Диагностика наследственных заболеваний человека: методы и подходы
Каждый год более 270 тысяч младенцев не достигают месячного возраста из-за врожденных заболеваний, которые, в том числе, могут быть вызваны генетикой. Среди таких заболеваний - фенилкетонурия, галактоземия, муковисцидоз, которые могут повлиять на здоровье ребенка сразу после рождения. Однако, благодаря своевременной диагностике и лечению, можно сохранить качество жизни ребенка на протяжении многих лет. Существуют современные методы диагностики, которые позволяют выявлять вероятность развития заболевания у конкретного человека. Речь идет о диагностике наследственных патологий. В этой статье мы расскажем об основных методах диагностики таких заболеваний.
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 являются решающими для выявления многих наследственных болезней обмена веществ (НБО), такие как фенилкетонурия, болезни пуринового обмена, гликогеновую болезнь. При НБО, в организме скапливаются продукты несовершенного метаболизма, и создается возможность выявить диагноз через их обнаружение.
Подозрение на наличие НБО может возникнуть в самом раннем возрасте, у детей могут быть задержка развития, отклонения в пищеварении, изменение пигментации кожи, аллергии и другие симптомы. Для проведения анализа используются кровь или моча.
Обычно, биохимическая диагностика НБО проходит в два этапа. Сначала проводят общий анализ у всех новорожденных, например, на наличие фенилкетонурии. Обследование также может быть проведено в специальных учебных заведениях. При отклонении биохимических показателей, детей направляют на более детальное и сложное обследование, которое проводят в генетических лабораториях.
Интересно, что биохимические методы не применяются только для диагностики НБО. Например, американские ученые работают над созданием специального теста для определения в крови метаболитов, что указывает на наличие аутизма у детей. Сегодня эту болезнь диагностируют при помощи психометрических тестов, но наличие количественного показателя могло бы помочь врачам более точно ставить диагноз в более ранней стадии.
Стоимость биохимического анализа крови по одному параметру в Москве составляет приблизительно 200 рублей.
Цитогенетика - один из самых старых типов диагностики наследственных заболеваний, который наряду с генеалогическим методом использовался еще в XIX веке. Основная функция цитогенетики заключается в изучении состояния хромосом и выявлении патологий в них, и за время ее существования задачи не изменились.
Существует перечень обследований для беременных женщин, один из которых - цитогенетическое обследование. Оно проводится женщинами в возрасте старше 35 лет или тех, кто является носителем семейных заболеваний. Этот метод также может быть назначен, если у плода обнаружены отклонения, которые врач находит настораживающими.
Для исследования берут кровь, клетки которой проходят специальную подготовку. В обычном состоянии хромосомы находятся в плотной спирали, из-за чего оценить их состояние сложно. Для изучения клеток, они искусственно ставятся в состояние деления, и когда хромосомы становятся вытянутыми, из них составляют препарат.
Цитогенетические методы могут применяться для ранней диагностики патологий детей, а также для выявления причин нарушения репродуктивной функции у мужчин и женщин, особенно при неясном генезе.
Стоимость прохождения цитогенетического исследования кариотипа в Москве составляет порядка 6700 рублей. Этот метод также хорошо освоен и широко применяется на сегодняшний день в медицинских учреждениях.
Всем известен такой метод, как дактилоскопия, или изучение кожного узора на пальцах, который относится к дерматоглифике. Однако, существуют и другие методы, такие как пальмоскопия (изучение рисунка на ладонях) и плантоскопия (изучение рисунка кожи на подошвах). Чешский ученый Ян Пуркинье, изучив особенности кожного рисунка, разработал фундаментальную классификацию пальцевых узоров. После него, его последователи обнаружили, что определенные изменения в кожном узоре по сравнению с нормой могут свидетельствовать о генетических заболеваниях. Изменения в расположении гребней и борозд на коже могут указывать на различные патологии, включая синдром Клайнфельтера, синдром кошачьего крика, синдром Тернера, а также мультифакторные заболевания, такие как диабет, рак и другие. Изучение кожного рисунка, или дерматоглифический анализ, является важной частью осмотра пациента в генетической клинике.
Определение гетерозиготного носительства: методы
Многие наследственные заболевания вызываются нарушениями работы только одного гена - такие заболевания называют моногенными. В их числе - некоторые нарушения эндокринной системы, иммунитета, центральной нервной системы и другие. Поскольку ребенок наследует гены обоих родителей, может возникнуть ситуация, когда оба родителя являются здоровыми, но их ребенок рождается больным в результате передачи мутированных генов. Чтобы выяснить, не являются ли один или оба родителя носителями наследственных заболеваний, и какова вероятность передачи их ребенку, проводят тест на гетерозиготное носительство.
Некоторые болезни, такие как синдром Марфана или несовершенный остеогенез, могут передаваться детям, даже если только один из родителей является их носителем. В этом случае при планировании беременности обязательно требуется консультация генетика, который определит вероятность рождения ребенка с генетической патологией.
Некоторые заболевания могут быть сцеплены с полом, то есть ген, вызывающий болезнь, содержится только в половой хромосоме (например, гемофилия или мышечная дистрофия). Для таких патологий также рассчитывается риск их появления у детей. Гетерозиготное носительство может быть определено с помощью различных методов 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.
Наследственные заболевания могут быть выявлены еще до рождения ребенка благодаря пренатальной диагностике, которая в настоящее время является одним из наиболее актуальных направлений генетической диагностики. Это не относится к одному единственному методу исследования, а скорее к совокупности всех доступных. Целью обследования является выявление врожденных нарушений, которые, согласно ВОЗ, являются причиной примерно 7% случаев неонатальной смерти.
Выявление нарушений до рождения позволяет немедленно начать требуемое лечение, а также провести внутриутробную операцию в некоторых случаях. Существует несколько показаний к пренатальной диагностике, включая генетические заболевания, которыми страдали члены семьи рожденного ребенка, возраст женщины (35-37 лет и старше), выявленное генетическое носительство патологии, сцепленной с полом, гетерозиготность родителей по некоторым генетическим патологиям, история неудачных беременностей, которые были прерваны по неизвестным причинам.
Существует множество методов дородовой диагностики, таких как ультразвуковое исследование плода, генетический анализ амниотической жидкости и пуповинной крови, анализ крови матери, биопсия ворсин хориона и другие. Это дает врачам возможность выбрать наиболее подходящий метод.
Современная медицина предоставляет отличную возможность для проведения подробной диагностики возможных наследственных заболеваний до рождения ребенка. Будущие родители могут получить информацию о вероятности рождения ребенка с той или иной патологией, что помогает им принять правильное решение, начать лечение, скорректировать образ жизни и заняться профилактикой развития генетических болезней.
Важно отметить, что вся представленная информация, связанная со здоровьем и медициной, предназначена исключительно для ознакомления и не является причиной для самодиагностики и самолечения.
Фото: freepik.com