Медицинская генетика
- изучает закономерности наследственности и
изменчивости у человека с точки зрения патологии.
КемГУ, проф. Дружинин В.Г., Биологический
факультет 2011 г
К основным задачам
медицинской генетики относятся:
 анализ причин возникновения наследственных
болезней, характера их наследования в разных
семьях,
 распространенность в популяциях человека,
 изучение специфических молекулярных
механизмов, запускающих патологический процесс.
 Одной из основных практических задач
медицинской генетики является поиск возможных
подходов к профилактике и лечению
наследственных болезней.
 К наследственным заболеваниям относится
очень большое число патологических
состояний. Это многочисленные болезни
внутренних органов, нарушения обмена
веществ, крови, эндокринной, мочеполовой,
нервной и др. систем организма человека.
 Ранее врачи полагали, что наследственные
болезни встречаются крайне редко и не влияют
сколько-нибудь значимо на суммарную
заболеваемость населения.
 Действительно, отдельные наследственные болезни редки, т
к. являются следствием очень редких мутаций. Однако,
существует целый ряд широко распространенных форм
генетически обусловленных патологий, которые поражают
большие группы людей и наносят существенный вред
здоровью населения.
 Например, частота сахарного диабета в популяциях человека
варьирует в пределах 1%, а это означает, что во всем мире
насчитывается десятки миллионов больных. К числу широко
распространенных наследственных болезней относится
дальтонизм, который отмечается у 8% всех мужчин и у 0,5% -
женщин. Сюда же можно отнести наиболее распространенные
патологии зрения: близорукость и дальнозоркость и др.
 Прогресс в развитии медицины приводит к
относительному возрастанию доли генетически
обусловленной патологии. К настоящему
времени описано свыше 3500 наследственных
болезней. Около 5-5,5% детей рождаются с
наследственной или врожденной патологией.
Половина спонтанных абортов обусловлена
генетическими причинами. Не менее 30%
перинатальной и неонатальной смертности
обусловлено врожденными пороками развития
и наследственными болезнями с другими
проявлениями.
Вклад наследственных и средовых
факторов в патологию человека
Болезни человека
Собственно
наследственные
Мульти-
факториальные
«Средовые»
Собственно наследственные
болезни
 - фенотипическое проявление мутации как
этиологического (причинного) фактора
практически не зависит от среды; последняя
может только изменять выраженность
симптомов и тяжесть течения болезни.
 Это генные и хромосомные наследственные
болезни (гемофилия, альбинизм,
фенилкетонурия, муковисцидоз, болезнь
Дауна и др.).
Болезни с наследственной предрасположенностью
(мультифакториальные)
Их в свою очередь можно подразделить еще на два
вида.
 Болезни, наследственность при которых является
этиологическим фактором, но для их проявления
необходимо действие соответствующего фактора
внешней среды (например, подагра, диабет,
серповидно-клеточная анемия).
 Болезни, этиологическими факторами при которых
являются влияния среды, однако частота
возникновения и тяжесть течения этих болезней
зависят от наследственной предрасположенности. К
таким заболеваниям относятся атеросклероз, ИВС,
гипертоническая болезнь, язвенная болезнь,
псориаз, большинство видов рака и др.
«Средовые» болезни
 Болезни, в происхождении которых
наследственность не играет роли. Это,
например, травмы, ожоги, инфекционные
болезни.
 Генетические факторы в этом случае могут
влиять только на патогенез заболевания,
т.е. на особенности протекания
патологических процессов (скорость
регенерации, выздоровления, компенсации
функций и др.).
 Общим этиологическим фактором
собственно генетических заболеваний
служит патологическая наследственность
(в виде геномных, хромосомных и генных
мутаций). Соответственно, принято
различать генные и хромосомные
болезни.
 Заболевания, обусловленные
изменениями структуры молекулы ДНК
(генные мутации), называются генными
болезнями (моногенные синдромы).
 Заболевания, обусловленные
изменениями числа и структуры
хромосом (геномные и хромосомные
мутации соответственно), называются
хромосомными болезнями.
Клинический полиморфизм
 Для наследственных болезней характерен
клинический полиморфизм. Он обусловлен
взаимодействием генетических и средовых
факторов. Важное место в этом феномене
занимают такие генетические явления, как
генетическая гетерогенность организмов,
пенетрантность и экспрессивность генов,
явления плейотропии и взаимодействие
аллельных и неаллельных генов.
Манифестация заболеваний
 Чаще всего наследственные болезни проявляются
еще до рождения (в эмбриональном периоде), либо
сразу после рождения, однако имеются и такие,
которые дают первые симптомы только в зрелом
или даже в пожилом возрасте. В этих случаях
говорят о т.н. манифестации заболевания. Так,
например, мозжечковая атаксия впервые
обнаруживается у носителей соответствующего
мутантного гена в возрасте 20-30 лет. Такие
распространенные заболевания как подагра,
болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера
проявляются в основном в зрелом возрасте или в
старости.
Наследственная и врожденная
патология
 В медицине существуют два понятия, выражаемые
терминами "наследственные болезни" и
"врожденные болезни". Эти понятия не являются
синонимами, так как врожденные болезни
(проявляющиеся с момента рождения) могут быть
обусловлены как наследственными, так и
средовыми факторами. Например, причинами
таких аномалий как «волчья пасть», «заячья губа»,
полидактилия, синдактилия, пороки сердца и
других внутренних органов могут быть не только
мутантные гены, но и воздействие на плод во время
беременности со стороны любого (не обязательно
мутагенного) фактора, способного нарушить
развитие.
Тератогены
 Формирование врожденных пороков
развития в результате нарушения
нормального течения эмбриогенеза
называется тератогенезом (teras, teratos -
урод, чудовище). Факторы, вызывающие
появление врожденных пороков развития
принято называть тератогенными, а наука
об этиологии, патогенезе и проявлениях
врожденных пороков развития называется
тератологией.
Тератогены
 К числу тератогенных
факторов можно отнести
гипоксию плода, вирусные
заболевания (например,
коревая краснуха у
беременной женщины),
некоторые лекарственные
препараты (талидомид).
