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.
Методы молекулярной генетики являются надежным способом определить наличие наследственных заболеваний. Они помогают исследовать ДНК, на которой зашифрованы генетические данные. Существует несколько видов этих методов, каждый из которых используется для определения конкретных патологий.
Например, метод FISH основан на использовании специальных помеченных зондов, которые могут помочь выявить генетические мутации. Метод ПЦР, который отличается высокой точностью, может использоваться для выявления инфекций в организме, даже если они присутствуют в небольшом количестве. Метод CGH используется в онкологической генетике, а метод SKY – для обнаружения конкретных участков ДНК.
Молекулярно-генетические методы применяются для выявления наследственных заболеваний еще на ранних стадиях, в том числе при перинатальной диагностике. Их использование может помочь выявить нарушения еще до рождения ребенка. Также проводится анализ на наследственные заболевания у новорожденных.
Ранее мамам предлагалось пройти инвазивную генетическую диагностику для выявления нарушений у плода. Однако сегодня существует более безопасный и надежный метод – неинвазивная диагностика (NIFTY). Она позволяет выявить ДНК ребенка, анализируя кровь матери. Этот метод с высокой степенью точности (более 98%) позволяет выявить такие опасные патологии, как синдромы Дауна, Эдвардса, Патау.
Молекулярно-генетические методы также применяются для выявления других заболеваний, например ВИЧ, туберкулез, энцефалит, гепатит. Генетические исследования позволяют провести точную диагностику и подобрать оптимальное лечение, включая лекарства, которые наиболее эффективны для конкретной патологии.
Стоимость молекулярно-генетической диагностики зависит от объема исследования и может начинаться от 1000 рублей за метод ПЦР. Однако, стоимость может изменяться в зависимости от региона и условий проведения исследования.
Биохимические методы выявления наследственных болезней обмена веществ (НБО), таких как фенилкетонурия, болезни пуринового обмена, гликогеновая болезнь, являются эффективными. Эти методы позволяют обнаружить накопление продуктов несовершенного метаболизма в организме и помогают установить диагноз.
Симптомы НБО могут проявляться еще в самом раннем детском возрасте: у детей отмечают задержку развития, различные нарушения пищеварения, аномальную пигментацию кожи, аллергии и другие заболевания. Для диагностики обычно проводят анализ крови или мочи.
Биохимическая диагностика НБО проходит в два этапа. Сначала проводят общий анализ, например, у всех новорожденных для выявления фенилкетонурии. Общее обследование также может проходить всем ученикам специальных учебных заведений. Если показатели выходят за норму, детей направляют на более детальное и сложное обследование, которое проводят в генетических лабораториях.
Но биохимические методы могут быть использованы не только для обнаружения НБО. Например, американские ученые разрабатывают специальный тест для определения наличия у детей аутизма по метаболитам в крови. Сегодня это заболевание диагностируется при помощи психометрических тестов, но наличие количественного показателя могло бы помочь врачам более точно диагностировать заболевание на ранних стадиях.
Примерная стоимость биохимического анализа крови по одному параметру в Москве составляет 200 рублей.
Один из самых древних методов диагностики наследственных заболеваний - цитогенетика - существует наравне с генеалогическим способом. В XIX веке ученые уже могли наблюдать хромосомы клеток под микроскопом. С тех пор основные задачи цитогенетики практически не изменились - это изучение состояния хромосом и выявление их патологий. Цитогенетика входит в перечень обследований, утвержденный Министерством здравоохранения Российской Федерации, и применяется для беременных женщин в возрасте старше 35 лет и для носителей семейных заболеваний, а также при обнаружении настораживающих отклонений у плода.
Исследование проводится на крови, которая проходит специальную подготовку. В нормальном состоянии хромосомы скручены в тесную спираль, и поэтому оценить наличие повреждений в них нельзя. Для изучения клетки путем искусственного введения ее в состояние деления используются цитогенетические методы. Когда нить хромосомы развертывается, из нее делают препарат.
Цитогенетические методы применяются в ранней диагностике детских патологий, а также помогают выявлять причины нарушения репродуктивной функции у мужчин и женщин, особенно неясного генеза.
В зависимости от города, где проводятся исследования, стоимость цитогенетического исследования кариотипа может составлять порядка 6700 рублей в Москве.
Дерматоглифика: изучение кожных рисунков для выявления генетических заболеваний
Скорее всего, вы уже сталкивались с методом изучения рисунка кожи пальцев - дактилоскопия – однако, это только один из аспектов дерматоглифики. Есть и другие методы, например, пальмоскопия и плантоскопия, которые изучают рисунки на ладонях и подошвах.
Значительный вклад в изучение кожных узоров внес чешский ученый Ян Пуркинье, который создал первую фундаментальную классификацию пальцевых узоров. Его последователи затем обнаружили, что некоторые изменения в рисунках кожи свидетельствуют о наличии генетических заболеваний, таких как синдром Клайнфельтера, синдром кошачьего крика, синдром Тернера, а также другие мультифакторные заболевания, такие как рак и диабет.
Дерматоглифический анализ используется при осмотре пациентов в генетических клиниках и представляет собой важный инструмент для выявления генетических заболеваний.
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