Генетические заболевания человека: что на роду написано...
"Это у нас в семье наследственное", - подобные слова мы часто употребляем, чтобы описать различные особенности, которые передаются по наследству. Эти особенности могут включать цвет волос, телосложение, а также подверженность к постоянным простудным заболеваниям. Мы часто объясняем свои болезни наследственностью, но это не всегда соответствует действительности. Так какими являются генетические, или наследственные, заболевания? Как их можно диагностировать и можно ли предотвратить их появление?
Понимание генетических болезней и заболеваний, к которым у человека есть наследственная предрасположенность, является важным фактором в медицинской науке. Важно отметить, что это два разных понятия. Генетические болезни обусловлены сбоями в строении генома или моногенными заболеваниями. Примером такого заболевания является галактоземия. При этом заболевании, нарушена работа ферментов, которые превращают молочный сахар в глюкозу. Выявлен ген, который отвечает за развитие этого заболевания. Если ребенок получит «дефектный» ген от одного из родителей, ферментная система будет работать на 50%, а если от обоих, то всего на 10%.
Заболевания, к которым у человека есть наследственная предрасположенность, зависят не только от наследственности, но и от других факторов, таких как окружающая среда, образ жизни и питание. Например, у человека может быть склонность к атеросклерозу, но правильный образ жизни и рациональное питание помогут ему оставаться здоровым.
Геном содержит наш генетический багаж, который представляет собой совокупность генов, состоящих из 23 пар хромосом (с общим числом до 25 000 генов). Каждая хромосома имеет свою пару, где информация дублируется. Каждый признак (цвет глаз и другие) кодируется двумя генами с возможными вариантами идентичности или отличия (аллели). Например, один из двух генов, определяющий цвет глаз, может «кодировать» серый оттенок, а второй - карий.
Передача наследственных заболеваний может происходить по нескольким схемам, включая:
- аутосомно-доминантный (если ребенок получает «сильный», доминантный ген от одного из родителей, то ген будет проявляться)
- аутосомно-рецессивный (признак проявляется только в том случае, если ребенок получил от родителей два «слабых», рецессивных гена)
- кодоминантный (оба гена проявляются)
- связанный с полом (половые хромосомы у мужчин и женщин влияют на передачу информации о наследственных заболеваниях)
Существует несколько наиболее распространенных генетических заболеваний, которые включают: дальтонизм, расщепление позвоночника, синдром Клайнфельтера, синдром Дауна, 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.
Различные направления генетических обследований
Современная медицина достигла больших успехов в выявлении генетических заболеваний благодаря использованию передовых технологий. Благодаря этим технологиям врачи могут буквально заглянуть внутрь гена и определить, на каком уровне произошло нарушение.
Интересно отметить, что зарубежные СМИ уже начали сообщать о проводимых научных экспериментах, которые связаны с использованием методов редактирования генома в борьбе с некоторыми заболеваниями. Например, известный журнал Nature сообщал о подобных экспериментах в области борьбы с ВИЧ.
Существует несколько направлений генетических обследований, включая следующие:
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.
Пренатальная и предимплантационная диагностика: что это и когда нужно делать
Если у вас или у вашего супруга есть история наследственных заболеваний в семье, вы можете захотеть узнать, какова вероятность передачи их вашим будущим детям. В этом случае врачи могут предложить вам пройти пренатальную диагностику. А если вы используете вспомогательные репродуктивные технологии, вам могут порекомендовать предимплантационную генетическую диагностику плода (ПГД).
ПГД необходимо проводить, если возраст матери превышает 35 лет, если у пары были прерывавшиеся беременности или если родились дети с наследственными заболеваниями. Также врачи рекомендуют делать ПГД, если родители являются носителями генетических недугов. В этом случае, хоть сами супруги и здоровы, вероятность передачи болезни ребенку может достигать 50%. Установить этот показатель точно помогает ПГД. Анализ проводится на стадии развития эмбриона (6 или 8 клеток), полученного с помощью вспомогательных репродуктивных технологий.
