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.
Метод диагностики наследственных заболеваний, основанный на генеалогическом анализе, является одним из старейших среди всех известных. Его первые основы были заложены еще в XIX веке, а сегодня данный метод используется во многих медицинских учреждениях, включая Московский НИИ педиатрии и детской хирургии, где соответствующая служба функционирует с 1970 года.
Суть генеалогического метода заключается в составлении генетических карт, которые позволяют выяснить, является ли конкретное заболевание наследственным, как именно оно наследуется и какова вероятность его проявления у пациента. Подлежат исследованию данные о состоянии беременности, родах, первых годах жизни как самого пациента, так и его родственников. В случае обращения взрослого пациента подбор информации напоминает анамнез при визите к терапевту, но проводится гораздо более детально. Причем, врач ведет опрос как самого пациента, так и его ближайших родственников. Основным инструментом генеалогического исследования является внимательный анализ собранных данных.
Генеалогический метод находит широкое применение в планировании беременности. Важной частью исследований в этой области является указание вероятности рождения у конкретной пары детей с теми или иными генетическими нарушениями. При обследовании семьи также может быть выявлен круг лиц, у которых высока вероятность проявления наследственных заболеваний. Этим людям рекомендуется провести более точную лабораторную диагностику.
Стоимость консультации врача-генетика в Москве начинается от 2000 рублей. Таким образом, генеалогический метод является своего рода "переходным звеном" между теоретической генетикой и медициной практикой.
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.
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.
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.
Задачей многих медицинских работников является предсказать вероятность того, что человек заболеет определенной патологией. Согласно исследованиям, около 90% всех заболеваний являются многофакторными, а значит, генетические особенности могут определять человеческую предрасположенность к конкретной болезни. Однако, при действии определенных факторов среды, заболевание может или не может развиться. Факторы среды могут быть самыми разнообразными: от экологии до особенностей питания человека, а также его матери во время беременности, региона проживания и др.
Сегодня, предсказать вероятность заболевания можно в ходе медико-генетического консультирования и исследований генетических анализов. Существуют методы самой разной степени сложности и производятся по многим параметрам. Например, можно изучить генетическое здоровье супружеской пары, установить вероятность развития рака при курении, определить, насколько высока необходимость защиты кожи от действия УФ-лучей.
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