Показання до пренатальної діагностики за допомогою генетичного амніоцентезу - генетичні захворювання (пренатальна діагностика)

Амніоцентез з відповідним генетичним дослідженням отриманих з амніотичної рідиною клітин забезпечує допологову діагностику всіх відомих хромосомних хвороб, багатьох моногенно успадкованих хвороб і дефектів відкритою нервової трубки. За допомогою додаткових діагностичних методів, наприклад фетоскопіі і ехографії, вдається ще більш розширити можливості діагностики вродженої патології. Так, наприклад, ехографія була успішно використана для пренатальної діагностики важких вроджених аномалій (наприклад, виражена гідроцефалія, скелетні дисплазії). У цій главі неможливо докладно розглянути всі захворювання, які сьогодні піддаються пренатальної діагностики, автори зупиняються на основних станах, з якими повинен бути знаком практичний лікар.

хромосомні аномалії

Хромосомні аномалії є основною причиною вад розвитку у людини. Недоцільно досліджувати набір хромосом у кожного плода (хоча технічно це можливо), оскільки для багатьох ризик амніоцентеза перевищить цінність потенційної діагностичної інформації. В даний час показанням до пренатальної діагностики хромосомних хвороб є: зрілий вік батьків, наявність у батьків збалансованої транслокації, інверсії або інших хромосомних аномалій, народження попередньої дитини з хромосомною аномалією, зокрема з аутосомно трисомія. Коротко обговорюються і інші цитогенетические показання до пренатальної діагностики.

Зрілий вік батьків. Найбільш поширеним показанням для генетичного амніоцентезу є зрілий вік матері. У нашому відділенні близько 85% амніоцентез проводять у цієї категорії хворих. Частота трисомії 21 становить один на 800 живих новонароджених. А у жінок, яким на момент пологів 35 років і більше, ймовірність народження дитини з синдромом Дауна зростає до 1: 385. У віці 39 років ризик становить 1: 137, а 45 років - 1:30 (табл.).

Імовірність народження життєздатного дитини з синдромом Дауна або інший хромосомної аномалією в залежності від віку матері *

* Оскільки в деяких вікових категоріях досліджені невеликі Групи, межі 95% вірогідності досить широкі.
** Для віку 20-32 років не включена ймовірність синдрому 47, XXX (немає даних).
(Дані Hook і Chambers, Hook і Linsjo, Hook і співавт.)

Втім, трисомія 21 - не єдина хромосомная аномалія, ймовірність якої збільшується з віком матері. Частота трисомії 13, трисомії 18 і кариотипов 47, XXX і 47, XXY також зростає. Таким чином, ймовірність народження дитини з хромосомною аномалією у віці 35 років становить 1: 204, у віці 39 років-1: 82, а у віці 45 років-1: 20. З наведених даних ясно, що точно визначити, що таке «зрілий вік матері» з точки зору ймовірності хромосомних дефектів можна. У США всім жінкам 35 років і старше (до моменту передбачуваних пологів) проводять генетичну консультацію і повідомляють про ступінь ймовірності народження дитини з хромосомною аномалією і пропонують амніоцентез. Більш того, на думку авторів, слід йти назустріч і більш молодим жінкам, якщо вони бажають провести пренатальну діагностику.

Зрілий вік батька. Зв`язок віку батька з ризиком хромосомних аномалій не настільки очевидна, як у матері. Дослідженнями встановлено, що ймовірність народження дитини з трисомія 21 подвоюється, коли батько досягає віку приблизно 55 років. На підставі даних по антенатальної діагностики в країнах Європи Stene виявив зв`язок віку батька з ймовірністю хромосомних аномалій при перевищенні батьком віку 40 років. Тому автори в своїй практиці подвоюють материнський ризик народження дитини з аномалією якщо чоловік старше 40 років. Наприклад, якщо дружині 35 років, а чоловіку 55 років, то ризик народження дитини з синдромом Дауна складе у них 1: 190, а ризик будь-якої хромосомної аномалії - 1: 100.

