Современные методы и проблемы диагностики наследственной патологии

микроделеция  дисомия наследственный импринтинг

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА СИНДРОМОВ  ПРАДЕРА-ВИЛЛИ И АНГЕЛЬМАНА

2.1 Цитогенетическая  характеристика синдромов Прадера-Вилли  и Ангельмана

Наиболее убедительные данные получены при синдроме Прадера—Вилли (СПВ) и синдроме Ангельмана (СЭ), которые, имея существенно разные клинические  проявления, в своей основе имеют сходные молекулярно-цитогенетические изменения В последние годы появились сообщения еще об одной причине развития этих синдромов у пациентов, у которых не было найдено ни типичных делеций, ни ОРД, но зато в семьях таких больных встречались повторные случаи синдрома. В ходе исследования в проксимальном участке хромосомы 15 были обнаружены противоположно импринтированные гены — кандидаты СПВ и СЭ, соответственно SNRPN и UBE3A, в которых выявили мутации.

Рис. 3 Механизмы  возникновения синдромов Прадера—Вилли и Ангельмана через делецию участка хромосомы 15 или однородительскую дисомию по хромосоме 15. СПВ — синдром Прадера—Вилли; СА — синдром Ангельмана; мат. — материнская хромосома; отц. — отцовская хромосома

Ген SNRPN кодирует полипептид N малого ядерного рибонуклеопротеина, активно экспрессируется исключительно на отцовской хромосоме 15 и репрессирован на материнском гомологе, т.е. мутации в этом гене вовлечены в патогенез СПВ. Критический регион для СЭ расположен дистальнее (локус D15S10), который экспрессируется только в материнских хромосомах. Предполагают, что мутации при СЭ есть в гене UBE3A кодирующем убиквитинлигазный белок ЗА. Экспрессия этого белка выявлена во всех тканях человека, причем в ряде структур мозга ген UВЕЗА активен лишь на материнской хромосоме. Дефицит материнской копии этого гена в клетках Пуркинье (грушевидных невроцитах мозжечка) и нейронах гиппокампа может, по-видимому, объяснить клиническую картину СЭ (умственная отсталость, атаксия, тремор и др.). Таким образом, в районе хромосомы 15(q11—q13) имеются близко расположенные, но противоположно импринтированные локусы, отвечающие за возникновение этих двух синдромов.

Таким образом, хотя роль метилирования в обеспечении  аллельспецифической экспрессии генов  несомненна, остается неясным, является ли метилирование первичным эпигенетическим сигналом, который «стирается» и устанавливается в га-метогенезе, или представляет собой некий вторичный процесс по отношению к более ранней стадии импринтинга и служит лишь для поддержания ранее установленного импринта

2.2 Клинические  проявления и методы диагностики  синдромов Прадера-Вилли и Ангельмана

Синдром Прадера-Вилли (синдром Прадера-Лабхарта-Вилли-Фанкони, синдром НННО) описан в 1956 году является наиболее частой причиной генетически  обусловленного тяжело протекающего ожирения у детей старше 1 года жизни и у взрослых. Встречается с одинаковой частотой среди обоих полов, регистрируется у лиц разных национальностей и рас. Популяционная частота составляет от 1:10 000 до 1:15 000 [5, 6]. Клиническая диагностика СПВ на 1-м году жизни затруднительна в силу отсутствия специфической симптоматики при рождении и быстрой спонтанной ликвидации ранних признаков заболевания после первых месяцев жизни.

К этим ранним проявлениям  синдрома относятся:

- вялое шевеление плода,

- слабость сосательного  рефлекса вскоре после рождения,

- развитие мышечной  гипотонии в первые месяцы  жизни.

Синдром Ангельмана — генетическая аномалия. Для него характерны задержка психического развития, нарушения сна, припадки, хаотические  движения (особенно рук), частый смех или улыбки.

