Значение генетики для медицины и здравоохранения

На втором этапе (уточняющая диагностика) применяют молекулярно-цитогенетические, молекулярно-биологические методы, более сложные методы аналитической биохимии:

- исследование метаболического  пути (количественное определение  метаболитов, их кинетики и накопления);

- прямое измерение концентрации (иммунохимические методы), активности (энзимо-диагностика), физико-химических  и кинетических параметров мутантных белков;

- исследование мутантных  белков с помощью нагрузочных  проб мечеными субстратами и  гибридизации соматических клеток;

- исследование структуры  мутантного гена методами рестрикционного  анализа.

Большие перспективы открываются с применением жидкостной и газовой хроматографии, позволяющей определить аминокислотный состав исследуемого субстрата в течение нескольких минут.

Показания для биохимического исследования:

1) умственная отсталость, психические нарушения;

2) нарушение физического развития - аномальный рост и строение волос или ногтей; неправильный рост с искривлением костей туловища и конечностей, чрезмерное отло-жение жира, гипотрофия или кахексия, тугоподвижность или разболтанность суставов;

3) плохое зрение или  полная слепота, тугоухость или глухота;

4) судороги, мышечная гипотония, гипер- и гипопигментация, фото-чувствительность, желтуха;

5) непереносимость отдельных  пищевых продуктов и лекарственных  препаратов, нарушение пищеварения, частая рвота, диарея, жидкий стул, гепато- и спленомегалия;

6) почечно-каменная болезнь, холестаз;

7) гемолитические анемии  и др.состояния.

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД.

Метод позволяет идентифицировать кариотип (особенность строения и число хромосом), путем записи кариограммы. Цитогенетическое исследование проводится у пробанда, его родителей, родственников или плода при подозрении на хромосомный синдром либо другое хромосомное нарушение.

Объектом исследования служат культуры лимфоцитов периферической крови, фибробластов кожи, клеток других тканей.

С помощью метода определяется наличие Х и У полового хроматина, определяющего истинную половую принадлежность. Половой хроматин (тельце Барра) - в виде компактной глыбки в ядрах соматических клеток имеется только у женщин. Он определяется в эпителиальных клетках ротовой полости, вагинальном эпителии и клетках волосяной луковицы.

Показания для цитогенетического обследования больного:

1) множественные пороки  развития (с вовлечением трех  и более систем); наиболее постоянные  нарушения - пороки рзвития головного мозга, опорно-двигательной системы, сердца и мочеполовой системы;

2) умственная отсталость  в сочетании с нарушениями  физического развития, дисплазиями, гипогенитализмом;

3) стойкое первичное бесплодие  у мужчин и у женщин при  исключении гинекологической и урологической патологии;

4) привычное невынашивание  беременности, особенно на ранних  стадиях;

5) нарушение полового  развития (гипогонадизм, половые инверсии);

6) небольшая масса ребенка, рожденного при доношенной беременности.

Применение цитогенетического метода в клинической генетике обусловило развитие нового направления - клинической цитогенетики, которая позволяет:

- установить происхождение  структурно перестроенных хромосом  и их точную классификацию;

- выделить синдромы, обусловленные дисбалансом по участкам индивидуальных хромосом;

- накапливать сведения  об изменениях хромосом в опухолевых  клетках, у больных с наследственными  заболеваниями крови и т.д.

МЕТОД ВЫЯВЛЕНИЯ ГЕТЕРОЗИГОТНОГО НОСИТЕЛЬСТВА

Для человека, чье гетерозиготное состояние по тому или иному заболеванию установлено, чрезмерно важно не встретиться в браке с носителем подобного рецессивного гена, т.к. риск рождения у них больного ребенка составляет 25% как при первой, так и последующих беременностях.

Предположения о гетерозиготности женщины:

1) если у женщины поражен  отец наследственнной болезнью;

2) если женщиина родила  двух или нескольких пораженных  сыновей;

3) если у женщины поражен  брат (или братья), и, кроме того, она  имеет пораженного сына или внука (от дочери);

4) если женщина имеет  двух дочерей, причем у каждой  из них родился пораженный  сын (или сыновья).

