курс лекции по генетике. Курс лекций по дисциплине генетика человека с основами медицинской генетики
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Тема: Диагностика наследственных заболеваний. Профилактика и лечение наследственных заболеваний. Медико-генетическое консультирование Содержание лекции: Принципы клинической диагностики наследственных заболеваний. Лабораторные методы диагностики наследственных болезней: цитогенетические, биохимические, молекулярно-генетические. Принципы лечения наследственных болезней. Виды профилактики наследственных болезней. Медико-генетическое консультирование как профилактика наследственных заболеваний. Перспективное и ретроспективное консультирование. Показания к медико-генетическому консультированию. Массовые, скринирующие методы выявления наследственных заболеваний. Пренатальная диагностика (неинвазивные и инвазивные методы). Неонатальный скрининг. Раздел диагностики – один из самых важных и сложных в наследственной патологии. Сложность обусловлена тем, что наследственных болезней очень много, клиническая картина каждой формы разнообразна, имеется много сходных симптомов при разных болезнях. Даже в пределах каждой специальности наследственные заболевания многочисленны и многообразны: в неврологии – свыше 300 наследственных болезней, в дерматологии – свыше 250, в офтальмологии – свыше 250. К тому же большинство форм наследственных болезней встречается крайне редко (1 на 100 000 и реже), и врач в своей практике мало или совсем не встречает таких пациентов. Врачу не под силу владеть всем запасом знаний, необходимых для диагностики редких наследственных болезней, даже в рамках его специальности. Следовательно, он должен знать общие принципы диагностики наследственных болезней. Они позволят ему заподозрить наследственную болезнь у пациента и провести «прицельное» обследование. Диагностика наследственных болезней основывается на данных врачебного осмотра и обследования, генеалогического анализа, параклинических и лабораторно-генетических методов. Ход постановки диагноза наследственной болезни должен быть, по меньшей мере, двухэтапным: общее клиническое обследование в соответствии с характером клинической картины (анамнез, осмотр, врачебные методы, лабораторные анализы, инструментальные исследования); при подозрении на конкретную наследственную болезнь необходимо провести специализированное дифференциально-диагностическое обследование вместе с врачом-генетиком с использованием диагностических атласов, компьютерных диагностических программ, лабораторно-генетических методов. С генетической точки зрения при общем клиническом обследовании больного диагностика должна завершиться одним из трех заключений: четко поставлен диагноз ненаследственного заболевания (острая пневмония, дизентерия, конъюнктивит, экзема и т.д.); четко поставлен диагноз наследственной болезни (болезнь Дауна, полипозный рак толстой кишки, нейрофиброматоз, ахондроплазия, хорея Гентингтона и т.д.); имеется подозрение, что основная или сопутствующая болезнь является наследственной. Диагностика наследственных болезней не всегда «прямолинейна». Кажущиеся на первый взгляд ненаследственные заболевания могут быть осложнением или проявлением скрытой наследственной патологии. Например, пиелонефрит часто возникает у больных с наследственными врожденными аномалиями мочевой системы; нарушение сердечного ритма может быть проявлением наследственного синдрома Элерса-Данло; хроническая пневмония часто является проявлением муковисцидоза. Наряду с оценкой общих особенностей клинических проявлений наследственных болезней, необходимо придерживаться следующей схемы обследования, чтобы не пропустить наследственное заболевание. 1. Существенным признаком, указывающим на наследственную патологию, является нарушение течения беременности и пренатального развития плода. Признаками наследственных болезней у плода могут быть: мало- и многоводие, малая подвижность плода, симптомы прерывания беременности. Особенно надо обращать внимание на пренатальную гипоплазию (синдром внутриутробной задержки развития плода), т. е. несоответствие размеров и массы плода или новорожденного гестационному сроку. Для некоторых наследственных болезней характерно избыточное развитие в пренатальном периоде (внутриутробная макросомия). Разумеется, все выше перечисленные признаки не обязательно встречаются при наследственной патологии. Подробная беседа с женщиной о протекании и «событиях» беременности позволяет правильно использовать информацию. Наиболее очевидные признаки