Главная цель генетического консультирования - это предупреждение появления в семье больных с наследственной патологией, физически и психически неполноценных.
ЭТАПЫМЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОНСУЛЬТИРОВАНИЯ
Консультирование состоит из нескольких этапов, в процессе которых врач-генетик должен определить риск рождения больного потомства, дать обоснованную рекомендацию супругам и подготовить их к правильному восприятию советов. При этом перед врачом возникают не только генетические, но и морально-этические вопросы. В настоящее время медико-генетическое консультирование осуществляется в три этапа.
1-й этап. Диагностика-уточнение или постановка диагноза.
Точность клинико-генетического диагноза - это первоочередная проблема современной генетической консультации, поскольку диагноз позволяет установить степень генетического риска для потомства и осуществить выбор эффективных методов пренатальной (внутриутробной) диагностики, а также решить вопрос о путях коррекции некоторых видов наследственных заболеваний.
Установление правильного клинического диагноза требует использования разнообразных методов клинической диагностики (лабораторных, функциональных), характеризующих фенотип.
Исходным пунктом генетического анализа является генеалогический метод. Совершенно необходимо, чтобы были получены данные обо всех членах семьи, здоровых и пораженных, включая также и рано умерших. При сборе информации важно обращать внимание на возраст родителей при рождении детей, спонтанные аборты, сроки манифестации (проявления) заболевания.
При подозрении на хромосомные болезни используются цитогенетические методы исследования, в ряде случаев метод дерматоглифики. При подозрении на молекулярные болезни, помимо генеалогического метода, проводятся биохимические исследования.
Кроме того, в медико-генетической практике в настоящее время используются молекулярно-генетические методы (методы ДНК-диагностики), предназначенные для выявления вариаций в структуре исследуемого участка ДНК, где располагается интересующий генетика ген.
В основе этих методов лежат манипуляции с ДНК и РНК. В большинстве случаев для успешной диагностики болезни или гетерозиготного состояния достаточно исследовать небольшой фрагмент ДНК
ДНК-диагностика бывает подтверждающей, пресимптоматической, пренатальной, а также ДНК-диагностикой носительства.
Различают прямую и косвенную ДНК-диагностику моногенных наследственных болезней. Прямые методы возможны тогда, когда ген заболевания известен, известна его экзон - интронная организация и получены его копии(т.е. ген клонирован).В таком случае мутантный ген можно выявить в геноме больного с помощью этих методов.
Косвенное выявление мутаций применяется тогда, когда нуклеотидная последовательность гена ещё неизвестна, но известно относительное положение гена на генетической карте, поэтому косвенная ДНК-диагностика основная на анализе полиморфных генетических маркеров, расположенных в том же хромосомном регионе, что и ген болезни, т.е. сцеплены с ним. Маркеры называются полиморфными, потому что они существуют в популяции в нескольких аллельных вариантах. Маркеры анализируются у больных и здоровых членов семьи из разных поколений. Далее следует математический анализ сцепления генов и признаков.
Освоение этих методов требует специальной подготовки в соответствующих лабораториях.
В ряде случаев в процессе медико-генетического консультирования возникает необходимость специализированных консультаций - неврологических, рентгенологических, стоматологических и т.д.
2-Й ЭТАП. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РИСКА РОЖДЕНИЯ БОЛЬНОГО РЕБЕНКА.
Сущность генетического прогноза состоит в оценке вероятности появления наследственной патологии у будущих или уже родившихся детей. Главным условием при расчете генетического риска является точный диагноз. Существуют два главных метода оценки генетического риска:
1) эмпирический - основан на опыте прогноза сходных генетических ситуаций;
2) теоретический расчет, основанный на генетических закономерностях. В некоторых случаях оба метода комбинируются.
В работе врача-генетика генетические ситуации могут иметь разное содержание.
1.Наследственное заболевание носит моногенный характер, при котором
а) известны генотипы обоих родителей,
б) имеется аутосомно-рецессивное наследование, но известен только генотип одного родителя,
в) наследование аутосомно-доминантное с неполной пенетрантностью,
г) брак кровно-родственный.
В случае варианта "а" теоретические расчеты основываются на менделевских генетических закономерностях. В случае "б" риск рождения больного рассчитывается с учетом частоты гетерозигот в популяции. В случае "в" риск рассчитывается с учетом пенетрантности. И, наконец, в случае "г"- с учетом коэффициента родства с пораженными членами семьи.
