Методы не инвозимной диагностики наследственных патологий

ВВЕДЕНИЕ

По данным Всемирной организации здравоохранения, около 2,5% новорожденных появляются на свет с различными пороками развития. При этом 1,5-2% из них обусловлены преимущественно неблагоприятными экзогенными факторами (так называемыми тератогенами), а остальные имеют преимущественно генетическую природу. Среди экзогенных причин пороков развития следует упомянуть биологические (инфекционные заболевания: краснуха, герпес, токсоплазмоз, хламидийная инфекция, цитомегаловирусная инфекция), физические (все виды ионизирующего излучения, радионуклиды), химические (все противоопухолевые препараты, гормональные препараты, наркотические вещества).
Генетические факторы пороков развития отражают так называемый общий генетический груз популяции, который проявляется более чем у 5% населения планеты. Примерно 1% генетического груза приходится на генные мутации, 0,5% - на хромосомные мутации, около 3-3,5% соответствует болезням с выраженным наследственным компонентом (диабет, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, некоторые опухоли и.т.д.). Если к этому добавить, что около 40-50% ранней младенческой (перинатальной) смертности и инвалидности с детства обусловлены наследственными факторами и примерно 30% коек в детских стационарах заняты детьми с наследственной патологией, становится понятной безусловная необходимость правильной и рационально организованной ранней диагностики врожденных и наследственных болезней.





ГЛАВА 1
ОСОБЕННОСТИ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
1.1. Наследственная патология, определение, классификация

Под термином «наследственные заболевания» подразумевают болезни, которые передаются ребенку от его родителей. Причиной патологических изменений, передающихся следующим поколениям, является изменение генетического кода человека. В генетическом коде человека сосредоточена вся информация о человеке, которая будет сопровождать его всю жизнь. В его генах скрыты данные о структуре многочисленных белков, из которых и при участии которых происходит строительство всех органов и тканей человека, а также биологически активных молекул, осуществляющих регуляцию такого строительства. Причины, вызывающие генетические аномалии не всегда точно ясны.
Все наследственные болезни делятся на основные 2 группы:
Генные, обусловленные мутациями ДНК ядер клеток.
Хромосомные аномалии.
Под термином «мутация» подразумевают изменение генома человека, заключающееся в нарушении структуры ДНК — замены одних нуклеотидов на другие, передающееся по наследству, которые ведут в свою очередь к изменению аминокислотной последовательности в белках и их свойств.
Мутации могут быть в определенной степени безвредными, поскольку возникшие в ряде случаев изменения не затрагивают важные реакции (например, дальтонизм). Однако во многих случаях они становятся критичными, приводя к серьезным заболеваниям. К таким болезням можно отнести фенилкетонурию, муковисцидоз, гемофилию и многие другие.
Под хромосомными аномалиями понимают изменение количества и структуры хромосом, передающееся ребенку.
При хромосомных аберрациях происходят структурные перестройки хромосом. Регистрируются такие изменения как: увеличение количества хромосом (трисомии, полисомии), утрата одной из парных хромосом (моносомия), потеря участка хромосомы (делеции), транслокация (перенос части хромосомы на другую хромосому) и инверсии, заключающиеся в повороте участка хромосомы.

Гены и белки
Всего генетический код человека насчитывает около 30 000 генов. Поэтому можно было бы считать, что и количество белков должно составлять такое же количество. В связи с этим ученые признали правило «один ген — один белок/одна полипептидная цепь» или «один ген — один признак».

2.2. Факторы риска возникновения наследственных патологий, механизм действия

Основные факторы, приводящие к изменению генетического материала, подразделяются на: физические, химические и биологические:
К физическим факторам относят ионизирующее излучение.
К широко распространенным химическим мутагенам относят пестициды и длительное влияние ряда лекарственных средств.
К биологическим мутагенам причисляют различные группы вирусов. [11]
В настоящее время обнаружено около трех тысяч заболеваний человека, связанных с наследственностью. Многие из них являются серьезными патологиями, которые приводят к потере социализации и инвалидности.
Механизм развития болезней
В целом, можно сказать, что изменение генетического кода может привести к существенному изменению каких-либо биохимических реакций в клетке человека. Они приводят к выраженным патологиям, которые часто не совместимы с жизнью или приводят к развитию различных болезней. Примером такого заболевания может быть довольно распространенная непереносимость молока (непереносимость лактозы/лактазная недостаточность).
Непереносимость молочных продуктов связана с наличием в молоке сахара — лактозы. Этот сахар распадается в кишечнике человека под действием фермента лактазы, который находится в клетках кишечника — энтероцитах. Его аминокислотная последовательность закодирована в гене LCT, располагающегося на второй хромосоме (2q21.3). В свою очередь ген LCT регулируется интроном гена MCM6. Изменения в гене MCM6 (замещение цитозина С на тимин Т) приводят к изменению работы гена LCT и, соответственно, к уменьшению синтеза мРНК фермента и снижению активности фермента лактазы, расщепляющего сахар лактозу.
Избыточное содержание этого сахара в кишечнике приводит к появлению определенных клинических проявлений — диарея, метеоризм, боли в животе. Люди с таким заболеванием перестают употреблять в пищу молочные продукты и, соответственно, уменьшается потребление кальция. В дальнейшем это сказывается на общем росте ребенка, а в более зрелом возрасте из-за дефицита кальция способствует риску развития остеопороза. По статистике, данное заболевание регистрируется в Российской Федерации у 15% населения.