наследственной патологии – врожденные пороки развития. Полный осмотр больного дает возможность выявить врожденный порок развития. Он может быть изолированным (в одном органе), системным (в пределах одной системы органов) и множественным (в органах двух и более систем). Важным элементом обследования больного с клинико-генетической точки зрения является антропометрия. Нарушения роста скелета, диспропорциональность развития отдельных частей скелета являются специфическими признаками наследственных болезней. Для диагностики наследственных болезней полезными оказываются следующие антропометрические сведения: рост, масса тела, телосложение, длина конечностей и их частей, окружность груди и черепа, соотношение сагиттального и латерального размеров черепа. Антропологические показатели пациента сравниваются с контрольными данными. Если они «выходят» за пределы допустимых вариаций, то они являются диагностическими признаками. 4. При осмотре пациентов наряду с выявлением врожденных пороков развития и проведением антропометрии необходимо обращать внимание на микроаномалии развития, или врожденные морфогенетические варианты. Они являются неспецифическими признаками эмбрионального дисморфогенеза. Для дифференциальной диагностики наследственных болезней необходимо распознавать следующие наиболее распространенные признаки пре- и постнатального дисморфогенеза. 1. Кожа: ангиомы, телеангиэктазии, пигментные пятна, веснушки темные (более 20), депигментация, гипертрихоз, гирсутизм, липомы, фибромы, венозная сеть, келоидные рубцы, ихтиоз, повышенная растяжимость, нарушение потоотделения. 2. Ногти: широкие, короткие, вогнутые; дистрофия, гипоплазия, аплазия. 3. Волосы: сухие, редкие, шерстистые; алопеция (тотальная, гнездная), седая прядь надо лбом, «мыс вдовы», низкий рост волос на лбу и/или на шее. 4. Подкожная жировая клетчатка: избыточное отложение, уменьшенное количество, липомы. 5. Мышцы: гипертрофия, гипотрофия, аплазия. 6. Череп: микроцефалия, гидроцефалия, макроцефалия, брахицефалия, долихоцефалия, костные выступы или дефекты, выступающий лоб, плоский затылок. 7. Ушные раковины: микротия, макротия, деформированные, низкопосаженные, отклоненные назад, оттопыренные, завитки со сглаженным упрощенным рисунком, предушные фистулы, предушные папилломы. 8. Область глаз и глаза: эпикант, страбизм (косоглазие), монголоидный разрез, антимонголоидный разрез, гипертелоризм, гипотелоризм, телекант, колобома радужки, двойной или тройной ряд ресниц, миопия, гиперметропия, птоз, блефарофимоз, короткая глазная щель, гетерохромия радужек, синофриз, микрофтальм, экзофтальм, голубые склеры. 9. Лицо: плоское, круглое, треугольное, вытянутое, с грубыми чертами. 10. Нос: седловидная переносица, широкая плоская переносица, короткий нос, открытые вперед ноздри, плоские крылья носа, клювовидный нос. 11. Губы и рот: фильтр (длинный, короткий, плоский, глубокий), губы (тонкие, толстые); макростомия, микростомия, короткая уздечка языка, множественные уздечки губ, микроглоссия, макроглоссия. 12. Челюсти: прогения, ретрогения, микро- и макрогения, микро- и макрогнатия, диастема (верхняя, нижняя). Зубы: гипоплазия эмали, неправильная форма, неправильное расположение, врожденный избыток зубов, врожденное отсутствие одного или нескольких зубов. Небо: плоское, высокое, арковидное, готическое; расщепление язычка. Шея: короткая и длинная, кривошея, низкая линия роста волос, крыловидные складки. Грудная клетка и позвоночник: долихостеномелия, воронкообразная, килевидная, дополнительные соски, гипертелоризм сосков, сколиоз, кифоз, лордоз, пиломидальная ямка. Конечности и сустав: укороченные или удлиненные, Х- или О-образные, переразгибание суставов, полидактилия, олигодактилия, брахидактилия, арахнодактилия, клинодактилия, камптодактилия, синдактилия, широкий первый палец, гипоплазия первого пальца, укорочение отдельных пальцев, поперечная ладонная складка, одна складка на пятом пальце, плоскостопие, косолапость, полая стопа, конская стопа. Мочеполовая система: крипторхизм, гипоспадия, шалевидная мошонка, увеличенный клитор. Лабораторная диагностика наследственных болезней развивалась параллельно с пониманием генетической этиологии болезней и их патогенеза. Так, например, биохимическая диагностика алкаптонурии была осуществлена 100 лет назад; в 30-х годах XX века была открыта простая реакция для диагностики фенилкетонурии (зеленая окраска в реакции мочи с хлоридом железа). Широкое применение лабораторных методов диагностики наследственных болезней началось в 50-х годах, и их арсенал быстро пополнялся. В практику входили многочисленные методы лабораторных исследований: биохимический, иммунологический, цитологический, гематологический, цитогенетический, молекулярно-биологический. Это способствовало прогрессу клинической генетики, что в свою очередь стимулировало развитие лабораторно-генетических методов. Лабораторная диагностика наследственных болезней может быть направлена на идентификацию одной из трех «ступеней»: этиологии, первичного звена патогенеза, вторичных изменений патогенеза. Первая ступень – этиология болезни, т.