Значение генетики для медицины и здравоохранения

На первом этапе  обследования (экспресс-диагностика) применяются  методы массового биохимического скрининга: пробы Феллинга (на фенилкетонурию), Альтгаузена (гликогенозы), Бенедикта (галактоземия, фруктоземия), проба  на гипераминоацидурию, микробиологический тест Гатри (ФКУ и др. аминоацидопатии). Разработаны простые качественные биохимические тесты для эксперсс-диагностики гипотиреоза, муковисцидоза, для выявления нарушений обмена билирубина, болезни Тея-Сакса, гепатолентикулярной дегенерации, АГС. Эти пробы достаточно просты и используют легко доступный биологический материал (кровь, моча).

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;