Профилактика наследственных болезней

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

федеральное государственное образовательное

учреждение Высшего профессионального образования

«Южный федеральный университет»

Профилактика наследственных болезней

(учебное пособие)

А.А. Александрова

Ростов-на-Дону 2008

Рецензенты:

Главный генетик Ростовской области, заведующая МГК ГУЗ РО КБ, доктор медицинских наук

Амелина С.С.

Заведующая лабораторией генетики Научно-исследовательского института биологии Южного федерального университета, кандидат биологических наук

Машкина Е.В.

Александрова А.А.

Профилактика наследственных болезней: Учебное пособие. Ростов-на-Дону, 2008. 67 с.

Учебное пособие посвящено профилактике наследственной патологии. Представлена классификация видов профилактики. Рассматривается профилактика на преимплантационном этапе, во время беременности, в период новорожденности. Приведены характеристики основных и вспомогательных методов, классических и современных, дана сравнительная оценка их использования.

Для студентов биологических, биолого-почвенных факультетов, для студентов медицинских вузов.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Модуль 1. Основы профилактики наследственных болезней

Глава 1. Классификация видов профилактики наследственных болезней

Глава 2. Охрана окружающей среды и профилактика наследственных болезней

Глава 3. Планирование семьи как метод профилактики наследственных болезней

Глава 4. Профилактика наследственных болезней методом генной терапии

Глава 5. Молекулярный скрининг генетического риска

Модуль 2. Преимплантационная профилактика наследственных болезней

Модуль 3. Профилактика наследственной патологии во время беременности

Глава 6. Предмет, задачи и уровни пренатальной диагностики

Глава 7. Биохимический скрининг наследственной патологии во время беременности

Глава 8. Инвазивные методы пренатальной диагностики

Модуль 4. Профилактика наследственной патологии у новорожденных

Глава 9. Неонатальный скрининг, как метод профилактики наследственной патологии

Глава 10. Фенилкетонурия

Глава 11. Галактоземия

Глава 12. Врожденный гипотиреоз

Глава 13. Муковисцидоз

Глава 14. Адреногенитальный синдром

Введение

Профилактика врожденных и наследственных болезней является главным направлением деятельности медико-генетической службы во всем мире. Ее значимость возрастает по мере улучшения состояния здоровья населения и здравоохранения, особенно с повышением уровня охраны здоровья матери и ребенка. Профилактика наследственной патологии считается эффективной в нашей стране в том случае, если уровень младенческой смертности ниже 15 на одну тысячу родившихся детей.

В 60--70-х годах ХХ века в России произошел перелом во взглядах на профилактику наследственных болезней в связи с разработкой методов профилактического лечения, преклинической (в том числе пренатальной) диагностики, методов выявления скрытого носительства патологических генов.

Программа профилактики врожденных и наследственных заболеваний должна базироваться на данных о «грузе» наследственной патологии, который в обобщенном виде составляет 30--60 на 1000 живорожденных. По расчетным данным в России ежегодно рождается от 35 до 75 тысяч детей с наследственными болезнями. При этом в структуре наследственных болезней доля тяжелых форм патологии составляет около 2 %.

Суммарно растет вклад наследственной патологии в структуру причин детской инвалидности, детской заболеваемости, среди госпитализированных детей в больницы общего профиля. Социальная адаптация у детей с генетически детерминированными состояниями, их нервно-психическое и физическое развитие резко снижены, почти у 75% детей, страдающих наследственной патологией, отмечается низкий уровень способностей к обучению в школе или к работе. Важность и необходимость профилактики наследственных болезней, таким образом, определяется с экономической, здравоохраненческой и социальной точек зрения.

Данное учебное пособие включает 4 модуля, охватывающие все основные разделы профилактики наследственной патологии. В первом - описаны генетические основы профилактики. Во втором модуле описаны основы преимплантационной профилактики. Освящены принципы, этапы и лабораторные методы проведения преимплантационной генетической диагностики наследственной патологии. Третий модуль посвящен профилактике наследственных болезней во время беременности. Описаны методы пренатальной диагностики наследственной патологии. Даны критерии оценки биохимических сывороточных маркеров. Рассмотрены инвазивные и неинвазивные методы. Четвертый модуль посвящен профилактике наследственных болезней новорожденных. Каждый модуль включает два проектных задания и 10 тестов. Система оценки знаний.

№№ пп	Критерии оценки	Баллы	Итого
Модуль 1	Проектное задание 1 Подготовьте реферат на тему «Медико-генетическое консультирование как метод профилактики наследственных болезней».	15	35
	Проектное задание 2 Подготовьте реферат на тему «Использование методов генной терапии при лечении и профилактике наследственных болезней».	15
	Тесты (10 тестов по 0,5 балла =5 баллов)	5
Модуль 2	Ответы на проектные задания должны быть представлены в реферативной форме. Каждое задание по 5 баллов	10	15
	Тесты (10 тестов по 0,5 баллов =5 баллов)	5
Модуль 3	Ответы на проектные задания должны быть представлены в реферативной форме. Каждое задание по 5 баллов	10	15
	Тесты (10 тестов по 0,5 баллов =5 баллов)	5
Модуль 4	Проектное задание 1 Подготовьте реферат о скринирующих программах за рубежом.	15	35
	Проектное задание 2 Подготовьте реферат о частоте встречаемости и клинических проявлениях разных форм адреногенитального синдрома.	15
	Тесты (10 тестов по 0,5 баллов =5 баллов)	5
Итого:		100	100

Шкала оценок: 100% -80% - оценка «отлично»

79% - 59 % - оценка «хорошо»

58% - 41% - оценка «удовлетворительно»

40% - 0 % - оценка «неудовлетворительно».

Модуль 1. Основы профилактики наследственных болезней

Комплексная цель: Ознакомиться с генетическими основами профилактики наследственных болезней. Рассмотреть планирование семьи, охрану окружающей среды, генную терапию как методы профилактики наследственных болезней.

