Словарь генетических терминов

Аллель — одна из двух или более альтернативных форм ге­на, каждая из которых характеризуется уникальной последо­вательностью нуклеотидов.

Анеуплоидия — отсутствие или избыток одной или не­скольких хромосом нормального набора.

Аутосомы — соматические хромосомы.

Гетерозигота - особь с двумя различными типами аллелей в определенном локусе (нормальном и мутантном), находя­щимся в транс-положении.

Гомозигота — особь с аллелями одинакового типа в опреде­ленном локусе (нормальными или мутантными), находящи­мися в транс-положении.

Гомологичные хромосомы — парные хромосомы диплоид­ного организма, имеющие одинаковую величину, форму и строение наследственного материала.

Гоносомы — половые хромосомы (X, Y).

Делеция — утрата сегмента ДНК размером от одного нук-леотида до субхромосомного фрагмента, включающего не­сколько генов хромосомы.

Инверсия - поворот на 180° сегмента ДНК размерами от двух нуклеотидов до субхромосомного фрагмента, включаю­щего несколько генов.

Кариотип — полный набор хромосом диплоидной клетки (кариотип человека в норме 46, XX или 46, XY).

Мозаицизм — присутствие в организме двух или более ге­нетически различных клеточных популяций.

Моносомия — утрата целой хромосомы в хромосомном на­боре.

ПЦР - многомиллионное увеличение числа копий опре­деленного участка ДНК in vitro с помощью ферментативного синтеза.

Полисомия — присутствие одной из хромосом более чем в двух экземплярах.

222 3. Бесплодный брак

Полиплоидия — увеличение числа хромосом, кратное гап­лоидному набору (3N, 4N и т.д.).

Теломера — концевой участок хромосомы. Специализиро­ванная структура, обеспечивающая стабильность линейной молекулы ДНК.

Транслокация — мутация, при которой происходит пере­мещение гена или участка хромосомы из одного локуса в другой.

Несбалансированная транслокация — транслокация, при которой вместе с участком хромосомы теряется часть уникальных генов, что приводит к патологии.

Реципрокная транслокация — транслокация, при которой происходит обмен участками между двумя хромосомами хромосомного набора.

Робертсоновская транслокация — транслокация акроцент-рических хромосом групп D и G.

Сбалансированная транслокация — транслокация, при ко­торой присутствуют все уникальные гены.

Уникальные гены — гены, представленные единственной копией в гаплоидном наборе хромосом.

Фенотип — совокупность признаков организма, контроли­руемый определенным генотипом.

FISH — Fluorescent In Situ Hybridization (флуоресцентная гибридизация in situ).

CFTR — cystic fibrosis transmembrane conductase regulator (ген трансмембранного регулятора муковисцидоза).

HLA (Human Leucocyte Antigens)- генетический регион главного комплекса гистосовместимости человека, находя­щийся на 6-й хромосоме человека и кодирующий антигены системы HLA.

Социально-экономический прогресс в развитых странах, в том числе и в России, повлек за собой принципиальные из­менения поведения человека. В последние сто лет все реже встречаются многодетные семьи. В течение репродуктивного периода в жизни женщины только одна или две беременнос­ти заканчиваются родами. При этом достаточно часто бере­менность наступает после 30 лет. В связи с этим возникает тенденция к сохранению часто единственной беременности любой ценой и любыми методами. Необходимо отметить, что в настоящее время эта беременность нередко наступает после применения различных вспомогательных репродуктивных технологий (стимуляция суперовуляции, ЭКО и др.), что со­здает дополнительные условия для сохранения в популяции

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 223

предрасположенности к рождению детей с наследственными и врожденными заболеваниями.

Во избежание появления потомства с генетической пато­логией у этой группы пациентов необходимо проведение про­филактических мероприятий, которые обычно реализуются через медико-генетические консультации.

Основные показания для направления супружеских пар на медико-генетическое консультирование: 1) рождение ребен­ка с наследственными заболеваниями или врожденными по­роками развития; 2) наличие у одного из супругов хромосо­мной перестройки, наследственного заболевания или порока развития; 3) кровнородственный брак; 4) возраст матери старше 35 лет; 5) неблагоприятные воздействия факторов внешней среды в ранние сроки беременности (инфекцион­ные заболевания, особенно вирусной этиологии; массивная лекарственная терапия; ренгенодиагностические процедуры; производственные вредности); 6) наличие самопроизвольных выкидышей и мертворождений неясного генеза, первичной аменореи; бесплодия супругов (после исключения гинеколо­гической патологии); 7) неблагоприятное течение данной бе­ременности (угроза прерывания, многоводие или маловодие, гипотрофия плода, изменения показателей сывороточных маркеров крови матери).

Желательно, чтобы каждая супружеская пара прошла ме­дико-генетическое консультирование до планирования дето­рождения.

При медико-генетическом консультировании врач-гене­тик получает сведения о репродуктивной функции самого па­циента и его родственников (наследственные заболевания, ранняя детская смертность, врожденные пороки развития, бесплодие, невынашивание беременности и т.д.). На основа­нии полученной информации врач делает заключение о необ­ходимости проведения тех или иных генетических исследова­ний у супружеской пары перед программой ЭКО и ПЭ, ИКСИ. Эти результаты помогут специалисту выяснить при­чину возникновения у них нарушений в репродуктивной функции и определить риск появления потомства с наслед­ственной или врожденной генетической патологией у супру­жеской пары.

В данной главе будут рассмотрены показания к проведе­нию тех или иных генетических исследований супружеских пар программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ, современные возможнос­ти определения ранее не диагностированных генетических нарушений, их влияние на репродуктивную функцию. В за-

Бесплодный брак

ключение будет представлен алгоритм генетического обсле­дования пациентов программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ.

