Частота врожденных пороков развития составляет 2-3%, еще 5% новорожденных имеют так называемые малые аномалии. Причинные факторы их являются гетерогенными и включают хромосомные аномалии, моногенные заболевания, влияние тератогенов, материнские заболевания (инсулинзависимый сахарный диабет, фенилкетонурия), инфекции (краснуха, цитомегалия и др). Но большинство врожденных аномалий развития является мультифакториальными, т.е. зависят от комбинации генетических факторов и воздействия агрессивных факторов внешней среды.
Что такое пренатальный скрининг
Пренатальный скрининг, диагностика и лечение является относительно новой проблемой в акушерстве. Началом пренатального скрининга была, возможно, эра ультразвуковой диагностики в акушерстве, которая началась около двух десятилетий назад. С открытием новых генов и их фенотипов становится все более возможным пренатальный генетический диагноз. Следует различать понятия скрининга и диагностики.
Пренатальный скрининг позволяет выявить индивидов высокого риска осложнений среди популяции индивидов с низким риском осложнений. Специфичность и чувствительность скрининговых тестов очень важны, учитывая возможность ложноположительных и ложноотрицательных результатов скрининга.
Пренатальная диагностика, конечно, более специфическая, чем скрининг (например, амниоцентез или биопсия хориона), но имеет и больший риск осложнений. Первым шагом по определению риска для плода является скрининг матери о наличии определенных состояний или заболеваний.
Нередко возникает вопрос о вероятности роста частоты у потомков семейных пар, которые получали лечение по поводу бесплодия. Тяжелая олигоспермия и азооспермия ассоциируются со сбалансированными транслокациями хромосом (3-5%), синдромом Кляйнфельтера (47, ХХУ), аномалиями и микроделеции У-хромосомы.
Аномалии Х-хромосомы (ХХУ, ХХХ, Х-мозаицизм при синдроме Тернера) ассоциируются с пониженной фертильностью (субфертильностью), а также увеличением риска хромосомных аномалий у потомков. В 2/3 пациентов с врожденным отсутствием семявыносящих протоков имеет место хотя бы одна мутация гена, который отвечает за развитие кистозного фиброза. Итак, эти пациенты подлежат скринингу на наличие кистозного фиброза. Таким пациентам обычно показана интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида в яйцеклетку, хотя наличие мутантного гена по кистозному фиброзу может влиять на репродуктивные намерения.
Хромосомные аномалии
Старший возраст матери является фактором риска хромосомных аномалий в связи с увеличением возможности нерасхождения хромосом в процессе мейоза. Фертилизация гаметы с одной лишней хромосомой приводит к образованию продукта оплодотворения с 47 хромосомами. Следовательно, растет частота анеуплоидии — количества хромосом в продукте оплодотворения, большей или меньшей 46. Нерасхождение хромосом может иметь место в аутосомах (трисомия 21, 13, 18) или половых хромосомах (моносомия 45, Х, или трисомия 47, ХVV, 47, ХХХ и др). Несбалансированные транслокации хромосом сопровождаются аномальным количеством хромосомного материала (целой хромосомы или ее части). Риск для ребенка зависит от типа транслокации.
Факторы риска рождения детей с хромосомными аномалиями
- Возраст матери 35 лет и старше
- Рождение детей с хромосомными аномалиями в анамнезе
- Хромосомные аномалии у родителей, включая сбалансированные транслокации, анеуплоидии, мозаицизм
- Хромосомные аномалии у близких родственников
- Аномальные результаты ультразвуковой анатомии плода
- Аномальные результаты сывороточных скрининговых тестов / аномальный тройной тест (АФП, эстриол)
- Рождение детей с пороками нервной трубки в анамнезе
Частота хромосомных аномалий у живых новорожденных составляет 0,5%, у мертворожденных — 5%, у абортусов при самопроизвольных выкидышах — 50%. Частой хромосомной аномалией является анеуплоидия — увеличение или недостаток одной хромосомы. У рожденных живыми наиболее часто встречаются такие хромосомные аномалии, как трисомия 21 (1: 800), трисомия 18 и трисомия 13.
Трисомия 16 наиболее часто приводит к самопроизвольным выкидышам, а в случае трисомии 18 в большинстве случаев имеет место мертворождение. При наличии в анамнезе трисомии у плода риск рецидива при повторной беременности составляет 1%. В случае триплоидии обычно имеет место самопроизвольный аборт или гестационная трофобластическая болезнь. В редких случаях ребенок может родиться с триплоидией, но продолжительность жизни не превышает 1 года.
Хромосомные аномалии часто сопровождаются выраженными фенотипическими проявлениями и врожденными пороками развития, хотя их не всегда можно обнаружить при ультразвуковом скрининге.
Наиболее точным методом диагностики хромосомных аномалий является исследование кариотипа плода. Для некоторых хромосомных синдромов (синдром Дауна) существуют скрининговые тесты, например тройной тест:
1) уровень а-фетопротеина;
3) уровень в-субъединицы ХГЧ в сыворотке крови матери.
Синдром Дауна
Скрининг на генетические заболевания
Сегодня известно более 11 000 моногенных заболеваний, которые кодируются одним геном (генетически обусловленные) и передаются от родителей их потомкам. Механизм передачи многих генетических болезней объясняется принципами Менделя.