 Во всех этих случаях речь
идет о копировании
генетически
детерминируемых пороков
развития, которые не
наследуются и называются
фенокопиями мутаций.
Фокомелия – тяжелый порок
развития у детей, родившихся у
женщин, применявших талидомид
во время беременности
Классификация моногенных
заболеваний
Так как проявление моногенных болезней
зависит от природы мутантного гена,
существует их классификация в
зависимости от типа наследования.
Выделяют:
 аутосомно-доминантные,
 аутосомно-рецессивные,
 Х-сцепленные моногенные синдромы.
Аутосомно-доминантный тип
наследования
характеризуется следующими признаками:
 больные имеются в каждом поколении;
 больной ребенок у больных родителей;
 болеют в равной степени мужчины и женщины;
 проявление признака (болезни) наблюдается по
вертикали и по горизонтали;
 вероятность наследования 100% (если хотя бы один
родитель гомозиготен), 75% (если оба родителя
гетерозиготны) и 50% (если один родитель
гетерозиготен).
Аутосомно-доминантный тип
наследования
 Брахидактилия –
короткопалость, которая
выражается в
укорочении фаланговых
костей на пальцах.
Популяционная частота
составляет 3: 200000.
(из http://www.scorcher.ru)
Аутосомно-доминантный тип
наследования
 Ретинобластома — злокачественная опухоль
эмбриональной сетчатки глаза. Встречается примерно у 1
новорожденного на 15000 — 34000. Типичными являются
множественные очаги опухолевого роста на сетчатке.
Большинство пациентов погибают от распространения
опухоли на ЦНС по зрительному нерву. Заболевание
обычно представлено симптомом “кошачьего глаза” (белый
зрачок).
Аутосомно-доминантный тип
наследования
 Нейрофиброматоз - тяжелая
многосистемная болезнь.
Популяционная частота - 1:3500
новорожденных. Ген картирован -
17ql 1.2 - и секвенирован.
Симптоматика НФ разнообразна, в
патологический процесс
вовлекаются несколько систем.
Для больных характерны
следующие основные симптомы: 1)
светло-коричневые пятна на коже;
пигментные пятна появляются в
детстве, и их число увеличивается
с возрастом; 2) наличие двух и
более нейрофибром; их количество
с возрастом увеличивается; 3)
множественные, похожие на
веснушки пигментные пятна в
подмышечной ямке, паховой
области, на других участках тела
со складками.
Аутосомно-доминантный тип
наследования
 Ахондроплазия
(хондродистрофия) –
диспропорциональная
карликовость - обусловлена
мутацией гена рецептора
фактора роста фибробластов,
вызывающей отклонения в
активности некоторых
ферментов. В результате этого
нарушаются рост и развитие
хрящевой ткани в эпифизах
трубчатых костей и в
основании черепа.
Популяционная частота -
1:100000. Дети отстают в
моторном развитии,
интеллект, как правило, не
страдает.
(из С.И.Козлова и др., 1996)
Аутосомно-доминантный тип
наследования
 Синдром Марфана
(архнодактилия) болезнь,
причиной которой является
мутация гена белка
фибриллина (15q21).
Популяционная частота-
1:25000. У больных нарушен
синтез белка фибриллина и
соединительная ткань
обладает повышенной
растяжимостью. Наиболее
специфическими для
диагностики являются
поражения опорно-
двигательного аппарата,
вывих хрусталика, пороки
развития сердечно-сосудистой
системы.
(из
С.И.Козлова
и др., 1996)
Аутосомно-рецессивный тип
наследования
характеризуется следующими признаками:
 больные не в каждом поколении;
 больной ребенок (гомозигота) рождается у
здоровых родителей (гетерозигот);
 болеют в равной степени мужчины и женщины;
 проявление признака (болезни) наблюдается по
горизонтали;
 вероятность наследования 25% (если оба родителя
гетерозиготны), 50% (если один родитель
гетерозиготен, а второй гомозиготен по
рецессивному признаку) и 100% (если оба родителя
рецессивные гомозиготы).
Аутосомно-рецессивный тип
наследования
 Альбинизм (врожденное отсутствие пигмента кожи, волос,
радужной и пигментной оболочек глаза) встречается в разных
популяциях с разной частотой - от 1:5000 до 1:25000.
Основными клиническими проявлениями альбинизма в
любом возрасте являются отсутствие меланина в клетках
кожи (молочно-белый ее цвет), очень светлые волосы, светло-
серая или светло-голубая радужная оболочка глаз, красный
зрачок, повышенная чувствительность к УФ-облучению
Аутосомно-рецессивный тип
наследования
 Ксеродерма пигментная - Кожа
больных пигментной
ксеродермой обладает
повышенной
чувствительностью к
дневному свету, что
проявляется в виде
фотодерматозов, включая рак
кожи. Заболевание вызывается
мутацией гена, приводящей к
нарушению в
пострепликативной
репарации. Популяционная
частота - приблизительно 1
случай на 50-500 тыс.
новорожденных.
 С присоединением раковых
заболеваний, может наступить
смертельный исход в возрасте
до 20 лег.
Аутосомно-рецессивный тип
наследования
 Фенилкетонурия (ФКУ)
встречается с частотой 1:6000 -
1:10 000. Вызвана мутацией гена,
который отвечает за синтез
фермента
фенилаланингидроксилазы. Так
как этот фермент у больных
неактивен, то фенилаланин не
превращается в тирозин, а
накапливается в организме в виде
фенилпировиноградной кислоты,
является нейротропным ядом, в
результате чего повышаются
возбудимость, тонус мышц,
развиваются гиперрефлексия,
тремор, судорожные припадки.
Позже присоединяются нарушения
высшей нервной деятельности,
умственная отсталость,
микроцефалия. У больных
наблюдается слабая пигментация
из-за нарушения синтеза меланина.
(из R.Lewis, 1994)
Врожденные нарушения метаболизма
фенилаланина и тирозина
Х-сцепленный рецессивный тип
наследования
характеризуется следующими признаками:
 больные появляются не в каждом поколении;
 больной ребенок рождается у здоровых
родителей;
 болеют преимущественно мужчины;
 проявление болезни наблюдается
преимущественно по горизонтали;
 вероятность наследования - у 25% всех детей,
в том числе у 50% мальчиков;
 здоровые мужчины не передают болезни.
