Медична генетика

Генетика (від грецького слова genetikos – що відноситься до народження) вивчає закономірності спадковості і мінливості.

Медична генетика вивчає:

• • закономірності успадкування і мінливості ознак стосовно патології людини;
• • причини виникнення спадкових захворювань людини;
• • характер їх успадкування в сім'ях;
• • розповсюдження в популяціях;
• • специфічні процеси на клітинному і молекулярному рівнях.

Основними завданнями медичної генетики є:

• • вивчення спадкових захворювань і синдромів;
• • оцінка ролі спадковості і середовища у виникненні неспадкових форм патології;
• • розробка і вирішення нових медико-біологічних проблем–генної інженерії (переносу генів нормального метаболізму в клітини хворих).

За відносною роллю спадковості і середовища всі хвороби людини можна розділити на хвороби:

• • повністю обумовлені генотипом незалежно від дії факторів зовнішнього середовища (хромосомні і генні хвороби);
• • що викликаються комплексною взаємодією генетичних і середовищ- них факторів (хронічні захворювання внутрішніх органів, злоякісні пухлини, серцево-судинні хвороби);
• • поява яких повністю залежить від зовнішніх факторів (гострі інфекції, травми, отруєння).

Основні компоненти успадкування:

• • хромосома – структурна частина клітини, що несе спадкові ознаки (у людини соматична клітина має 46 хромосом, з них 44 автосоми, однакові у чоловіків і жінок, 2 великі статеві хромосоми – XX у жінок і XY у чоловіків. Y – найменша хромосома, тому жінки мають більше генетичного матеріалу приблизно на 4 %);
• • гени – складові частинки хромосом;
• • молекули ДНК – власне носії спадкової інформації.

За місцем локалізації патологічної спадкової інформації виділяють хвороби:

• • хромосомні – обумовлені порушеннями кількості і структури хромосом:
  • – аномалії автосом (хвороба Дауна, синдром Єдвардса, Патау);
  • – аномалії статевих хромосом (синдром Шерешевського-Тернера, Клайнфельтера);
• • генні хвороби – обумовлені порушенням у структурі генів, до яких відносяться хвороби обміну речовин:
• – порушення амінокислотного обміну (фенілкетонурія);
• – порушення вуглеводного обміну (апактазія, галактоземія);
• – порушення ліпідного обміну (ліпідози);
• – порушення обміну мукополісахаридів (мукополісахаридози).

Методи медичної генетики

Генеалогічний метод:

• • ґрунтується на складанні та аналізі родовідних схем;
• • встановлюється тип успадкування ознаки чи хвороби в межах розглянутого роду;
• • для складання родоводу необхідні відомості щонайменше про 3-4 покоління пробанда (обстежуваного хворого);
• • при складанні родоводу користуються певними позначками (брати і сестри (сибси), їх чоловіки та жінки одного покоління розміщуються в горизонтальному ряді зліва направо в порядку народження і позначаються арабськими цифрами (1, 2, 3 і т. д.); покоління позначаються римськими цифрами (I, II, III), причому першим вважається найстарше покоління).

Популяційно-статистичний метод:

• • вивчає генетичну структуру популяцій, їх генофонд, фактори і закономірності, що обумовлюють його зберігання та зміни при зміні поколінь;
• • вивчення захворюваності населення на спадкові хвороби, закономірностей їх поширення, частоти патологічних генотипів у певних місцевостях, містах, країнах.

Близнюковий метод:

• • дозволяє вивчити значення спадковості і середовища у формуванні нормальних і патологічних ознак;
• • вивчає роль спадковості і середовища у формуванні захворювань і синдромів;
• • грунтується на вивченні частоти їх у монозиготних і дизиготних близнюків.

Дерматогліфіка:

• • вивчає шкірний рисунок кінцевих фаланг пальців рук, долонь, стоп;
• • при хромосомних хворобах спостерігається відхилення показників дерматогліфіки від норми.

Цитогенетичний метод:

• визначення X і Y статевого хроматину та дослідження хромосом для визначення каріотипу.