Аутосомно-доминантные моногенные синдромы встречаются с частотой 1: 200 индивидов; заболевание наблюдается у многих поколений, передается потомкам и рецидивирует с частотой 50%. Примерами аутосомно-доминантных моногенных расстройств могут быть:
- ахондроплазия,
- нейрофиброматоз,
- синдром Марфана,
- болезнь Хантингтона,
- семейный полипоз.
Появление аутосомно-доминантных заболеваний у новорожденных от «здоровых» родителей может быть обусловлено следующими причинами:
1. Мозаицизм зародышевых клеток. Мутация может иметь место лишь в популяции зародышевых клеток. Итак, родители являются непораженными, но могут передавать мутацию потомкам.
2. Новые мутации. Рост возраста родителей ассоциируется с увеличением риска аутосомно-доминантных расстройств (ахондроплазии, танатофорной дисплазии, нейрофиброматоза, синдрома Аперта — краниосиностоз). Риск рецидивов у других детей не увеличивается.
3. Вариабельна экспрессия. Тяжесть заболевания может варьировать, и родители могут не распознать мягкие и субклинические мутации.
4. Уменьшенная пенетрантность. Родители могут иметь аномальный ген без клинических проявлений заболевания.
5. Неверное отцовство. Частота неверного отцовства достигает 15%.
Аутосомно-рецессивные моногенные заболевания проявляются в многочисленных родственников при наличии двух пораженных аллелей. Если оба родителя являются носителями пораженного гена, риск заболевания у потомства равен 25% при каждой беременности. Аутосомно-рецессивные заболевания включают кистозный фиброз, серповидно-клеточную анемию, фенилкетонурию, болезнь Тея-Сакса, Канавана и др.
При Х-сцепленных рецессивных синдромах (гемофилия и др.) мать-носитель пораженного гена передает его своим сыновьям. Итак, 50% сыновей могут быть больными и 50% дочерей будут носителями этого гена. Редкие Х-доминантные синдромы могут передаваться от каждого родителя каждому ребенку подобно аутосомно-доминантных синдромов. Фенотип может сильно варьировать, что связано со смешанной пенетрантностью, лионизацией (гетерохроматизацией) Х-хромосомы (синдром ломкой Х-хромосомы) и геномным импринтингом.
Экспансия тринуклеотидных повторов. Некоторые гены содержат участки тройных повторов (например, ССС). Такие участки являются нестабильными и могут увеличиваться в следующих генерациях, этот феномен получил название антиципации. Количество повторений определяет степень поражения индивида. Экспансия тринуклеотидных повторов составляет основу многочисленных генетических расстройств, таких как синдром ломкой (фрагильной) Х-хромосомы, миотоническая дистрофия и болезнь Хантингтона.
Синдром ломкой (фрагильной) Х-хромосомы является наиболее частой причиной семейной задержки умственного развития. Пораженные мужчины имеют типичные черты: большие уши, выступающая челюсть, большие яички, аутичное поведение, легкая или умеренная умственная отсталость. Женщины обычно менее поражены в связи с инактивацией Х-хромосомы.
Ген ломкой Х-хромосомы локализуется в Х-хромосоме и имеет три нуклеотидные повтора (ССС). Нормальные индивиды имеют 6-50 повторов, непораженные носители женского пола могут иметь 50-200 повторов, которые могут распространяться на мейоза до полной мутации при наличии более 200 повторов. Если имеет место полная мутация, ген инактивируется путем метилирования; плод будет пораженным. Тяжесть заболевания зависит от степени Х-инактивации у женщин, степени метилирования и мозаицизма размера повторов.
Женщины-носители премутации имеют 50%-й риск передачи гена с экспансией. Мужчины с премутациею фенотипически являются нормальными, но все их дочери будут носителями премутации. В случае трансмиссии мужчинам количество повторов остается стабильным. Тест на ломку Х-хромосому выполняется с целью выявления количества повторов и степени метилирования.
Показания для тестирования на ломкую Х-хромосому
- Индивиды с задержкой умственного и общего развития, аутизмом
- Индивиды с чертами фрагильной Х-хромосомы
- Индивиды с наличием синдрома фрагильной Х-хромосомы в семейном анамнезе
- Индивиды с наличием в семейном анамнезе недиагностированной задержки умственного развития
- Плоды от матерей-носителей
Геномный
импринтинг
— процесс, при котором активация гена происходит преимущественно в материнской или преимущественно в родительской хромосоме, но не в обеих хромосомах. Нормальное развитие имеет место лишь в том случае, если присутствуют обе копии (материнская и отцовская) импринтинг-ген. Импринтинг-ген неактивен, значит, активный ген теряет (путем делеции) или получает мутацию, в таком случае плод будет пораженным. Лишь несколько генов могут испытывать импринтинга.
Примерами геномного импринтинга может быть синдром Ангельмана и полный пузырный занос (вариант гестационной трофобластической болезни).