ГЛАВА 2
МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ПАТОЛОГИИ
2.1. Классификация методов наследственной патологии

В современной медицине имеются технологии, позволяющие врачу еще на этапе внутриутробного развития ребенка выявить у него признаки врожденных пороков развития (ВПР) и ключевых наследственных заболеваний, а также другие патологические состояния.
Такие исследования называют пренатальной диагностикой, а для некоторых их них используют термин «пренатальный тест». Они могут быть инвазивными (с внедрением в полость матки) и неинвазивными.
Неинвазивные пренатальные тесты
Основные неинвазивные тесты, использующиеся для диагностики на разных сроках гестации:
• УЗИ. Лежит в основе обязательных скрининговых обследований беременных в 1 и 2 триместрах. Может проводиться только сертифицированными и зарегистрированными специалистами, желательно на оборудовании экспертного класса.
• Биохимический скрининг первого триместра – определение в крови беременной материнских сывороточных маркеров (PAPP-A, свободной β-единицы ХГЧ). Вместе с УЗИ входит в обязательный скрининг беременных.
• Допплерометрия – исследование кровотока в сосудах плода и пуповины. Современной более информативной разновидностью этого исследования является многомерная цветная допплерокардиография.
• КТГ (кардиотокография) – регистрация одновременно двигательной активности плода, его ЧСС и сократительной активности стенки матки. [4]
К инвазивным вариантам пренатальной диагностики относятся:
• Биопсия хориона (хорионбиопсия) – взятие образца хориальной ткани для дальнейшего исследования. Проводится до 12 недели гестации.
• Амниоцентез – пункция стенки плодного пузыря для забора определенного количества амниотической жидкости. Осуществляется на 15–16 неделях беременности. Позволяет провести биохимическое, молекулярно-генетическое, серологическое и иммунологическое исследование жидкости и содержащихся в ней клеток плода.
• Кордоцентез – пункция пуповинных сосудов для забора крови плода. Полученный материал исследуют биохимическим, цитогенетическим, молекулярно-генетическим методами. Кордоцентез возможен после 20 недели беременности.
• Плацентобиопсия – взятие образца плацентарной ткани на 14–20 неделях гестации.
• Биопсия тканей плода.
• Фетоскопия – непосредственный осмотр лица и поверхности тела плода, осуществляемый с помощью эндоскопа. [9]
Инвазивная диагностика является гораздо более точной и информативной, чем пренатальные скрининговые неинвазивные тесты. Ведь она позволяет достоверно установить диагноз. Но такие исследования сопряжены с определенным риском, они повышают вероятность акушерских осложнений. Поэтому инвазивные пренатальные тесты проводят лишь при наличии строгих показаний.

2.2. Методы неинвазивной диагностики наследственных патологий
Основным и наиболее эффективным прямым неинвазивным методом является исследование плода с помощью ультразвукового аппарата. Совершенствование ультразвуковой техники, повышение ее разрешающей способности позволяет уже в конце I триместра заподозрить хромосомную патологию у 80 % плодов с аномальным кариотипом, а во II триместре – до 80-98 % плодов с анатомическими пороками. УЗИ, безусловно, является наиболее эффективным современным неинвазивным методом ПД. Следует напомнить, что многие видимые отклонения в развитии плода (УЗ-маркеры), в том числе и ВПР, позволяют только заподозрить у плода наличие хромосомных или, реже, генных болезней.
Такая диагностика возможна только путем специальных лабораторных исследований плодного материала. Для его получения разработаны и широко используются в ПД различные инвазивные методы. Выбор инвазивного метода определяется сроком беременности, показаниями к его проведению, инструментальной и методической оснащенностью центра ПД, а также квалификацией медицинского персонала.
При первом скрининговом УЗИ (10-14 нед. беременности) основной целью является выявление увеличения толщины воротникового пространства (ТВП), как основного эхографического маркера хромосомных аномалий. Кроме того, важными задачами УЗИ при данных сроках являются оценка жизнеспособности плода, числа плодов в матке, уточнение срока беременности (это особенно важно для последующей интерпретации результатов БС), исключение грубых, абсолютно летальных форм ВПР, визуализация носовых костей и т. д.
Заболевания, выявляемые в первом триместре:
• синдром Дауна
• синдром Патау
• синдром Эдвардса
• синдром Шерешевского-Тернера
• синдром Карнелии де Ланге
• синдром Смита-Лемли-Опитца
• синдром Прадера-Вилли
• синдром Энжельмена
• синдром Лангера-Гидеона
• синдром Миллера-Диккера
• аномалия ДиДжорджи
• синдром Уильямса
• опухоль Вильмса триплоидия (когда хромосом не 46 по2 в каждой паре, а 69, т.е. по три, а не по две)
• дефект нервной трубки. [2]
При сроке 18-21нед беременности основное внимание обращается на анатомические особенности строения плода, его размеры, соответствие сроку беременности. В эти сроки выявляется большинство распространеннных форм ВПР, аномалии плаценты и пуповины.
Заболевания, выявляемые во втором триместре:
• анэнцефалия (отсутствие головного мозга, точность диагностики 100%)
• патология брюшной стенки (86%)
• патология развития конечностей (90%)
• грыжа спинного мозга (87%)
• патология развития или отсутствие почек (85%)
• наличие отверстия в диафрагме, которая разделяет брюшную полость и грудную клетку (85%)
• гидроцефалия или водянка головного мозга (100%)
• аномалии сердца (48%)







ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Оценивая состояние профилактики наследственных заболеваний в мире и России можно с уверенностью констатировать решающий прогресс в этой быстро развивающейся области медицинской генетики. В практическом плане в нашей стране можно считать принципиально решенными: эффективное УЗ-скринирование беременных женщин; проблему забора плодного материала на всех сроках беременности; эффективное выявление женщин групп высокого риска рождения детей с пороками развития; проблему эффективных методов диагностики хромосомных и генных болезней у плода.