Глава 1. Классификация видов профилактики наследственных болезней

Наследственную патологию с профилактической точки зрения делят на три категории:

1) вновь возникающие мутации (в первую очередь это анеуплоидии и тяжелые формы доминантных мутаций);

2) унаследованные от предыдущих поколений (как генные, так и хромосомные);

3) болезни с наследственной предрасположенностью.

Принято различать три вида профилактики наследственной патологии

Первичная

Вторичная

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Третичная

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Под первичной профилактикой понимают такие действия, которые должны предупредить рождение больного ребенка. Это реализуется через планирование деторождения путем выбора оптимального репродуктивного возраста, который для женщин составляет 21-35 лет (более ранние и поздние беременности увеличивают вероятность рождения ребенка с врожденной патологией и хромосомными болезнями), и отказа от деторождения в случаях высокого риска наследственной и врожденной патологии (в том числе при браках с кровными родственниками и гетерозиготными носителями патологического гена). Около 20 % всех наследственных болезней в каждом поколении - болезни, обусловленные новыми мутациями. В связи с этим важным элементом профилактики является жесткий контроль содержания мутагенов и тератогенов в окружающей среде.

Вторичная профилактика осуществляется путем прерывания беременности в случае высокой вероятности заболевания плода или пренатально диагностированной болезни. Прерывание производится только с согласия женщины и в установленные сроки. Прерывание беременности - решение явно не самое лучшее, к сожалению, в настоящее время оно является единственным практически пригодным при большинстве тяжелых и смертельных генетических дефектов.

Под третичной профилактикой наследственной патологии подразумевают коррекцию проявления патологических генотипов. С ее помощью можно добиться полной нормализации или снижения выраженности патологического процесса. Предотвращение развития наследственного заболевания включает в себя комплекс лечебных мероприятий, которые можно осуществлять внутриутробно или после рождения. В данном случае профилактические мероприятия тесно связаны с лечением наследственных болезней, и четкой границы между ними нет.

Ограниченные возможности лечения наследственных болезней и предсказуемый характер передачи генов от поколения к поколению заставили сосредоточить внимание на профилактике как наиболее надежном и эффективном способе предотвращения этих болезней. Профилактические методы включают генетическое обследование, медико-генетическое консультирование и пренатальную диагностику.

Глава 2. Охрана окружающей среды и профилактика наследственных болезней

Наследственная изменчивость у человека постоянно пополняется новыми мутациями. Спонтанные вновь возникающие мутации определяют в целом до 20% всей наследственной патологии. Для некоторых тяжелых доминантных форм новые мутации являются причиной 90% и более наследственных болезней. Наследственные болезни, обусловленные вновь возникшими мутациями, фактически не могут быть предсказаны. Они являются событиями, случайными и редкими для каждого гена. Пока нет предпосылок вмешиваться в процесс спонтанного мутагенеза у человека, хотя интенсивные исследования антимутагенеза и антитератогенеза могут привести к созданию новых методов профилактики наследственных болезней и врожденных пороков развития. Наряду со спонтанным мутагенезом у человека может быть индуцированный мутагенез (радиационный, химический, биологический).

Универсальный характер индуцированного мутагенеза на всех уровнях организации наследственности для всех живых существ не вызывает сомнений. Естественно, что индуцированный мутагенез может служить дополнительным источником наследственных болезней. С точки зрения профилактики наследственных болезней он должен быть полностью исключен.

Необходимо подчеркнуть, что индуцированный мутационный процесс опасен в плане не столько индивидуального прогноза, сколько популяционного. Отсюда вытекает, что "исключение мутагенных факторов" из среды обитания человека является методом профилактики наследственных болезней. Методы проверки внешних факторов на мутагенность разработаны и могут быть введены в гигиенические регламентации при охране окружающей среды. Этот вопрос очень важный, потому что мутагенные эффекты от воздействия факторов окружающей среды проявляются не в экспонированной популяции, а в потомстве в нескольких поколениях. К охране среды обитания человека относится также "исключение" из нее "факторов, вызывающих экогенетические патологические реакции". Например, для лиц с пигментной ксеродермой (гомозигот) надо исключить контакт с ультрафиолетовым светом, для лиц с недостаточностью ингибитора протеаз - с пылью, для носителей мутации порфиринового гена - с барбитуратами и т. д.

Глава 3. Планирование семьи как метод профилактики наследственных болезней

При высоком (более 20%) риске рождения больного ребенка и отсутствии возможностей пренатальной диагностики рекомендуется "отказ от деторождения". Понятно, что такая рекомендация должна быть дана после квалифицированной медико-генетической консультации. Как известно, родственные браки повышают вероятность рождения ребенка с наследственной болезнью. Поэтому "отказ от родственных браков" может рассматриваться как метод профилактики наследственных болезней. Возможен также "отказ от браков гетероэиготных носителей" в популяциях с высокой частотой какой-либо болезни, в которых проводится диагностика носительства. В возрасте более 35 лет повышается вероятность рождения ребенка у женщин - с хромосомной болезнью, а у мужчин - с некоторыми генными болезнями (оссифицирующий миозит, ахондроплазия, синдром Марфана). Таким образом, "окончание деторождения до 30-35 лет" является одним из факторов профилактики наследственных болезней. При планировании рождения 2-3 детей в семье такой возрастной период достаточен для деторождения в большинстве семей.

Глава 4. Профилактика наследственных болезней методом генной терапии

Профилактика наследственных болезней может быть наиболее полной и эффективной, если в зиготу будет встроен ген, по функции заменяющий мутантный ген. Устранение причины наследственной болезни (а именно это и есть наиболее глубокий подход к профилактике) означает достаточно серьезное манепулирование с генетической информацией в зиготе. Это могут быть введение нормального аллеля в геном путем трансфекции, обратная мутация патологического аллеля, включение нормального гена в работу, если он блокирован, выключение мутантного гена.