Синдром Ангельмана характеризуется тяжелой задержкой умственного развития, атаксической походкой, типичным лицом, пароксизмами смеха и судорогами. Ген синдрома Ангельмана является активным только в материнской унаследованной хромосоме, следовательно, если происходит делеция материнской хромосомы 15 или материнская копия гена имеет мутацию, белковый продукт не образуется и плод будет пораженным.
Синдром Ангельмана также может развиться, если обе копии хромосомы 15 является унаследованными от отца (отсутствие материнской копии хромосомы 15). Это состояние получило название унипарентальной дисомии. Унипарентальная дисомия возникает чаще вследствие потери хромосомы у эмбриона с трисомией или добавления хромосомы у плода с моносомией по этой хромосомой. Каждая из хромосом может быть генетически различной (гетеродисомия) или идентичной (изодисомия), в зависимости от времени возникновения этого феномена — в течение первого или второго мейотического деления, соответственно.
Полный пузырный занос обычно является диплоидным (46, ХХ или Х ¥), но может иметь полностью отцовское происхождение, без материнского хромосомного материала. При таких условиях плод не может развиваться. Полный пузырный занос может сопровождать нормальную многоплодную беременность, но в этом случае возрастает риск материнских осложнений (гипертиреоидизм, преэклампсия, преждевременные роды). В отличие от полного пузырного заноса, частичный пузырный занос обычно является триплоидным (69, ХХХ, 69, ХVV), с дополнительным набором отцовских хромосом.
Триплоидия с дополнительным набором материнских хромосом имеет место при ЗВУР плода, врожденных пороках развития и маленькой плаценте.
Митохондриальное наследование
Митохондрии в цитоплазме яйцеклетки (но не сперматозоида) передаются от матери к ее потомкам. Митохондрия имеет собственную ДНК. Существует несколько генетических заболеваний, вызванных мутациями митохондриальной ДНК, — наследственная оптическая нейропатия Лебера, болезнь Ли (подострая некротизирующая энцефаломиелопатия), миоклоническая эпилепсия с «зазубренными красными волокнами». Экспрессия этих заболеваний является вариабельной.
Зыгарь О.Н.С тех пор как в 1959 г. была установлена причина нескольких клинических синдромов (J. Lejeune и соавторы нашли лишнюю хромосому из группы «С» при болезни Дауна, T. Jacobs и J. Stroung обнаружили лишнюю Х-хромосому при синдроме Клайнфельтера, С. Ford и соавторы описали больную, у которой отсутствовала Х-хромосома при синдроме Тернера), началось бурное развитие цитогенетических исследований патологии человека, легших в основу пренатальной диагностики хромосомных заболеваний.
Различные хромосомные аберрации встречаются с разной частотой. По сводным данным многих исследований, распространенность наиболее частых хромосомных аберраций среди новорожденных следующая:
- 21-трисомия (синдром Дауна) - 1:700;
- XXX (трисомия Х) - 1:1000 (девочки);
- XYY (синдром дубль-Y) - 1:1000 (мальчики);
- XXY (синдром Клайнфелтера) - 1:1400 (мальчики);
- ХО (синдром Шерешевского - Тернера) - 1:3300 (девочки);
- 46.5р (синдром «кошачьего крика») - 1:4000;
- 18-трисомия (синдром Эдвардса) - 1:6800;
- 13-трисомия (синдром Патау) - 1:7600 .
Распространенность хромосомных заболеваний в Украине значительно больше, чем в развитых странах мира, где успешно проводится их первичная профилактика и пренатальная диагностика.
Ежегодно в нашей стране рождается более 50 тысяч детей с врожденной и наследственной патологией , и за этими сухими цифрами стоит маленькое живое существо, которое пришло в этот мир для того, чтобы быть здоровым и счастливым. За каждым случаем выявленной врожденной патологии - искалеченная жизнь ребенка, его родителей, целых семей.
Пренатальная диагностика хромосомных заболеваний (ПД) представляет собой комплекс врачебных мероприятий и диагностических методов, направленных на выявление морфологических, структурных, функциональных или молекулярных нарушений внутриутробного развития человека .
Она предполагает применение массовых скринирующих программ для беременных для формирования групп риска и их более углубленное обследование. Эти программы направлены на обследование всех беременных без исключения.
Ультразвуковое исследование проводится в сроках 9-11 и 16-21 недели, включая селективное УЗИ в группах высокого риска. Отметим основные маркеры хромосомной патологии, выявляемые в разные периоды беременности этим методом.
I триместр беременности – определение носовой кости (при синдроме Дауна отмечается нарушение оссификации костей носа в 60-75% случаев), расширение воротникового пространства более 3 мм (при синдроме Дауна в 85% случаев); II триместр беременности – кисты сосудистого сплетения головного мозга плода, толщина шейной складки более 6 мм, изменение длины бедренной кости (особенно при трисомии по 18,13 парам хромосом и синдроме Тернера укорочение бедренной кости составляет 60% случаев), гиперэхогенный кишечник и др.
В I триместре беременности определяется содержание в крови беременной белков РАРР-А (ассоциированный с беременностью плазменный протеин А) и ХГЧ (свободная бета-субъединица хорионического гонадотропина) в сроке 9 – 13 недель беременности.