Х-сцепленный рецессивный тип
наследования
 Дальтонизм - частичная цветовая слепота, один из видов
нарушения цветового зрения. Д. впервые описан в 1794 Дж.
Дальтоном, который сам страдал этим недостатком.
 Д. встречается у 8% мужчин и у 0,5% женщин.
Предполагается, что в сетчатой оболочке глаза существуют
три элемента, каждый из которых воспринимает только один
из трёх основных цветов (красный, зелёный, фиолетовый),
смешением которых получаются все воспринимаемые
нормальным глазом оттенки. Это - нормальное, т. н.
трихроматическое цветоощущение. При выпадении одного из
этих элементов наступает частичная цветовая слепота —
дихромазия.
Х-сцепленный рецессивный тип
наследования
 Гемофилия А - тяжелое заболевание, обусловленное
дефектом фактора VIII свертывания крови.
Встречается с частотой 1:2500 новорожденных
мальчиков. Ген расположен в длинном плече Х-
хромосомы (Xq28), структура его установлена.
Заболевание распознается обычно на 2-3-м году
жизни. Для него характерны множественные
гематомы. Преобладают кровоизлияния в крупные
суставы конечностей, подкожные, внутри- и
межмышечные гематомы, кровотечения при
травмах и хирургических вмешательствах, наличие
крови в моче. Кровоизлияния в полость суставов
приводят к развитию стойкой их тугоподвижности
из-за остеоартрозов (развитие соединительной
ткани в суставах).
Х-сцепленный рецессивный тип
наследования
 Синдром Леша-Найхана обусловлен недостаточностью
фермента гипоксантинфосфорибозилтрансферазы (ГФРТ),
который катализирует присоединение свободных пуриновых
оснований (гуанина и гипоксантина) к нуклеотидам. Синдром
встречается редко (1:300000 рождений). При недостаточности
фермента ГФРТ конечным продуктом превращения
пуриновых оснований является мочевая кислота.
 В первые месяцы жизни отмечаются задержка развития
двигательных навыков. Болезнь сопровождается
олигофренией, склонностью ребенка к самоповреждениям.
Высокое содержание мочевой кислоты и ее солей, несмотря на
усиленное выделение их с мочой, приводит к формированию
камней в мочевыводящих путях, отложению солей мочевой
кислоты в суставах.
Х-сцепленный рецессивный тип
наследования
 Миодистрофия Дюшенна - тяжелое
заболевание, проявляющееся
мышечной слабостью и
повышенным содержанием в
плазме крови
креатинфосфокиназы.
Фенотипически заболевание
проявляется "утиной" походкой,
развивается поясничный лордоз,
крыловидность лопаток. Позже,
обычно через несколько лет,
развиваются обездвиженность.
Атрофический процесс
развивается и в сердце
(кардиомиопатия). Острая
сердечная недостаточность
является причиной летальных
исходов. Продолжительность
жизни больных - 20-35 лет.
(из С.И.Козлова и др., 1996)
Х-сцепленный доминантный тип
наследования
сходен с аутосомно-доминантным, за
исключением того, что мужчина передает
этот признак только дочерям (т.к. сыновья
получают от отца Y-хромосому). Примерами
таких заболеваний являются:
 Гипоплазия эмали - резкое истончение
эмали, сопровождающееся изменением
цвета зубов. Пятна и дефекты различной
формы появляются на зубах симметрично.
Х-сцепленный доминантный тип
наследования
 Рахит, резистентный к
витамину D. Происходит
нарушение многих видов
обмена веществ, что
приводит к нарушению
костеобразования и
изменению функций
различных органов и
систем. Обычно
искривление длинных
трубчатых костей;
голеностопные и коленные
суставы деформированы. В
крови – необычно низкая
концентрация
неорганического фосфора
(гипофосфатемия).
(из С.И.Козлова и др., 1996)
Медико-генетическое
консультирование
 - отрасль профилактической медицины,
главной целью которой является снижение
количества генетически обусловленных
болезней и врожденных пороков развития.
 Цель генетической консультации -
установление степени генетического риска в
обследуемой семье и разъяснение супругам в
доступной форме медико-генетического
заключения.
Задачи медико-генетического
консультирования:
 ретро- и проспективное консультирование семей и больных
с наследственной или врожденной патологией;
 пренатальная диагностика врожденных и наследственных
заболеваний;
 помощь врачам различных специальностей в постановке
диагноза заболевания, если для этого требуются
специальные генетические методы исследования;
 доведение пациенту и его семье в доступной форме
информации о степени риска иметь больных детей и
оказание им помощи в принятии решения;
 ведение территориального регистра семей и больных с
наследственной и врожденной патологией и их диспансерное
наблюдение;
 пропаганда медико-генетических знаний среди населения.
 Иначе говоря, задачей генетической
консультации является составление
генетического прогноза в семье
индивидуума с аномалией физического,
психического либо полового развития и
выбор профилактических мероприятий
по предупреждению рождения больного
ребенка.
Составление генетического
прогноза включает три этапа.
 1 этап. Определение степени генетического риска.
Под генетическим риском понимается вероятность
(от 0 до 100%) возникновения определенной
аномалии у самого пациента (пробанда) или его
родственников. Общий риск проявления
генетически обусловленной аномалии для
популяций европейцев составляет 3-5%
(генетический груз), поэтому риск, который не
превышает 5%, расценивается как низкий.
Генетический риск до 10% называется
повышенным в легкой степени, до 20% -
повышенным в средней степени и свыше 20% -
высоким.
 2 этап. Оценка тяжести медицинских и социальных
последствий предполагаемой аномалии. Степень
генетического риска далеко не всегда соответствует
степени тяжести ожидаемой патологии. Например,
полидактилия (аутосомно-доминантный тип
наследования, высокая степень генетического риска - не
менее 50%) может быть легко устранена
соответствующей корригирующей операцией, и человек
может вести нормальный образ жизни, в то время как
фенилкетонурия, риск возникновения которой у детей
гетерозиготных родителей составляет 25%, - это тяжелое
заболевание, плохо поддающееся лечению. Во втором
случае степень страдания с медицинской точки зрения и
социальных последствий для больного и его семьи
расценивается как тяжелая.