е. характеристика генотипа, а точнее – выявление конкретной мутации у обследуемого индивида. Это могут быть генные, хромосомные или геномные мутации. Генные мутации выявляются молекулярно-биологическими методами, хромосомные и геномные – цитогенетическими. Вторая ступень – выявление первичного продукта патологического гена, т.е. первой ступени патогенеза. Для его регистрации применяют точные биохимические, иммунологические или иммуноферментные методы. Третья ступень – регистрация специфических метаболитов измененного обмена, возникающих в процессе реализации мутантного первичного продукта или его отсутствия. Эта ступень выполняется на уровне клеток или жидкостей (кровь, секрет, моча) с использованием биохимических, иммунологических, цитологических методов. Наибольшее место в диагностической практике занимают цитогенетические и биохимические методы, реже – молекулярно-генетические. Изучение строения и функции хромосом привело к выделению самостоятельного раздела области науки – цитогенетики. Началом развития цитогенетики человека можно считать 50-60 годы, когда впервые появились публикации работ, в которых удалось получить убедительные картины морфологии всех Х-хромосом человека и правильно определить их диплоидное число. Суть цитогенетических методов, при всем разнообразии отдельных этапов, заключается в микроскопическом анализе хромосом, позволяющем выявить числовые и структурные изменения хромосомного набора (кариотипа), так называемые хромосомные и геномные мутации. В 50-х гг. нашего столетия использование цитогенетических методов послужило толчком к открытию этиологии нового класса заболеваний у человека – хромосомных болезней. В 1959 г. впервые появились сообщения о специфических изменениях числа хромосом при синдроме Дауна (добавочная 21-я хромосома), аномалиях в системе половых Х-хромосом. Далее, в течение достаточно короткого периода времени описаны и другие хромосомные болезни. Цитогенетические методы стали широко входить в медицину. Было выявлено, что множественные пороки развития у новорожденных часто обусловлены нарушением хромосом. Значительная часть хромосомных и геномных мутаций выявлена у мертворожденных и спонтанно абортированных эмбрионов. Стала развиваться и цитогенетика злокачественных опухолей человека. Таким образом, в настоящее время цитогенетика прочно вошла в клиническую медицину. Методы цитогенетического исследования можно условно подразделить на прямые и непрямые. Прямые методы – это методы получения препаратов делящихся клеток без культивирования. Непрямые методы – это получение препаратов хромосом из клеток, культивированных в искусственных питательных средах. При обоих методах объектом цитогенетического исследования являются хромосомы в стадии метафазы митоза, поскольку, как уже говорилось выше, именно на этой стадии возможна точная идентификация хромосом и выявление их нарушений. Исследование хромосом в мейозе также возможно, однако у человека это связано с методическими трудностями в получении биоптатов из половых желез. Прямые методы позволяют проводить хромосомный анализ клеток опухолей, но в основном используются для изучения костного мозга. Костный мозг получают при стернальной пункции (пункция грудины – способ извлечения костного мозга), помещают его в питательную среду, добавляют колхицин (он останавливает деление клеток на стадии метафазы митоза), инкубируют клетки около 2–3 часов при 37 С, а затем готовят препараты хромосом. Непрямые методы связаны с культивированием клеток. Наиболее простым и доступным методом в клинической цитогенетике является анализ хромосом лимфоцитов периферической крови человека на стадии метафазы. Для этого используется цельная периферическая кровь, полученная при соблюдении стерильных условий, в количестве 1,0 мл. Кровь помещают в питательную среду с добавлением митогена ФГА (фитогемагглютинина), стимулирующего митотическое деление лимфоцитов. Далее культура помещается в термостат и при 37 С