PAPP-A - ассоциированный с беременностью плазменный протеин A (pregnancy-associated plasma protein-A, PAPP-A) – большой цинк-содержащий металлогликопротеин с молекулярной массой около 800 кДа. Во время беременности PAPP-A вырабатывается синцитиотрофобластом (тканью, являющейся наружным слоем плаценты) и экстраворсинным цитотрофобластом и поступает в кровоток матери. PAPP-A модулирует иммунный ответ материнского организма и является одним из факторов, который обеспечивает развитие и выживание плаценты. Концентрации PAPP-A в крови матери нарастают с увеличением срока беременности. Наибольший рост показателя отмечается в конце беременности. PAPP-A используется в качестве одного из трех маркеров риска трисомии 21 (синдром Дауна) вместе со свободной?-субъединицей ХГЧ и толщиной воротникового пространства. Его уровень в конце первого триместра беременности (8-14 недель) значительно снижен при трисомии 21 или трисомии 18 (синдром Эдвардса) у плода. Важно помнить, что значимость показателя как маркера синдрома Дауна исчезает после 14 недель беременности. Если рассматривать PAPP-A в качестве изолированного маркера риска синдрома Дауна в первом триместре беременности, его необходимо определять в сроки 8–9 недель. Однако свободная?-субъединица ХГЧ является стабильным маркером риска синдрома Дауна в сроки 10–18 недель, поэтому оптимальный срок сдачи крови для двойного теста первого триместра беременности – 10–12 недель.
Свободная?-субъединица ХГЧ – гликопротеин, синтезирующийся синцитиотрофобластом. Его биологическая роль заключается в регуляции эндокринной системы плода. Определяется в сыворотке крови беременной с 10-12-го дня после оплодотворения. Его концентрация быстро нарастает, достигая максимума к 10-11-й неделе беременности. Уровень свободной?-субъединицы ХГЧ определяется для мониторирования беременности на любом сроке и пренатальной диагностики – главным образом в I триместре беременности. Увеличение концентрации ХГЧ указывает на синдром Дауна, снижение – на синдром Эдвардса или триплоидию.
Во II триместре беременности определяют содержание в крови АФП (альфафетопротеина), НЭ (свободный (неконъюгированный) эстриол), ХГЧ. Альфафетопротеин (АФП) - это гликопротеин плода, вырабатываемый вначале в желточном мешке, а потом в печени и желудочно-кишечном тракте плода. АФП - транспортный белок в крови плода, связывающий целый ряд различных факторов (билирубин, жирные кислоты, стероидные гормоны). Он же – двойной регулятор роста внутриутробного плода. В крови матери уровень АФП постепенно повышается с увеличением срока беременности и достигает максимума к 30 неделям. Уровень АФП повышается при дефектах нервной трубки у плода и многоплодной беременности, а понижается – при синдромах Дауна и Эдвардса. Свободный эстриол (НЭ) - эстриол синтезируется в плаценте из 16?-гидрокси-дегидроэпиантростерон-сульфата, поступающего со стороны плода. Главный источник предшественников эстриола – надпочечники плода. Он - главный эстрогенный гормон беременности, обеспечивающий рост матки и подготовку молочных желез к лактации.Уровень свободного эстриола повышается по мере развития беременности и в третьем триместре беременности может использоваться для диагностики благополучия плода. Его уровень при синдроме Дауна, синдроме Эдвардса значительно снижается.
Существуют и другие сывороточные маркеры : ингибин-А, 17-гидроксипрогестерон, плацентарный лактоген, которые отражают состояние плода, его развитие, но их определение не достаточно эффективно в пренатальной диагностике.
Разработаны и используются специальные компьютерные скринирующие программы , заключительным этапом которых является автоматический расчет комплексного индивидуального риска рождения ребенка с хромосомным заболеванием или пороками развития. Базовыми параметрами в этих расчетах являются возрастной риск, степень отклонения тестируемых белков. Примерами таких автоматизированных программ, результативность которых проверена на практике, являются «Life Circle» (Финляндия) с использованием анализаторов «Wallace», «Prisca» с анализаторами «Immulite» (США) и др. Основным фактором, влияющим на эффективность скрининга, является время, которое проходит между сдачей анализа и получением результата – от 2 до 5 недель.
Фактор времени очень важен, особенно при проведении обследования беременной, так как при выявлении высокого риска требуются дополнительные методы обследования – инвазивная пренатальная диагностика. Нельзя забывать и о естественном волнении женщины, находящейся в ожидании результата – ведь речь идет о здоровье ее будущего ребенка. Эта проблема была решена с помощью создания современной клиники «одного визита» - OSCAR (One Stop Clinic for Assessment of Risk for fetal abnormalities), позволяющей рассчитать индивидуальный риск рождения ребенка с хромосомной патологией и проконсультироваться с врачом-генетиком в течение дня.
Беременная приходит в клинику в удобное для нее время. Оптимальными сроками для пренатальной диагностики являются 11-13 недель и 16-20 недель гестации, так как на этих сроках расчет индивидуального риска наиболее достоверен. На первом этапе обследования она беседует с врачом-генетиком, который собирает подробный анамнез, разъясняет суть предстоящих процедур, при необходимости составляет родословную и регистрирует необходимые данные. Затем женщина проходит биохимическое и ультразвуковое обследование. Следует отметить, что чем меньше временной промежуток между сдачей крови и УЗИ, тем достовернее результаты обследования.