Показання до проведення цитогенетнчного дослідження;

• • підтвердження хромосомної хвороби, наявність якої допускається за клінічними ознаками;
• • множинні вроджені вади розвитку дитини;
• • викидні, мертвонародження, народження дітей з вродженими вадами розвитку;
• • порушення репродуктивної функції у жінок та чоловіків;
• • затримка розумового та фізичного розвитку дитини;
• • гіпогонадизм;
• • порушення статевого диференціювання;
• • пренатальна діагностика (вік батьків, носійство транслокацій у батьків, народження попередньої дитини з хромосомною хворобою, вроджені вади розвитку у плода);
• • синдроми, які характеризуються хромосомною нестабільністю;
• • лейкози, пухлинні ураження тощо.

Дослідження амніотичної рідини:

• • важливий метод пренатальної діагностики, що дозволяє встановити стать плода, виявити деякі спадкові захворювання в майбутньому дитини і на основі медико-генетичних показань вирішити питання про переривання вагітності;
• • біохімічне дослідження амніотичної рідини дозволяє встановити у плода більшість спадкових захворювань обміну речовин.

Біохімічний метод:

• • застосовується при виявленні та діагностиці спадкових порушень обміну речовин;
• • більшість спадкових порушень обміну речовин – це ензимопатії, або ферментопатії, тобто порушенні структури білків-ферментів (унаслідок мутацій генів);
• • у разі ензимопатії в організмі спостерігається дефіцит кінцевих продуктів обміну речовин і накопичення проміжних продуктів, які можна виявити в крові, сечі й інших біологічних рідинах шляхом біохімічного дослідження.

Показання до медико-генетичного консультування:

• • наявність у сім'ї дитини з вродженою патологією;
• • наявність вродженої хвороби в одного з батьків;
• • наявність вродженої патології у родичів;
• • безпліддя;
• • невиношування вагітності.

Преімплантаційна пренатальна діагностика:

• • під час цього дослідження вивчають запліднену яйцеклітину на стадії 8 бластомер (12 год після запліднення);
• • ДНК тиражують у мільйонах копій за допомогою молекулярно-генетичного методу полімеразної ланцюгової реакції.

Пренатальна діагностика:

• • пренатальна діагностика дозволяє встановити наявність вродженої вади чи генетичного захворювання плода на ранніх етапах його розвитку;
• • своєчасне виявлення вродженої вади дозволяє прийняти рішення про припинення вагітності чи морально підготуватися до народження хворої дитини;
• • рання пренатальна діагностика дозволяє адекватно контролювати перебіг вагітності, пологів та неонатального періоду;
• • до методів пренатальної діагностики належать:
  • – неінвазивні:
  • – визначення рівня альфа-фетопротеїну сироватки крові матері (проводять на 16-18-му тижні вагітності; підвищення рівня альфа-фетопротеїну свідчить про наявність вад розвитку центральної нервової системи плода, дефектів передньої черевної стінки (наприклад, омфалоцеле), відшарування плаценти; діагностично інформативним прийнято вважати підвищення рівня апьфа-фетопротеїну в 2,5 раза і більше від середнього значення для конкретного терміну вагітності, особливо при поєднанні з підвищенням вмісту іншого сироваткового маркера – хоріонального гонадотропіну; знижений рівень альфа-фетопротеїну може спостерігатися при хворобі Дауна та інших трисоміях);
  • – ультразвукове дослідження;
  • – інвазивні методи:
  • – амніоцентез;
  • – біопсія ворсин хоріона;
  • – фетоскопія;
• • ультразвукове дослідження – безпечний метод пренатальної діагностики, який може бути використаний за підозри на наявність структурних аномалій:
• – не справляє ризику для матері та плода;
• – при масовому ультразвуковому скринінгу вагітних звичайно визначають розміри та масу тіла плода, їх кількість і життєздатність, проводять оцінку стану плаценти, пуповини, навколоплідних вод;
• – може бути виявлена більшість структурних аномалій основних органів і систем у термін гестації до 16-18 тиж., а при деякій патології і раніше (у цих випадках показано ретельне ультразвукове дослідження в комплексі з амніоцентезом та біопсією ворсин хоріона);
• • амніоцентез проводять на 16-му тижні вагітності (припустимі і більш ранні терміни (13–15-й тиждень) з ретельним дотриманням заходів безпеки):
• – при вирішенні питання про необхідність інвазивного методу діагностики необхідно врахувати такі умови:
• – чи достатньо тяжким є захворювання, щоб проводити втручання;
• – чи існують чіткі тести для пренатальної діагностики захворювання;
• – чи дійсно генетичний ризик настільки значний, щоб виправдати ризик проведення інвазивного методу діагностики;
• – методика проведення: за допомогою спеціальної голки, якою проникають в амніотичний простір, отримують близько ЗО мл амніотичної рідини;
• – дослідження амніотичної рідини включає:
• – хромосомний аналіз;
• – визначення рівня альфа-фетопротеїну;
• – дослідження клітинного складу;
• – дослідження ДНК;
• – визначення біохімічних маркерів;
• – визначення статі плода (якщо мати – носій захворювання, зчепленого з Х-хромосомою, то переривання вагітності при встанов

