Методы исследования в медицинской генетике

1. Генеалогический метод, т.е. метод родословных - изучает закономерности передачи наследственных признаков индивида в ряду последовательных поколений. Этот метод широко используют при установлении наследственной этиологии заболеваний, типа их наследования, локализации генов в хромосомах, при медико-генетическом консультировании. Для практических врачей важно то, что генеалогический метод позволяет дифференцировать болезни генетической природы с близкими к ним ненаследственными нозоологическими формами. Обычно родословная составляется по отношению к отдельному признаку. При составлении родословных исходным является лицо, родословная которого изучается. Это лицо называется пробандом. При составлении таблиц пользуются условными обозначениями. Родословная, включающая 3-5 поколений, позволяет перейти к генетическомй анализу.

При шизофрении если оба родителя здоровы, то риск рождения ребенка с шизофренией равен 1%. Если один из родителей болен, то риск рождения первого ребенка больным равен 19%, в случае болезни обоих родителей-59%.

2. Популяционно-статистический метод - применяется для изучения генетической структуры популяции. Популяцией можно назвать группу людей, занимающих одну территорию и свободно вступающих в брак. Это может быть население всей страны, отдельной области, района, села. Поэтому популяции могут быть большие и малые. Популяционно-генетические исследования показали, что частота многих патологических генов с низкой селекционной ценностью и соответственно распространение обусловленных ими наследственных болезней в популяциях незначительны. Эти болезни поддерживаются только за счет мутаций, т.е. повторного возникновения в популяциях. Большинство генотипов, вызывающие патологию, обладают резко сниженной по сравнению с нормой селекционной ценностью и попадают под действие естественного отбора. Популяционные исследования показали, что около 15% плодов погибаюет при рождении, 5% во время родов или сразу после рождения, 3% умирают, не достигнув половой зрелости, 20% людей не вступают в брак и в 10% случаев брак остается бесплодным.

3. Близнецовый метод - исследует генетические закономерности на близнецах. Основной прием этого метода-сравнение внутрипарного сходства фенотипов у моно- и дизиготных близнецов.

Общеизвестно, что близнецы бывают двух типов: монозигот- ные, которые возникают из одной клетки и имеют 100% общих генов и дизиготные - из двух или нескольких клеток и имеют 50% общих генов. Частота рождения однояйцевых близнецов почти не зависит от возраста матери. Двуяйцевые чаще рождаются у женщин в возрасте 40-45 лет, среди белого населения реже, чем у негроидной расы, так же часты случаи рождения близнецов в определенных семьях.

Например анализ заболеваемости сахарным диабетом у близнецов, если один из монозиготных близнецов заболел диабетом, то второй партнер заболевает в 65% случаев. Если заболел один из дизиготных близнецов-только в 18% случаев.

4. Дерматоглифика- изучение кожных гребешковых узоров пальцев и ладоней. Распространение этот метод получил в 1892г. благодаря английскому ученому Ф. Гальтону, который установил, что указанные узоры для каждого человека являются индивидуальными и не изменяются в течение жизни. На этом основании он рекомендовал английской полиции Скотлонд-Ярда по отпечаткам пальцев идентифицировать преступников. Однако история изучения кожных рисунков берет начало в более древние времена.

Из-за малодетности современных семей выше перечисленные методы в известной степени уступили место более современным, таким как:

5. Биохимические. Большинство наследственных заболеваний- это дефекты обмена веществ. К настоящему времени известно более 1000 наследственных заболеваний, обусловленных нарушением обмена веществ. Наибольшую группу составляют заболевания, обусловленные нарушением обмена белков, так называемые ферментопатии, т.е. нарушения структуры белков-ферментов, участвующих в обмене тех или иных веществ. Биохимическая диагностика наследственных заболеваний проводиться в два этапа. Первый, когда с помощью скринирующих тестов отбирают предположительные случаи заболеваний, на втором этапе с помощью более точных и более сложных методов подтверждается или опровергается данное заболевание.

Биохимические исследования необходимо проводить как мож- но раньше- в натальный период или на первом году жизни, чтобы можно было своевременно оказать медицинскую помощь.

6. Молекулярно-генетические - с помощью которого изучается структура генома и отдельных генов человека.