На основании всех проведенных исследований с помощью компьютерной программы рассчитывается риск рождения ребенка с патологией для конкретной беременной. Если рассчитанный индивидуальный риск рождения ребенка с хромосомной патологией оценивается как высокий, для исключения аномалий кариотипа плода женщине рекомендуется проведение инвазивной пренатальной диагностики. Таким образом, использование системы OSCAR позволяет провести наиболее полное пренатальное генетическое обследование в кратчайшие сроки.
(Окончание следует)
Для подтверждения (или установления) диагноза хромосомной болезни используют цитогенетические методы. Наибольшее значение имеют:
1.Метод кариотипирования.
2.Метод определения полового хроматина.
Метод кариотипирования.
Позволяет изучить кариотип в целом (т.е. число и структуру хромосом). Кариотип изучают в делящихся клетках на стадии метафазы митоза, т.к. в этой стадии хромосомы максимально спирализованы и хорошо видны в световой микроскоп. Препарат метафазных хромосом называется метафазной пластинкой. Для диагностики большинства хромосомных болезней метафазные пластинки изготавливают из лимфоцитов периферической крови. Пригодны также фибробласты кожи, клетки красного костного мозга. Для пренатальной диагностики культивируют клетки амниотической жидкости, ворсин хориона, плаценты, эмбриональные ткани.
Рассмотрим получение метафазной пластинки из лимфоцитов периферической крови.
Для кариотипирования используют венозную кровь (I-2мл) или из пальца. Кровь помещают в специальную питательную среду (Среда 199"Игла" и др.) с фитогемагглютинином /ФГА/. ФГА получают из бобовых растений, он вызывает иммунологическую трансформацию лейкоцитов иих деление. Культуру помещают в термостат на 48-72часа.
За 2-3часа до конца культивирования добавляют колхицин (или колцемид). Колхицин получают из растения безвременника весеннего. Он разрушает веретено деления и останавливает деление клетки на стадии метафазы. Следующий этап изготовления препарата-обработка клеток гипотоническим раствором хлорида калияили нитрата натрия. В гипотоническом растворе клетки набухают, межхромосомные связи рвутся и хромосомы свободно плавают в цитоплазме. Клеточную суспензию фиксируют и наносят на предметное стекло. Привысыхании фиксатора клетки и хромосомы прочно прикрепляются к стеклу. Препарат окрашивают чаще всего по Романовскому-Гимзе. Такая окраска называется простойили рутинной. Все хромосомы окрашиваются равномерно по всей длине. Рутинная окраска позволяет подсчитать число хромосом, распределитьих по группам и обнаружить грубые хромосомные аберрации.
Для тонкойдиагностики хромосомных аберраций с середины 70-х годов используют метод «дифференциальной окраски хромосом».
Наиболее широко используют G-окраску. Хромосомы перед окраской по Романовскому-Гимзе предварительно обрабатывают протеазами (трипсином). Хромосомы после окраски становятся полосатыми. Чередованиетемных и светлых полос индивидуально в каждой паре хромосом. Предполагают,что темные полосы -гетерохроматиновыеучастки, а светлые -эухроматиновые.
Определение полового хроматина. Половой хроматин -это спирализованная Х-хромосома. Одна из Х-хромосом у женщин инактивируется на16-19сутки эмбрионального развития, а вторая остаетсяактивной. Спирализованная Х-хромосома обнаруживается в ядрахсоматическихклеток в виде темной, хорошо окрашивающейся глыбки.
Методика определения полового хроматина в буккальном соскобе следующая. После предварительного полоскания ротовой полости стоматологическим шпателем берут соскоб эпителия внутренней поверхности щеки у коренных зубов. Соскоб наносится равномерным слоем на предметное стекло, окрашивается в течение 2 минут ацетоарсеином, затем покрывается покровным стеклом. Излишки краски удаляют с помощью фильтровальной бумаги. Подсчет телец полового хроматина проводят под иммерсией в круглых или овальных ядрах с ненарушенной ядерной мембраной. В норме у женщин обнаруживают половой хроматин в более 20% клеток, а у мужчин он в норме отсутствует.
Метод используют для диагностики хромосомных болезней, связанных с изменением числа Х-хромосом.
Существует также методика определения У-хроматина, которая используется для диагностики синдрома полисомии У.
Примерно 1 из 150 детей рождается с хромосомной аномалией . Эти нарушения вызваны ошибками в количестве или структуре хромосом. Многие дети с хромосомными проблемами имеют психические и/или физические врожденные дефекты. Некоторые хромосомные проблемы в конечном итоге приводят к выкидышу или мертворождению.
Хромосомы – это нитевидные структуры, находящиеся в клетках нашего организма и содержащие в себе набор генов. У людей насчитывается около 20 – 25 тыс. генов, которые определяют такие признаки, как цвет глаз и волос, а также отвечают за рост и развитие каждой части тела. У каждого человека в норме 46 хромосом, собранных в 23 хромосомные пары, в которых одна хромосома – унаследованная от матери, а вторая – от отца.