2.Полигенно наследуемая патология. При этом болезнь хотя и повторяется среди родственников, но установить тип наследования и предсказать расщепление признаков у потомства невозможно, поскольку неприменимы методы теоретического расчета. Риск рождения больного ребенка в данном случае устанавливается на основании эмпирических (опытных) вероятностей. Используются специальные таблицы эмпирического риска, которые составляют на основании аналогичных ситуаций, описанных в литературе.
3.Хромосомные болезни, которые могут в отдельных случаях повторяться у потомства одной и той же супружеской пары. Так, если у родителей нормальные кариотипы, риск для детей пробанда оценивается по эмпирическим таблицам для каждого типа хромосомной болезни с учетом возраста матери, если у одного из детей имеет место гетероплоидия. До 30-ти летнего возраста частота нерасхождений не возрастает, но в дальнейшем увеличивается. Более 1% детей, рожденных от матери в возрасте свыше 40 лет, имеют трисомию по 21-й паре хромосом, 3,7% имеют хромосомную аномалию любого другого типа. Возраст отца не влияет на возникновение трисомии.
При семейных формах хромосомных аберраций риск рождения больного ребенка оценивается по эмпирическим таблицам. При этом, как правило, риск выше при наличии перестройки у матери, чем у отца. Так, для распространенных транслокаций эмпирический риск равен приблизительно 11%, когда носителем является мать, и 2% –когда отец.
4. Спорадические (единичные) случаи патологии, чаще всего это случаи рождения больного ребенка у здоровых родителей, когда в родословной не удается найти данных о патологии среди родственников. В таких случаях врач-генетик должен быть предельно осторожен в определении риска рождения следующего больного ребенка, поскольку данная ситуация может быть обусловлена разными причинами:
- мутацией, возникшей только в одной из гамет родителей;
- -фенокопией;
- мутацией в соматических клетках зародыша;
- выщеплением редкого рецессивного гена у гетерозиготных родителей, где риск рождения больного ребёнка будет равен 25%;
-сокрытием одним из родителей наследственной патологии.
При всех случаях прогноз заболевания потомства будет различным. Так, если говорить о фенокопиях, то, поскольку они не наследуются, риск повторного рождения больного ребенка бывает предельно мал. Благоприятным для потомства прогноз будет и при спорадических случаях болезни. Одной из причин в таком случае является возникшая в гамете одного из родителей мутация. Теоретически новые мутантные гены возникают с частотой порядка единичных мутантных гамет на сотни тысяч нормальных.
3-й этап. ВЫДАЧА ПИСЬМЕННОГО ЗАКЛЮЧЕНИЯ И ДАЧА РЕКОМЕНДАЦИЙ.
На этом этапе врач должен дать письменное заключение о риске рождения больного ребенка и соответствующие рекомендации. Составляя заключение, врач должен учитывать степень тяжести наследственной патологии, величину риска рождения больного ребенка и морально-этическую сторону вопроса.
С генетической точки зрения риском рождения больного ребенка можно пренебречь, если риск не превышает 10%. Такой риск не является противопоказанием к деторождению. Риск от 11% к 20% является средним, свыше 20% - высоким.
Величина риска не должна быть самодовлеющей, необходимо учитывать степень тяжести наследственной патологии и возможность ее коррекции. Так, при высоком риске рождения больного ребенка противопоказанием к деторождению можно отнести случаи:
1) сублетальных и летальных заболеваний;
2)тяжелых, плохо поддающихся лечению аутосомных и сцепленных с полом доминантных и рецессивных болезней;
3)хромосомных болезней;
4) психических заболеваний;
5) кровнородственных браков.
В то же время, если наследственная патология не нарушает здоровья (близорукость, дальтонизм и др.), может достаточно эффективно лечиться (например, некоторые молекулярные болезни, которые можно лечить диетой, или небольшие пороки развития, такие, как, например, заячья губа), или проявляется в позднем возрасте (сахарный диабет, атеросклероз), это не является противопоказанием к деторождению, даже если риск рождения больного ребенка высокий.
Таким образом, врач-генетик на заключительном этапе медико-генетического консультирования опирается не столько на риск рождения больного ребенка, сколько на конкретную ситуацию: генетический риск с учетом тяжести течения болезни, продолжительности жизни, возможности лечения, внутриутробной диагностики.
Врач-генетик должен давать объективное заключение и помнить, что неблагоприятный для родителей результат всегда является психотравмой, поэтому последний этап консультации рекомендуется проводить через 3-6 месяцев после установления диагноза с тем, чтобы консультируемые лица могли морально подготовиться к врачебному заключению. При благоприятном прогнозе этот срок можно значительно сократить.