Пренатальную диагностику, напротив, проводят, когда ребенок еще находится в утробе матери. Врачи могут предположить наличие генетических отклонений на основании анализов крови матери или результатов УЗИ плода. Поэтому рекомендуется пройти трехмаркерный скрининг на начальном этапе: в крови будущей матери определяют уровень АФП, β-хорионического гонадотропина и эстриола. Если их концентрация отличается от нормы, то врач рекомендует выполнить генетическое обследование ребенка, которое проводят с помощью пункции амниотической жидкости или кариотипирования плода. Единственный недостаток этого метода - долгий период ожидания результатов. Если результат будет отрицательный, женщина может не успеть принять решение о прерывании беременности. Альтернативой является анализ ворсин хориона, но получение материала представляет угрозу для протекания беременности.
В настоящее время существует еще один метод пренатальной диагностики - неинвазивный пренатальный ДНК-тест (НИПТ-тест). Его можно провести, используя только кровь матери. Точность теста составляет 99%, причем можно исследовать как наиболее распространенные генетические патологии, так и проверить плод полностью.
Носительство: определение и отправные точки
При рассмотрении генетических заболеваний мы рассматривали аутосомно-рецессивный и половой способы наследования. Даже если человек выглядит здоровым, его генотип может содержать патологический ген. Носительство помогает выявить наличие таких генов в организме. Для многих людей их нахождение на стадии планирования беременности крайне важно, чтобы определить вероятность рождения ребенка с генетическими заболеваниями.
Например, гемофилия является болезнью, которая возникает только у мужчин, в то время как женщины могут быть носителями этого гена. Поэтому, перед зачатием, женщинам, чьи родственники имеют проблемы со свертыванием крови, рекомендуется пройти скрининг для определения вероятности носительства гены, который приводит к гемофилии и, следовательно, вероятности рождения мальчика с этим заболеванием.
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 болезни: виды, причины и диагностика
Хромосомные болезни – это генетические заболевания, вызванные нарушением количественного состава или строения хромосом. Например, синдром Дауна обусловлен наличием дополнительной (третьей) 21-й хромосомы, а синдром Шершевского-Тернера возникает из-за наличия только одной Х-хромосомы у женщин. Если у мужчины половые хромосомы сочетаются в виде XXY, а не XY, то ему диагностируют синдром Клайнфельтера.
Некоторые хромосомные нарушения, такие как удвоение или утроение, несовместимы с жизнью и чаще всего приводят к гибели зародышей в утробе, или дети, рожденные с такими отклонениями, не живут дольше нескольких дней. Однако, есть случаи, когда у человека есть клетки, несущие патологические хромосомы, и клетки без нарушений, что называется «мозаицизмом». В таких случаях патология может проявляться в меньшей степени или вовсе не проявляться.
Для диагностики хромосомных заболеваний, проводят кариотипирование (изучение состава хромосом). Например, синдром Клайнфельтера, редкое генетическое заболевание, можем выражаться в увеличении грудных желез, евнухоподобной внешности, и нарушении половой функции. Определение кариотипа позволяет выяснить, какие именно нарушения произошли и какова степень выраженности симптомов.
Кроме того, нарушения могут касаться не только количественного состава хромосом, но и их строения. В результате деления клеток может произойти утрата части хромосомы или удвоение участков. Хромосома может инвертироваться (развернуться на 180 градусов) или формировать кольцо. Например, дети с синдромом кошачьего крика, обусловленным перестройкой пятой хромосомы, проявляют многочисленные пороки развития внутренних органов и специфический крик, напоминающий мяуканье кошки. Цитогенетическое обследование пациентов с хромосомными заболеваниями, как правило, распространяется и на их родителей, чтобы исключить наследственный характер заболевания.
Мутации в генах: как они влияют на организм
Иногда генные нарушения происходят не на уровне целой хромосомы, а только на ее определенном участке. Такие изменения называют генными мутациями. Эти мутации являются причиной некоторых наследственных заболеваний, известных как моногенные нарушения метаболизма. Среди них могут быть муковисцидоз, фенилкетонурия, андрогенитальный синдром и т.д. Большинство этих заболеваний можно выявить в результате скрининга новорожденных в роддоме. Если новорожденный имеет нарушения в генах, его направляют на генетическое обследование. В некоторых случаях можно принять меры, чтобы предотвратить развитие серьезных нарушений.
Однако некоторые мутации в генах не проявляются у человека ярко или однозначно. Например, синдром Вольфрама начинается с диагностики сахарного диабета в раннем детстве, а затем сопровождается проблемами с зрением или слухом. Синдром можно подтвердить только на основе генетической экспертизы.
Фото: freepik.com