Причины хромосомных аномалий
Хромосомные патологии обычно являются результатом ошибки, которая происходит во время созревания сперматозоида или яйцеклетки. Почему происходят эти ошибки, пока не известно.
Яйцеклетки и сперматозоиды в норме содержат по 23 хромосомы. Когда они соединяются, они образуют оплодотворенную яйцеклетку с 46 хромосомами. Но иногда во время (или до) оплодотворения что-то идет не так. Так, например, яйцеклетка или сперматозоид могут неправильно развиться, в результате чего в них могут быть лишние хромосомы, или, наоборот, может не хватать хромосом.
При этом клетки с неправильным числом хромосом присоединяются к нормальной яйцеклетке или сперматозоиду, вследствие чего полученный эмбрион имеет хромосомные отклонения.
Наиболее распространенный тип хромосомной аномалии называется трисомией. Это означает, что у человека вместо двух копий конкретной хромосомы имеется три копии. Например, имеют три копии 21-й хромосомы.
В большинстве случаев эмбрион с неправильным числом хромосом не выживает. В таких случаях у женщины происходит выкидыш, как правило, на ранних сроках. Это часто происходит в самом начале беременности, прежде чем женщина может понять, что она беременна. Более чем 50% выкидышей в первом триместре вызваны именно хромосомными патологиями у эмбриона.
Другие ошибки могут возникнуть перед оплодотворением. Они могут привести к изменению структуры одной или нескольких хромосом. У людей со структурными хромосомными отклонениями, как правило, нормальное число хромосом. Тем не менее, небольшие кусочки хромосомы (или вся хромосома) могут быть удалены, скопированы, перевернуты, неуместны или могут обмениваться с частью другой хромосомы. Эти структурные перестройки могут не оказывать никакого влияния на человека, если у него есть все хромосомы, но они просто переставлены. В других случаях такие перестановки могут привести к потере беременности или врожденным дефектам.
Ошибки в делении клеток могут произойти вскоре после оплодотворения. Это может привести к мозаицизму – состоянию, при котором человек имеет клетки с различными генетическими наборами. Например, людям с одной из форм мозаицизма – с синдромом Тернера – не хватает Х-хромосомы в некоторых, но не во всех, клетках.
Диагностика хромосомных аномалий
Хромосомные отклонения можно диагностировать еще до рождения ребенка путем пренатальных исследований, таких как, например, амниоцентез или биопсия хориона, или уже после рождения с помощью анализа крови.
Клетки, полученные в результате этих анализов, выращиваются в лаборатории, а затем их хромосомы исследуются под микроскопом. Лаборатория делает изображение (кариотип) всех хромосом человека, расположенных в порядке от большего к меньшему. Кариотип показывает количество, размер и форму хромосом и помогает врачам выявить любые отклонения.
Первый пренатальный скрининг заключается во взятии на анализ материнской крови в первом триместре беременности (между 10 и 13 неделями беременности), а также в специальном ультразвуковом исследовании задней части шеи ребенка (так называемого воротникового пространства).
Второй пренатальный скрининг проводится во втором триместре беременности и заключается в анализе материнской крови на сроке между 16 и 18 неделями. Этот скрининг позволяет выявить беременности, которые находятся на более высоких рисках по наличию генетических нарушений.
Тем не менее, скрининг-тесты не могут точно диагностировать синдром Дауна или другие. Врачи предлагают женщинам, у которых выявлены аномальные результаты скрининг-тестов, пройти дополнительные исследования – биопсию хориона и амниоцентез, чтобы окончательно диагностировать или исключить эти нарушения.
Самые распространенные хромосомные аномалии
Первые 22 пары хромосом называются аутосомами или соматическими (неполовыми) хромосомами. Наиболее распространенные нарушения этих хромосом включают в себя:
1. Синдром Дауна (трисомия 21 хромосомы) – одно из наиболее распространенных хромосомных отклонений, диагностируемое примерно у 1 из 800 младенцев. Люди с синдромом Дауна имеют различную степень умственного развития, характерные черты лица и, зачастую, врожденные аномалии в развитии сердца и другие проблемы.
Современные перспективы развития детей с синдромом Дауна намного ярче, чем были раньше. Большинство из них имеют ограниченные интеллектуальные возможности в легкой и умеренной форме. При условии раннего вмешательства и специального образования, многие из таких детей учатся читать и писать и с детства участвуют в различных мероприятиях.
Риск синдрома Дауна и других трисомий увеличивается с возрастом матери. Риск рождения ребенка с синдромом Дауна составляет примерно:
- 1 из 1300 – если возраст матери 25 лет;
- 1 из 1000 – если возраст матери 30 лет;
- 1 из 400 – если возраст матери 35 лет;
- 1 из 100 – если возраст матери 40 лет;
- 1 из 35 – если возраст матери 45 лет.
2. Трисомии 13 и 18 хромосом – эти трисомии обычно более серьезные, чем синдром Дауна, но, к счастью, довольно редкие. Примерно 1 из 16000 младенцев рождается с трисомией 13 (синдром Патау), и 1 на 5000 младенцев – с трисомией 18 (синдром Эдвардса). Дети с трисомиями 13 и 18, как правило, страдают тяжелыми отклонениями в умственном развитии и имеют множество врожденных физических дефектов. Большинство таких детей умирает в возрасте до одного года.
