Лекция №10: «МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА».

 

В тех случаях, когда на основе общих клинических методов исследования диагноз заболевания больному не поставлен, и необходимо уточнить его, особенно при подозрении на наследственную патологию, используют специаль­ные методы: генеалогический, цитогенетический, биохимический, иммунологи­ческий; а так же вспомогательные: дерматоглифика, близнецовый, популяционный, амниоцентез.

 

Генеалогический метод – составление родословной. Составлять родословную


начинают с пробанда, лица, у которого есть заболевание или подозрение на заболевание. Символика для составления родословной:

 


Символы в родословной Расшифровка
  Пробанд – несет отслеживаемый признак
  Сибсы – дети одной родительской пары  
  Женский пол
  Мужской пол
  Носитель гена
  Больные
  Пол не определен
  Брак
  Близкородственный брак
  Повторный брак
  Бесплодный брак  
  Внебрачная связь  
  Дети в браке
  Идентичные (монозиготные) близнецы  
  Неидентичные (дизиготные) близнецы  
  Выкидыш  
  Медицинский аборт  
  Мертворожденный  
  Умершие

 

Составление родословной начинают с пробанда, снизу вверх. Поколения обозначаются римскими цифрами сверху вниз и ставятся с лева от родословной. Арабскими цифрами нумеруется потомство одного поколения (весь ряд) с лева на право последовательно. Братья и сестры располагаются в порядке рождения.

Генеалогический метод применяется для:

1) установления наследственного характера признака,

2) определения типа наследования и пенетрантности,

3) анализа сцепления генов и картирования хромосом,

4) медико-генетического консультирования,

5) разработки плана лечения и профилактики.

Суть метода сводится к выяснению родственных связей и прослеживанию приз­нака среди близких и дальних, прямых и непрямых родственников. Генетический метод складывается из двух этапов:

1) составление родословной,

2) генеало­гический анализ.

Составление родословной - может осуществляться либо методом личного оп­роса, либо сбором информации у родственников, анализа выписок из историй болезни.

Генеалогический анализ - установление генетических закономерностей. Сос­тоит из нескольких этапов:

1)Установление наследственного характера приз­нака. Критерием наследственности признака является прослеживание его в нес­кольких накоплениях.

2)Установление типа наследования.

· Аутосомно-доминантное наследование - признак встречается по вертикали


в каждом поколении с равной вероятностью у мужчин и женщин.

 

· Аутосомно-рецессивное наследование - признак встречается по горизонтали. Одинаково поражаются девочки и мальчики. Родители всегда здоровы.

 

· Сцеплен­ное с полом, доминантное наследование - встречается по вертикали. От боль­ных женщин рождаются больными, как девочки, так и мальчики, от больных мужчин - все дочери больны.



· Сцепленное с полом, рецессивное наследование - поражаются, в основном, лица мужского пола, а передается через женщин.

3) Установление зиготности пробанда и его родственников.

4) Определение пенетрантности.

5) Выяснение прогноза потомства.

 

Пример – Полидактилия.

Пробанд – нормальная женщина – имеет 5 сестер, две из которых – однояйцовые близнецы, две – двуяйцовые близнецы. Все сестры имеют 6 пальцев на руке. Мать пробанда здорова, отец – шестипалый. Со стороны матери все нормальны. У отца два брата и четыре сестры – все пятипалые. Бабушка по линии отца – шестипалая. У нее были две шестипалые сестры и одна пятипалая. Дедушка по линии отца и все его родственники нормальные.

Определите вероятность в семье пробанда рождения больных детей, если пробанд выйдет замуж за здорового мужчину.

Анализ:

1) признак наследуется, т.к. встречается из поколения в поколения

2) тип наследования - аутосомно-доминантный, т.к. наследуется по вертикали у женщин и мужчин

3) пробанд – аа

4)

5) прогноз потомства

Р: аа * аа

F1: aa

Анализ близкородственных браков. Мерой родства супругов при близкородственном браке является коэффициент инбридинга (F) - это вероятность того, что у потомков от данного брака будут 2 идентичных гена, полученных от общего предка. Для расчета коэффициента инбридинга используется формула F= (1/2)n-1, где n - число ступеней передачи гена от общего предка потомку.