 3 этап - врач-генетик должен оценить
перспективы применения и
эффективность методов пренатальной
диагностики. Достижения в этой области
позволяют планировать деторождение в
семьях с высоким риском наследования
тяжелой патологии (болезнь Дауна,
мукополисахаридоз, гемофилия,
муковисцидоз и др.), так как эти
заболевания могут быть выявлены
методами пренатальной диагностики.
Показания для направления семьи в
медико-генетическую консультацию:
 наличие сходных заболеваний у нескольких членов
семьи;
 первичное бесплодие супругов;
 привычное невынашивание беременности;
 отставание ребенка в умственном и физическом
развитии;
 рождение ребенка с врожденными пороками
развития;
 первичная аменорея, особенно с недоразвитием
вторичных половых признаков;
 кровное родство между супругами.
Морально-этические проблемы
При медико-генетическом консультировании существует ряд
трудностей морально-этического характера:
 вмешательство в семейную тайну (возникает при сборе
данных для построения родословных, при выявлении
носителей патологического гена, при несовпадении
паспортного и биологического отцовства и др.; проблема
разрешается корректным отношением врача к пациенту);
 ответственность врача-генетика в случае совета
консультирующимся на основании вероятностного прогноза
(необходимо, чтобы пациент правильно понял медико-
генетическую информацию, консультант не должен давать
категорических советов (окончательное решение принимают
сами консультирующиеся).
Дородовая (пренатальная) диагностика
наследственных заболеваний
 - предусматривает их своевременное
выявление. Таким образом, пренатальная
диагностика связана с решением ряда
биологических и этических проблем до
рождения ребенка, так как при этом речь
идет не об излечении болезни, а о
предупреждении рождения ребенка с
патологией, не поддающейся лечению.
Методы пренатальной
диагностики
 В настоящее время применяются непрямые и
прямые методы пренатальной диагностики.
 При непрямых методах обследуют беременную
(акушерско-гинекологические методы, сыворотка
крови на альфа-фетопротеин и др.); при прямых -
плод.
 К прямым неинвазивным (без хирургического
вмешательства) методам относится
ультрасонография; к прямым инвазивным (с
нарушением целостности тканей) – фетоскопия,
хорионбиопсия, плацентобиопсия, амниоцентез,
кордоцентез.
Непрямые методы
 Наиболее широкое распространение получила
триада методов: исследование уровня альфа-
фетопротеина (АФП), содержания хорионического
гонадотропина (ХГ) и свободного эстриола в крови
женщин во 2-м триместре беременности.
Содержание альфа-фетопротеина определяется
также в амниотической жидкости, а свободный
эстриол - в моче беременных. Отклонения
плазматического уровня АФП, ХГ, свободного
эстриола у беременной служат индикаторами
высокого риска для плода.
Непрямые методы
 В частности, содержание альфа-фетопротеина в
биологических жидкостях повышено при
множественных пороках развития, спинномозговой
грыже, гидроцефалии, анэнцефалии, пороках
развития желудочно-кишечного тракта и др.
дефектах. В случаях хромосомных болезней у плода
(например, болезнь Дауна) или наличия у
беременной сахарного диабета I типа, напротив,
концентрация альфа-фетопротеина в крови
беременных снижена.
Непрямые методы
 Хорионический гонадотропин, синтезируемый
трофобластом плаценты, определяется уже на 8-9-й
дни после зачатия. При исследовании крови
женщины во 2-м триместре беременности
повышение уровня ХГ и его свободных бета-
субъединиц свидетельствует о задержке
внутриутробного развития плода, высоком риске
его антенатальной гибели.
 Содержание свободного эстриола в биологических
жидкостях беременной женщины отражает
фетоплацентарную активность и снижается при
патологии плода и нарушении функции плаценты.
Прямые методы
 Фетоскопия - осмотр плода
фиброоптическим эндоскопом, введенным в
амниотическую полость через переднюю
стенку матки. Метод позволяет осмотреть
плод, пуповину, плаценту и произвести
биопсию. Фетоскопия сопровождается
высоким риском прерывания беременности
и технически сложна, поэтому имеет
ограниченное применение.
Ультрасонография (эхография)
 - это использование
ультразвука для получения
изображения плода и его
оболочек, состояния
плаценты. Начиная с 5-й
недели беременности можно
получить изображение
оболочек эмбриона, а с 7-й
недели - и его самого. На 12-
20-й неделе беременности
уже возможна локализация
плаценты, диагностика
близнецовой беременности,
анэнцефалии, дефектов
костной системы и
закрытия невральной
трубки, атрезии желудочно-
кишечного тракта.
Ультрасонография (эхография)
 Ультразвуковое исследование позволяет получить
данные о размерах плода (длина туловища, бедра,
плеча, диаметр головы), о функции миокарда, об
объеме амниотической жидкости и размерах
плаценты. УЗИ позволяет обнаружить у плода ряд
аномалий развития - анэнцефалию, гидроцефалию,
поликистоз или агенезию почек, дисплазию
конечностей, гипоплазию легких, множественные
врожденные пороки, пороки сердца, водянку (отек)
плода и плаценты.
Амниоцентез
 - получение амниотической
жидкости и клеток плода,
проводимое под контролем
УЗИ, для последующего
анализа. Получение
исследуемого материала
(клетки и жидкость)
возможно на 16-й неделе
беременности.
Амниотическая жидкость
используется для
биохимических
исследований (выявляются
генные мутации), а клетки -
для анализа ДНК
(выявляются генные
мутации),
цитогенетического анализа.
(из R.Lewis, 1994)
Хорионбиопсия, плацентобиопсия
 - взятие эпителия ворсинок
хориона или плаценты для
исследования - проводится
между 8-й и 10-й неделями
беременности. Полученная
ткань используется для
цитогенетических и
биохимических
исследований и анализа
ДНК. С помощью этого
метода можно выявлять все
виды мутаций.
Преимуществом метода
является то, что он может
быть использован уже на
ранних этапах развития
плода.