Последняя, 23-я пара хромосом – это половые хромосомы, называемые хромосомами X и хромосомами Y. Как правило, женщины имеют две Х-хромосомы, а у мужчины одна Х-хромосома и одна Y-хромосома. Аномалии половых хромосом могут вызвать бесплодие, нарушения роста и проблемы с обучением и поведением.
Наиболее распространенные аномалии половых хромосом включают в себя:
1. Синдром Тернера – это нарушение затрагивает приблизительно 1 из 2500 плодов женского пола. У девочки с синдромом Тернера есть одна нормальная Х-хромосома и полностью или частично отсутствует вторая Х-хромосома. Как правило, такие девочки бесплодны и не подвергаются изменениям нормального полового созревания, если они не будут принимать синтетические половые гормоны.
Затронутые синдромом Тернера девушки очень невысокие, хотя лечение гормоном роста может помочь увеличению роста. Кроме того, у них присутствует целый комплекс проблем со здоровьем, особенно с сердцем и почками. Большинство девочек с синдромом Тернера обладают нормальным интеллектом, хотя и испытывают некоторые трудности в обучении, особенно в математике и пространственном мышлении.
2. Трисомия по Х-хромосоме – примерно у 1 из 1000 женщин имеется дополнительная Х-хромосома. Такие женщины отличаются очень высоким ростом. Они, как правило, не имеют физических врожденных дефектов, у них нормальное половое созревание и они способны к деторождению. У таких женщин нормальный интеллект, но могут быть и серьезные проблемы с учебой.
Поскольку такие девушки здоровы и имют нормальный внешний вид, их родители часто не знают, что у их дочери есть . Некоторые родители узнают, что у их ребенка подобное отклонение, если матери во время вынашивания беременности был проведен один из инвазивных методов пренатальной диагностики (амниоцентез или хориоцентез).
3. Синдром Клайнфельтера – это нарушение затрагивает приблизительно 1 из 500 – 1000 мальчиков. У мальчиков с синдромом Клайнфельтера есть две (а иногда и больше) Х-хромосомы вместе с одной нормальной Y-хромосомой. Такие мальчики обычно имеют нормальный интеллект, хотя у многих наблюдаются проблемы с учебой. Когда такие мальчики взрослеют, у них отмечается пониженная секреция тестостерона и они оказываются бесплодными.
4. Дисомия по Y-хромосоме (XYY) – примерно 1 из 1000 мужчин рождается с одной или несколькими дополнительными Y-хромосомами. У такихх мужчин нормальное половое созревание и они не бесплодны. Большинство из них имеют нормальный интеллект, хотя могут быть некоторые трудности в обучении, поведении и проблемы с речью и усвоением языков. Как и в случае с трисомией по Х-хромосоме у женщин, многие мужчины и их родители не знают, что у них есть такая аномалия, пока не будет проведена пренатальная диагностика.
Менее распространенные хромосомные аномалии
Новые методы анализа хромосом позволяют определить крошечные хромосомные патологии, которые не могут быть видны даже под мощным микроскопом. В результате, всё больше родителей узнают, что у их ребенка есть генетическая аномалия.
Некоторые из таких необычных и редких аномалий включают в себя:
- Делеция – отсутствие небольшого участка хромосомы;
- Микроделеция — отсутствие очень небольшого количества хромосом, возможно, не хватает только одного гена;
- Транслокация – часть одной хромосомы присоединяется к другой хромосоме;
- Инверсия – часть хромосомы пропущена, а порядок генов изменен на обратный;
- Дублирование (дупликация) – часть хромосомы дублируется, что приводит к образованию дополнительного генетического материала;
- Кольцевая хромосома – когда на обоих концах хромосомы происходит удаление генетического материала, и новые концы объединяются и образуют кольцо.
Некоторые хромосомные патологии настолько редки, что науке известен только один или несколько случаев. Некоторые аномалии (например, некоторые транслокации и инверсии) могут никак не повлиять на здоровье человека, если отсутствует не генетический материал.
Некоторые необычные расстройства могут быть вызваны небольшими хромосомными делециями. Примерами являются:
- Синдром кошачьего крика (делеция по 5 хромосоме) – больные дети в младенчестве отличаются криком на высоких тонах, как будто кричит кошка. У них есть существенные проблемы в физическом и интеллектуальном развитии. С таким заболеванием рождается примерно 1 из 20 – 50 тыс. младенцев;
- Синдром Прадера-Вилл и (делеция по 15 хромосоме) – больные дети имеют отклонения в умственном развитии и в обучении, низкий рост и проблемы с поведением. У большинства таких детей развивается экстремальное ожирение. С таким заболеванием рождается примерно 1 из 10 – 25 тыс. младенцев;
- Синдром Ди Джорджи (делеция по 22 хромосоме или делеция 22q11) – с делецией в определенной части 22 хромосомы рождается примерно 1 из 4000 младенцев. Данная делеция вызывает различные проблемы, которые могут включать в себя пороки сердца, расщелину губы/неба (волчья пасть и заячья губа), нарушения иммунной системы, аномальные черты лица и проблемы в обучении;
- Синдром Вольфа-Хиршхорна (делеция по 4 хромосоме) – это расстройство характеризуется отклонениями в умственном развитии, пороками сердца, плохим мышечным тонусом, судорогами и другими проблемами. Это заболевание затрагивает примерно 1 из 50000 младенцев.