Пути исследования:

1. Клиническое изучение  микросимптомов заболевания с  выявлением аномалий развития.

2. Использование нагрузочных  тестов (прием фенилаланина выявляет повышение его содержания в крови - предположение о гетерозиготности по фенилкетонурии).

3. Микроскопическое исследование  клеток крови и тканей.

4. Биологическое определение  активности того или иного  фермента, пострадавшего в результате мутации гена.

МОЛЕКУЛЯРНО-ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Это большая и разнообразная группа методов исследования молекулярной структуры ДНК, основные дифференциально-диагностические тесты, необходимость разработки которых обусловлена генетической природой наследственных заболеваний, их выраженным клиническим полиморфизмом, а также существованием генокопий и фенокопий.

Особое место в этой группе занимают методы ДНК-диагностики (зондовой). Они позволяют диагностировать заболевание на уровне первичного молекулярного дефекта - патологического гена. Ее точность в установлении причины наследственного дефекта абсолютна.

Среди основных методов ДНК-диагностики выделяются:

- дозовый блот-гибридизационный  анализ;

- анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ);

- полимеразная цепная  реакция (ПЦР);

- анализ полиморфизма  микросателлитных последовательностей.

Благодаря этим методам у врачей появились уникальные возможности эффективного применения в различных областях медицины самых совершенных технологий.

В настоящее время в ДНК-диагностике выделяют 4 подхода. Они применяются в зависимости от того: известен или не известен ген данного заболевания (1), клонирован или нет этот ген или ДНК-копия его тРНК или кодирующей ДНК (2), известна или нет природа мутации, вызывающей заболевание (3), насколько широко распространена данная мутация в различных случаях данного заболевания в данной популяции, данном географическом регионе (4).

Виды ДНК-диагностики: подтверждающая, пресимптоматическая, носительства, пренатальная. Принципиально различают прямую и косвенную диагностикумоногенных наследственных болезней. Прямые методы возможны лишь при условии, что ген заболевания клонирован, известна его экзон-интронная организация или нуклеотидная последовательностьполноразмерной комплементарной ДНК. При прямой диагностике предметом анализа являются мутации гена. Главным преимуществом прямых методов диагностики является почти 100% эффективность. Прямые методы основаны на технологии ПЦР.

Однако в большинстве случаев наследственных заболеваний ген не клонирован или заболевание является генетически гетерогенным, т.е. обусловлено повреждением в разных генах, либо молекулярная организация гена не позволяет использовать прямые гены. Эти трудности могут быть преодолены с помощью косвенных методов ДНК-диагностики, основанных на использовании сцепленных с геном полиморфных маркеров. В этом случае определяется гаплотип хромосомы, несущей мутантный ген в семьях высокого риска, т.е. у родителей больного и его ближайших родственников. Такой подход возможен практически для всех моногенных заболеваний с известной локализацией гена. Основной недостаток косвенных методов диагностики - обязательное предварительное изучение генотипа (гаплотипа) хотя бы одного пораженного родственника. В случае отсутствия пораженных родственников, «доступных» для обследования, проведение диагностики (за редким исключением) становится невозможным.

МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ (МГК)

Медико-генетическое консультирование (МГК) - это специализированная помощь населению по предупреждению появления в семье больных с наследственной патологией. Согласно современным представлениям МГК - это коммуникативный процесс, в результате которого активно заинтересованные пациенты (либо их родственники) с наследственными заболеваниями получают сведения о характере данного заболевания, а также способах его предупреждения и лечения.

Основные задачи МГК:

- Установление точного  диагноза наследственного заболевания.

- Определение типа наследования заболевания в данной семье.

- Составление прогноза  рождения ребенка с наследственной  болезнью.

- Расчет риска повторения  болезни в семье.

- Определение наиболее  эффективного способа профилактики.

- Помощь семье в принятии  правильного решения.