Сложности этих задач очевидны, но экспериментальные разработки в области генной инженерии свидетельствует о принципиальной возможности решения таких задач. Постановка вопроса о генноинженерной профилактике наследственных болезней является уже не утопией, а перспективой, хотя не близкой. Несколько принципиальных открытий создают предпосылки для генной инженерии на уровне зародышевых клеток.

1. Интенсивная расшифровка генома человека, особенно на уровне секвенирования нормальных и патологических аллелей. Можно надеяться, что для большинства наследственных болезней мутации будут секвенированы в ближайшие годы.

2. Получение генов человека в чистом виде на основе химического или биологического синтеза. Интересно отметить, что ген глобина человека был одним из первых искусственно полученных генов.

3. Включение генов в геном человека с разными векторами или путем трансфекции.

4. Возможность направленного химического мутагенеза, позволяющего индуцировать специфические мутации в строго определенном локусе (получение обратных мутаций - от патологического аллеля к нормальному).

5. Доказательства, полученные в экспериментах на разных животных, трансфекции отдельных генов на стадии зигот. Введенные гены функционируют в организме-реципиенте и передаются по наследству, хотя и не всегда по законам Менделя. Например, ген гормона роста крыс, введенный в геном зигот мышей, функционирует у родившихся мышей.

Генно-инженерная профилактика наследственных болезней на уровне зигот разработана пока недостаточно, хотя выбор способов синтеза генов и способов их доставки в клетки уже широкий. Необходимо очень осторожно рекомендовать применение этих методов для практической проверки. Ведь речь идет о безвозвратном вмешательстве в геном человека. Без объективной оценки эволюционных последствий генной инженерии нельзя применять эти методы на человеке (даже и с медицинскими целями на стадии зигот). Генетика человека еще далека от полного понимания всех особенностей функционирования генома. Неясно, как геном будет работать после введения в него дополнительной генетической информации, как он будет вести себя после мейоза, редукции числа хромосом, в сочетании с новой зародышевой клеткой и т.п. В связи с этим генно-инженерные процедуры на зародышевых клетках человека не разрешены.

Глава 5. Молекулярный скрининг генетического риска

С середины 20-го столетия получила развитие концепция обследования здоровой популяции. Скрининг (просеивание) новорожденных является примером такого рода. Общим для программ скрининга является раннее выявление болезни, когда ее клинические проявления практически отсутствуют. Для этого традиционно использование широкого спектра современных лабораторных методов - биохимических, иммунологических, цитологических и др.

Успехи Проекта Геном человека и молекулярно-генетических (МГ) технологий открыли еще один путь обследования здоровых людей. МГ анализ позволяет анализировать генотип индивидуума и тем самым определять наличие мутаций, ассоциированных с заболеванием. Эта информация может быть получена задолго до клинической манифестации болезни. Такое исследование позволяет идентифицировать гетерозиготные состояния, которые могут не проявляться клинически, но дают риск иметь пораженное потомство. Эта информация используется прежде всего в случае моногенных заболеваний, наследующимся согласно законам Менделя.

О МГ скрининге для выявления полигенных, мультифакториальных заболеваний, пока говорить преждевременно ввиду недостаточности сведений о природе и характере взаимодействующих генетических элементов, их полиморфизме, мутациях и т.д. Таким образом, наиболее частые, глобальные болезни, такие как сахарный диабет, гипертоническая болезнь или атеросклероз, остаются за рамками МГ скрининга.

Очевидно, что МГ скрининг целесообразен только в случае заболевания с тяжелым клиническим течением, частота которого известна, этиология и патогенез изучен. Ген, изменения в котором лежат в основе заболевания, должен быть охарактеризован, а спектр мутаций известен. Мутации должны быть четко ассоциированы с заболеванием, иметь высокую пенетрантность, а количество их должно быть ограниченным. Однако для введения скрининга важно не столько формальное соблюдение вышеназванных условий, сколько реальное повышение качества жизни выявленных скринингом пациентов. Что касается лабораторного метода, то желательно, чтобы он был недорогим, информативным и приемлемым для популяции. Важным моментом является определение адресности скринируемой популяции, для которой должен быть установлен возраст, пол, этническая принадлежность и др. Первой, абсолютно необходимой стадией скрининга, во многом определяющей результат скрининга, является широкое информирование адресной популяции о целях, задачах и ожидаемых результатах программы скрининга.

В таблице 1. приведены болезни-кандидаты для МГ скрининга, для которых в США МГ скрининг введен в общей популяции или в отдельных этнических группах, или проблема находится в стадии обсуждения.

Скрининг на носительство рецессивной болезни идентифицирует гетерозигот с целью оценки репродуктивного риска болезни у их потомства. Зачастую семейная история заболевания отсутствует и только больной ребенок становится показателем гетерозиготности родителей. Поскольку в случае чисто рецессивных заболеваний большинство гетерозигот асимптоматично, а биохимические характеристики, как правило, не позволяют их идентифицировать, то сделать это можно только с помощью ДНК-анализа. Факт гетерозиготного статуса открывает необходимость медико-генетического консультирования семьи, пренатальной диагностики при последующих беременностях и дает право выбора, позволяющего избежать рождения больного ребенка.

Таблица 1.

Болезни-кандидаты для молекулярно-генетического скрининга

Болезнь	Частота носителей в некоторых популяциях
Муковисцидоз	1/29
фактор Y Лейдена	1/14
наследственный гемохроматоз	1/10
термолабильная метилен- тетрагидрофолатредуктаза	1/7
фрагильная Х-хромосома	1/200
болезнь Гоше	1/15
болезнь Канавана	1/36
злокачественная гипертермия	?
Атаксия-телангиектазия	1/100
HIV-резистентность (ССR5)	1/10

Муковисцидоз является наиболее характерным примером для пан-этнического МГ скрининга, введенного в ряде штатов США в 2001 году после долгого обсуждения и планирования программы, а также серии пилотных исследований. Отрицательными сторонами скрининга в этом случае являются гетерогенность гена CFTR (более 1000 мутаций), клиническая вариабельность заболевания и отсутствие четкой зависимости фенотипа от генотипа. В настоящий момент репродуктивным парам предлагают панель для скрининга на 25 мутаций с возможностью дальнейшей пренатальной диагностики.