За исключением людей с синдромом Ди Джорджи, люди с вышеперечисленными синдромами бесплодны. Что касается людей с синдромом Ди Джорджи, то эта патология передается по наследству на 50% с каждой беременностью.
Новые методы анализа хромосом иногда могут точно определить, где отсутствует генетический материал, или где присутствует лишний ген. Если врач точно знает, где находится виновник хромосомной аномалии , он может оценить всю степень его влияния на ребенка и дать примерный прогноз развития этого ребенка в будущем. Часто это помогает родителям принять решение о сохранении беременности и заранее подготовиться к рождению немножко не такого, как все, малыша.
Диагностика хромосомной аномалии плода (ХА).
Наиболее информативен первый скрининг или двойной тест. Его надо делать строго на . Он состоит из (особенно важно правильно оценить толщину воротникового пространства плода, и диагностировать наличие носовых косточек) и анализа крови на РАРР-А и β -ХГЧ.
Заключение скрининга – это не диагноз, так как не дает точного ответа на вопрос о наличии или отсутствии ХА. Его задача - в зависимости от уровня биохимических маркеров, хронических заболеваний, возраста и анамнеза беременной, определить группы риска женщин (низкий, средний, высокий), по той или иной хромосомной или врождённой аномалии развития плода. Второй скрининг, «тройной тест» или «четверной тест», проводимый с 16 по 18 неделю беременности, не информативен для выявления ХА, в большей степени подтверждает наличие врождённой аномалии плода (пороки развития).
Узнать точно, есть ли у ребеночка ХА, можно только при помощи инвазивных методов - биопсии хориона, забора пуповинной крови, анализа амниотической жидкости.
Цель этих анализов - определение кариотипа плода. Точность - 98%. Риск выкидыша - 1-2%. ХА не лечатся. После выявления ХА все, что может предложить медицина, - прерывание беременности.
Однозначных причин возникновения ХА не известно. Повышенный риск существует, если:
Возраст матери и отца превышает 35 лет,
Есть ХА у кровных родственников,
Есть сбалансированная транслокация у кровных родственников или у родителей,
Родители работают на вредных производствах, семья проживает в экологически неблагополучном районе
Воздействие радиации, излучения на малых срока беременности
Механизм возникновения ХА
ХА возникает у плода в момент образования зиготы, т.е. при слиянии яйцеклетки и сперматозоида. Материнская и отцовская клетка несут по 23 хромосомы (23 от мамы и 23 от папы). Обе клетки могут уже нести в себе «ломаные» хромосомы (даже если мама и папа абсолютно здоровы). Сбой может произойти и в момент слияния двух абсолютно здоровых родительских клеток. В этом случае «расходятся» неверно хромосомы плода. Этот процесс еще не изучен и не поддается контролю.
Изучено и описано более 300 хромосомных синдромов.
Учитывая, что у человека 23 парных хромосомы и существует несколько видов аберрации, количество хромосомных синдромов, не описанных в литературе и возникающих вновь, не ограничено!
Аберрации могут быть разные: полные и частичные трисомии, делеции, моносомии, мозаицизм транслокации и т.д. Выраженность признаков при хромосомном синдроме зависит от вида аберрации. Самый благоприятный вид - сбалансированная транслокация. Люди с такими изменениями ничем не отличаются от обычных, их особенность может быть выявлена только путем кариотипирования, однако у них повышен риск рождения детей с хромосомными синдромами - от 10 до 50% (средний риск в популяции - 5%).
Следующий наименее «травматичный» вид аберрации - мозаицизм, при котором хромосомное нарушение проявляется не во всех клетках и/или органах. Частичные трисомии и делеции дают уже значительные пороки развития, порой не совместимые с жизнью.
Самый тяжелый вид - полная трисомия или моносомия хромосомы.
Большая часть беременностей с хромосомной патологией плода отторгается самим организмом на самых ранних сроках или на сроке 20-23 недели, так как при хромосомной патологии плода велика вероятность различных патологий беременности (невынашивание, угроза выкидыша, гипертонус матки, преждевременное старение плаценты, токсикоз, гестоз, гипоксия плода и т.д.). Также многие малыши не доживают до года ввиду множественных пороков развития. Средняя продолжительность жизни людей с ХА - 30 лет, но есть описанные случаи пациентов с ХА доживших до 60 лет и более.
Люди с хромосомными синдромами могут быть как тяжелыми инвалидами, так и абсолютно полноценными членами общества, получившими полноценное образование и имеющими обычную работу. Все зависит от вида аберрации, общего состояния организма и труда родных и близких. В большинстве случаев люди с хромосомными синдромами могут себя обслуживать, общаться, выполнять посильную работу. Интеллект снижен, есть хронические заболевания органов и систем организма.
С уважением, Коцарев Е.А.