Эквивалент патологии Р1 - показывает, что объект является гетерозиготным носителем патологического гена. Вычисляется по формуле Р1 = 2 F.

Летальный эквивалент Р2 - определяет вероятность мертворождения или выкидыша. P2=3/2F.

При определении общего риска для ребенка эквиваленты и средний популяционный риск (5%) суммируются. P=P1+P2+5%.

Пример – брак между отцом и дочерью. Определить общий риск для потомства.

- определяем число ступеней передачи n = 3.

- F=(1/2)3-1=(1/2)2= ¼

- P1=2/1*1/4=1/2

т.е. 50% риск, что ребенок будет гомозиготен по патологическому гену

- P2=3/2F=3/2*1/4=3/8

т.е. 37,5% риск выкидыша и мертворождения

- общий риск для потомства: P=50%+37,5%+5%=92,5%

 

Цитогенетический метод используется для диагностики пола и анализа хромосомных заболеваний.

Диагностика пола производится с помощью анализа Х-хроматина в клетках кро­ви или буккального эпителия. Х-хромосома образует, так называемое, тельце Барра, У-хромосома - F-тельце.

Для анализа хромосомных аномалий используют различные методы окраски:

· рутинная окраска - дает возможность выявить нарушения числа хромосом, т.к. они окрашиваются в равномерно черный цвет.

· дифференциальные методы дают возможность окрасить хромосомы неравномерно, выделяя светлые и темные участки. При таком окрашивании можно выявить не только числовые нарушения, но и структурные изменения хромосом.

Показания для использования цитогенетического метода:

1.Если при клиническом обследовании у пробанда обнаружены признаки хрони­ческих болезней, но диагноз не установлен.

2.При диагностике наследственных болезней, характеризующихся хромосом­ной нестабильностью.

3.При определении прогноза потомства, если в родословной имеются лица с хромосомными болезнями.

4.При многократных спонтанных абортах, мертворождениях и наличии несколь­ких детей с врожденными пороками развития.

5.У женщин с нарушением репродуктивной функции неясного генеза.

Биохимический метод используется для:

1) установления дифференцированного диагноза заболевания

2) выявления гетерозиготности

3) в дородовой диагностике

С его помощью выясняют нарушения обмена. Показания к биохимическим исследованиям:

1) умственная отсталость

2) нарушение психического статуса

3) нарушение физического развития костей туловища и конечностей, снижение слуха, зрения, ожирение

4) непереносимость отдельных продуктов и лекарств

Близнецовый метод позволяет решить вопрос о доле генетических и средовых факторов в формировании признака.

Различают моно- и дизиготных близнецов. Дизиготные образуются в резуль­тате того, что у женщины овулирует не одна, а 2-3 яйцеклетки и каждая оплодотворяется сперматозоидом. Монозиготные образуются в результате того, что на ранних стадиях развития бластомеры разделяются и из каждого образуется организм. Это генетически сходные близнецы одного пола.

Конкордантность (C) - сходство близнецов по какому-либо признаку. Генетическая обусловленность признака вычисляется по формуле:

H=Cмз-Сдз/100-Cдз
если H=0,7-1 то признак генетически обусловлен,

если H=0,4-0,6 признак с наслед­ственной предрасположенностью,

если H=0-0,3 признак развивается под действием факторов внешней среды. Пример. При врожденном вывихе бедра Смз=33%, Сдз=6%.

Н=0,3

В данном примере на формирование заболевания влияют средовые факторы.

Иммунологичекие методы применяются для обследования пациентов и их родственников при подозрении на иммунодефицитные заболевания, при подоз­рении на антигенную несовместимость матери и плода, при установлении истин­ного родительства.

 

Популяционно-статистический метод заключается в том, что при определенных условиях сумма частот аллелей в популяции остается постоянной.
Формулы р+q=1, где р - частота доминантного гена, q - частота рецессивно­го гена p2+2pq+q2=1 , где р2 - частота АА, 2рq - Аа, q2 - аа
Пример. Альбинизм наследуется рецессивно. Заболевание встречается с
частотой 1:2000. Определить генетическую структуру популяции.