В работе врача, дающего медико-генетическую консультацию супругам, встречаются большие трудности психологического характера. Задачей врача-генетика является разъяснение пациентам сути поставленного диагноза и определяемой им оценки вероятности рождения в этой семье подобного ребёнка.
Все же дальнейшие действия предпринимаются самими пациентами на основании тех решений, которые они приняли после консультации.
14. Методы генетических исследований: генеалогический, близнецовый, дерматоглифика, цитогенетический.
Генеалогический метод заключается в анализе родословных и позволяет определить тип наследования (доминантный, рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом) признака, а также его моногенность или полигенность. На основе полученных сведений прогнозируют вероятность проявления изучаемого признака в потомстве, что имеет большое значение для предупреждения наследственных заболеваний.
При аутосомном наследовании признак характеризуется равной вероятностью проявления у лиц обоих полов. Различают аутосомно-доминантное и аутосомно-рецессивное наследование.
При аутосомно-доминантном наследовании доминантный аллель реализуется в признак как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии. При наличии хотя бы у одного родителя доминантного признака последний с разной вероятностью проявляется во всех последующих поколениях. Однако для доминантных мутаций характерна низкая пенетрантность. В ряде случаев это создает определенные трудности для определения типа наследования.
При аутосомно-рецессивном наследовании рецессивный аллель реализуется в признак в гомозиготном состоянии. Рецессивные заболевания у детей встречаются чаще при браках между фенотипически нормальными гетерозиготными родителями. У гетерозиготных родителей (Аа х Аа) вероятность рождения больных детей (аа) составит 25%, такой же процент (25%) буду здоровы (АА), остальные 50% (Аа) будут также здоровы, но окажутся гетерозиготными носителями рецессивного аллеля. В родословной при аутосомно-рецессивном наследовании заболевание может проявляться через одно или несколько поколений.
Интересно отметить, что частота появления рецессивного потомства значительно повышается при близкородственных браках, так как концентрация гетерозиготного носительства у родственников значительно превышает таковую в общей массе населения.
Сцепленное с полом, наследование характеризуется, как правило, неравной частотой встречаемости признака у индивидуумов разного пола и зависит от локализации соответствующего гена в Х- или Y-хромосоме. В X- и Y-хромосомах человека имеются гомологичные участки, содержащие парные гены. Гены, локализованные в гомологичных участках, наследуются так же, как и любые другие гены, расположенные в аутосомах. По-видимому, негомологичные гены имеются и в Y-хромосоме. Они передаются от отца к сыну и проявляются только у мужчин (голандрический тип наследования).
У человека в Y-хромосоме находится ген, обусловливающий дифференцировку пола. В Х-хромосоме имеется два негомологичных участка, содержащих около 150 генов, которым нет аллельных в Y-хромосоме. Поэтому вероятность проявления рецессивного аллеля у мальчиков более высока, чем у девочек. По генам, локализованным в половых хромосомах, женщина может быть гомозиготной или гетерозиготной. Мужчина, имеющий только одну Х-хромосому, будет гемизиготным по генам, которым нет аллелей в Y-хромосоме.
Наследование, сцепленное с Х-хромосомой, может быть доминантным и рецессивным (чаще рецессивным). Рассмотрим Х - сцепленное рецесивное наследование на примере такого заболевания селовека, как гемофилия (нарушениесвертывания крови). Известный всему мипу пример: носитель гемофилии королева Виктория была гетерозиготной и передала мутантный ген сыну Леопольду и двум дочерям. Эта болезнь проникла в ряд королевских домов Европы и попала в Россию.