культивируется 48–72 часа. За 2 часа до окончания культивирования вводится колхицин. Приготовление препаратов хромосом проводится по общепринятым методам, описанным в соответствующих лабораторных справочниках. Препараты хромосом можно получать и из других клеток и тканей, используя различные модификации описанного метода культивирования лимфоцитов. Так, в пренатальной диагностике наиболее часто используют получение хромосом из клеток ворсин хориона, плаценты, пуповинной крови и амниотической жидкости, эмбриональных органов. Разработаны различные варианты приготовления препаратов хромосом путем «прямых» методов, краткосрочной культивации, культивирования в течение 2-3 суток и, наконец, длительного культивирования в течение нескольких недель. Методы цитогенетической диагностики, применяемые в клинической генетике, часто используются в комплексе с другими методиками лабораторной диагностики, дополняя друг друга. Это позволяет более точно диагностировать сложные проявления наследственных и врожденных заболеваний человека. В нашей стране, как и во всем мире, цитогенетические методы прочно вошли в арсенал необходимых диагностических процедур для решения сложных дифференциально-диагностических задач практически во всех областях медицины. Особое же значение эти методы имеют при оказании помощи больным педиатрического, акушерско-гинекологического и эндокринологического профилей. Все вопросы назначения того или иного цитогенетического исследования осуществляются при медико-генетическом консультировании. В целом же все практические проблемы, решаемые лабораторными цитогенетическими методами, можно свести к следующим: подозрение на хромосомную болезнь по клинической симптоматике; наличие у ребенка множественных врожденных пороков развития, не относящихся к генному синдрому; многократные спонтанные аборты, мертворождения или рождение детей с врожденными пороками развития; нарушение репродуктивной функции неясного генеза у женщин и мужчин (первичная аменорея, бесплодный брак и др.); существенная задержка умственного и физического развития ребенка; пренатальная диагностика (риск по возрасту, в связи с наличием транслокации у родителей, при рождении предыдущего ребенка с хромосомной болезнью); подозрение на синдромы, характеризующиеся хромосомной нестабильностью; лейкозы (для дифференциальной диагностики, оценки эффективности лечения и прогноза течения); • оценка мутагенных воздействий (радиационных, химических). Участие цитогенетиков в анализе трудных с диагностической точки зрения случаев часто приводит к более точной диагностике и, соответственно, к своевременному лечению и предупреждению рождения больного ребенка. Биохимические показатели отражают сущность наследственной болезни точнее, чем клиническая симптоматика. При биохимической диагностике оценивается фенотип организма на молекулярном уровне, а наследственная болезнь в конечном счете и есть фенотип. Поэтому биохимическим методам принадлежит ведущая роль в диагностике многих моногенных болезней. Однако сложность диагностики заключается в том, что сотни наследственных болезней по некоторым биохимическим показателям мочи или крови могут быть сходными (например, ацидоз, протеинурия и т.д.). Определять для каждого больного многие метаболиты очень трудоемко и дорого. Знание общих характеристик изменений обмена веществ при разных наследственных болезнях позволило по-новому построить исходную схему обследования, исходя из клинической картины болезни, генеалогических сведений и плана биохимического анализа. Такой подход позволяет проводить обследование на основе поэтапного исключения определенных классов болезней (просеивающие методы). В биохимической диагностике наследственных болезней используются как классические биохимические методы (электрофорез, хроматография, спектроскопия), так и современные высокоточные технологии, такие как жидкостная хроматография, масс-спектрометрия, магнитно-резонансная спектрометрия, бомбардировка быстрыми нейтронами. Биохимическое обследование пациента позволяет идентифицировать любые метаболиты, специфические для той наследственной болезни, с подозрением на которую он был направлен. Каждое обследование должно начинаться с составления плана, в основе которого лежит клинико-генетическая информация о пациенте и его семье. «Объектами» биохимической диагностики являются биологические жидкости: моча, пот, плазма и сыворотка крови, эритроциты, лейкоциты, культуры фибробластов, лимфоцитов. Практически во всех случаях биохимическая диагностика начинается с |