ленні чоловічої статі плода дозволить запобігти народженню хворої дитини);

• – при амніоцентезі ризик ускладнень становить 0,25-0,5 %, це:
• – самовільні потуги, які призводять до аборту;
• – підтікання навколоплідної рідини, що призводить до маловоддя або спонтанних пологів;
• – травмування плода голкою в момент пункції (дуже рідко);
• – інфікування (дуже рідко, при порушенні правил асептики). Показаннями до проведення амніоцентезу є такі групи ризику:
• – вагітні віком понад 35 років;
• – вагітні з підвищеним рівнем апьфа-фетопротеїну в крові;
• – вагітні зі зниженим рівнем альфа-фетопротеїну в крові;
• – жінки, яки мають дитину з хворобою Дауна (зворотний ризик 1-2 %);
• – сім'ї, в яких один з батьків – носій симетричної реципрокної транс- локації хромосоми, мають високий ризик народження дитини з асиметричною транслокацією;
• – сім'ї, у родоводі яких виявлені захворювання з автосомним X- зчепленим типом успадкування;
• • біопсія ворсин хоріона (пункція ворсин хоріона) – відносно новий метод пренатальної діагностики, який дозволяє проводити дослідження на 8-11-му тижні вагітності:
  • – плаценту пунктують спеціальною голкою через передню черевну стінку (під контролем ультразвукового дослідження);
  • – отримані при аспірації клітини ворсин хоріона підлягають різнобічному дослідженню:
  • – хромосомний аналіз;
  • – дослідження рівня ферментів (якщо в плода є ймовірність розвитку захворювання, пов'язаного з недостатністю конкретного ферменту); -дослідження ДНК (якщо в плода є ризик виникнення моногенного захворювання з відомим генним дефектом);
  • – визначення статі плода (при загрозі успадкування захворювання, зчепленого зі статтю);
  • – при біопсії ворсин хоріона ризик ускладнень високий – 1-5 % (порівняно з амніоцентезом загроза переривання вагітності або внутрішньоутробного інфікування (хоріоамніоніт) значно вища);
  • – перевагою методу є його інформативність на ранніх етапах розвитку плода (до 12-го тижня вагітності);
  • – недоліками методу є те, що при біопсії ворсин хоріона не можна оцінити рівень альфа-фетопротеїну, тому що процедура проводиться на ранніх термінах формування плода і дослідженню доступні лише клітини; у деяких випадках після біопсії ворсин хоріона виникає необхідність додаткового проведення амніоцентезу (наприклад, при мозаїцизмі);
• • фетоскопія – під контролем ультразвукового дослідження за допомогою тонкого оптично-волоконного лапароскопа через передню черевну стінку проникають у порожнину матки – з'являється можливість спостереження і дослідження плода;
• – можлива біопсія шкіри плода для діагностики спадкових захворювань шкіри (наприклад, іхтіозу);
• – із судин пуповини можна забрати кров для діагностики гемоглобінопатій чи інших хвороб крові (кров забирають під контролем ультразвукового дослідження (кордоцентез);
• – метод використовують для хромосомного дослідження та біохімічного аналізу крові плода (наприклад, за підозри на гемофілію).