Наявність хромосомної аномалії у старших дітей в сім`ї. Часто генетичний амніоцентез рекомендують сім`ям, в яких у старшої дитини є хромосомна аномалія. Втім, ризик народження другої дитини ссіндромом Дауна, (ймовірно, не настільки великий, як вважають. Зокрема, підвищений ризик у порівнянні зі звичайним для конкретного віку має місце лише у жінок, які народили першу дитину з синдромом Дауна до настання 25 років. Відомостей про зростання ризику у жінок, які народили першу дитину з іншими хромосомними аномаліями, дуже мало створюється враження, що в будь-якому випадку таке зростання не перевищує 1-2%. Проте, незважаючи на те, що дані літератури не підтверджують думку про значне зростання ризику аномалій, багато подружжя, які мають дітей з хромосомною патологією, звертаються з проханням провести генетичний амніоцентез, щоб розвіяти свої побоювання.

Структурна перебудова хромосом у батьків. Важливим показанням до проведення пренатальної діагностики є наявність у батьків збалансованої транслокації або інверсії, (Транслокация - переміщення сегмента однієї хромосоми в іншу, негомологічну хромосому, інверсія - переворот сегмента хромосоми і з`єднання його кінець в кінець з нормальним залишком своєї хромосоми). Наприклад, у 2-3% індивідів з синдромом Дауна має місце транслокація, зазвичай між хромосомами 14 та 21. Приблизно 25% цих транслокаций - спадкові, інші з`являються заново (т. Е. Не виявляються ні у одного з батьків). Точну характеристику хромосомної аберації у батьків зазвичай встановлюють після народження дитини з аномалією. Якщо синдром Дауна у дитини обумовлений заново виникла транслокацией, то ризик народження другої дитини з такою патологією в даній сім`ї, ймовірно, не перевищує середній для цієї вікової групи. Навпаки, якщо один з батьків є носієм транслокації, то емпірична оцінка ризику для наступної дитини проводиться на підставі характеру транслокации і статі її носія. Так, якщо мати є носієм 14/21 транслокации (найбільш поширена форма), то ризик становить близько 10%, якщо носій - батько, то ризик становить лише близько 2% [18, 19]. Емпіричні дані значно менше теоретично розрахункових (33%), ймовірно, за рахунок природного відбору, т. Е. Меншій життєздатності статевих клітин-носіїв патологічної хромосоми. Інші транслокации характеризуються і інший ймовірністю рецидиву. Наприклад, в рідкісному випадку, коли один з батьків є носієм 21/21 транслокации, в результаті вагітності утворюються нежиттєздатні моносомние зиготи, або зиготи з носійство синдрому Дауна. Таким чином, всі діти батьків з 21/21 транслокацией будуть страждати синдромом Дауна. І нарешті, індивіди з інверсією хромосом також можуть бути джерелом хромосомно незбалансованих гамет. Емпіричних даних по окремим інверсія немає, проте сумарні дані по всьому інверсія вказують на 5% ймовірність народження аномального потомства, причому ризик, пов`язаний з наявністю аномалії у матері, вище, ніж у батька. Консультування в таких випадках зазвичай складно і краще, якщо його проведе досвідчений генетик.

Інші показання. Сім`ї, в яких у жінок спостерігаються звичні викидні, необхідно обстежити Цитогенетичним з метою виявлення транслокаций, або інверсій, якщо вони виявляються, то в разі вагітності матері слід провести амніоцентез. І нарешті, пренатальна діагностика показана сім`ям, в яких у мертвонароджених дітей або при викидні у плода виявлено хромосомні аномалії.

Моногенно успадковані хвороби

Хвороби, що викликаються одиночним мутантом геном, незалежно від типу успадкування (домінантний, рецесивний, аутосомний, Х-зчеплений) зустрічаються рідко, їх ймовірність не перевищує приблизно 1: 2000. Залежно від нозології і типу успадкування ризик захворювання у потомства коливається від 25 до 50%. На жаль, методи пренатальної діагностики розроблені тільки для невеликого числа з більш ніж 1200 моногенно успадкованих хвороб.