Возникновение патологических состояний репродуктив­ной системы может быть обусловлено хромосомными анома­лиями, генными мутациями и наличием наследственной предрасположенности к заболеванию.

Медико-генетическое консультирование показывает, что каждая 8-я супружеская пара с нарушением репродуктивной функции нуждается в цитогенетической диагностике (Lo­an D., 1987).

В Научном центре акушерства, гинекологии и перинато-логии РАМН было обследовано 669 пациентов (342 женщины и 327 мужчин), включенных в программу ЭКО и ПЭ, ИКСИ. Исследование лимфоцитов крови выявило 32 аномальных ка-риотипа (4,8%). Нарушения кариотипа среди мужчин были обнаружены у 5,5% (или 56% от общего числа лиц с аберрант­ным кариотипом), среди женщин — 4,1% (или 44% от общего числа лиц с аберрантным кариотипом). У 6 из 18 мужчин с хромосомными нарушениями был обнаружен кариотип, ха­рактерный для синдрома Клайнфельтера, который был пред­ставлен как полной, так и мозаичной формами. Остальные мужчины имели варианты сбалансированных транслокаций, в которых участвовали аутосомы разных групп.

У 10 из 14 женщин выявлены нарушения в комплексе по­ловых хромосом, характерные для синдрома Шерешевско-го—Тернера, которые были представлены мозаицизмом; один из клонов имел кариотип 45, X. Одна женщина из этой груп­пы имела несоответствие кариотипа 46, XY — женскому фено­типу.

Инверсии хромосом были выявлены и у мужчин, и у жен­щин. Они были представлены в основном инверсией 9-й хро­мосомы, которая преобладала в кариотипах женщин. Харак­тер хромосомных нарушений представлен в таблице 1.

Анализ результатов кариологического исследования паци­ентов программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ установил, что самыми частыми нарушениями кариотипа (у 18 из 32) были измене­ния, связанные с нарушением комплекса половых хромосом. Эти данные совпадают с данными литературы. Большинство авторов обнаружили, что аномалии гоносом составляют до 2/3 всех хромосомных нарушений (Курило Л. и др., 1997).

Наиболее часто встречающимися хромосомными заболе­ваниями (синдромами), обусловленными нарушением ком­плекса половых хромосом, являются синдром Шерешевско-

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 225

--------------------------------------------------------------------------------------------

Таблица 1 Кариологическое исследование пациентов программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ

 

Число наблюдений с патологией кариотипа (N=32)	Кариотип
Мужчины N=18 (56% от общего процента хромосомной патоло­гии)
	47.XXY
	46, XY/47, XXY (3%/97%)
	46, XY/47, XXY (96%/4%)
	47, XYY
	46, XY/47, XYY (96%/4%)
	46, XY/46, XX (94%/6%)
8 наблюд. (44,4%)
	45, XY, t(13/14)(ql0ql0)
	46,XY,t(3/5)(qterql5)
	46, XY, t(7/16)(q21q22)
	46, XY, t (8/15)(ql3qter)
7 наблюд. (38,9%)
	46, XY, inv 9
	46, XY, inv 7
2 наблюд. (11,1%)
1 (5,6%)	46, XY/47, XY+mar (67%/33%)
Женщины 14 (44% от общего процента хромосомной патоло­гии)
	45, X/46, XX (4%/96%)
	46, XX/47, XXX (98%/2%)
	45, X/46, XX/47, XXX (6%/91%/3%)
	45, X/46. XX/47, XXX (6%/92%/2%)
	45, X/46, XX/47, XXX/48, XXXX
	(4%/95%/0,7%/0/3%)
	46, Xdel (X)(p21.3)
	45, X/46, Xi (Xq) (20%/80%)
	45, X/46, Xi (Xq)/47, XXi (Xq) (94%/3%/3%)
	46, XX/46, XXq- (96%/4%)
	46, XY
10 наблюд. (71,4%)
2(14,4%)	46, XX, inv 9
1 (7,1%)	46, XX, inv 8(pllql3)
1 (7,1%)	45, XX, t(13/14)(ql0ql0)

226 3. Бесплодный брак

го—Тернера у женщин, синдром Клайнфельтера и полисомия Y-хромосомы у мужчин.

Синдром Шерешевского—Тернера среди новорожденных девочек встречается с частотой 1:5000. При моносомии Х-хромосомы развивается типичная форма дисгенезии гонад.

Примерно у половины пациентов с синдромом Шерешев­ского—Тернера обнаруживается хромосомный мозаицизм (45, Х/46, XX) в результате нерасхождения Х-хромосом на ранних стадиях развития эмбриона. В зависимости от соотношения клонов ХХ/Х фенотип больных может проявляться от типич­ной картины заболевания до нормального фенотипа.

Причиной синдрома Шерешевского—Тернера могут быть структурные нарушения одной из Х-хромосом, которая име­ет вид кольцевой хромосомы, изохромосомы, делеции корот­кого плеча Х-хромосомы или др. У части больных с синдро­мом Шерешевского—Тернера обнаруживается в кариотипе присутствие Y-хромосомы или кольцевые и маркерные ее фрагменты. Г.Р.Осиповой (1997) было показано, что у 15,4% больных с синдромом Шерешевского—Тернера (кариотип 45, X) в лимфоцитах крови был обнаружен ген SRY, который свидетельствовал о наличии тканевого мозаицизма и присут­ствии Y-хромосомы. Идентификация этих хромосомных фрагментов имеет принципиальное значение, так как извест­но, что наличие Y-хромосомы в кариотипе пациенток с синд­ромом Шерешевского— Тернера часто сопровождается мали-гнизацией дисгенетичных гонад и требует высокой онкологи­ческой настороженности. Опухоли дисгенетичных гонад у та­ких пациентов до 16 лет выявляются в 10,2% случаев; во вто­рой и третьей декадах жизни процент этот возрастает до 30-35% (Розовский И.С. и др., 1977).

