Диагностика наследственных заболеваний человека: методы и подходы
Как сообщает Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), каждый год около 270 тысяч младенцев, которые не достигли месячного возраста, становятся жертвами врожденных заболеваний, которые частично обусловлены генетикой. Среди этих болезней можно выделить такие, как галактоземия, муковисцидоз, а также фенилкетонурия. Очень важно отметить, что эти заболевания могут повлиять на здоровье ребенка уже сразу после его рождения. Однако, если диагностировать их своевременно и начать назначенную терапию, то возможно обеспечить высокое качество жизни на протяжении длительного периода времени.
В настоящее время существуют многочисленные методы диагностики наследственных заболеваний. В данной статье мы рассмотрим только основные из них.
Описываемый в статье генеалогический метод диагностики наследственных заболеваний является одним из самых старых и широко используемых методов среди всех существующих. В Московском НИИ педиатрии и детской хирургии служба генетической диагностики работает с 1970 года. Основные принципы метода были сформулированы еще в XIX веке.
Суть данного метода заключается в составлении генетических карт, которые позволяют определить, является ли конкретное заболевание наследственным, как оно наследуется и какова вероятность его возникновения у пациента. Генеалогический метод применяется также для прогнозирования риска рождения детей с различными наследственными заболеваниями.
Основным инструментом исследования является подробный опрос пациента и получение максимально полной информации о его родственниках. В случае, если пациентом является ребенок, информация собирается у матери о протекании беременности, родах и первых годах жизни. При обращении взрослого человека к врачу, сбор информации напоминает анамнез приема у терапевта, но с большей детализацией. Врач, по возможности, также опрашивает и родственников пациента.
Однако данный метод предполагает большую аналитическую работу на основе полученных данных. В итоге генеалогический метод является своего рода связующим звеном между теоретической генетикой и практической медициной. При проведении исследования с целью планирования беременности врач определяет вероятность риска рождения у конкретной пары детей с теми или иными генетическими нарушениями. Если при обследовании семьи выявлен круг лиц с высокой вероятностью наследственных заболеваний, то им рекомендуется провести более точную лабораторную диагностику.
В столице консультация врача-генетика в среднем будет стоить от 2000 рублей.
Для выявления наследственных заболеваний существуют молекулярно-генетические методы, которые дают возможность проводить исследования непосредственно внутри ДНК, где хранится наследственная информация. Существует множество таких методов, например FISH, который позволяет определять генетические мутации с помощью специальных днк-зондов, ПЦР, который отличается высокой точностью и может выявлять инфекции, даже если их присутствие очень ограничено, CGH, используемый в онкологической генетике, SKY, при котором используются специальные красители, реагирующие на конкретные участки ДНК, и так далее.
Молекулярно-генетические методы широко применяются в медицине, в частности, для перинатальной диагностики. Они дают возможность обнаружить нарушения у плода еще до его рождения. Если женщина прибегает к ЭКО, то возможно выявить генетические сбои еще до имплантации зародыша в матку. Также проводится анализ на наследственные заболевания у новорожденных.
Ранее будущим мамам предлагалось проходить инвазивную генетическую диагностику, в ходе которой бралась амниотическая жидкость. Однако, сегодня существует неинвазивная диагностика (NIFTY), которая проводится при анализе крови матери на наследственные заболевания. С ее помощью можно с высокой степенью точности (более 98%) диагностировать опасные патологии, такие как синдромы Дауна, Эдвардса, Патау.
Молекулярно-генетические методы применяются не только для перинатальной диагностики, но и для выявления других заболеваний, таких как ВИЧ, туберкулез, энцефалит, гепатит и другие. Материал для изучения получается из разных тканей, таких как кровь, слюна, мокрота. Генетические исследования не только позволяют провести точную диагностику, но и подобрать оптимальное лечение. В частности, они помогают определить чувствительность возбудителя заболевания к препаратам и выбрать тот, который даст наиболее выраженный эффект при лечении.
Стоимость молекулярно-генетической диагностики зависит от объема исследования и может начинаться от 1000 рублей (например, для ПЦР метода).
Биохимические методы выявления наследственных болезней обмена веществ (НБО), таких как фенилкетонурия, болезни пуринового обмена, гликогеновая болезнь, являются эффективными. Эти методы позволяют обнаружить накопление продуктов несовершенного метаболизма в организме и помогают установить диагноз.
Симптомы НБО могут проявляться еще в самом раннем детском возрасте: у детей отмечают задержку развития, различные нарушения пищеварения, аномальную пигментацию кожи, аллергии и другие заболевания. Для диагностики обычно проводят анализ крови или мочи.
Биохимическая диагностика НБО проходит в два этапа. Сначала проводят общий анализ, например, у всех новорожденных для выявления фенилкетонурии. Общее обследование также может проходить всем ученикам специальных учебных заведений. Если показатели выходят за норму, детей направляют на более детальное и сложное обследование, которое проводят в генетических лабораториях.
Но биохимические методы могут быть использованы не только для обнаружения НБО. Например, американские ученые разрабатывают специальный тест для определения наличия у детей аутизма по метаболитам в крови. Сегодня это заболевание диагностируется при помощи психометрических тестов, но наличие количественного показателя могло бы помочь врачам более точно диагностировать заболевание на ранних стадиях.
Примерная стоимость биохимического анализа крови по одному параметру в Москве составляет 200 рублей.