Специфічні ферментні дефекти встановлені приблизно для 150 з більш ніж 400 встановлених клінічно вроджених дефектів метаболізму. Більшість з цих захворювань викликається недостатньою активністю ферменту, який в нормі служить медіатором конкретного метаболічного процесу. У дітей, етрадающіх цими захворюваннями, зазвичай спостерігається блювота, порушення росту, непереносимість білків, гіпо- або гіпертензія, летаргія аж до коми і незвичайний запах поту. Зазвичай метаболічні хвороби призводять до тяжких розладів і смерті в ранньому дитячому віці. Для того щоб поставити пренатальний діагноз патології метаболізму, необхідно, щоб дана ензиматична або метаболічна реакція була присутня в фібробластах амніотичної рідини на 4-6-му місяці розвитку плода. Вроджені вади метаболізму можна приблизно розділити на 5 груп: 1) мукополісахаридози, 2) муколіпідози і інші порушення обміну вуглеводів, 3) ліпідози, 4) порушення метаболізму амінокислот і 5) змішані біохімічні порушення. У табл. 2 вказані вроджені дефекти метаболізму, піддаються пренатальної діагностики. Цей список постійно розширюється, тому відсутність даних про конкретної патології в таблиці не означає, що її зараз не можна виявити внутрішньоутробно.

Таблиця 2. Вроджені (спадкові) метаболічні хвороби, доступні діагностиці на 4-6-му місяці вагітності

Інші порушення

Гіперорнітінемія (борозниста атрофія хоріона
і сітківки ока) Гіпервалінемія Ізовалератацідемія
Хвороба кленового сиропу (важкий і перемежовується типи)
дефіцит метілентетрагідрофолатредуктази
Метилмалонова ацидемія (вітамін В12-чутливий і В12-резістентнийтіпи)
дефіцит пролідази
Пропіонова ацидемія (кетотіческая гіпергліцінемію) Сахаропінурія
Дефіцит сульфітоксідази Гостра переміжна порфірія
Дефіцит аденоліядеамінази Дефіцит а-антітріпсінаХроніческая гранулематозная хвороба Вроджена гіперплазія надпочечніковВрожденний нефротичний синдром Кістозний фіброз гіпофосфатазія
Іхтіоз (Х-зчеплений тип) (дефіцит стероідсульфатази) Синдром Леша-Нихана Дефіцит лізосомальної кислої фосфатази Синдром Менкен (синдром ламких волосся) Оротовая ацидурия пігментна ксеродерма

(Перероблено по Burton В. disorders. Clin. Obstet. Nadler Н. L. - 24: 1041-54)
Antenatal diagnosis of metabolic

В даний час встановити, що в даній родині існує підвищений ризик народження дитини з моногенно спадкоємною захворюванням, можна тільки після народження хворої дитини. Єдиним важливим винятком з цього правила є хвороба Тея - Сакса, причина якої полягає в нестачі ферменту гексозамінідази А. У хворих дітей з віку 1 року спостерігається прогресуюче психомоторне пригнічення, що приводить до глухоти, сліпоти, судом і децеребрации. Частота захворювання становить 1 3600 серед євреїв-ашкеназі, у яких 1 з 30 є носієм цієї патології. Через високої частоти цього дефекту всім сім`ям групи Ашкеназі слід визначати активність в плазмі гексозамінідази А. Якщо за допомогою цього скринінг-тесту виявляється носійство, то ймовірність народження дитини з хворобою Тея - Сакса становить 25%, тому в такій сім`ї вагітній жінці проводять антенатальної дослідження активності гексозамінідази А в культурі клітин амніотичної рідини. Технічно складно виявити носійство цієї патології на тлі вагітності, тому необхідно, щоб сім`ї проходили скрінірующіх обстеження ще до зачаття. Втім, існують методи скринінгу під час вагітності з використанням лейкоцитарних проб. Програми скринінгу успішно проводяться серед деяких груп населення США, вони виявляють сім`ї носіїв і запобігають трагедію народження неповноцінної дитини. Досвід з виявленням хвороби Тея - Сакса може служити моделлю для створення програм виявлення носіїв генів інших вроджених дефектів метаболізму в заздалегідь виявлених популяціях, схильних до високого ризику захворювання.