- задержка в  развитии навыков общей моторики (умение сидеть, ходить);

- задержка речевого  развития, неразвитая речь (у всех  детей);

- дети больше  понимают, чем могут сказать или  выразить;

- дефицит внимания  и гиперактивность;

- сложности  с обучением;

- эпилепсия  (80% случаев), нарушения выявляются  также при электроэнцефалографии;  считается, что у детей с  синдромом Ангельмана происходит  вторичная (симптоматическая) общая  эпилепсия;

- необычные  движения (мелкий тремор, хаотические движения конечностей);

- частый смех  без повода;

- ходьба на  негнущихся ногах — из-за этой  особенности детей с этим синдромом  иногда сравнивали с марионетками;

- размер головы  меньше среднего, нередко с уплощением  затылка;

- иногда особые черты лица — широкий рот, зубы с промежутками между ними, выдающийся вперед подбородок, высунутый наружу язык);

- нарушения  сна;

- страбизм (косоглазие) в 40 % случаев;

- сколиоз (искривление  позвоночника) в 10 % случаев;

- повышенная  чувствительность к высокой температуре;

- бывают сильно  увлечены играми с водой [7].

2.3 Связь синдромов  Прадера-Вилли и Ангельмана

Установлено, что  формирование синдрома Прадера-Вилли  и синдрома Ангельмана связано с  геномным импринтингом [4]. В большинстве  случаев синдрома Прадера-Вилли (70%) микроделеции района 15q11-q13, обнаруживаемые у пациентов, имеют отцовское происхождение. Примерно в 30% случаев у пациентов обнаруживаются только материнские аллели (однородительская материнская дисомия). Эта своеобразная «гомозиготизация» происходит в результате неравного кроссинговера или соматической рекомбинации по механизму конверсии генов. Синдром Ангельмана является как бы зеркальным отражением синдрома Прадера-Вилли. Делеции, захватывающие примерно тот же район хромосомы 15, что и при синдроме Прадера-Вилли, имеют материнское происхождение, а однородительская дисомия - отцовское. Установлено, что в перицентромерном участке хромосомы 15 имеется тандемный инвертированный повтор MN7 [4], который, по-видимому, определяет высокую мутабельность района 15q11.2. Пациенты с интерстициальной дупликацией проксимального района 15q могут иметь задержку развития без признаков дисморфогенеза. С целью определения степени выраженности патологии пациенты с дупликацией родительского происхождения критического региона 15q были разделены на 3 группы. К первой группе были отнесены больные с эухроматиновым вариантом дупликации без захвата локуса 15q11-q13. Вторая группа включала пациентов с дупликацией 15q11-q13 материнского происхождения, у которых имели место трудности обучения и речи, признаки аутизма или атипичный аутизм без дисморфологических черт. Третья группа включала пациентов с дупликациями отцовского происхождения без очевидного клинического фенотипа [4]. У одного больного, имевшего дупликацию 15q отцовского происхождения с вовлечением локуса 15q11-q13, были выявлены задержка развития речи и аномалия мозга. Инвертированная дупликация inv dup 15 с вовлечением локуса 15q11-q13 была обнаружена у детей с задержкой развития, умственной отсталостью от умеренной до тяжелой, эпилепсией, манифестировавшей в возрасте от 4 до 8 лет, генерализованной гипотонией и аутистическим поведением, но без дисморфологических черт или с 1-4 малыми аномалиями развития [4]. К настоящему времени описано два цитогенетических типа инвертированной дупликации хромосомы 15. Первый тип включает метацентрик или субметацентрик и гетерохроматиновую хромосому, меньшую или равную хромосомам G группы, - dic(15)(q11). Большинство детей с данной аномалией имеют нормальный фенотип.

ГЛАВА 3. СИНДРОМ ДИ ДЖОРДЖИ (ДИ ГЕОРГА)

Синдром Ди Джорджи (Ди Георга, СДД) - изолированный Т-клеточный  иммунодефицит. Характеризуется триадой  ведущих клинических проявлений: гипоплазия тимуса и/или паращитовидных желез и врожденным пороком сердца. Впервые описан в 1965 году. Поражаются чаще девочки [9, 10, 11]. Наследуется по аутосомно - рецессивному типу [11]. Установлена генетическая характеристика этого врожденного порока развития, в части случаев это аутосомный генетический дефект делеции 22q11.2.