7. Генно-инженерные. На основании этого исследования можно определить предрасположенность каждого человека к той или иной болезни, т.е. создать генетический паспорт. Речь идет о непосредственном влиянии на мутантный ген, о его исправлении. Путем биопсии тканей или взятия крови можно получить клетки больного, в которых при культивировании заменить или исправить мутантный ген, а затем аутотрансплантировать эти клетки в организм больного.

8. Электрофизиологические- ЭЭГ - отражающая реактивность коры головного мозга. При малой ее реактивности наблюдается снижение, а иногда и полное отсутствие альфа ритма. При высокой-наблюдается усиление альфа волн, появление высоких разрядов. Анализ ЭЭГ весьма трудоемкий процесс, однако, при визуальном анализе можно получить достаточную информацию.

электромиография- применяемая для диагностики нервно-мышечных заболеваний.

В настоящее время применяют три вида электромиографий- это локальная - для анализа активности отдельных мышечных волокон и мионевральных окончаний,

глобальная - она охватывает большое количество двигательных единиц

стимуляционная ЭМГ-наиболее информативный метод. При нем производится изучение мышечных потенциалов, возникающих на раздражение нерва или мышцы,

хронаксиметрия- когда действие эл. тока зависит не только от его силы, но и от длительности воздействия.

9. Цитогенетический метод - исследование структуры и количества хромосом в клетках человеческого организма. Хромосомы человека можно исследовать в лимфоцитах периферической крови, клетках костного мозга, волосяных фолликулах, кожи, регенерирующих тканях и т.д.

В последние годы разработан метод картирования генов на хромосомах человека. Для картирования производится гибридизация соматических клеток человека с клетками различных животных, чаще с клетками мышей.

10. Иммуногенетический метод применяется для обследования пациентов и их родственников при подозрении на иммунодифецитные состояния. В настоящее время приобрел невероятную актуальность в связи с распространением заболевания СПИДом.

11. Пренатальный метод. В крупных медико-генетических центрах с целью ранней диагностики наследственных дефектов проводится исследование продуктов обмена веществ плода, находящихся в амниотической жидкости. Оптимальным временем исследования является 15-16 недель беременности, кроме того используют ультрасонографию, ультразвуковое исследование плода. В последние годы внедрена методика изучения клеток хориона.

Врожденные аномалии не являются синонимами термина наследственный. Врожденный означает имеющийся при рождении. Уродства, обнаруженные при рождении, то есть врожденные могут быть преимущественно генетическими, но могут зависеть от факторов внешней среды. Вместе с тем не все генетические нарушения можно назвать врожденными. Например, хорея Гентингтона, когда изменения в нервной системе имеются при рождении, а заболевание может проявиться лишь в 60 лет и позже.

Большинство же врожденных аномалий, такие, как волчья пасть, заячья губа, конская стопа, врожденные пороки сердца, вызваны, вероятно, взаимодействием генетических факторов и факторов внешней среды, но ни один из них еще не изучен достаточно подробно.

Существует ряд врожденных уродств, при которых легко проследить прямое влияние внешней среды. На ранних стадиях эмбриогенеза развитие органов проходит так называемые критические периоды, во время которых органы зародыша чувствительны даже к незначительным дозам патогенных факторов, не оказывающие воздействие на поздние стадии развития плода и на взрослый организм. Такие пороки больше зависят от возраста эмбриона к моменту воздействия, чем от самого патогенного фактора. Один из них это аномалии сердца, органов зрения (катаракта) и глухота, возникающих в случае заболевания матери краснухой на ранних сроках беременности (между 3-й и 9-й неделей беременности). До и после этого срока краснуха у беременных не вызывает аномалий развития плода. Второй пример - факомелия (тюленьи конечности)- и другие аномалии описанные у матерей которые принимали во время беременности успокаювающее средство-талидомид. При цитомегаловирусной инфекции у беременной дети обычно рождаются недоношенными, в большинстве случаев отмечается микроцефалия, умственная отсталость, желтуха, гепатоспленомегалия. Тератогенным действием обладает ионизирующее облучение. Между 2-й и 8-й неделями эмбриогенеза его действие проявляется наиболее сильно. Если в это время зародыш получил облучение в дозе 25 рад, то вероятность тяжелых пороков настолько высока, что рекомендуется прервать беременность. Спорадические случаи пороков развития у плода могут быть обусловлены воздействием химических, в том числе и медикаментозных веществ.