За невеликими винятками (див. Табл. 2), пренатальна діагностика більшості Х-зчеплених рецесивних хвороб неможлива. Для цих захворювань, що не піддаються специфічної діагностики, можна запропонувати наступну тактику: всім сім`ям з випадками даної патології рекомендують пренатальне визначення статі плоду і переривання вагітності, якщо плід чоловічої статі, так як в цьому випадку ймовірність патології становить 50%.

Пол плода слід визначати на підставі кариотипа культивованих (клітин амніотичної рідини, а не на підставі наявності або відсутності Х- або Y-хроматину в плодових клітинах в інтерфазі.
До теперішнього часу генетичний діагноз у людини при необхідності ставиться непрямим шляхом. Встановити наявність генних змін можна тільки на підставі вторинних ознак (наприклад, патологічні продукти або патологічний фенотип), викликаних первинної мутацією. При деяких моногенно успадкованих захворюваннях останнім часом використовують рестрикційні ендонуклеази - ферменти, які дізнаються і вирізують з нитки ДНК цілком певні короткі фрагменти нуклеотидів. Таким чином, фрагменти ДНК, витягнуті з клітин плоду, можна аналізувати на предмет виявлення первинних аномалій або деяких супутніх хвороби маркерів (наприклад, серповидно-клітинної, бета-таласемія, вроджена персистенція плодового гемоглобіну). Ймовірно, з відкриттям більшого числа ознак-маркерів патологічних генів вдасться діагностувати пренатально більше число генетичних хвороб.
Додаткові шеденія з цього (питання містяться в оглядовій роботі Kurnit і співавт.

Полигенно / многофакторіально успадковані хвороби

Поки ми обговорювали лише захворювання, викликані хромосомними дефектами або мутацією одного єдиного гена. Однак не кожна вроджена аномалія може бути пояснена цими причинними факторами, до того ж таке пояснення не придатне для наслідування нормальних анатомічних і фізіологічних ознак, наприклад зростання. Ймовірність рецидиву багатьох анатомічних аномалій вказує на їх спадковий характер. Єдиним поясненням дефекту, рецидивуючого у потомства з ймовірністю 2-5%, є поєднане вплив декількох генів (полігенна етіологія), або, можливо, взаємодія генного дефекту з факторами навколишнього середовища (багатофакторна етіологія). Оскільки ризик успадкування цих хвороб не дуже великий, у більшості індивідів з цією патологією не вдається виявити родичів з аналогічним захворюванням. Прикладами патології, успадковане по полігенною / многофакторіальному типу, є ущелини піднебіння, деякі вроджені вади серця, стеноз воротаря, кінська стопа, дефекти розвитку нервової трубки.

Дефекти розвитку нервової трубки. У США щорічно народжується приблизно 6000 дітей з дефектами розвитку нервової трубки (аненцефалія і spina bifida). Імовірність народження дитини з цим дефектом становить від 6-8 на 1000 в Сівши. Ірландії до 1-2 на 1000 в США. Ембріологічно і генетично spina bifida і аненцефалія взаємопов`язані, в їх основі лежить порушення закриття нервової трубки. Інші аномалії нервової трубки включають ексенцефалію і енцефалоцеле. Гідроцефалію в присутності spina bifida слід розглядати як вторинне прояв дефекту позвоночніка- гідроцефалія за відсутності spina bifida є нозологически відмінним захворюванням. Аненцефалія несумісна з життям, зате індивіди зі spina bifida життєздатні, у них часто має місце гемипарез, нетримання сечі, а іноді - гідроцефалія. Таким чином, перш ніж обіцяти батькам оцінити ризик народження дитини з патологією, лікар повинен точно діагностувати вже наявні у попередньої дитини порушення. Незважаючи на те що більшість дефектів нервової трубки успадковуються по полігенною / многофакторіальному типу, деякі з них можуть бути викликані одиночним мутантом геном (наприклад, синдром Меккеля, серединне розщеплення особи), аномалією хромосом (наприклад трисомия 13, трисомія 18, триплоїдія) або тератогенами ( наприклад, аміноптерин, талідомід).