Учитывая эти обстоятельства, идентификация Y-хромосо­мы и ее хромосомных фрагментов чрезвычайно важна, одна­ко это не всегда возможно при использовании классического цитогенетического метода. В этом случае применяют молеку-лярно-цитогенетический FISH-метод, с помощью которого можно идентифицировать хромосомы и определять их коли­чество. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет не только на метафазных, но и на интерфазных клетках проводить исследование. Кроме того, с помощью этого метода можно проанализировать большое количество клеток, что ограничено при классическом цитогенетическом анализе. Это имеет принципиальное значение при установле­нии небольшого процента клона клеток с хромосомными на­рушениями.

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 227

Примером практического использования FISH-метода в лаборатории клинической эмбриологии НЦ АГиП РАМН было уточнение принадлежности маркерной и кольцевой хромосом у больных с синдромом Шерешевского—Тернера, что имеет принципиальное значение для выбора метода лече­ния. В обоих случаях было установлено, что эти фрагменты являются частью Х-хромосомы. Кроме того, этот метод по­зволил уточнить хромосомный диагноз и определить соотно­шение клонов у пациентки со сложным хромосомным мозаи-цизмом, который был представлен 46, ХХ/45, Х/47, ХХХ/48, ХХХХ (95% /4% /0,7%/ 0,3% соответственно).

Вышесказанное свидетельствует о важности сочетания ме­тодов кариологического исследования и гибридизации in situ для уточнения хромосомного диагноза, особенно у пациентов программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ.

В большинстве случаев полная или частичная потеря од­ной Х-хромосомы ведет к абсолютному бесплодию. Однако в 1960 г. (Banner F.) появилось первое сообщение о фертиль-ности пациентки с синдромом Шерешевского—Тернера и с кариотипом 45, X. С того времени в печати накопилось до­статочно много работ, в которых сообщается о наступлении беременностей у женщин с этим синдромом. В частности, F.Din Kelmann и соавт. наблюдали 28 пациенток с синдромом Шерешевского—Тернера, у которых наступила беременность. У 6 из них кариотип был 45, X, у остальных — мозаицизм (45, Х/46, XX; 45, Х/47, XXX; 45, Х/46, ХХ/47, XXX). Обраща­ют на себя внимание высокая частота пороков развития в по­томстве и неблагоприятный исход беременностей у женщин с этим синдромом. Более подробно исходы беременностей этих пациенток представлены в таблице 2.

Существует предположение, что наличие репродуктивной функции у пациенток с кариотипом 45, X связано с нераспо­знанным мозаицизмом, присутствием клона клеток с нормаль­ным кариотипом. Это подтверждают исследования, проведен­ные A.Novac с соавт. (1995), которые у одной и той же больной обнаружили разные кариотипы в лимфоцитах, кожных фибро-бластах, а также в левой и правой гонадах. Кариотип, опреде­ленный в лимфоцитах периферической крови, не в каждом слу­чае определяет ситуацию в гонадах. Приведенные выше данные свидетельствуют, что у женщин с хромосомными мутациями имеется высокий риск созревания яйцеклеток с анеуплоидией.

Частота синдрома Клайнфельтера в популяции — 0,5—2 на 1000 новорожденных мальчиков (полные и мозаичные фор­мы), а полисомии Y-хромосомы — 1 на 1000 (Айала Ф., 1988).

Бесплодный брак

Таблица 2 Исходы беременностей у пациенток с синдромом Шерешевского-Тернера

 

Исход беременности	Количество наблюдений
Спонтанные аборты
Медицинский аборт
Мертворождение (у одного из пло­дов обнаружены пороки развития)
Рождение живых детей:
здоровые дети
пороки развития
изолированные пороки
мозга и сердца
синдром Шерешевского—Тернера
синдром Дауна
Состояние детей неизвестно

Как и при синдроме Шерешевского—Тернера, при синд­роме Клайнфельтера и синдроме полисомии Y-хромосомы часто встречается клеточный мозаицизм. Предполагается, что у мужчин с этими синдромами клетки терминального эпителия способны к мейозу и из них могут формироваться сперматозоиды как с нормальным гаплоидным хромосомным набором,так и с анеуплоидией.

Помимо аномалий половых хромосом многие авторы от­мечают у пациентов программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ повышен­ный процент сбалансированных хромосомных аберраций аутосом по сравнению с общей популяцией. В общей популя­ции, по данным P.Jacobs (1974), сбалансированные трансло­кации встречаются с частотой 0,1%. Среди пациентов про­граммы ИКСИ их частота достигает 6,2% у мужчин и 9,8% у женщин (Van der Ven et al., 1998).

Робертсоновские транслокации составляют большинство транслокаций у бесплодных мужчин, причем наиболее часто в перестройку вовлечены хромосомы 13 и 14. Частота этих аномалий значительно повышена по сравнению с общепопу-ляционным уровнем.

У женщин — носителей сбалансированных хромосомных транслокаций часто наблюдаются особенности менструаль­ной и репродуктивной функций (см. табл. 3 и 4).

Эта группа женщин составляет значительную часть паци­ентов, нуждающихся в лечении с помощью методов вспомо­гательной репродуктивной технологии.