Синдром фрагильной Х-хромосомы, который часто классифицируют как рецессивный, в действительности является полудоминантным, так как 50% женщин-носительниц мутации неспособны к обучению и имеют другие характерные признаки заболевания, а клиническая картина у пораженных мальчиков также очень вариабельна. Популяция для скрининга - женщины репродуктивного возраста и беременные женщины. В Европе, Израиле и США проведен ряд пилотных исследований.

Успешным можно назвать скрининг на гетерозиготность в отношении болезни Тея-Сакса - одну из аутосомно-рецессивных наследственных болезней, частота которых высока в популяции евреев-ашкенази.

Скрининг на носительство бета-талассемии в странах Средиземноморья развертывался подобным образом. Однако программа скрининга в популяции афроамериканцев США на носительство гемоглобинопатий - серповидноклеточной анемии и гемоглобина С - признана неудовлетворительной по ряду социальных причин.

Целью скрининга на рецессивные болезни является не вышеописанное выявление асимптоматических носителей и их консультирование, а идентификация лиц, у которых в дальнейшем могут возникнуть клинические проявления заболевания. Для чисто рецессивного наследования это гомозиготы и компаундные гетерозиготы.

Пример - разработанная в настоящее время в США панель тестов для идентификации ряда форм наследственной тромбофилии. Одна из форм - недостаточность фактора 5 Лейдена (НФ5Л), основой которой является миссенс-мутация, манифестирует во взрослом возрасте. Частота носительства в кавказской популяции (европейцы) - 5-7% и менее 1,5% в других этнических группах. Риск венозного тромбоза у гетерозигот в 7 раз, а у гомозигот - в 80 раз выше, чем в общей популяции. Одно из проявлений - выкидыши у женщин. Высокая частота и возможность лечения с помощью антикоагулянтов делает НФ5Л привлекательной для скрининга, который к тому же приводил бы к выявлению мутации у родственников пораженных индивидуумов, как это хорошо аргументировано для муковисцидоза. Однако терапия с помощью постоянного введения антикоагулянтов, которая сама по себе не безразлична, в условииях неполной пенетрантности ограничивает введение общего скрининга на мутацию НФ5Л. Применение тестирования на это состояние признано целесообразным только в отношении лиц с соответствующей симптоматикой в возрасте до 50 лет и женщин с частыми выкидышами.

"Тромбофилическая" панель тестов может быть дополнена тестом на замену 677С>Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы. Поскольку эта замена встречается у 30-40% общей популяции, то обозначается как вариантная форма, при которой синтезируется термолабильный фермент, приводящий к умеренному повышению уровня гомоцистеина в крови, что увеличивает риск сердечно-сосудистой патологии. Однако более приемлемым методом для этого остается прямое измерение концентрации гомоцистеина в крови.

Мутация гена HFE, связанного с локусом HLA на хромосоме 6, приводит к накоплению железа, наследственному гемохроматозу. Наиболее частой мутацией является C282Y, носители которой составляют 10-15% популяции Северной Европы. Другие мутации ассоциируются с заболеванием только будучи в компаунде с C282Y. Заболевание может являться кандидатом для популяционного скрининга молодых взрослых индивидуумов. Однако рекомендуемым методом скрининга является не молекулярно-генетический анализ, а традиционное измерение растворения трансферрина, поскольку позволяет выявлять большее число положительных пациентов.

Скрининг на аутосомно-доминантные болезни в целом не признан целесообразным, поскольку доминантная мутация проявляется в родословной. Эффективное лечение для многих доминантных болезней, особенно неврологических, пока не разработано (хорея Гентингтона, болезнь Альцгеймера и др.), а сообщение неблагоприятного прогноза здоровому, молодому человеку - задача этически трудная и неблагодарная. Кроме того, неполная пенетрантность идентифицированной мутации снижает значимость теста. Эти же доводы относятся и к популяционному скринингу с целью раннего выявления семейного рака.

Скрининг на фармакогенетический риск.

Фармакогенетические исследования стали главной темой в последние годы проекта Геном человека. Целью фармакогенетических исследований является анализ вариантов полиморфизма, которые определяют индивидуальную реакцию пациента на химиотерапию. Наиболее известные заболевания из этой группы - порфирии, метгемоглобинемия и недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (фавизм). Однако популяционный скрининг в США на эти болезни не актуален. Для США к обсуждению для МГ скрининга предложена злокачественная гипертермия, которая дает о себе знать только при применении некоторых анестетиков во время хирургической операции и проявляется в неожиданном резком подъеме температуры в сочетании со спазмом мышц и ацидозом. За это состояние отвечают не менее пяти локусов, но 80% всех случаев охватывают мутации в гене рецептора рианодина RYR1. Европейским Консорциумом предложена на рассмотрение панель тестов на 15 мутаций в этом гене, прежде всего для обследования членов семьи, имеющих риск.

Признан целесообразным молекулярный скрининг на мутацию A1555G митохондриального генома, которую связывают с повышением чувствительности к аминогликозидным антибиотикам, вызывающим потерю слуха.

Кандидатом для МГ скрининга может являться также атаксия-теленгиэктазия, в частности гетерозиготы, частота которых оценивается от 1:100 до 1:20 и которые имеют повышенную предрасположенность к раку и повышенную чувствительность к радиации.

Интерес представляет мутация CCR5 рецептора бета-хемокина поверхности клетки, результатом которой является повышенная устойчивость гомозигот к вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ) и замедление течения этой инфекции у гетерозигот. Аргументы о скрининге на эту мутацию противоречивы.