Першим діагностичним методом у вагітних з ризиком народження дитини з дефектами нервової трубки є визначення в амніотичної рідини концентрації альфа-фетопротеїну (АФП). АФП - основний білок плазми, плода у внутрішньоутробному періоді, він близький до альбуміну за розмірами і амінокислотним складом молекул. Градієнт концентрації АФП між плазмою плода і амніотичній рідиною становить в нормі близько 100: 1. Якщо система кровообігу плода повідомляється з амніотичної порожниною, як це відбувається при дефектах нервової трубки, рівень АФП в амніотичної рідини підвищений. Крім дефектів нервової трубки, існують інші захворювання плода, які можуть викликати підвищення рівня АФП в амніотичної рідини, наприклад вроджений нефроз-, атрезія дванадцятипалої кишки, загибель плода, розщеплення шлунка, омфалоцеле, шийні кісти, виражений резус-конфлікт і тератоми.

Оцінюючи результати досліджень з визначення рівня АФП в амніотичної рідини, Milunsky підрахував, що ймовірність встановлення за допомогою цього методу діагнозу аненцефалії складає 98%, spina bifida - 85%. Приблизно в 10% випадків spina bifida дефект закритий шкірою, при цьому концентрація АФП в амніотичної рідини нормальна (помилково негативні результати). Зустрічаються і хибнопозитивні (підвищення АФП) результати аналізу, хоча в лабораторіях, що мають великий досвід, його частота не перевищує 0,1%. Багато хибнопозитивні результати можна пояснити примешивания крові плоду до амніотичної рідини. Так як концентрація АФП в крові в 100 разів більше, ніж в амніотичної рідини, то навіть невелика кількість крові може підвищити рівень АФП в амніотичної рідини до патологічних значень. У сумнівних випадках, коли амніотична рідина змішана з кров`ю плоду, можна використовувати метод визначення в амніотичної рідини ацетилхолінестерази. І нарешті, альтернативним методом пренатальної діагностики дефектів нервової трубки є ехографія. З її допомогою вдається абсолютно виключити аненцефалію при терміні до 20 тижнів. вагітності, а деякі дослідники виявляли при ультразвуковому дослідженні хребта плід і ознаки його розщеплення.

Тільки 10% дефектів нервової трубки зустрічаються в сім`ях, де у дітей вже виявлені ці дефекти. Тому бажано створення скринінг-методу, який би дав змогу виявити в період вагітності інші 90%, особливо в популяції підвищеного ризику, наприклад, у Великій Британії. Після того як було виявлено, що ймовірність дефектів нервової трубки можна встановити на підставі дослідження плазми крові матері, у Великобританії проведено кооперативне дослідження [26]. Це дослідження виявило, що при терміні 16-18 тижнів. вагітності 88% плодів з аненцефалія і 79% плодів з spina bifida, вдається виявити на підставі підвищеного рівня АФП в плазмі крові матері.

Однак основним ускладненням при використанні рівня АФП в плазмі матері е якості скринінг-тесту залишається велика кількість хибнопозитивних результатів аналізу, які виявляються у 1,7-7,8% всіх вагітних. Поряд з дефектами нервової трубки у плода зміст АФП в крові матері може підвищуватися в наступних випадках-помилка в оцінці терміну вагітності, багатоплідність, загрозливий викидень, гіпоксія плода, резус-конфлікт, позаматкова вагітність, прееклампсія і затримка розвитку плода. Кількість амніоцентез, при яких виявляється ізольований дефект нервової трубки, залежить від верхньої межі норми АФП, прийнятої в даній лабораторії, від роздільної здатності аналітичного методу і, нарешті, від поширеності дефекту в досліджуваній популяції. У США 5-10% амніоцентез проводять жінкам, у яких на підставі підвищеного рівня АФП в плазмі запідозрено наявність дефекту нервової трубки у плода. Для вирішення питання про доцільність проведення в США масового скринінгу вагітних за допомогою визначення вмісту в плазмі АФП необхідно обговорити наявні в країні можливості аналізу, переваги і недоліки методу, можливість пренатальної діагностики і планового переривання вагітності у жінок, відібраних скринінг-методом. Є діагностична цінність цього методу витрати на його масове виконання, ще залишається питанням.