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 229

Таблица 3 Особенности менструальной функции у женщин со сбалансированными хромосомными перестройками (СХП)

 

Особенности менструальной	Женщины с СХП	Женщины контроль-
функции	п=55	ной группы п=33
Поздние менархе	12(21,8%)	7(21,2%)
Менструации установились
ч/з 3 года	7(13%)	-
Нерегулярный менструаль-
ный цикл	6(11%)	1(3%)
Болезненные менструации	6(11%)	2(6%)
Обильные менструации	10(20%)	3(9%)

Таблица 4 Исходы беременностей у женщин со сбалансированными хромосомными перестройками (СХП)

 

Исход беременности	Число наблюдений
Самопроизвольное прерывание и нераз­вивающаяся беременность	71 (44,9%)
Рождение ребенка с пороками развития	63 (39,9%)
Антенатальная гибель плода и смерть ребенка в раннем детском возрасте не­ясного генеза	14 (8,9%)
Рождение здорового ребенка	10 (6,3%)

С введением в практику метода преимплантационной ге­нетической диагностики (ПГД) появилась возможность опре­деления хромосомных нарушений у эмбрионов, родители ко­торых имеют хромосомные мутации и включены в программу ЭКО и ПЭ, ИКСИ. О важности этого метода свидетельствуют случаи рождения здоровых детей после профилактической ПГД у супружеских пар с хромосомными нарушениями в ка­риотипе.

ПГД проводится в период раннего эмбриогенеза in vitro. В случае, когда у родителей в кариотипе имеется хромосо­мная транслокация, эта диагностика позволяет исключить наличие патологии, но не может ответить на вопрос, имеется ли в кариотипе эмбриона сбалансированная транслокация, как у родителей, или она отсутствует. Только последующая пренатальная диагностика может это установить.

Перенос эмбрионов со сбалансированным кариотипом исключает рождение детей с хромосомной патологией, спо-

230 3. Бесплодный брак

собствует нормальному развитию беременности и своевре­менным родам в программе ЭКО и ПЭ, ИКСИ.

До сих пор остается открытым вопрос о влиянии хромо­сомных вариантов в кариотипе на репродуктивную функцию. К хромосомным вариантам относят увеличенный околоцент-ромерный гетерохроматин отдельных хромосом lqh+; 3qh+; 9qh+; 16qh+, Yqh+, а также увеличенные спутники хромосом групп DuG (13, 14, 15,21,22).

Гетерохроматические (ГХ) районы являются необходимым элементом, эволюционно закрепленным в структуре всех эукариотических организмов — растений, животных и чело­века. В геноме человека они составляют 16%. До настоящего времени биологическая роль ГХ остается во многом не выяс­ненной. В то же время установлено, что особенности его строения могут оказывать существенное влияние на функци­онирование хромосом и уникальных генов, расположенных рядом, что часто сопровождается значительными последстви­ями для организма.

Имеются наблюдения, что увеличение размеров ГХ могут сочетаться с невынашиванием беременности, дефектами раз­вития, а также возникновением хромосомных заболеваний.

J.Nielsen и соавт. (1974), исследуя частоту увеличения гете-рохроматина 9-й хромосомы (9 qh+), установили, что в попу­ляции она равняется 0,3%; у родственников в семьях, где рож­дались дети с врожденными пороками развития и хромосом­ными заболеваниями (синдромом Дауна, синдромом Шере-шевского—Тернера и др.), частота этого варианта хромосомы увеличивалась почти в 12 раз (3,5%). S.Holbek и соавт. (1974) установили сочетание аномалий развития и нарушение реп­родуктивной функции с выраженными изменениями разме­ров гетерохроматических районов хромосом.

Т.Г.Цветкова (1980) изучала вариабельность структурного гетерохроматина в группе супружеских пар с отягощенным акушерским анамнезом (повторные спонтанные аборты, мер-творождения, рождение детей с пороками развития) и выяви­ла у них увеличение частоты хромосомных вариантов по срав­нению с контрольной группой. Кроме того, было отмечено, что хромосомные варианты чаще определялись у женщин, чем у мужчин в этой группе.

Такие же результаты получила Н.А.Каретникова (1981) при исследовании кариотипа супружеских пар с привычным невынашиванием и у пар, в анамнезе которых были дети с врожденными пороками развития. При сопоставлении осо­бенностей кариотипа, с увеличенными вариантами структур-

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 231

ного гетерохроматина (1, 9, 16 и акроцентрических хромо­сом), с результатами дерматоглифических исследований, ха­рактером родословных и с клинической характеристикой от­мечено, что с увеличением в кариотипах родителей содержа­ния структурного гетерохроматина возрастает количество и частота патологических признаков в дерматоглифике, час­тота отягощенных родословных, тяжесть нарушений репро­дуктивной функции.

И.В.Бутомо и соавт. (1981) проводили изучение гетерохро­матических районов 1,9, 16 и Y-хромосом у детей с болезнью Дауна и отметили у них высокий процент наличия увеличен­ного гетерохроматина в 9-й хромосоме по сравнению с конт­рольной группой (16,43% против 9,3% в контроле).

В литературе накоплен обширный материал относительно повышенной частоты вариантов гетерохроматического райо­на хромосомы 9 у детей с множественными пороками, с оли­гофренией и их родителей.

И.А. Демидова и соавт. (1990) сообщают, что хромосомные варианты довольно часто (до 20%) встречаются у людей при недифференцированных формах умственной отсталости.

Известно, что среди супружеских пар с бесплодием и невы­нашиванием беременности эти варианты встречаются чаще, чем в популяции. О.Б.Барцева и соавт. (1998) при цитогенети-ческом обследовании супружеских пар, в анамнезе которых имелось несколько неудач в программе ЭКО и ПЭ, ИКСИ, об­наружила высокий процент хромосомных вариантов.

Однако не все исследователи придерживаются этой точки зрения.