Возможен скрининг работодателем принимаемых на работу с целью, например, выявления индивидуумов, чувствительных к определенным внешнесредовым воздействиям (химическим, радиоактивным, инфекциям и др.). наследственный болезнь беременность муковисцидоз

Как уже обсуждалось, возможности МГ скрининга в настоящее время сосредотачиваются на моногенных болезнях. Результаты анализа на моногенное заболевание носят качественный характер - мутация есть или ее нет. В ситуации с полигенной болезнью вовлеченные в патологический процесс гены и мутации могут иметь эффект, подобный количественному - в степени функции целого ряда генов, их взаимодействии и т.д. По причине большого числа генов, мутаций, вариантов полиморфизма при ДНК-тестировании необходимо анализировать много параметров одновременно. Такого рода технологией являются ДНК-чипы, разработка которых все более приближаются к медицинской практике.

Во многих случаях разница между относительно благоприятным вариантом полиморфизма и вызывающей болезнь мутацией известна, что открывает возможность для приемов превентивной медицины в области и полигенных болезней человека.

Проектное задание:

1. Подготовьте реферат на тему «Медико-генетическое консультирование как метод профилактики наследственных болезней».

2. Подготовьте реферат на тему «Использование методов генной терапии при лечении и профилактике наследственных болезней».

Тесты рубежного контроля

1. Под первичной профилактикой наследственных болезней понимают:

А) прерывание беременности

Б) пренатальную диагностику

В) предупреждение рождения больного ребенка

Г) биохимический скрининг

2. Под вторичной профилактикой наследственных болезней понимают:

А) проявления патологических генотипов

Б) прерывание беременности

В) коррекцию проявления патологических генотипов

Г) молекулярно-генетические исследования

3. Под третичной профилактикой наследственных болезней понимают:

А) прерывание беременности

Б) молекулярно-генетические исследования

В) коррекцию проявления патологических генотипов

Г) биохимический скрининг

4. Дополнительным источником наследственных болезней может служить:

А) индуцированный мутагенез

Б) некачественная пища

В) соматические заболевания

Г) вирусные инфекции

5. При каких наследственных заболеваниях используется третичная профилактика:

А) фенилкетонурия

Б) врожденный гипотиреоз

В) хорея Гентингтона

Г) альбинизм

Д) целиакия

6. Фармакогенетические исследования проводятся с целью определить:

А) индивидуальную реакцию пациента на вирусные инфекции

Б) индивидуальную реакцию пациента на лекарственные препараты

В) генетический риск наследственной патологии

Г) предрасположенность к мультифакториальным заболеваниям

7. Под генной терапией понимают:

А) введение нормального аллеля в геном

Б) удаление аномального гена из всех клеток организма

8. Скрининг на аутосомно-доминантные болезни в целом не признан целесообразным, в связи с:

А) отсутствием методов диагностики

Б) неполной пенетрантностью идентифицированной мутации

В) высокой стоимости исследований

Г) отсутствием достаточного количества оборудования

9. Молекулярно-генетический скрининг наследственных болезней целесообразен при всех условиях кроме:

А) заболевания с тяжелым клиническим течением

Б) известна частота заболевания

В) изучена этиология и патогенез заболевания

Г) отсутствие методов лечения

10. Первичная профилактика наследственных болезней реализуется через все перечисленное, кроме:

А) планирование деторождения путем выбора оптимального репродуктивного возраста

Б) отказа от деторождения в случаях высокого риска наследственной и врожденной патологии

В) отказ от деторождения в кровном браке, в случае гетерозиготного носительства патологического гена

Г) проведение биохимического скрининга

Д) жесткий контроль содержания мутагенов и тератогенов в окружающей среде.

Модуль 2. Преимплантационная профилактика наследственных болезней

Комплексная цель: Ознакомиться с преимплантационной генетической диагностикой (ПГД), как методом профилактики наследственной патологии. Рассмотреть этапы проведения ПГД. Изучить лабораторные методы исследований, применяемые для преимплантационной диагностики.

Идея применения методов преимплантационной генетики в клинической практике возникла давно. Еще в 1967 г. R.Edwards и R.Gardner успешно определяли пол у эмбрионов кролика, находящихся на стадии бластоцисты, и затем переносили их в полость матки. Уже тогда эти ученые предсказывали применение аналогичных технологий у человека во избежание передачи наследственных заболеваний от родителей детям. Однако это стало возможным лишь в начале 90-х годов, когда была разработана техника полимеразной цепной реакции (ПЦР), которая позволяла определять мутации в единичных клетках. Первыми ПЦР для преимплантационной генетической диагностики (ПГД) в клинической практике применили А.Handyside и соавт. в 1990 г. С помощью ПЦР они детектировали специфические последовательности для хромосомы Y при определении пола эмбрионов у супружеских пар с Х-сцепленными заболеваниями. Однако из-за риска постановки неправильного диагноза при определении пола эмбрионов от ПЦР постепенно стали отказываться в пользу другого метода - флюоресцентной (нерадиоактивной) гибридизации in situ (FISH). Его преимущество заключалось в том, что можно было одновременно детектировать как X-, так и Y-хромосомы, и, как следствие, появилась возможность определять не только пол эмбрионов, но и анеуплоидии половых хромосом. С тех пор за достаточно короткое время разработано много модификаций ПЦР и FISH, расширяется область применения этих методов в ПГД.

