Генетические заболевания человека: что на роду написано...
Многие из нас, обращаясь к самым различным вещам, говорят фразу: «Это у нас в семье наследственное». При этом мы имеем в виду набор явлений, который может быть связан не только с цветом волос или телосложением, но и с частыми заболеваниями. Нередко мы объясняем появление этих заболеваний наследственностью, хотя это не всегда соответствует действительности. Какова природа генетических, или наследственных, заболеваний, как их можно выявить и влияет ли на них профилактика?
Генетические болезни может вызвать нарушение в геноме, поэтому они также называются моногенными заболеваниями. Одним из примеров генетической болезни является галактоземия, при которой ферменты, отвечающие за превращение молочного сахара в глюкозу, работают неправильно. Правильная работа ферментов предотвращает развитие болезни, и их неисправность обуславливает ее возникновение. Существует ген, который вызывает эту болезнь, и строго определенное наследование: если ребенок получает "дефектный" ген от одного из родителей, то ферментная система работает примерно на 50%, а если от обоих, то всего на 10%.
Заболевания, связанные с наследственной предрасположенностью, зависят не только от генетики, но и от внешних факторов, таких как питание, образ жизни, место жительства. Предрасположенность к атеросклерозу - это пример того, как правильное питание и образ жизни могут улучшить здоровье человека, даже если у него есть наследственная предрасположенность к этому заболеванию.
Чтобы понимать принцип передачи наследственных заболеваний, необходимо понять, что такое гены. Гены - это набор "карт памяти", которые хранят определенные данные об организме человека. Каждый ген - это фрагмент нашей ДНК. Любой признак, например цвет глаз, кодируется двумя генами, которые могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга (аллели).
Зародыш получает наследственную информацию в процессе формирования и наследует половину хромосом от матери и половину от отца. Заболевания могут быть переданы по нескольким схемам - аутосомно-доминантной, аутосомно-рецессивной, кодоминантной и наследованию, сцепленному с полом. Некоторые заболевания, такие как гемофилия, дальтонизм, мышечная дистрофия Дюшена, передаются только через мужскую линию из-за различного количества хромосом у мужчин и женщин.
В мире есть множество генетических заболеваний, технических названий которых, правильность наследственности каждого из которых еще не доказана. Некоторыми из наиболее распространенных генетических заболеваний являются: дальтонизм, расщепление позвоночника, синдром Клайнфельтера, синдром Тернера, фенилкетонурия, нейрофиброматоз, муковисцидоз и гемофилия.
С помощью ДНК-идентификации можно выявить мультифакториальные генетические заболевания. При анализе специалисты подтверждают наличие или отсутствие предрасположенности к широкому спектру патологий, начиная от сахарного диабета и заканчивая зависимостью от вредных привычек. Значительный вклад в развитие заболеваний вносят как генетические факторы, так и внешние обстоятельства. Поэтому рекомендации по лечению каждому пациенту должны быть индивидуальными, основанными на результатах его личных анализов.
В настоящее время все чаще появляется информация об экспресс-тестах, позволяющих определить нарушения структуры ДНК в день анализа. Интересный пример такого анализа – это разработанный учеными из Дании «светящийся ДНК-тест», результаты которого можно получить уже через шесть часов после анализа.
Где можно сдать анализы?
Существует множество наследственных заболеваний, вызываемых мутациями генов, перестроением структуры хромосом или воздействием факторов внешней среды. Поэтому для полной проверки генотипа рекомендуется обратиться в лабораторию, которая обладает всем необходимым оборудованием и предоставляет широкий спектр услуг, таких как кариотипирование, ПЦР, пренатальная диагностика и анализ на носительство.
Для получения максимально точного анализа оборудование должно быть сертифицированным и современным. Хотя некоторые экспресс-системы могут предоставить результаты анализа в тот же день, но они ограничены и не позволяют глубокий анализ генотипа. Поэтому рекомендуется обратиться в специализированную лабораторию, которая может предоставить более подробное и глубокое исследование всего генотипа, а за результаты следует ожидать от 2 до 3 дней.
Стоимость генетического обследования зависит от того, какие услуги будут включены в исследование. Так, например, создание генетического паспорта может обойтись в 75 000-80 000 рублей.
Но не стоит забывать, что информация, касающаяся здоровья и медицины, приведена только в справочных целях и не может быть использована для самодиагностики или самолечения.