Наследственное заболевание, возникшее в результате новой мутации, является наследуемым, так как оно передается потомкам, однако оно не унаследовано, разве что признать унаследованной мутацию, которая произошла в половой клетке родителя и передалась потомству.

Термин семейный нельзя считать синонимом термина наследственный, или генетический, так как причиной высокой частоты того или иного заболевания в семье могут быть и ненаследственные факторы.

Следует остановиться на значении близкородственных браков - инбридинга. Чаще такие браки заключаются между двоюродными и троюродными братьями и сестрами или между дядей и племяннецей. Инбридинг чреват вероятностью рождения ребенка, отягощенного наследственной патологией. Это происходит потому, что родственники в силу общности происхождения нередко бывают носителями одного и того же рецессивного патологического гена, и при браке двух здоровых гетерозигот вероятность рождения больного ребенка становится очень высока. Родственные браки служат одним из факторов способствующих распространению наследственных болезней

Клиника и генеология наследственных заболеваний нервной системы изучены больше, чем наследственные заболевания других систем благодаря работам многих известных ученых.

Клиническая классификация этих заболеваний основывается на преимущественном поражении того или иного отдела нервной системы и является наиболее приемлемой для практического пользования.

Наследственные заболевания нервной системы разделены на 6 групп:

1. Наследственные заболевания нервно-мышечного аппарата.

2. Наследственные заболевания с преимущественным поражением пирамидной системы.

3. Наследственные заболевания с преимущественным поражением экстрапирамидной системы.

4. Наследственные заболевания с поражением системы координации.

5. Факоматозы.

6. Липидозы и лейкодистрофии (болезни с нарушением обмена липидов).

На каждой из этих групп будем более подробно останавливаться на следующих лекция.

Долгое время наследственные болезни считались неизлечимыми и проводилась исключительно симптоматическая терапия. Однако, в настоящее время возможна патогенетическа терапия ряда из них.

Существует несколько видов терапии наследственных болезней:

1. Исключение некоторых компонентов из питания. Диетотерапия

2. Добавление некоторых компонентов к рациону (авитаминозы).

3. Исключение из употребления некоторых лекарственных веществ.

4. Возмещение недостающего продукта деятельности отсутствующего гена. Примером может служить введение антигемофилитического глобулина при гемофилии или гормона щитовидной железы при наследственных заболеваниях щитовидной железы.

Так же классическим примером заместительной терапии может быть лечение сахарного диабета. Применение инсулина позволило резко снизить не только смертность, но и инвалидизацию больных. Высокоэффективным оказалось лечение больных с болезнью Паркинсона при помощи Л-ДОФЫ.

5. Замена пораженных тканей (кистозное поражение почек).

6. Другие формы хирургического лечения-удаление селезенки при наследственном сфероцитозе. Кроме того, исправление таких пороков развития, как заячья губа, волчья пасть, врожденный вывих тазобедренного сустава, эффективно коррегировать врожденные аномалии сердца и магистральных сосудов. Специфическим, даже патогенетическим можно считать хирургический метод в лечении иммунодефицитных состояний. Пересадка эмбриональной вилочковой железы, пересадка костного мозга.

Несмотря на успехи симптоматической и патогенетической терапии, вопрос о возможности их этиологического лечения не снимается. И чем глубже будет прогресс теоретической биологии тем чаще будет подниматься вопрос о радикальном, т.е., этиологическом лечении. Этиологическое лечение любых болезней наиболее оптимально, поскольку оно устраняет первопричины болезни и полностью излечивает его.

Главная задача медицинской генетики-сохранить гены от повреждений, вызываемых многочисленными загрязнениями окружающей среды, стрессами, гиподинамией и другими факторами.

Большую опасность для организма представляют наркотики и транквилизаторы при злоупотреблении ими. Они приводят к поражению внутренних органов и психической деградации. Проникают через плаценту. Больным некоторыми наследственными заболеваниями следует воздержаться от деторождения.

Профилактика наследственных болезней должна быть направлена на максимальное устранение влияния на организм мутагенных факторов: лучевой, тепловой энергии, химических веществ, биологических мутагенов (вирусы, бактерии).