Один из самых древних методов диагностики наследственных заболеваний - цитогенетика - существует наравне с генеалогическим способом. В XIX веке ученые уже могли наблюдать хромосомы клеток под микроскопом. С тех пор основные задачи цитогенетики практически не изменились - это изучение состояния хромосом и выявление их патологий. Цитогенетика входит в перечень обследований, утвержденный Министерством здравоохранения Российской Федерации, и применяется для беременных женщин в возрасте старше 35 лет и для носителей семейных заболеваний, а также при обнаружении настораживающих отклонений у плода.
Исследование проводится на крови, которая проходит специальную подготовку. В нормальном состоянии хромосомы скручены в тесную спираль, и поэтому оценить наличие повреждений в них нельзя. Для изучения клетки путем искусственного введения ее в состояние деления используются цитогенетические методы. Когда нить хромосомы развертывается, из нее делают препарат.
Цитогенетические методы применяются в ранней диагностике детских патологий, а также помогают выявлять причины нарушения репродуктивной функции у мужчин и женщин, особенно неясного генеза.
В зависимости от города, где проводятся исследования, стоимость цитогенетического исследования кариотипа может составлять порядка 6700 рублей в Москве.
Изучение кожного рисунка пальцев, ладоней и подошв называется дерматоглификой. Чешский ученый Ян Пуркинье первым классифицировал пальцевые узоры, выделив их особенности. В настоящее время дерматоглифический анализ используют в генетической медицине для выявления генетических заболеваний.
Другие методы включают в себя пальмоскопию и плантоскопию - изучение рисунка на ладонях и подошвах соответственно. Врачи могут определять некоторые патологии, такие как синдром Клайнфельтера, кошачий крик или синдром Тернера, а также мультифакторные заболевания - диабет и рак, по изменениям в кожном рисунке, возникающих из-за генетических нарушений. Дерматоглифический анализ является важной частью осмотра в генетической клинике.
Методы обнаружения гетерозиготного носительства
Многие наследственные заболевания обусловлены мутациями в одном гене (моногенные заболевания). Это могут быть врожденные пороки сердца, некоторые формы диабета, автоиммунные нарушения, болезни нервной системы и так далее. Поскольку генетическая информация наследуется ребенком от обоих родителей, возможна ситуация, когда родители не страдают заболеванием, но у них рождается ребенок с генетическими отклонениями, так как оба родителя перенесли мутированные гены. Для выяснения того, не является ли хотя бы один из родителей (или оба) носителями наследственных заболеваний, и для определения вероятности наследования таких заболеваний ребенку, проводится анализ на гетерозиготность.
Некоторые генетические заболевания, такие как синдром Марфана или несовершенный остеогенез, могут передаваться от одного родителя и всё же проявляться у ребенка. В таком случае, при планировании беременности, необходимо обязательно пройти генетическую консультацию: специалист по генетике поможет посчитать вероятность рождения ребенка с генетическими отклонениями.
Некоторые заболевания, такие как гемофилия или мышечная дистрофия, связаны с половой хромосомой, то есть ген, вызывающий такое заболевание, содержится только в ней. Риск развития таких патологий у детей также рассчитывается. Гетерозиготное носительство может быть обнаружено при различных видах генетической диагностики.
Генетика и многофакторные заболевания
По статистике, около 90% всех известных заболеваний у человека имеют многофакторный характер. Намеченные наследственные предпосылки могут определить индивидуальную предрасположенность к заболеваниям, но их активация в определенной степени зависит от внешних обстоятельств. Факторы среды могут быть разнообразны - от экологии до питания во время беременности, места жительства и т.д.
Мы можем определить вероятность заболевания, используя медико-генетическое консультирование и генетические анализы. Сегодня это возможно благодаря развитию технологий, которые позволяют изучать различные параметры генетического здоровья. Например, мы можем провести углубленный генетический анализ для супружеской пары, определить вероятность развития рака при курении, выявить необходимость защиты кожи от УФ-лучей, и т.д.
Практика пренатальной диагностики наследственных заболеваний является одной из наиболее важных областей генетической диагностики в настоящее время. Ее перечень не ограничивается одним методом исследования, а включает всю совокупность методов. Она проводится в период внутриутробного развития ребенка для выявления врожденных нарушений. Согласно Всемирной организации здравоохранения это является причиной до 7% случаев неонатальной смерти. С помощью раннего выявления этих нарушений до рождения можно быстрее начать необходимое лечение, а в некоторых случаях даже провести внутриутробную операцию.
Существует несколько показаний для проведения пренатальной диагностики, включая наличие генетических заболеваний у членов семьи, возраст женщины (старше 35-37 лет), выявленное генетическое носительство патологии, сцепленное с полом, гетерозиготность родителей по ряду генетических патологий, а также неудачные беременности в анамнезе, прерывавшиеся по неясным причинам.
Одним из разнообразных методов дородовой диагностики являются ультразвуковые исследования плода, генетический анализ амниотической жидкости или пуповинной крови, изучение сыворотки крови матери, биопсия ворсин хориона и другие. Применение каждого из этих методов зависит от многих факторов, что определяется врачом.
Благодаря развитию медицины в настоящее время мы обладаем возможностью пройти подробную диагностику, связанную с развитием наследственных болезней. Будущие родители могут узнать о вероятности рождения ребенка с той или иной патологией. Наличие этой информации помогает принять правильное решение, вовремя начать лечение, скорректировать образ жизни и заняться профилактикой развития генетических заболеваний.
Но не следует забывать, что вся информация, связанная с здоровьем и медициной, представлена исключительно в ознакомительных целях и не является поводом для самодиагностики или самолечения.
Фото: freepik.com