Существует несколько направлений генетических обследований, которые позволяют с высокой точностью определить наличие генетических нарушений. Сегодня передовые технологии позволяют буквально проникнуть внутрь гена и определить, на каком уровне произошло нарушение.
В зарубежной прессе появляются сообщения о том, что ведутся эксперименты по применению методов редактирования генома для борьбы с некоторыми заболеваниями. Это одно из самых перспективных направлений в генетических исследованиях. Например, журнал Nature упоминал о подобных экспериментах в области борьбы с ВИЧ.
Также врачи могут применять генетические обследования для выявления различных генетических заболеваний. Это позволяет начать лечение на ранней стадии и увеличить эффективность терапии. Основные направления обследований включают генетические исследования при наследственных заболеваниях, скрининг на онкологические заболевания, оценку вероятности развития сердечно-сосудистых заболеваний и нейродегенеративных расстройств.
Диагностическое тестирование – одна из основных процедур, проводимых в случае выявления у пациента симптомов или внешних различий, свидетельствующих о возможном наличии генетического заболевания. Перед направлением на такое тестирование, проводится всесторонний осмотр пациента, так как наследственные заболевания, как правило, поражают несколько органов и систем. В случае выявления ряда отклонений, свидетельствующих о вероятном генетическом заболевании, пациенту назначается молекулярно-генетическая диагностика.
В связи с тем, что многие наследственные заболевания связаны с количественным нарушением хромосом, для подтверждения таких заболеваний проводят кариотипирование – исследование количества хромосом. Для этого необходимы клетки крови, которые несколько дней выращивают в специальной среде, затем окрашивают и выделяют каждую хромосому, определяют количественный состав их содержимого и отмечают особенности их внешнего строения.
Для выявления мутаций конкретных генов применяется метод ПЦР – полимеразная цепная реакция. Его суть состоит в выделении ДНК и многократном воспроизведении интересующего исследователя участка. В отличие от других методов, ПЦР обладает высокой точностью (практически исключается возможность ложноположительного результата) и позволяет использовать для исследования любую ткань организма.
При наличии случаев наследственных заболеваний в семье будущие родители стремятся узнать вероятность появления этих болезней у их будущих детей. В таких случаях врачи рекомендуют проведение пренатальной диагностики или предимплантационную генетическую диагностику плода (ПГД), если пара использует вспомогательные репродуктивные технологии.
Пары, которые уже столкнулись с прерываниями беременности или имеют ребенка с наследственной патологией, а также те, у кого возраст матери превышает 35 лет, должны провести ПГД. Врачи также рекомендуют диагностику, если у одного из родителей есть генетическая патология. Подобные случаи указывают на наличие семейной истории заболевания, но сами родители находятся в хорошем здоровье. При этом вероятность наследования может достигать 50%, но ПГД позволяет точно определить этот показатель. Анализ проводится на стадии развития эмбриона, который получен в результате вспомогательной репродуктивной технологии и вырос до 6 или 8 клеток.
Пренатальную генетическую диагностику проводят, когда ребенок еще находится в утробе матери. Врач может предположить наличие генетических отклонений при анализе крови матери или по результатам УЗИ плода. Для начала, беременная проходит трехмаркерный скрининг, который выявлет уровень АФП, β-хорионического гонадотропина и эстриола. Если их концентрация не соответствует норме, врач рекомендует генетическое обследование ребенка. Для этого с помощью пункции берут амниотическую жидкость и проводят кариотипирование плода. Единственным недостатком является долгий период ожидания результатов. Если результаты будут отрицательные, женщина может просто не успеть принять решение об прерывании беременности. Альтернативой является анализ ворсин хориона, который можно выполнить на раннем сроке беременности, но материал в этом случае представляет угрозу протекания беременности.
В настоящее время существует еще одна возможность пренатального обследования плода - это неинвазивный пренатальный ДНК-тест (НИПТ-тест), где нужна только кровь матери. Точность такого теста достигает 99%, и обследование можно выполнить на самые часто встречающиеся генетические патологии, а также на полное исследование плода.
Важность определения носительства
Мы рассматривали несколько способов наследования генетических заболеваний, включая аутосомно-рецессивный и связанный с полом. Несмотря на то, что у человека может не быть признаков болезни, его генотип может содержать патологический ген. Определение носительства помогает выявить наличие таких генов, что особенно полезно при планировании беременности.