(из R.Lewis, 1994)
 Современные технологии, помимо
перечисленных выше методов, позволяют
осуществлять биопсию кожи, мышц, печени
плода для диагностики многих наследственных
заболеваний. Риск прерывания беременности
при применении инвазивных методов
пренатальной диагностики составляет 1-2%.
 Дальнейшее развитие и распространение
методов пренатальной диагностики
наследственных заболеваний позволят
значительно снизить частоту наследственной
патологии новорожденных.

медицинская генетика

  • 1.
    Медицинская генетика - изучаетзакономерности наследственности и изменчивости у человека с точки зрения патологии. КемГУ, проф. Дружинин В.Г., Биологический факультет 2011 г
  • 2.
    К основным задачам медицинскойгенетики относятся:  анализ причин возникновения наследственных болезней, характера их наследования в разных семьях,  распространенность в популяциях человека,  изучение специфических молекулярных механизмов, запускающих патологический процесс.  Одной из основных практических задач медицинской генетики является поиск возможных подходов к профилактике и лечению наследственных болезней.
  • 3.
     К наследственнымзаболеваниям относится очень большое число патологических состояний. Это многочисленные болезни внутренних органов, нарушения обмена веществ, крови, эндокринной, мочеполовой, нервной и др. систем организма человека.  Ранее врачи полагали, что наследственные болезни встречаются крайне редко и не влияют сколько-нибудь значимо на суммарную заболеваемость населения.
  • 4.
     Действительно, отдельныенаследственные болезни редки, т к. являются следствием очень редких мутаций. Однако, существует целый ряд широко распространенных форм генетически обусловленных патологий, которые поражают большие группы людей и наносят существенный вред здоровью населения.  Например, частота сахарного диабета в популяциях человека варьирует в пределах 1%, а это означает, что во всем мире насчитывается десятки миллионов больных. К числу широко распространенных наследственных болезней относится дальтонизм, который отмечается у 8% всех мужчин и у 0,5% - женщин. Сюда же можно отнести наиболее распространенные патологии зрения: близорукость и дальнозоркость и др.
  • 5.
     Прогресс вразвитии медицины приводит к относительному возрастанию доли генетически обусловленной патологии. К настоящему времени описано свыше 3500 наследственных болезней. Около 5-5,5% детей рождаются с наследственной или врожденной патологией. Половина спонтанных абортов обусловлена генетическими причинами. Не менее 30% перинатальной и неонатальной смертности обусловлено врожденными пороками развития и наследственными болезнями с другими проявлениями.
  • 6.
    Вклад наследственных исредовых факторов в патологию человека Болезни человека Собственно наследственные Мульти- факториальные «Средовые»
  • 7.
    Собственно наследственные болезни  -фенотипическое проявление мутации как этиологического (причинного) фактора практически не зависит от среды; последняя может только изменять выраженность симптомов и тяжесть течения болезни.  Это генные и хромосомные наследственные болезни (гемофилия, альбинизм, фенилкетонурия, муковисцидоз, болезнь Дауна и др.).
  • 8.
    Болезни с наследственнойпредрасположенностью (мультифакториальные) Их в свою очередь можно подразделить еще на два вида.  Болезни, наследственность при которых является этиологическим фактором, но для их проявления необходимо действие соответствующего фактора внешней среды (например, подагра, диабет, серповидно-клеточная анемия).  Болезни, этиологическими факторами при которых являются влияния среды, однако частота возникновения и тяжесть течения этих болезней зависят от наследственной предрасположенности. К таким заболеваниям относятся атеросклероз, ИВС, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь, псориаз, большинство видов рака и др.
  • 9.
    «Средовые» болезни  Болезни,в происхождении которых наследственность не играет роли. Это, например, травмы, ожоги, инфекционные болезни.  Генетические факторы в этом случае могут влиять только на патогенез заболевания, т.е. на особенности протекания патологических процессов (скорость регенерации, выздоровления, компенсации функций и др.).
  • 10.
     Общим этиологическимфактором собственно генетических заболеваний служит патологическая наследственность (в виде геномных, хромосомных и генных мутаций). Соответственно, принято различать генные и хромосомные болезни.
  • 11.
     Заболевания, обусловленные изменениямиструктуры молекулы ДНК (генные мутации), называются генными болезнями (моногенные синдромы).  Заболевания, обусловленные изменениями числа и структуры хромосом (геномные и хромосомные мутации соответственно), называются хромосомными болезнями.
  • 12.
    Клинический полиморфизм  Длянаследственных болезней характерен клинический полиморфизм. Он обусловлен взаимодействием генетических и средовых факторов. Важное место в этом феномене занимают такие генетические явления, как генетическая гетерогенность организмов, пенетрантность и экспрессивность генов, явления плейотропии и взаимодействие аллельных и неаллельных генов.
  • 13.
    Манифестация заболеваний  Чащевсего наследственные болезни проявляются еще до рождения (в эмбриональном периоде), либо сразу после рождения, однако имеются и такие, которые дают первые симптомы только в зрелом или даже в пожилом возрасте. В этих случаях говорят о т.н. манифестации заболевания. Так, например, мозжечковая атаксия впервые обнаруживается у носителей соответствующего мутантного гена в возрасте 20-30 лет. Такие распространенные заболевания как подагра, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера проявляются в основном в зрелом возрасте или в старости.
  • 14.
    Наследственная и врожденная патология В медицине существуют два понятия, выражаемые терминами "наследственные болезни" и "врожденные болезни". Эти понятия не являются синонимами, так как врожденные болезни (проявляющиеся с момента рождения) могут быть обусловлены как наследственными, так и средовыми факторами. Например, причинами таких аномалий как «волчья пасть», «заячья губа», полидактилия, синдактилия, пороки сердца и других внутренних органов могут быть не только мутантные гены, но и воздействие на плод во время беременности со стороны любого (не обязательно мутагенного) фактора, способного нарушить развитие.
  • 15.
    Тератогены  Формирование врожденныхпороков развития в результате нарушения нормального течения эмбриогенеза называется тератогенезом (teras, teratos - урод, чудовище). Факторы, вызывающие появление врожденных пороков развития принято называть тератогенными, а наука об этиологии, патогенезе и проявлениях врожденных пороков развития называется тератологией.