На сегодняшний день при преимплантационной диагностике осуществляется диагностика моногенных и хромосомных дефектов у ооцитов и эмбриона. Преимплантационная диагностика разработана для женщин, имеющих высокий риск рождения детей с наследственной патологией, как альтернативный метод пренатальной диагностики. До появления преимплантационной генетической диагностики единственным вариантом для таких женщин было проведение амниоцентеза (аспирации небольшого количества амниотической жидкости - жидкости, окружающей плод в матке. Амниотическая жидкость содержит клетки плода, которые в последующем культивируются в течение 2-3 недель и исследуются на наличие генетических аномалий). Главный недостаток амниоцентеза заключается в том, что, если плод является носителем заболевания, супругам необходимо принять решение о том, будут ли они прерывать беременность или сохранять беременность, зная, что у них родится больной ребенок. ПГД дает таким парам возможность выбора. Главным преимуществом преимплантационной диагностики является возможность отказа от инвазивных вмешательств на плодном яйце и прерывания беременности в случае выявления патологии. Исследования могут быть проведены на полярных тельцах ооцитов и/или ядрах бластомеров эмбриона. Диагностика эмбриона проводится в цикле экстракорпорального оплодотворения до его переноса в полость матки.

При ПГД из эмбриона извлекают одну или две клетки, а затем проводят их генетический анализ методом FISH (fluorescent in situ hybridization) на анеуплоидии, транслокации и другие структурные патологии. Другой тип диагностики - полимеразная цепная реакция (ПЦР), которая применяется для диагностики моногенных заболеваний. ПЦР проходит в два этапа:

1) биопсия эмбриона и фиксация бластомера;

2) генетическая диагностика.

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ПГД:

· Стандартная процедура ЭКО до этапа пункции яйцеклеток;

· Стандартные эмбриологические процедуры по обработке яйцеклеток, спермы, проведению микроманипуляций;

· Лабораторная процедура биопсии эмбриона на 3 день культивирования (с помощью механического, химического или лазерного метода), а затем фиксация бластомера;

· Генетическая диагностика зафиксированных бластомеров и получение результатов диагностики к 5 дню культивирования эмбрионов;

· Перенос в полость матки эмбрионов без генетических дефектов на 5 день культивирования на стадии бластоцисты;

· Стандартные процедуры криоконсервации после переноса эмбрионов;

· Стандартная процедура диагностики беременности примерно через две недели после переноса эмбрионов.

С какими целями проводят доимплантационную генетическую диагностику?

1. Уменьшить риск рождения ребенка с генетической аномалией у носителей и больных генными или хромосомными заболеваниями.

2. Увеличить эффективность ЭКО с помощью «отсева» эмбрионов с численными аномалиями кариотипа. Такое "неправильное" количество хромосом выявляют более чем у половины эмбрионов, полученных от женщин старшей возрастной группы и пациентов с плохим прогнозом ЭКО (три и более спонтанных прерываний беременности на ранних сроках, три и более неудачных попыток IVF/ICSI, тяжелые нарушения сперматогенеза).

3. Выявить «эмбрионы - носители» болезней с поздней манифестацией и генетической предрасположенностью к тяжелым заболеваниям (онкология, болезнь Альцгеймера …).

4. Провести HLA типирование эмбрионов для подбора донора идентичного по лейкоцитарному антигену больному ребенку - брату/сестре.

5. Определить пол эмбриона для предотвращения передачи заболевания, сцепленного с полом.

Преимплантационная диагностика проводится по трем основным направлениям:

· анеуплоидии (наличие лишних или отсутствие одной или нескольких хромосом);

· моногенные заболевания (муковисцидоз, гемофилия, болезнь Гентингтона, мышечная дистрофия Дюшена и др.);

· транслокации.

Анеуплоидии.

Диагностика наиболее часто встречающихся анеуплоидий при проведении ЭКО показана женщинам после 35 лет, т.к. в этом возрасте количество яйцеклеток, у которых отсутствуют или имеются лишние хромосомы, существенно возрастает. Именно с анеуплоидиями в яйцеклетках связано повышение риска рождения ребенка с синдромом Дауна у женщин после 35 лет. Преимплантационная диагностика анеуплоидий показана также при наличии в анамнезе трех и более спонтанных абортов раннего срока, а также после многократных безуспешных попыток ЭКО. В случае диагностики анеуплоидий целью преимплантационной диагностики является повышение вероятности наступления беременности и снижение риска спонтанного аборта.

Моногенные заболевания.

Диагностика моногенных заболеваний проводится у пар, в которых один или оба супруга больны или являются носителем тяжелого наследственного заболевания. В этом случае ЭКО, как правило, является следствием необходимости проведения преимплантационной диагностики. Преимплантационная диагностика направлена на предотвращение рождения ребенка с тяжелым генетическим заболеванием. На сегодняшний день диагностика не всех таких заболеваний возможна.

Транслокации.

Диагностика несбалансированных транслокаций проводится у пар, где один из супругов является носителем транслокации. Целью преимплантационной диагностики транслокаций является повышение вероятности наступления беременности и снижение риска спонтанного аборта.

С помощью преимплантационной диагностики возможен выбор пола будущего ребенка либо с целью исключения генетического заболевания, связанного с полом, либо по желанию родителей.

Показания для проведения доимплантационной генетической диагностики методом FISH:

1. носительство хромосомных перестроек

2. возраст женщины старше 35 лет

3. более трех спонтанных прерываний беременности на ранних сроках

4. более двух-трех неудачных попыток IVF/ICSI

5. тяжелые нарушения сперматогенеза



ПГД является самой ранней формой пренатальной диагностики, цель которой состоит в том, чтобы не допустить перенос и имплантацию эмбрионов с серьезными генетическими заболеваниями. ПГД в первую очередь предлагается супружеским парам, у которых ожидается повышенная частота появления анеуплоидий, связанная с возрастом матери, а также супружеским парам, имеющим высокий риск рождения детей с нарушениями в единичных генах. Список заболеваний, для которых необходимо проведение ПГД, быстро пополняется и включает возрастные анеуплоидии, муковисцидоз, болезнь Тея-Сакса, гемофилию А и В, пигментный ретинит, серповидно-клеточную анемию, талассемию, синдром Альпорта, синдром ломкой X-хромосомы (синдром Мартина-Белла), миопатию Дюшенна, синдром Леша-Нихена, миотоническую дистрофию, синдром Марфана, хорею Гентингтона, заболевания, связанные с нарушениями в X-хромосоме и т.д.