Близнецовый метод — один из наиболее информативных методов психогенетики, основанный на сопоставлении внутрипарного сходства генетически идентичных монозиготных и неидентичных дизиготных близнецов. Монозиготные близнецы развиваются из одной зиготы, т.е. из одной оплодотворенной яйцеклетки, которая иногда на ранних стадиях своего деления дает начало двум эмбриональным структурам. Монозиготные близнецы — единственные люди, имеющие идентичный набор генов. Дизиготные близнецы развиваются из двух одновременно оплодотворенных яйцеклеток; у них, как и у обычных сиблингов (родных братьев и сестер), в среднем 50% общих генов. Диагностика зиготности основана на системе определенных антропометрических признаков, характеризующих внешнее сходство близнецов, и на использовании более сложных маркерных систем, включающих биохимические факторы, группу крови и т.д. При работе с большими выборками близнецов возможна диагностика по специально разработанным вопросникам, дающим хорошее совпадение диагноза с результатами более строгих методик. Если по тому или иному показателю психического развития монозиготные близнецы обнаруживают большее внутрипарное сходство, чем дизиготные, то это рассматривается как признак существенной зависимости данного показателя от генетических факторов. В последние годы стал использоваться метод семей монозиготных близнецов, позволяющий оценить так называемый «материнский эффект» — влияние цитоплазматической наследственности, практически полностью определяемой материнской яйцеклеткой. При наличии «материнского эффекта» имеющие матерей — монозиготных близнецов, будут более похожи по изучаемому признаку, чем дети, имеющие отцов — монозиготных близнецов. Существуют и другие варианты Б. м. (метод контрольного близнеца, близнецовой пары и т.д.), не решающие собственно психогенетических задач, но помогающие экономно и надежно исследовать многие психологические проблемы. И. В. Тихомирова
Дерматоглифика (от дермато... и греч. glýpho — выдалбливаю, гравирую), раздел морфологии человека, изучающий кожный рельеф ладонных и подошвенных поверхностей, где кожа покрыта многочисленными гребешками (папиллярными линиями), образующими определённые узоры. Гребешки и узоры имеются также у обезьян, полуобезьян и некоторых др. млекопитающих. Гребешки представляют собой линейные утолщения в глубине и на поверхности эпидермиса. Они закладываются у человека на 3-м месяце зародышевого развития, но на поверхности кожи появляются лишь на 18-й неделе внутриутробного развития. Папиллярные линии и узоры не изменяются с возрастом, не подвергаются влиянию окружающих условий и отличаются большой индивидуальной вариабильностыо; многие их особенности передаются по наследству. Поэтому данные Д. широко используются криминалистами (см. в ст. Дактилоскопия), судебными медиками (в случае спорного отцовства), в клинической медицине (при раннем диагнозе некоторых хромосомных заболеваний). При массовом исследовании кожных узоров обнаруживаются право-левые, половые и территориальные отличия, что позволяет использовать эти данные в антропологии для выявления родственных отношений между различными человеческими группами, при изучении билатеральной симметрии тела и т.д. Кожные узоры привлекаются также в сравнительно-анатомических исследованиях человека и приматов и в антропогенетике (посемейные и близнецовые исследования).
Цитогенетический метод основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека. Его стали широко применять в исследованиях генетики человека с 1956 г., когда шведские ученые Дж. Тийо и А. Леван, предложив новую методику изучения хромосом, установили, что в кариотипе человека 46, а не 48 хромосом, как считали ранее. Современный этап в применении цитогенетического метода связан с разработанным в 1969 г. Т. Касперсоном методом дифференциального окрашивания хромосом, который расширил -возможности цитогенетического анализа, позволив точно идентифицировать хромосомы по характеру распределения в них окрашиваемых сегментов.Применение цитогенетического метода позволяет не только изучать нормальную морфологию хромосом и кариотипа в целом, определять генетический пол организма, но, главное, диагностировать различные хромосомные болезни, связанные с изменением числа хромосом или с нарушением их структуры. Кроме того, этот метод позволяет изучать процессы мутагенеза на уровне хромосом и кариотипа. Применение его в медико-генетическом консультировании для целей пренатальной диагностики хромосомных болезней дает возможность путем своевременного прерывания беременности предупредить появление потомства с грубыми нарушениями развития. Материалом для цитогенетических исследований служат клетки человека, получаемые из разных тканей,—лимфоциты периферической крови, клетки костного мозга, фибробласты, клетки опухолей и эмбриональных тканей и др. Непременным требованием для изучения хромосом является наличие делящихся клеток. Непосредственное получение таких клеток из организма затруднено, поэтому чаще используют легкодоступный материал, каковым являются лимфоциты периферической крови. В норме эти клетки не делятся, однако специальная обработка их культуры фитогемагглютинином возвращает их в митотический цикл. Накопление делящихся клеток в стадии метафазы, когда хромосомы максимально спирализованы и хорошо видны в микроскоп, достигается обработкой культуры колхицином или колцемидом, разрушающим веретено деления и препятствующим расхождению хроматид. Микроскопирование мазков, приготовленных из культуры таких клеток, позволяет визуально наблюдать хромосомы. Фотографирование метафазных пластинок и последующая обработка фотографий с составлением кариограмм, в которых хромосомы выстроены парами и распределены по группам, позволяют установить общее число хромосом и обнаружить изменения их количества и структуры в отдельных парах (рис. 6.33). Кариотипы человека при некоторых хромосомных болезнях представлены на рис. 4.3—4.12.