  • 16.
    Тератогены  К числутератогенных факторов можно отнести гипоксию плода, вирусные заболевания (например, коревая краснуха у беременной женщины), некоторые лекарственные препараты (талидомид).  Во всех этих случаях речь идет о копировании генетически детерминируемых пороков развития, которые не наследуются и называются фенокопиями мутаций. Фокомелия – тяжелый порок развития у детей, родившихся у женщин, применявших талидомид во время беременности
  • 17.
    Классификация моногенных заболеваний Так какпроявление моногенных болезней зависит от природы мутантного гена, существует их классификация в зависимости от типа наследования. Выделяют:  аутосомно-доминантные,  аутосомно-рецессивные,  Х-сцепленные моногенные синдромы.
  • 18.
    Аутосомно-доминантный тип наследования характеризуется следующимипризнаками:  больные имеются в каждом поколении;  больной ребенок у больных родителей;  болеют в равной степени мужчины и женщины;  проявление признака (болезни) наблюдается по вертикали и по горизонтали;  вероятность наследования 100% (если хотя бы один родитель гомозиготен), 75% (если оба родителя гетерозиготны) и 50% (если один родитель гетерозиготен).
  • 19.
    Аутосомно-доминантный тип наследования  Брахидактилия– короткопалость, которая выражается в укорочении фаланговых костей на пальцах. Популяционная частота составляет 3: 200000. (из http://www.scorcher.ru)
  • 20.
    Аутосомно-доминантный тип наследования  Ретинобластома— злокачественная опухоль эмбриональной сетчатки глаза. Встречается примерно у 1 новорожденного на 15000 — 34000. Типичными являются множественные очаги опухолевого роста на сетчатке. Большинство пациентов погибают от распространения опухоли на ЦНС по зрительному нерву. Заболевание обычно представлено симптомом “кошачьего глаза” (белый зрачок).
  • 21.
    Аутосомно-доминантный тип наследования  Нейрофиброматоз- тяжелая многосистемная болезнь. Популяционная частота - 1:3500 новорожденных. Ген картирован - 17ql 1.2 - и секвенирован. Симптоматика НФ разнообразна, в патологический процесс вовлекаются несколько систем. Для больных характерны следующие основные симптомы: 1) светло-коричневые пятна на коже; пигментные пятна появляются в детстве, и их число увеличивается с возрастом; 2) наличие двух и более нейрофибром; их количество с возрастом увеличивается; 3) множественные, похожие на веснушки пигментные пятна в подмышечной ямке, паховой области, на других участках тела со складками.
  • 22.
    Аутосомно-доминантный тип наследования  Ахондроплазия (хондродистрофия)– диспропорциональная карликовость - обусловлена мутацией гена рецептора фактора роста фибробластов, вызывающей отклонения в активности некоторых ферментов. В результате этого нарушаются рост и развитие хрящевой ткани в эпифизах трубчатых костей и в основании черепа. Популяционная частота - 1:100000. Дети отстают в моторном развитии, интеллект, как правило, не страдает. (из С.И.Козлова и др., 1996)
  • 23.
    Аутосомно-доминантный тип наследования  СиндромМарфана (архнодактилия) болезнь, причиной которой является мутация гена белка фибриллина (15q21). Популяционная частота- 1:25000. У больных нарушен синтез белка фибриллина и соединительная ткань обладает повышенной растяжимостью. Наиболее специфическими для диагностики являются поражения опорно- двигательного аппарата, вывих хрусталика, пороки развития сердечно-сосудистой системы. (из С.И.Козлова и др., 1996)
  • 24.
    Аутосомно-рецессивный тип наследования характеризуется следующимипризнаками:  больные не в каждом поколении;  больной ребенок (гомозигота) рождается у здоровых родителей (гетерозигот);  болеют в равной степени мужчины и женщины;  проявление признака (болезни) наблюдается по горизонтали;  вероятность наследования 25% (если оба родителя гетерозиготны), 50% (если один родитель гетерозиготен, а второй гомозиготен по рецессивному признаку) и 100% (если оба родителя рецессивные гомозиготы).
  • 25.
    Аутосомно-рецессивный тип наследования  Альбинизм(врожденное отсутствие пигмента кожи, волос, радужной и пигментной оболочек глаза) встречается в разных популяциях с разной частотой - от 1:5000 до 1:25000. Основными клиническими проявлениями альбинизма в любом возрасте являются отсутствие меланина в клетках кожи (молочно-белый ее цвет), очень светлые волосы, светло- серая или светло-голубая радужная оболочка глаз, красный зрачок, повышенная чувствительность к УФ-облучению
  • 26.
    Аутосомно-рецессивный тип наследования  Ксеродермапигментная - Кожа больных пигментной ксеродермой обладает повышенной чувствительностью к дневному свету, что проявляется в виде фотодерматозов, включая рак кожи. Заболевание вызывается мутацией гена, приводящей к нарушению в пострепликативной репарации. Популяционная частота - приблизительно 1 случай на 50-500 тыс. новорожденных.  С присоединением раковых заболеваний, может наступить смертельный исход в возрасте до 20 лег.
  • 27.
    Аутосомно-рецессивный тип наследования  Фенилкетонурия(ФКУ) встречается с частотой 1:6000 - 1:10 000. Вызвана мутацией гена, который отвечает за синтез фермента фенилаланингидроксилазы. Так как этот фермент у больных неактивен, то фенилаланин не превращается в тирозин, а накапливается в организме в виде фенилпировиноградной кислоты, является нейротропным ядом, в результате чего повышаются возбудимость, тонус мышц, развиваются гиперрефлексия, тремор, судорожные припадки. Позже присоединяются нарушения высшей нервной деятельности, умственная отсталость, микроцефалия. У больных наблюдается слабая пигментация из-за нарушения синтеза меланина. (из R.Lewis, 1994)
  • 28.
  • 29.
    Х-сцепленный рецессивный тип наследования характеризуетсяследующими признаками:  больные появляются не в каждом поколении;  больной ребенок рождается у здоровых родителей;  болеют преимущественно мужчины;  проявление болезни наблюдается преимущественно по горизонтали;  вероятность наследования - у 25% всех детей, в том числе у 50% мальчиков;  здоровые мужчины не передают болезни.
