Contents 1 Introduction: Basic Stuff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 To Begin with, Infant Death . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Early Death Matters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Perinatal Mortality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 Neural Tube Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Neural Tube Defects in History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Normal Neural Tube Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Failure of Closure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Defining Neural Tube Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Definition Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 A Word about Etiology, etc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 The Frequency of Neural Tube Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Death and Malformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3 Setting the Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Malformations in Early 20th Century USA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4 Studies in the Old World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 United Kingdom and Ireland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Liverpool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Belfast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Other North Ireland Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Dublin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Other Irish Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Scotland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Geographical Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Scotland Generally . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Dundee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Glasgow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 England . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Birmingham . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Liverpool Continued . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 vii viii Contents Other Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Northern Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Oxford . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 London . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 South Wales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 England and Wales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 British/Irish Ancestry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5 The Continent of Europe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 The North . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Sweden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Denmark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Norway . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Finland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 The West . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 The Netherlands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Belgium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 France . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 The Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Germany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Hungary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 The South . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Italy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Others . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6 The United States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 A Transcontinental View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 The Northeast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 New England . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 New York City . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 New York State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Pennsylvania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Mideast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 The South . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 North Carolina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 South Carolina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Metropolitan Atlanta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Other Southeastern Regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Midwest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Mid-South . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Texas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 The West . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Pacific West . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Los Angeles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Contents ix The State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Furthest West . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 7 Geography and Chronology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Nationwide Survey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Continental Overlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 The Larger Northeast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 The South . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 The Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 The Mid-South . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 The West . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 8 Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Newfoundland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Nova Scotia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 New Brunswick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Quebec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Ontario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Manitoba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Alberta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 British Columbia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 North American Indians in British Columbia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Sikhs in British Columbia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Canada from East to West . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Other Lands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 9 Australia and New Zealand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Victoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 New South Wales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 South Australia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Western Australia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Other States and Territories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Summing Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 New Zealand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 10 Blacks and Jews . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Blacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Neural Tube Defects in US Blacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Neural Tube Defects in Blacks in Africa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Neural Tube Defects in Blacks Elsewhere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 A Puzzle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Jews . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Israel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Jews Elsewhere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 x Contents 11 The Mideast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Arabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Iran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Turkey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 12 Asia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 India . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 13 The Sex Ratio Phenomenon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Sex Ratio in all Births . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Sex Ratio in Neural Tube Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Sex Ratio in Pregnancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Sex Ratio of Neural Tube Defect Abortions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 14 Abortion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Abortion and Congenital Malformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Abortion and Chromosome Abnormality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Abortion and Neural Tube Defect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 Induced Abortion and Chromosome Abnormality . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 15 Fetal Diagnosis of Neural Tube Defect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Genesis of the Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Neglected Opportunities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 16 Etiology I: Early Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Recurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Recurrence in Families . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Sex Disparities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Neural Tube Defects in Twins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 In Sum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Abortion of Neural Tube Defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Neural Tube Defect Accessories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 17 Etiology II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 A Small History Lesson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Later Days . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 Retinoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Anticonvulsants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Folic Acid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Neural Tube Defect Temporal Decrease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Neural Tube Defect Prenatal Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Integrating these Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Contents xi The Genesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Next Step: Recurrence Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Then Occurrence Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 18 Neural Tube Defects in China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 Earlier Findings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 A Folic Acid Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 Other Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Later Reports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Does Folic Acid Prevent Neural Tube Defects? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 A Coda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 19 The Ultimate Question . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 20 The Future . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261