 

Выделяют три подхода к лечению наследственных болезней: симптоматическое, патогенетическое, этиологическое.

Симптоматическое лечение - это лекарственная терапия, витаминотерапия, диетотерапия, хирургическое лечение, рентгено-радиологическое облучение.

Патогенетические подходы к лечению в зависимости от уровня биохимичес­кого дефекта можно представить следующим образом:

1) коррекция обмена (ог­раничение или исключение вещества из пищи или среды;

2) лечение продук­тами гена;

3) возмещение фермента.

Этиологические подходы - это устранение первопричины наследственных болезней. Но это пока будущее.

Профилактика наследственных заболеваний должна быть направлена на три типа патологии:

1) наследственные болезни, как результат мутации в поло­вых клетках родителей,

2) болезни, унаследованные от предыдущих поколений,

3) заболевания с наследственной предрасположенностью.

Наиболее эффективным подходом к профилактике наследственных болезней является медико-генетическое консультирование. Главная цель консультирова­ния - предупреждение рождения больного ребенка. В связи с этим генетичес­кая консультация выполняет задачи:

1) определение прогноза здоровья для будущего потомка,

2) объяснение родителям смысла генетического риска и по­мощь им в принятии решения по поводу деторождения,

3) помощь врачам в пос­тановке диагноза наследственной болезни,

4) выявление групп повышенного риска.

 


Метод дерматоглифики Термин обозначает - совокупность эпидермальных узоров гребней пальцев, ла­доней, подошв человека. Папиллярные узоры обусловлены генетически. На се­годняшний день около 50 наслед. заболеваний можно выявить этим методом. Пример: с. Дауна, при котором пальцевый, ладонный и ступневой узор имеет специфический характер. Установлено, что некоторые характеристики дактило­скопических признаков могут служить маркерами насл. предрасположенности к язвенной болезни, шизофрении, эпилепсии, диабету и др.

 

Амниоцентез -метод забора и исследования околоплодной жидкости. Используется в пренатальной (дородовой) диагностике. Амниоцентез производят после предварите­льного УЗ-исследования с помощью которого определяют положение плаценты, срок беременности, исключают грубые пороки развития плода. Амниоцентез производят, как правило, трансабдоминально (прокол передней брюшной стенки). С помощью данного метода определяют:

1) пол плода. Для этого берут 2-5 мл околоплодной жидкости. После центри­фугирования осадок, содержащий слущенные клетки эпителия плода, микрос-копируют для выявления Х- и У-хроматина

2) кариотип плода. Это дает возможность определить хромосомные заболевания

3) насл. дефекты обмена определяются б/х анализом амниотической жидкости. В случае выявления аномального плода возможно его абортирование, либо лечение внутриутробно или сразу после рождения.

 

Просеивающие программы (скрининг). Скрининг означает выявление болезни или дефекта развития с помощью тестов, обследований или процедур, дающих быстрый ответ. Основная цель скрининга - ранее выявление заболевания. В настоящее время более 20 заболеваний можно выявить с помощью скрининга, например: ФКУ, дефекты обмена, анемии, дефекты зрения, слуха, поведения, отклонения в росте, синдром Дауна, дефекты нерв­ной трубки и др. ДНТ - к этой группе относятся анэнцефалия и Анэнцефалия - это отсутствие части головного мозга, костей черепа и мягких тканей. Частота встречаемости 1 на 1000 новорожденных. Дети с анэнцефалией погибают вскоре после рождения вследствие дыхательных расстройств или при­соединения инфекции.

Spina bifita - это незакрытие позвоночного канала с отсутствием отдельных частей позвонков, в области дефекта спинной мозг деформирован и оказывается открытым или расположенным непосредственно под кожей. Патология встречается у 1 из 1000 новорожденных, а скрытый дефект лишь одного позво­нка - примерно у каждого десятого человека. Прогноз для жизни зависит от протяженности дефекта позвоночника, наличия спинномозговых грыж.

Просеивающие программы характеризуются следующими признаками:

1) слепой безотборный подход к обследованию

2) массовый характер обследования

3) профилактический характер обследования

4) двухэтажный характер обследования.