Проектное задание

1. Проведите сравнительный анализ спектра заболеваний для которых необходимо проведение ПГД существующие в нашей стране и за рубежом.

2. Используя литературные данные проведите сравнительный анализ частоты встречаемости хромосомной патологии в разрезе аутосом и половых хромосом при проведении преимплантационной диагностике.

Тесты рубежного контроля

1. Для преимплантационной диагностики используют

А) один эмбрион

Б) два эмбриона

В) один сперматозоид

Г) одну-две клетки эмбриона

2. Преимплантационная диагностика проводится с целью:

А) диагностики вирусных заболеваний

Б) диагностики мультифакториальных заболеваний

В) диагностики инфекций

Г) диагностики хромосомных и генных заболеваний

3. Одним из показания для проведения доимплантационной генетической диагностики методом FISH являются:

А) носительство хромосомных перестроек

Б) носительство генных мутаций

В) носительство вирусных инфекций

4. Для преимплантационной диагностики моногенных заболеваний используют метод:

А) FISH

Б) кариотипирование

В) ПЦР

Г) биохимический

5. Для преимплантационной диагностики хромосомных заболеваний используют метод:

А) FISH

Б) кариотипирование

В) ПЦР

Г) биохимический

6. Биопсия эмбриона, с целью проведения генетического анализа проводится на

А) первый день

Б) третий день

В) пятый день

Г) десятый день

7. Преимплантационная диагностика проводится в отношении всех перечисленных заболеваний кроме:

А) болезнь Тея-Сакса

Б) муковисцидоз

В) талассемию

Г) токсоплазмоз

8. Диагностика эмбриона проводится в цикле экстракорпорального оплодотворения:

А) после переноса в полость матки

Б) во время переноса в полость матки

В) до переноса в полость матки

9. Для диагностики пола эмбриона, с целью исключения наследственного заболевания сцепленного с полом преимущественно использовать метод:

А) кариотипирование

Б) ПЦР

В) биохимический

Г) FISH

10. преимплантационная диагностика относится к

А) биохимическим методам

Б) методам профилактики наследственной патологии

В) инвазивным методам

Г) просеивающим программам

Модуль 3. Профилактика наследственной патологии во время беременности

Комплексная цель: Ознакомиться с методами пренатальной диагностики наследственной патологии. Изучить критерии оценки биохимических сывороточных маркеров. Рассмотреть инвазивные и неинвазивные методы.

Глава 6. Предмет, задачи и уровни пренатальной диагностики

Методом профилактики наследственной патологии во время беременности является пренатальная диагностика.

Пренатальное (дородовое) обследование направлено на предупреждение и раннее выявление врожденной и наследственной патологии у плода.

Основой его проведения является искусственный внутриутробный отбор (элиминация) генетически дефектных плодов. При этом используются методы, направленные на точную диагностику аномалий у плода как хромосомного, так и генного происхождения, а также других пороков развития.

Основные задачи пренатальной диагностики:

• предоставление будущим родителям исчерпывающей информации о степени риска рождения больного ребенка;

• при наличии высокого риска - предоставление информации о возможности прерывания беременности и последствиях принятого родителями решения - родить больного ребенка или прервать беременность;

• обеспечение ранней диагностики внутриутробной патологии и оптимального ведения беременности;

• определение прогноза здоровья будущего потомства.

Пренатальная диагностика состоит из следующих уровней:

Первый уровень - проведение массового обследования всех беременных женщин с применением доступных современных методов, позволяющих с высокой вероятностью формировать группы риска по внутриутробному поражению плода. Мероприятия этого уровня обследования организуются и проводятся акушерско-гинекологическими учреждениями - женскими консультациями (кабинетами) и другими родовспомогательными учреждениями, осуществляющими наблюдение за беременными женщинами.

Обследование беременных женщин включает обязательное трехкратное скрининговое ультразвуковое исследование: в срок 10-14 недель беременности, когда главным образом оценивается толщина воротникового пространства плода; в 20-24 недели ультразвуковое исследование осуществляется для выявления пороков развития и эхографических маркеров хромосомных болезней; ультразвуковое исследование в 32-34 недели проводится в целях выявления пороков развития с поздним их проявлением, а также в целях функциональной оценки состояния плода. В срок 16-20 недель осуществляется забор проб крови у всех беременных женщин для проведения исследования у них уровней не менее двух сывороточных маркеров: альфа-фетопротеина (АФП) и хорионического гонадотропина человеческого (ХГЧ).

Второй уровень включает мероприятия по диагностике конкретных форм поражения плода, оценке тяжести болезни и прогнозу состояния здоровья ребенка, а также решение вопросов о прерывании беременности в случаях тяжелого, не поддающегося лечению заболевания у плода. Эти обследования осуществляются, в региональных (межрегиональных) медико-генетических консультациях (МГК), куда направляются беременные женщины с первого уровня обследования.

К ним также относятся беременные женщины, у которых в процессе ультразвукового скрининга выявлены нарушения в развитии плода: в сроке 10-14 недель толщина воротникового пространства 3 мм и более; наличие ВПР; эхографических маркеров хромосомных и других наследственных болезней, аномальное количество околоплодных вод и другие случаи поражения плода, а также беременные женщины с отклонениями в уровне сывороточных маркеров крови.

На второй уровень также направляются беременные женщины, угрожаемые по рождению детей с наследственной болезнью или врожденным пороком развития (ВПР); в возрасте от 35 лет и старше; имеющие в анамнезе рождение ребенка с ВПР, хромосомной или моногенной болезнью; с установленным семейным носительством хромосомной аномалии или генной мутации.

Основной задачей учреждений второго уровня является генетическое консультирование беременных женщин с риском поражения плода, проведение комплексного пренатального обследования и выработка тактики ведения беременности при подтверждении патологии у плода и рекомендаций семье.