  • 30.
    Х-сцепленный рецессивный тип наследования Дальтонизм - частичная цветовая слепота, один из видов нарушения цветового зрения. Д. впервые описан в 1794 Дж. Дальтоном, который сам страдал этим недостатком.  Д. встречается у 8% мужчин и у 0,5% женщин. Предполагается, что в сетчатой оболочке глаза существуют три элемента, каждый из которых воспринимает только один из трёх основных цветов (красный, зелёный, фиолетовый), смешением которых получаются все воспринимаемые нормальным глазом оттенки. Это - нормальное, т. н. трихроматическое цветоощущение. При выпадении одного из этих элементов наступает частичная цветовая слепота — дихромазия.
  • 31.
    Х-сцепленный рецессивный тип наследования Гемофилия А - тяжелое заболевание, обусловленное дефектом фактора VIII свертывания крови. Встречается с частотой 1:2500 новорожденных мальчиков. Ген расположен в длинном плече Х- хромосомы (Xq28), структура его установлена. Заболевание распознается обычно на 2-3-м году жизни. Для него характерны множественные гематомы. Преобладают кровоизлияния в крупные суставы конечностей, подкожные, внутри- и межмышечные гематомы, кровотечения при травмах и хирургических вмешательствах, наличие крови в моче. Кровоизлияния в полость суставов приводят к развитию стойкой их тугоподвижности из-за остеоартрозов (развитие соединительной ткани в суставах).
  • 32.
    Х-сцепленный рецессивный тип наследования Синдром Леша-Найхана обусловлен недостаточностью фермента гипоксантинфосфорибозилтрансферазы (ГФРТ), который катализирует присоединение свободных пуриновых оснований (гуанина и гипоксантина) к нуклеотидам. Синдром встречается редко (1:300000 рождений). При недостаточности фермента ГФРТ конечным продуктом превращения пуриновых оснований является мочевая кислота.  В первые месяцы жизни отмечаются задержка развития двигательных навыков. Болезнь сопровождается олигофренией, склонностью ребенка к самоповреждениям. Высокое содержание мочевой кислоты и ее солей, несмотря на усиленное выделение их с мочой, приводит к формированию камней в мочевыводящих путях, отложению солей мочевой кислоты в суставах.
  • 33.
    Х-сцепленный рецессивный тип наследования Миодистрофия Дюшенна - тяжелое заболевание, проявляющееся мышечной слабостью и повышенным содержанием в плазме крови креатинфосфокиназы. Фенотипически заболевание проявляется "утиной" походкой, развивается поясничный лордоз, крыловидность лопаток. Позже, обычно через несколько лет, развиваются обездвиженность. Атрофический процесс развивается и в сердце (кардиомиопатия). Острая сердечная недостаточность является причиной летальных исходов. Продолжительность жизни больных - 20-35 лет. (из С.И.Козлова и др., 1996)
  • 34.
    Х-сцепленный доминантный тип наследования сходенс аутосомно-доминантным, за исключением того, что мужчина передает этот признак только дочерям (т.к. сыновья получают от отца Y-хромосому). Примерами таких заболеваний являются:  Гипоплазия эмали - резкое истончение эмали, сопровождающееся изменением цвета зубов. Пятна и дефекты различной формы появляются на зубах симметрично.
  • 35.
    Х-сцепленный доминантный тип наследования Рахит, резистентный к витамину D. Происходит нарушение многих видов обмена веществ, что приводит к нарушению костеобразования и изменению функций различных органов и систем. Обычно искривление длинных трубчатых костей; голеностопные и коленные суставы деформированы. В крови – необычно низкая концентрация неорганического фосфора (гипофосфатемия). (из С.И.Козлова и др., 1996)
  • 36.
    Медико-генетическое консультирование  - отрасльпрофилактической медицины, главной целью которой является снижение количества генетически обусловленных болезней и врожденных пороков развития.  Цель генетической консультации - установление степени генетического риска в обследуемой семье и разъяснение супругам в доступной форме медико-генетического заключения.
  • 37.
    Задачи медико-генетического консультирования:  ретро-и проспективное консультирование семей и больных с наследственной или врожденной патологией;  пренатальная диагностика врожденных и наследственных заболеваний;  помощь врачам различных специальностей в постановке диагноза заболевания, если для этого требуются специальные генетические методы исследования;  доведение пациенту и его семье в доступной форме информации о степени риска иметь больных детей и оказание им помощи в принятии решения;  ведение территориального регистра семей и больных с наследственной и врожденной патологией и их диспансерное наблюдение;  пропаганда медико-генетических знаний среди населения.
  • 38.
     Иначе говоря,задачей генетической консультации является составление генетического прогноза в семье индивидуума с аномалией физического, психического либо полового развития и выбор профилактических мероприятий по предупреждению рождения больного ребенка.
  • 39.
    Составление генетического прогноза включаеттри этапа.  1 этап. Определение степени генетического риска. Под генетическим риском понимается вероятность (от 0 до 100%) возникновения определенной аномалии у самого пациента (пробанда) или его родственников. Общий риск проявления генетически обусловленной аномалии для популяций европейцев составляет 3-5% (генетический груз), поэтому риск, который не превышает 5%, расценивается как низкий. Генетический риск до 10% называется повышенным в легкой степени, до 20% - повышенным в средней степени и свыше 20% - высоким.
  • 40.
     2 этап.Оценка тяжести медицинских и социальных последствий предполагаемой аномалии. Степень генетического риска далеко не всегда соответствует степени тяжести ожидаемой патологии. Например, полидактилия (аутосомно-доминантный тип наследования, высокая степень генетического риска - не менее 50%) может быть легко устранена соответствующей корригирующей операцией, и человек может вести нормальный образ жизни, в то время как фенилкетонурия, риск возникновения которой у детей гетерозиготных родителей составляет 25%, - это тяжелое заболевание, плохо поддающееся лечению. Во втором случае степень страдания с медицинской точки зрения и социальных последствий для больного и его семьи расценивается как тяжелая.
  • 41.