Учитывая разноречивость данных, супружеские пары, включенные в программу ЭКО и ПЭ, ИКСИ и имеющие в ка-риотипе хромосомные варианты, требуют более тщательного наблюдения во время беременности. Им рекомендуется более частое проведение УЗИ, исследование фетальных сывороточ­ных маркеров по крови матери; при наличии отклонений в показателях рекомендуется проведение пренатальной диа­гностики.

Учитывая высокий процент хромосомных аномалий среди супружеских пар с бесплодием, рекомендуется, чтобы всем пациентам программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ было проведено цитогенетическое исследование кариотипа по лимфоцитам периферической крови. В случаях подозрения на минималь­ный скрытый клеточный мозаицизм рекомендуется проведе­ние FISH-анализа по лимфоцитам периферической крови для уточнения диагноза.

232 3. Бесплодный брак

Один из путей успешного решения проблем профилакти­ки заболевания связан с выявлением предрасположенности индивидуума к ним. По данным ряда авторов, антигены сис­темы HLA могут быть успешно использованы для этой цели. В настоящее время накоплен большой фактический материал о возможности использовать их в качестве иммунологических маркеров в генетике, судебной медицине, акушерстве, гема­тологии, трансфузиологии, трансплантологии и других обла­стях. На основании этого появилось новое направление в ме­дицине «HLA и болезни».

Система HLA (Human Leucocyte Antigens) является частью главного комплекса гистосовместимости МНС (Major Histocompatibility Complex) и располагается на коротком пле­че 6-й хромосомы.

Согласно современным представлениям, гены системы HLA относят к трем классам. К I классу относят локусы HLA -А, -В, -С, ко II классу - локусы HLA-D/DR, -DQ, -DP, -DN и DO. Регион генов III класса содержит аллели компо­нентов комплемента С2 и С4, пропердинового фактора (Bf), фактора некроза опухоли (TNF), изоферментов и др., регули­рующих иммунные процессы в организме.

Каждый локус представлен серией аллельных генов с раз­ной степенью частоты распределения в человеческих популя­циях. Гены HLA имеют кодоминантное выражение, благода­ря чему антигены HLA каждого локуса, полученного от обоих родителей, могут быть обнаружены у обследуемого.

В 1980 г. на основании популяционных исследований бы­ло сделано 3 главных вывода:

1) антигены гистосовместимости являются общими для всех популяций, населяющих Землю;

2) имеются определенные количественные различия в распределении антигенов гистосовместимости, когда одни и те же антигены в одних расах имеют высокую фенотипиче-скую частоту, а в других представлены лишь в следовых коли­чествах;

3) антигены, представленные в различных расах, в отдель­ных этнических группах имеют разную фенотипическую час­тоту, которая характерна для каждой этнической группы этих рас.

Таким образом, антигены HLA обладают определенной специфичностью, что надо учитывать при использовании их в качестве генетических маркеров.

Продукты генов HLA представляют собой антигены на по­верхности клеток, органов и тканей, в том числе и лимфоци-

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 233

тах, выполняющие роль рецепторов, которые участвуют в ре­гуляции иммунного ответа, помогая отличать собственные и чужеродные структуры. Генетические структуры (гены-ан­тигены) могут быть определены серологическими методами с помощью HLA-сывороток или генетическими (ДНК).

В 1977 г. B.Duppont и соавт., изучая семьи с врожденной дисфункцией коры надпочечников, обусловленной только недостаточностью 21-гидроксилазы (ВДКН-21), обнаружи­ли, что все пораженные в семье имеют идентичный набор ан­тигенов HLA. На основании этого был установлен факт сцеп­ления генов HLA с мутантными аллелями гена СУР21В, ко­дирующего фермент 21-гидроксилазы (21-ОН). Недостаточ­ность 21-ОН является причиной самого распространенного варианта ВДКН, который составляет 95% от всех форм ВДКН, относится к группе аутосомно-рецессивных наслед­ственных заболеваний. Особенностью данной формы ВДКН является клинический полиморфизм, в основе которого ле­жит генетический гетероморфизм. Классические формы за­болевания характеризуются тяжелым течением, сопровожда­ются высокой смертностью новорожденных и врожденными пороками наружных половых органов у девочек. Мягкие фор­мы могут проявляться в разном возрасте, что связано с актив­ностью 21-ОН, которая зависит от особенности мутации гена СУР21В. Эти формы у женщин сопровождаются ранним ад-ренархе, гирсутизмом, нарушениями менструального цикла, ановуляцией, развитием поликистоза яичников (ПКЯ), бес­плодием. Частота мягких форм ВДКН-21 составляет 1:100. Однако в разных этнических группах частота мягких форм значительно отличается от средне популяционных (табл. 5) (NewM. et al., 1984).

Э.Р.Дуринян (1997) обнаружила у 61% женщин с ПКЯ но-сительство мутантных аллелей гена СУР21В.

Открытие B.Duppont позволило использовать антигены системы HLA как фенотипические маркеры для диагностики носительства мутантных аллелей гена СУР21В при проведе­нии генеалогических исследований. Широкие популяцион-ные исследования семей, имеющих больных с ВДКН, обна­ружили фенотипы HLA, ассоциирующиеся с мутациями гена, которые являлись специфичными для разных этнических групп (табл. 6).