Комплексное обследование включает тщательное ультразвуковое исследование плода, при необходимости допплерографию и цветовое доплеровское картирование, кардиотокографию с обязательным анатомическим анализом результатов (по показаниям); инвазивную диагностику (аспирация ворсин хориона, плацентоцентез, амниоцентез, кордоцентез) с последующим доступным генетическим анализом клеток плода (по показаниям) и др.

При выявлении ВПР, хромосомной или другой наследственной болезни у плода, тактика ведения беременности определяется консультативно, о чем делается запись в медицинской документации беременной женщины. Консилиум должен включать врача-генетика, врача ультразвуковой диагностики, врача акушера-гинеколога, по показаниям - врача-неонатолога и других специалистов. При проведении консилиума беременная женщина и члены ее семьи информируются о характере поражения плода, возможных исходах беременности, прогнозе для жизни и здоровья ребенка. При наличии показаний даются рекомендации по поводу прерывания беременности.

Супружеской паре рекомендуется провести повторное генетическое консультирование, во время которого даются рекомендации по планированию последующей беременности.

Современные методы пренатальной диагностики подразделяют на:

ь непрямые - объектом обследования является беременная женщина (клиническое (акушерстко-гинекологическое), бактерио- и серологическое, медико-генетическое: генеалогическое, цитогенетическое, молекулярно-биологическое; анализ эмбрионспецифических белков: альфафетопротеин, хориогонический гонадотропин, эстриол, РАРР-А);

ь прямые - непосредственное обследование плода.

Прямые методы исследования подразделяются на неинвазивные (ультразвуковое сканирование; электрокардиография; рентгенография; лабораторные: цитогенетические, молекулярно-генетические, биохимические, иммуноцитохимические) и инвазивные (хорионбиопсия (I триместр); плацентобиопсия (II триместр); амниоцентез: ранний (13-14 нед. бер.) и обычный (15-22 нед. бер.); кордоцентез (II - III триместр); фетоскопия (II - III триместр); биопсия тканей плода (кожа, мышцы, печень, селезенка и пр.) (II - III триместр).

Глава 7. Биохимический скрининг наследственной патологии во время беременности

Пренатальная биохимическая диагностика основана на определении концентрации различных соединений (белковых и стероидных гормонов, аминокислот и др.), вырабатываемых организмом матери, плацентой и плодом, для обнаружения и мониторинга лечения патологических состояний беременности, включая нарушения развития плода.

Анеуплоидии вызывают множественные врожденные пороки развития, умственную и физическую отсталость, нарушения полового развития. Лечение таких пациентов малоэффективно, а прогноз неблагоприятен. Поэтому использование методов дородовой диагностики хромосомных аберраций позволяет предупредить рождение детей с тяжелой патологией.

Пренатальный биохимический скрининг идентифицирует женщин с повышенным риском беременности плодом с синдромом Дауна (трисомия 21), синдромом Эдварда (трисомия 18) или дефектом открытой невральной трубки. Для других хромосомных болезней, например, синдрома Тёрнера, скрининг неспецифичен.

Значения серологических маркёров могут сильно варьировать в разных лабораториях. Для того, чтобы корректно сравнивать результаты, отклонение уровня маркёра от нормы у пациентки выражают обычно через кратность медиане. Медиана является средней в ряду упорядоченных по возрастанию значений уровня маркёра при нормальной беременности того же срока гестации и обозначается Mom (multiples of median). Использование независимых маркёров (т.е. слабо коррелирующих друг с другом) в комбинации увеличивает чувствительность и специфичность метода и позволяет рассчитать индивидуальный риск. Для скрининга добиваются расчётов с обеспечением максимальных чувствительности и специфичности, т.е. не менее 65-75% при 5% ложноположительных результатов. Полученные за границей принятой нормы результаты для данных показателей считаются положительными. Вероятность рождения больного ребёнка при определённом значении Mom рассчитана статистически на большом количестве образцов. У конкретной пациентки вероятности, полученные для каждого маркёра, суммируются. Показанием для применения инвазивной пренатальной диагностики с целью кариотипирования плода обычно считается риск выше, чем 1:250 (от 1:190 до 1:400 в разных странах) рождения больного ребенка.

Скрининг первого триместра беременности

Комбинированный тест (выполняется на 10-13 неделе беременности). Включает свободную субъединицу b -ХГЧ и PAPP - A и NT -УЗИ. В первом триместре PAPP-A и NT (затылочный размер плода на УЗИ) обычно увеличиваются с развитием беременности.

В первом триместре при беременности плодом с синдромом Дауна (СД) уровни PAPP - A в материнской крови, в среднем, в два раза меньше и NT увеличен примерно в 2 раза по сравнению с нормой. В этом тесте возможно определить 85% всех патологических плодов, в группе риска 5% женщин оказываются с патологией. Ограничения теста: не позволяет обнаружить дефекты открытой нервной трубки (нет АФП, поскольку определение АФП в первом триместре еще не имеет диагностической ценности для данного дефекта).

Скрининг во втором триместре беременности

Скрининг проводится на 16-20 неделе беременности. Самый распространённый и общепринятый на сегодняшний день тест пренатального скрининга СД и трисомии 18.

Метод скрининга с использованием измерения трех основных маркёров в материнской сыворотке. Это АФП, Е3 и ХГЧ. Три серологических маркера и возраст женщины используются вместе для оценки риска беременности плодом с Синдромом Дауна.

В норме во втором триместре уровни АФП и Е3 растут (15% и 24% в неделю), уровень ХГЧ уменьшается. При беременности плодом с синдромом Дауна уровни АФП и Е3, в среднем, ниже Mom на 75%. Напротив, ХГЧ увеличен приблизительно в 2 раза.

В третьем триместре беременности проводят интегральный тест. Эти четыре биохимических маркеров (Mom концентраций маркеров рассчитывают только по сроку гестации, уточнённому на УЗИ!) + NT + возраст женщины используются для оценки степени риска.

...