В основе СДД лежит порок развития третьего-четвертого глоточных карманов, возникающий между шестой и десятой неделями гестации, приводящий к агенезии или дисгенезии паращитовидных желез и тимуса. Вовлечение первого и второго жаберных карманов приводит к пороку развития лицевых структур, а заинтересованность пятого кармана проявляется широким спектром врожденных пороков сердца с частым вовлечением дуги аорты [9].

Клиническая характеристика: у большинства больных отмечаются диспластические черты лица. Наиболее характерны диспластичные ушные раковины, гипертелоризм, широкая переносица, "рыбий рот", антимонголоидный разрез глаз. У части детей наблюдаются и более грубые аномалии, такие как микрогнатия и незаращение твердого и мягкого неба. Гипокальциемия различной степени тяжести и отсутствие тени вилочковой железы при рентгенографии грудной клетки относятся к частым проявлениям. Гипокальциемические судороги обычно возникают с первых дней жизни. У всех больных отмечается задержка умственного развития. Врожденные пороки сердца и магистральных сосудов также относятся к наиболее характерным и тяжелым признакам заболевания [9].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной работе были рассмотрены микроделяционные синдромы: Прадера-Вилли, Ангнльма и Ди Джорджи. Описаны их клинические и генетические проявления, возможные риски. И представлены медицинские методы купирования их проявлений, улучшения состояния больных.

На сегодняшний день синдромы Прадера-Вилли и Ангельмана служат общепринятой моделью для изучения новых в клинической генетике и сложных явлений - геномного импринтинга и унипарентальной дисомии. Установлено, что синдром Прадера-Вилли может быть обусловлен двумя основными механизмами. Первый из них - микроделеция хромосомы 15 (15q11.2-q13), которая всегда отцовского происхождения. Второй - материнская изодисомия, т.е. когда обе хромосомы 15 получены от матери. Развитие синдрома Ангельмана, наоборот, связано с микроделецией того же участка хромосомы 15, но материнского происхождения, или отцовской изодисомией. Большинство (около 70%) случаев синдрома Прадера - Вилли обусловлено микроделецией, остальные - дисомией. При этом обращает на себя внимание отсутствие клинических различий между больными с микроделецией и изодисомией. Для синдрома Ди Джорджи установлено, что он вызывается аутосомным генетическим дефектом делеции 22q11.2. Цитогенетические проявления данного синдрома на сегодня еще не достаточно изучены. Учеными ведется активная работа по решению этой проблемы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Гинтер Е.К. Медицинская  генетика: Учебник. – М.: Медицина, 2003. – 448с.

2.  Ридли М. Геном.  Автобиография вида в 23 главах. – М.: Эксмо, 2008. – 432с.

3.  Денисенкова Е.В., Петрин  А.Н., Байков А.Д. Цитогенетические  и молекулярно-цитогенетические  аспекты диагностики заболеваний,  сопровождающихся умственной отсталостью, у детей // Издательство «Медиа Сфера», 2005. Режим доступа: http://www.mediasphera.ru/journals/detail/206/2988/

4.  Сапиенца К. Геномный  импринтинг // В мире науки. (Scientific American. Издание на русском языке). - 1990. - №12. - стр.14-20. Режим доступа: http://www.evolbiol.ru/gen.html

5.  Дуліпа О.Г. Синдром  Прадера-Віллі (Prader-Willi Syndrome). Режим  доступа: http://www.ibis-birthdefects.org/start/ ... prader.htm

6.  Казанцева Л.З., Новиков  П.В., Семячкина А.Н., Николаева Е.А., Курбатов М.Б., Добрыкина Э.В. Московский НИИ педиатрии и детской хирургии Минздрава РФ. Синдром Прадера - Вилли у детей: новое в этиологии, патогенезе и лечении. Режим доступа: http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1174772&uri=index2.html