Благодаря полученным данным появилась возможность проводить проспективный поиск мутаций с нарушениями ре­продукции и гиперандрогенией, формировать группу риска для исследования функции коры надпочечников с помощью

234 3. Бесплодный брак

Таблица 5 Частота встречаемости ВДКН в различных этнических группах

 

Классические формы среди новорожденных	Мягкие формы среди гетерозиготных носителей
США Мариленд	1:67 000	Евреи Ашкенази	1:27
США Аляска	1:700	Испанцы	1:40
США эскимосы	1:245	Итальянцы	1:300
Англия (Бирмингем)	1:7255	Славяне
Германия	1:9831
Австрия (Тироль)	1:8991
Швейцария	1:15 472

Таблица 6 Фенотипы HLA, ассоциирующиеся с ВДКН-21, в разных этнических группах

 

Этническая группа	Фенотип HLA	Источник
Финны	A3 В40 DR1	PartenenJ. et al, 1989
Итальянцы	В51	Belvedere M.et al.. 1984
Венесуэльцы	В39, Bw62	Layrisse Z. et al., 1987
Французы	А10В35, АЗВ15	Coullin P. et al., 1980
Поляки	A3 В40, A3 В35	Cruz-Marin F. et al., 1981
Японцы	All B15DR4	Dzevris I., Ginalska-Malinowska M., 1990
Немцы	Bw47, B35	Harada Fumiki. 1987
Русские	В14 DQA1 0101/0102 B35, A3 B47	Bochm B.O., 1987 Dzenis I., Evgrafov O.V., 1995

пробы с АКЛТ или молекулярно-генетического исследова­ния. Это крайне важно из-за высокой вероятности у них рож­дения ребенка с ВДКН.

Антигены системы HLA как генетические маркеры приоб­рели важное значение для выявления предрасположенности к возникновению ряда заболеваний, связанных с мужским бесплодием.

D.Aleksovski и соавт. (1988) при исследовании мужчин югославов с азооспермией и олигозооспермиеи неизвестной этиологии выявили повышенную ассоциацию антигенов сис­темы HLA с нарушением сперматогенеза. Наиболее частыми антигенами локуса А были А26 и А28, локус В был представ­лен только антигеном В18.

В.С.Михайличенко и соавторы (1992) исследовали у муж­чин — жителей Санкт-Петербурга ассоциации антигенов HLA

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 235

системы с бесплодием, обусловленной левосторонним вари-коцеле. Обследование 97 бесплодных мужчин с различной степенью олигозооспермии (37 — с I степенью, 36 — со II сте­пенью и 24 — с III степенью) выявило повышение частоты встречаемости антигенов по локусу А — A3, All, AW19, а по локусу В - В13, В16, В22, В27, В35, а также снижение часто­ты В5. Наиболее выраженной генетической связью с беспло­дием при варикоцеле обладают антигены A3, В13, В22. Они также показали, что наиболее сильную гаметную ассоциацию у этих больных дают гаплотипы АЗ-В22, Al 1-B22, AW19-B22.

Повышенная ассоциация антигенов системы HLA с идио-патической азооспермией была найдена также H.Miura и со-авт. (1998) у 65 японских мужчин. Частота антигенов HLA АЗЗ, В13 и В44 была значительно выше по сравнению с конт­рольной группой. Авторы предполагают, что антигены I клас­са системы HLA являются важными генетическими маркера­ми предрасположенности к возникновению идиопатической азооспермии.

В последние годы все большее внимание уделяется поиску причин привычного невынашивания беременности и беспло­дия неясного генеза.

Исследование Т.В.Карповой (1998), изучавшей женщин, страдающих невынашиванием беременности и бесплодием неясного генеза, принадлежавших к русской популяции, об­наружила особенности фенотипов HLA при данной патоло­гии. Было также выявлено увеличение частоты антигенов HLA-A19, В8, В13, В15, В35, DR5, DR7 у этой группы - 19,0; 9,5; 19,0; 17,5; 22,2; 69,6 и 39,1% соответственно по сравне­нию со здоровыми женщинами, частота которых составляла 6,3; 3,8; 10,3; 16,7; 29,9 и 22,7% соответственно. Более подроб­но данные представлены в таблице 7.

Кроме того, следует учитывать HLA-фенотипы женщины и ее мужа.

В настоящее время одну из причин невынашивания бере­менности связывают с наличием идентичности HLA супругов не менее чем по двум антигенам. Наиболее неблагоприятная картина складывается при наличии 3 или 4 идентичных анти­генов в фенотипах супругов. По данным Т.В.Карповой, веде­ние беременности у этих пар требует сохраняющей терапии. При наличии двух идентичных антигенов в фенотипах супру­гов частота неблагоприятного исхода беременности без лече­ния увеличивается с каждым последующим выкидышем и со­ставляет после первого выкидыша 40%, после второго — 83% и после третьего — 100%.

236 3. Бесплодный брак

Таблица 7 Встречаемость HLA у женщин при привычном невынашивании беременности и бесплодии

 

 

 

HLA	Патология, п=82 (%)	Физиологическое течение беременности, п=79 (%)
Привычное не­вынашивание	Бесплодие
А19	19,0*	16,7	6,3
A3	20,0	44,4	20,3
В8	9,5	11,1	3,8
В13		16,7	10,3
В15	17,5	31,6*	10,3
В35	22,2	31,6	16,7
DR5	69,6**		29,9
DR7	39,1	62,5	22,7
A3, В35	11,1	16,6	1,3
А1,В8	6,3	11,1	1,3
А19, В15	6,3	11,1	1,3
А2, В15	11,1	22,2	3,8

* Различия статистически достоверны, р<0,05. ** Различия статистически достоверны, р<0,01.

Таким образом, всем пациентам программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ необходимо проводить HLA-типирование и результа­ты учитывать при лечении супружеских пар данным методом. Это позволит сократить процент выкидышей и предотвратить рождение детей с наследственной патологией, тем самым по­вышая эффективность данного метода лечения.

Причиной полного или частичного угнетения процесса сперматогенеза может явиться деления Y-хромосомы. Ген, контролирующий гаметогенез у мужчин, расположен в эухро-матиновой части длинного плеча Y-хромосомы — фактор азо­оспермии (AZF).