Примером является гемофилия, болезнь, которая обычно возникает только у мужчин, но женщины могут быть ее носителями. Для того чтобы вычислить вероятность рождения ребенка с гемофилией, женщинам, которые имеют родственников с проблемами свертываемости крови, рекомендуется проходить скрининг наличия гетерозиготного носительства.
Существует возможность пройти генетическую диагностику даже для людей, которые не обнаружили у себя никаких генетических заболеваний. Причина в том, что многие наследственные патологии не могут быть обнаружены простым тестированием генов. Вместо этого, к некоторым заболеваниям предрасполагает генетическая предрасположенность, которая может быть выявлена через досимптоматическую диагностику, или ДНК-идентификацию. Это обследование, также известное как "генетический паспорт", может быть выполнено один раз, так как результаты остаются неизменными со временем.
Врач, основываясь на результатах ДНК-идентификации, может дать пациенту индивидуальные рекомендации, как изменить свой образ жизни, диету, и как избежать профессиональных рисков. Следование этим советам может предотвратить развитие многих заболеваний.
Одной из важных задач медицинской науки является выявление генетических заболеваний человека. Эти заболевания вызваны нарушением работы генов и могут быть наследственными или полученными по ходу жизни. В зависимости от типа генетического заболевания, врач выбирает методы обследования пациента. Рассмотрим основные группы патологий.
Хромосомные заболевания являются результатом неисправности количественного состава или строения хромосом. Одним из примеров является синдром Дауна, который развивается при наличии дополнительной (третьей) 21-й хромосомы. Синдром Шершевского-Тернера связан с присутствием всего одной Х-хромосомы у женщин, а синдром Клайнфельтера у мужчин возникает, если имеется сочетание половых хромосом XXY вместо стандартных XY.
Многие формы хромосомных нарушений несовместимы с жизнью, и зародыши погибают в утробе. Рожденные дети также могут прожить всего несколько дней. Однако есть случаи «мозаицизма», когда у человека одновременно имеются клетки, несущие патологические хромосомы, и клетки, не имеющие этих нарушений. В таких случаях патология может проявляться в меньшей степени или практически не проявляться.
Для определения наличия хромосомных нарушений проводят кариотипирование. Например, редкое генетическое заболевание, синдром Клайнфельтера, может быть определено по составу половых хромосом. При этом изменения в количестве Х-хромосом могут составлять несколько вариантов. Степень выраженности признаков заболевания будет зависеть от кариотипа.
В некоторых случаях нарушения могут касаться не только количества хромосом, но и их строения. Например, инверсия хромосомы или образование кольца на ее концах могут стать причиной синдрома кошачьего крика. Дети, родившиеся с этой патологией, проявляют специфические симптомы, такие как напоминающий мяуканье кошки крик. Обычно такие дети погибают в раннем возрасте из-за многочисленных нарушений развития внутренних органов.
Врачи могут назначить цитогенетическое обследование пациентам с хромосомными заболеваниями. В таком случае, как правило, обследуются и родители, чтобы определить, наследуется ли данная патология или же возникла как единичный случай.
Генные мутации: причины, проявления и диагностика
Нарушения в структуре хромосомы не являются единственными возможными генетическими ошибками. Гены могут изменяться отдельно, без всяких изменений в хромосомах. Такие изменения называются генными мутациями.
Моногенные заболевания, вызванные генными мутациями, включают в себя множество нарушений метаболизма, таких как муковисцидоз, фенилкетонурия, андрогенитальный синдром и другие. Существуют специальные скрининг-программы, которые позволяют обнаруживать такие заболевания у новорожденных в роддомах. Если у ребенка обнаруживаются отклонения от нормы, то ему назначается дополнительное генетическое обследование. В некоторых случаях своевременное выявление и лечение позволяют предотвратить серьезные последствия заболевания.
Однако существуют и другие заболевания, связанные с генными мутациями, которые не всегда проявляются сразу явно и ярко. Например, синдром Вольфрама может проявиться в начале сахарным диабетом, а затем привести к проблемам со зрением и слухом. Для точного диагноза таких заболеваний может потребоваться генетическая экспертиза.
Важным фактором является своевременность обнаружения и коррекции нарушений, связанных с генными мутациями. Современные методы обследования и лечения позволяют успешно справляться с многими из этих проблем, при условии их своевременного выявления и компетентного лечения.
Фото: freepik.com