- Пропаганда медико-генетических знаний среди врачей, населения.

Показания для МГК:

1) установленная или подозреваемая  наследственная болезнь в семье - рождение ребенка с врожденным  пороком развития; задержка физического  развития или умственная отсталость  у ребенка; аномалии полового развития;

2) повторные спонтанные  аборты, выкидыши, мертворождения; выявление  патологии в ходе просеивающих  программ;

3) кровнородственные браки;

4) воздействие известных  или возможных тератогенов в  первые 3 месяца беременности;

5) неблагополучное протекание  беременности.

В принципе, каждая супружеская пара должна проити медико-генетическое консуль-тирование до планирования деторождения (проспективно) и безусловно после рождения больного ребенка (ретроспективно).

Условно процесс МГК можно разделить на несколько этапов:

1. Верификация клинического  диагноза наследственного (или предположительно  наследственного) заболевания: на данном  этапе крайне важна роль клинициста, в том числе, врача-педиатра, и  особенно в случаях, когда, в силу обстоятельств, недоступен осмотр генетика.

2. Установление характера  наследования заболевания в консультируемой  семье: проводится в рамках клинико-генеалогического  метода. О типе наследования нельзя  однозначно судить при малочисленности  семьи, что актуальнов наше время.

3. Оценка генетического  риска повторения заболевания (генетический  прогноз): принципиально выделяют  два способа оценки генетического  риска - теоретический (для моногенных  заболеваний) и эмпирический (мультифакториальные  и хромосомные болезни).

4. Определение наиболее  эффективных способов профилактики: зависит от конкретной ситуации. Необходимо учитывать возраст  консультируемых, состав семьи (наличие  либо отсутствие здоровых детей), тяжесть заболеваания, возможность  пренатальной диагностики, религиозные установки семьи и т.д.

5. Объяснение обратившимся  смысла собранной и проанализированной  медико-генетической информации: проводится  в максимально доступной и  недирективной форме; критерием  эффективности МГК на данном  этапе является понимаемость со стороны консультируемоо той информации, которую дает врач.

МГК как форма профилактики наследственных и врожденных заболеваний связано с другими видами медико-гентической помощи населению: пренатальной диагностикой, скринирующими программами, преконцепционной профилактикой

 

 

Пренатальная диагностика

Для проведения детального повторного УЗИ как уточняющей диагностической процедуры можно выделить следующие показания:

1. Выявление отклонений (маркеров  патологии) или пороков развития  плода в ходе просеивающего УЗИ:

- ЦНС - анэнцефалия, spina bifida, голопрозэнцефалия, энцефалоцеле;

- Конечности - редукционные  пороки (амниоперетяжки), фоко- и брахимелия, олиго- и полидактилия, тяжелый несовершенный  остеогенез;

- ССС - пороки сердца и  крупных сосудов;

- МВС - агенезия почек, поликистоз  почек, удвоение почки, выраженный  гидронефроз,

опухоли яичников;

- ЖКТ - атрезия 12-перстной  кишки, дефекты передней брюшной  стенки,

диафрагмальная грыжа;

- Легкие - кистозно-аденоматозная  мальформация легких;

- и другие.

2. Несоответствие размеров  плода сроку беременности.

3. Рождение предыдущего  ребенка с врожденными пороками  развития.

4. Наличие у женщины  болезней (сахарный диабет, алкоголизм, эпилепсия и др.), повышающих риск  рождения ребенка с врожденными пороками.

5. Воздейсствие тератогенного  фактора (радиация, химические вещества, инфекции) в первые 10 недель беременности.

6. Наличие врожденных  пороков развития у кого-нибудь  из супругов (или родственников I-III степени родства по линиям  обоих супругов).

СКРИНИРУЮЩИЕ ПРОГРАММЫ

Основной целью скринирующих (просеивающих) программ является выявление того или иного заболевания в доклинической стадии. Прежде всего это касается наследственных болезней обмена. Они включаются в программы массового просеивания, отбираются по ряду критериев (К.Д.Краснопольская, 1986):