В AZF-участке Y-хромосомы определяются три неперекры­вающихся локуса: AZFa, AZFb, AZFc, делеции в которых со­провождаются нарушениями сперматогенеза различной степе­ни тяжести. Позднее M.Kent-Ferst с соавт. (1999) идентифици­ровали еще один регион - AZFd, расположенный между AZFb

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 237

и AZFc участками. В дальнейшем в каждом локусе были обна­ружены гены, принимающие участие в гаметогенезе.

Делении локуса AZFa встречаются довольно редко и на­иболее часто связаны с азооспермией, проявляющейся синд­ромом «только клеток Сертоли типа 1» (СКС1) и реже с тяже­лой олигозооспермией. СКС1 характеризуется полным отсут­ствием сперматогенного эпителия внутри семенных каналь­цев, возникшим в результате первичного дефекта в период раннего сперматогенеза.

Делеции, охватывающие весь регион AZFb, связаны с азо­оспермией, возникшей в результате прекращения мейоза и созревания сперматозоидов на стадии сперматоцитов. В та­ких случаях пункция яичка, как правило, не позволяет полу­чить зрелые сперматозоиды. Делеция части региона AZFb приводит к возникновению олигозооспермии.

Делеции локуса AZFc являются наиболее распространен­ными и приводят к различным нарушениям сперматогенеза: от слабой олигозооспермии до крипто- и азооспермии. При этом у большинства пациентов с делецией локуса AZFc и азооспермией при пункции яичка или эпидидимуса могут быть получены и успешно использованы в циклах ИКСИ те-стикулярные сперматозоиды. Делеции, включающие весь AZFc регион и выходящие за его границы (AZFb+c и AZFa+b+c), по мнению многих авторов приводят к полно­му отсутствию тестикулярных сперматозоидов.

Делеции локуса AZFd могут иметь широкий диапазон на­рушений сперматогенеза от тяжелой тератозооспермии до олигозооспермии.

Эти данные свидетельствуют о том, что размер и характер микроделеций могут иметь прогностическое значение в пла­не возможности получения гамет для проведения ИКСИ. Об­наружение микроделеций у пациентов позволяет избежать бессмысленного гормонального и хирургического лечения. Многие авторы рекомендуют проводить исследование AZF-локусов у всех бесплодных мужчин при концентрации сперматозоидов менее 5 млн/мл и при азооспермии.

В настоящее время нет данных о негативном влиянии AZF-микроделеций на частоту оплодотворения, дробления и имплантации в результате применения метода ИКСИ. При этом возникает проблема наследования сыновьями дан­ной патологии. В настоящее время известно о многих случаях передачи делеции от отцов сыновьям при лечении бесплодия методом ЭКО и ПЭ, ИКСИ. Однако большинство родителей сознательно пошли на риск, зная о нем заранее.

238 3. Бесплодный брак

Учитывая вышесказанное, супружеским парам (если у от­цов обнаружены делении AZF-локусов) необходимо прово­дить преимплантационную диагностику с целью переноса эмбрионов женского пола.

Мужчин с обструктивной азооспермией при двустороннем и одностороннем отсутствии семявыносящих протоков необ­ходимо тестировать на наличие мутации в гене муковисцидо-за. Мутации гена трансмембранного регулятора муковисци-доза (cystic fibrosis transmembrane conductase regulator, CFTR) сопровождаются азооспермией и аномалиями семявынося­щих протоков и эпидидимиса. Врожденное двустороннее от­сутствие семявыносящих протоков среди бесплодных муж­чин встречается с частотой 1—2%. Муковисцидоз (MB) отно­сится к аутосомно-рецессивным заболеваниям, обладающим высоким клиническим полиморфизмом, в основе которого лежит генетический гетероморфизм. Носительство MB доста­точно широко распространено с частотой 1/25 жителей в се­вероевропейской популяции.

Ген MB локализован на длинном плече 7-й хромосомы (7q31), содержит 27 экзонов и его длина составляет 250 кб. Описано более 900 мутаций в гене MB. Разные мутации в ге­не CFTR могут приводить к различной степени инактивации функции хлорного канала, что, в свою очередь, напрямую коррелирует со степенью тяжести течения заболевания.

Мутация deltaF508 встречается примерно в 70% случаев всех мутаций в популяции и представляет собой делецию трех пар оснований в экзоне 10.

Мягкие формы MB возникают в результате мутации Rl 17H, в гомозиготном состоянии или в компаунде с другими аллелями, в том числе с deltaF508. Они часто обнаруживают­ся у пациентов с врожденной закупоркой семявыводящих ка­нальцев (vas deferens). При этом клиника муковисцидоза у та­ких пациентов, как правило, отсутствует или стерта.

P.Jezeguel и соавт. (2000), исследуя 47 пациентов с патоло­гией семявыводящих протоков на наличие мутаций в гене CFTR, отметили, что наиболее частыми были мутации deltaF508 (44,7%) и аллель 5Т (36,2%). Аллель 5Т вызывает снижение нормального уровня CFTR мРНК. Частота этого аллеля в общей популяции составляет около 5%. Авторы при­шли к выводу, что комбинация в гене CFTR 5T аллеля и ка­кой-либо мутации, характерной для муковисцидоза, в парном аллеле является наиболее частой причиной врожденного дву­стороннего отсутствия семявыводящих протоков. Аллель 5Т, по мнению некоторых авторов, может являться причиной на-

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 239

рушения сперматогенеза различной степени тяжести и идио-патического бесплодия у женщин, особенно в тех случаях, ко­гда аллель находится в гомозиготном состоянии.

В связи с потенциально фатальной природой данного забо­левания для потомства исследование на мутации гена MB должно стать правилом в случае подозрения на врожденные поражения семявыносящих протоков или эпидидимиса у отца.