     3 этап- врач-генетик должен оценить перспективы применения и эффективность методов пренатальной диагностики. Достижения в этой области позволяют планировать деторождение в семьях с высоким риском наследования тяжелой патологии (болезнь Дауна, мукополисахаридоз, гемофилия, муковисцидоз и др.), так как эти заболевания могут быть выявлены методами пренатальной диагностики.
  • 42.
    Показания для направлениясемьи в медико-генетическую консультацию:  наличие сходных заболеваний у нескольких членов семьи;  первичное бесплодие супругов;  привычное невынашивание беременности;  отставание ребенка в умственном и физическом развитии;  рождение ребенка с врожденными пороками развития;  первичная аменорея, особенно с недоразвитием вторичных половых признаков;  кровное родство между супругами.
  • 43.
    Морально-этические проблемы При медико-генетическомконсультировании существует ряд трудностей морально-этического характера:  вмешательство в семейную тайну (возникает при сборе данных для построения родословных, при выявлении носителей патологического гена, при несовпадении паспортного и биологического отцовства и др.; проблема разрешается корректным отношением врача к пациенту);  ответственность врача-генетика в случае совета консультирующимся на основании вероятностного прогноза (необходимо, чтобы пациент правильно понял медико- генетическую информацию, консультант не должен давать категорических советов (окончательное решение принимают сами консультирующиеся).
  • 44.
    Дородовая (пренатальная) диагностика наследственныхзаболеваний  - предусматривает их своевременное выявление. Таким образом, пренатальная диагностика связана с решением ряда биологических и этических проблем до рождения ребенка, так как при этом речь идет не об излечении болезни, а о предупреждении рождения ребенка с патологией, не поддающейся лечению.
  • 45.
    Методы пренатальной диагностики  Внастоящее время применяются непрямые и прямые методы пренатальной диагностики.  При непрямых методах обследуют беременную (акушерско-гинекологические методы, сыворотка крови на альфа-фетопротеин и др.); при прямых - плод.  К прямым неинвазивным (без хирургического вмешательства) методам относится ультрасонография; к прямым инвазивным (с нарушением целостности тканей) – фетоскопия, хорионбиопсия, плацентобиопсия, амниоцентез, кордоцентез.
  • 46.
    Непрямые методы  Наиболееширокое распространение получила триада методов: исследование уровня альфа- фетопротеина (АФП), содержания хорионического гонадотропина (ХГ) и свободного эстриола в крови женщин во 2-м триместре беременности. Содержание альфа-фетопротеина определяется также в амниотической жидкости, а свободный эстриол - в моче беременных. Отклонения плазматического уровня АФП, ХГ, свободного эстриола у беременной служат индикаторами высокого риска для плода.
  • 47.
    Непрямые методы  Вчастности, содержание альфа-фетопротеина в биологических жидкостях повышено при множественных пороках развития, спинномозговой грыже, гидроцефалии, анэнцефалии, пороках развития желудочно-кишечного тракта и др. дефектах. В случаях хромосомных болезней у плода (например, болезнь Дауна) или наличия у беременной сахарного диабета I типа, напротив, концентрация альфа-фетопротеина в крови беременных снижена.
  • 48.
    Непрямые методы  Хорионическийгонадотропин, синтезируемый трофобластом плаценты, определяется уже на 8-9-й дни после зачатия. При исследовании крови женщины во 2-м триместре беременности повышение уровня ХГ и его свободных бета- субъединиц свидетельствует о задержке внутриутробного развития плода, высоком риске его антенатальной гибели.  Содержание свободного эстриола в биологических жидкостях беременной женщины отражает фетоплацентарную активность и снижается при патологии плода и нарушении функции плаценты.
  • 49.
    Прямые методы  Фетоскопия- осмотр плода фиброоптическим эндоскопом, введенным в амниотическую полость через переднюю стенку матки. Метод позволяет осмотреть плод, пуповину, плаценту и произвести биопсию. Фетоскопия сопровождается высоким риском прерывания беременности и технически сложна, поэтому имеет ограниченное применение.
  • 50.
    Ультрасонография (эхография)  -это использование ультразвука для получения изображения плода и его оболочек, состояния плаценты. Начиная с 5-й недели беременности можно получить изображение оболочек эмбриона, а с 7-й недели - и его самого. На 12- 20-й неделе беременности уже возможна локализация плаценты, диагностика близнецовой беременности, анэнцефалии, дефектов костной системы и закрытия невральной трубки, атрезии желудочно- кишечного тракта.
  • 51.
    Ультрасонография (эхография)  Ультразвуковоеисследование позволяет получить данные о размерах плода (длина туловища, бедра, плеча, диаметр головы), о функции миокарда, об объеме амниотической жидкости и размерах плаценты. УЗИ позволяет обнаружить у плода ряд аномалий развития - анэнцефалию, гидроцефалию, поликистоз или агенезию почек, дисплазию конечностей, гипоплазию легких, множественные врожденные пороки, пороки сердца, водянку (отек) плода и плаценты.
  • 52.
    Амниоцентез  - получениеамниотической жидкости и клеток плода, проводимое под контролем УЗИ, для последующего анализа. Получение исследуемого материала (клетки и жидкость) возможно на 16-й неделе беременности. Амниотическая жидкость используется для биохимических исследований (выявляются генные мутации), а клетки - для анализа ДНК (выявляются генные мутации), цитогенетического анализа. (из R.Lewis, 1994)
  • 53.
    Хорионбиопсия, плацентобиопсия  -взятие эпителия ворсинок хориона или плаценты для исследования - проводится между 8-й и 10-й неделями беременности. Полученная ткань используется для цитогенетических и биохимических исследований и анализа ДНК. С помощью этого метода можно выявлять все виды мутаций. Преимуществом метода является то, что он может быть использован уже на ранних этапах развития плода. (из R.Lewis, 1994)
  • 54.
     Современные технологии,помимо перечисленных выше методов, позволяют осуществлять биопсию кожи, мышц, печени плода для диагностики многих наследственных заболеваний. Риск прерывания беременности при применении инвазивных методов пренатальной диагностики составляет 1-2%.  Дальнейшее развитие и распространение методов пренатальной диагностики наследственных заболеваний позволят значительно снизить частоту наследственной патологии новорожденных.