Введение в медицинскую практику процедуры ИКСИ по­зволило мужчинам с отклонениями в спермограмме иметь своих биологических детей. Однако одним из наиболее об­суждаемых вопросов, связанных с данной методикой, остает­ся безопасность данного метода для потомства. У мужчин, включенных в программу ИКСИ, самыми распространенны­ми нарушениями сперматогенеза являются олиго-, астено-, терато-, зооспермии, которые могут встречаться по отдель­ности или в сочетанной форме — олигоастенотератозооспер-мии (ОАТ). Различные отклонения в морфологии спермато­зоидов считаются противопоказанием к проведению ИКСИ, так как предполагается, что сперматозоиды при ОАТ подвер­жены более частым нарушениям мейоза. Поэтому в послед­нее время в мире уделяется большое внимание исследованию уровня хромосомных аберраций в половых клетках пациен­тов с нарушением репродуктивной функции. Представления о характере хромосомных аномалий в мужских половых клетках необходимы для понимания механизмов их проис­хождения и наследования. Полученные данные служат осно­вой для разработки методов профилактики хромосомной па­тологии.

Исследования генетической патологии сперматозоидов проводят с помощью FISH-метода с применением специфи­ческих зондов на различные хромосомы. Многие авторы при­меняют трехцветный FISH-анализ. Чаще используют зонды на Х-, Y-хромосомы с добавлением зонда на соматическую хромосому. Добавление пробы на соматическую хромосому необходимо дня дифференцирования диплоидного набора клетки от дисомии половых хромосом.

Исследования сперматозоидов у мужчин с анеуплоидией в кариотипе по лимфоцитам крови (полные и мозаичные формы синдрома Клайнфельтера и синдрома полисомии Y) с применением трехцветного FISH анализа (зонд на X, Y и 18 хромосомы) на анеуплоидии, по данным разных авторов, показало у них высокий процент сперматозоидов с патологи­ческим кариотипом по сравнению с нормой — 2,31—3,9% про­тив 0,43-1,46%. Эти данные о повышенном проценте анеуп-

Бесплодный брак

лоидий в сперматозоидах пациентов с синдромом Клайн-фельтера и синдрома полисомии Y совпадают с данными дру­гих авторов, которые также отмечают высокий процент гене­тической патологии в половых клетках этих пациентов. Учи­тывая высокий процент сперматозоидов с хромосомными аберрациями у этих больных, выше перечисленные авторы рекомендуют исследовать у них сперматозоиды перед прове­дением процедуры ИКСИ для установления потенциального риска появления в их потомстве ребенка с генетической пато­логией.

Изучение хромосом в сперматозоидах, полученных от мужчин с ОАТ, включенных в программу ИКСИ, выявило по­вышенный процент анеуплоидий по сравнению с контроль­ной группой. По данным M.Pang (1999), частота дисомий аутосом составила 5,4% у мужчин с ОАТ по сравнению с 0,05-0,2% в контроле; частота диплоидных сперматозоидов у пациентов с ОАТ была 0,4-9,6%; в контрольной группе — 0,04%. По данным L.Colombero и соавт. (1999), эта законо­мерность также была найдена. Однако процент анеушюидий был несколько ниже, а показатели контроля значительно вы­ше: 2,7% у мужчин с ОАТ против 1,8% в контроле.

По данным нашей лаборатории процент анеуплоидий в сперматозоидах мужчин с ОАТ составил в среднем 0,62%, это значение превышает в 2,5 раза значение контрольной группы (0,25%). В своей работе мы использовали зонды к X-и Y-хромосомам фирмы Vysis. Исследуя сперматозоиды на анеуплоидий только при астенозооспермии нами не было найдено различий в результатах опытной и контрольной групп. Некоторые авторы также отмечают, что при низкой подвижности сперматозоидов не наблюдается повышенный процент сперматозоидов с хромосомной патологией.

Учитывая результаты исследований, все вышеперечислен­ные авторы предполагают, что использование сперматозои­дов пациентов с олигоастенотератозооспермией в программе ИКСИ может привести к увеличению частоты хромосомных патологий у потомков. Уже опубликованы работы, посвящен­ные пренатальной диагностике плодов, полученных с помо­щью ИКСИ. Исследователи показали, что риск патологии по половым хромосомам повышается до значения 1%, a D. van Opstal и соавт. (1997) доказали, что это обусловлено отцов­ской патологией. Некоторые авторы полагают что, хромосо­мные мутации de novo после ИКСИ встречаются чаще, чем в популяции. Они отметили, что риск малых врожденных по­роков развития был 2,5 раза выше у мальчиков, чем у девочек.

Медико-генетическое консультирование и клинико-генетические методы... 241

Схема 1 Алгоритм генетического обследования пациентов программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ

На основании приведенных выше данных многие авторы указывают на необходимость проведения пациентам про­граммы ИКСИ преимплантационной диагностики. Это по­зволит повысить процент успешной имплантации, умень­шить риск спонтанного аборта и предупредить рождение ре­бенка с генетической патологией у пациентов программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ. Вышеперечисленные авторы также реко­мендуют последующее проведение пренатальной диагности­ки пациентам программы ИКСИ.

Бесплодный брак

Таким образом, большую роль перед введением пациентов в программу ЭКО и ПЭ, ИКСИ играет генетическое консуль­тирование. Очень важно объективно информировать супру­жеские пары о характере генетических изменений (если тако­вые имеются), о риске наследования хромосомных и генных нарушений потомством, о возможностях преимплантацион-ной генетической диагностики, так как решение о лечении путем вспомогательных репродуктивных технологий, вклю­чая ИКСИ, принимает супружеская пара.

И в заключение предлагаем алгоритм генетического обсле­дования пациентов программы ЭКО и ПЭ, ИКСИ (схема 1).