Медико-генетичні методи дослідження - дитяча неврологія
Відео: Виступи та інтерв`ю співробітників Наукового центру неврології
Спадкові хвороби нервової системи важливо відрізняти від їх фенокопій, обумовлених впливом екзогенних шкідливих чинників. Генетичні методи дослідження дозволяють підтвердити або відкинути спадкову природу захворювання, визначають проведення терапевтичних заходів. Крім спеціальних генетичних методів дослідження (вивчення генеалогічних таблиць, блізнецовий, цитогенетичні, біохімічні методи дослідження), встановлення діагнозу спадкових захворювань допомагають клінічне дослідження (зокрема, виявлення дізембріогенетіческіе стигм) і деякі параклінічні методи. Так, проведення електроенцефалографії одночасно хворій дитині і його здоровим батькам та родичам в ряді випадків сприяє встановленню спадкового характеру епілептіформного синдрому. Проведення класичної електродіагностики, хронаксиметрія, електроміографії може допомогти при диференціальної діагностики спадкових захворювань та їх фенокопій.
Складання та клініко-генетичний аналіз генеалогічних таблиць.
Відео: Випуск від 29 червня 2016 року
Складання родоводів таблиць є важливим методом вивчення хворих зі спадковими захворюваннями нервової системи.
Мал. 72. Умовні позначення при складанні родоводів.
1 - жіночий пів 2 - чоловічий пів 3 - хворі-4 - супругі- 5 - позашлюбна зв`язок-6 - двічі женатий- 7 - діти-8 - монозиготні блізнеци- 9 - дизиготні блізнеци- 10 - інтерсекс- 11 - стать не вияснен- 12 - дитина з уродствамі- 13 - хворий з абортивної формою захворювання-14 - пробанд- 15 - фенотипически здоровий носій рецесивного ознаки-16 - передбачуваний носій рецесивного ознаки-17 - неперевірені дані про аномаліі- 18 - помер в ранньому детстве- 19 - помер у віці до року-20 - викидень, мертворожденний- 21 - умовні буквені позначення
Для умовного позначення хворих, їхніх родичів, предків і нащадків використовують умовні знаки. Чоловіків позначають квадратами, жінок - кружками. Чоловік і дружина - квадрат і коло, з`єднані горизонтальною прямою. Від цієї прямої перпендикулярно вниз спрямовується сполучна лінія до дітей, позначення яких розташовуються в віковому порядку: старші зліва, молодші справа. Позначення двоюрідних братів і сестер поміщають на одній горизонтальній лінії, так як вони відносяться до одного покоління (рис. 72).
Захворювання відзначають умовним знаком або початковою літерою назви хвороби. Спеціальні позначення є для запису померлих дітей, мертвонароджених, медичних і самовільних абортів і т. Д.
Аналіз складеної генеалогічної таблиці дозволяє встановити тип успадкування захворювання або патологічного ознаки. Встановлення типу успадкування іноді є вирішальним в діагностиці деяких захворювань з подібними клінічними проявами, допомагає визначити прогноз і терапевтичну тактику.
Відео: 7-я конференція «Актуальні питання неврології» частина 2
Мал. 73. Генотипические і фенотипічні варіанти успадкування при різних типах
А. Генотипические і фенотипічні варіанти при аутосомно-домінантному (1) і аутосомно-рецесивним (2) типі успадкування. Червоним кольором позначено мутантний ген, великою літерою - домінантний аллель. Червоний квадрат - аномальний фенотип.
Б. Генотипические і фенотипічні варіанти при спадкуванні, зчепленому з Х-хромосомою (рецесивна мутація в X-хромосомі). Червоним кольором позначено X-хромосома з мутантом геном. Червоний квадрат - аномальний фенотип.
Відео: Консультативно - діагностичний центр «Шлюб і сім`я»
Повторення захворювання в кожному поколінні, коли у хворого батька народжується дитина з тим же захворюванням, найчастіше вказує на домінантний тип спадкування. При рецесивним типі успадкування захворювання проявляється зазвичай у дітей, що народилися від здорових батьків, при цьому аналогічне захворювання іноді можна виявити серед родичів по бічних лініях (двоюрідні брати та сестри, дядьки, тітки, племінники).
Деякі захворювання передаються за рецесивним типом, зчепленням з Х-хромосомою.
Домінантний або рецесивний тип спадкування визначається домінантністю або рецесивні гени, що обумовлює ознака або хвороба.
Як відомо, дитина половину свого 46-хромосомного набору отримує від матері, половину - від батька. Кожен ген в материнських 23 хромосомах має свій аллель, т. Е. Пару, парний ген в 23 хромосомах, отриманих від батька. Нормальна функція може забезпечуватися наявністю навіть одного з алельних генів. У разі мутації одного з алельних генів (рецессивной) інший (домінантний) ген повністю або майже повністю компенсує функцію мутант- ного. Тому клінічний прояв рецессивной мутації гена можливо лише тоді, коли ідентична мутація має місце в обох алельних генах, внесених в генотип дитини і батьком, і матір`ю (рис. 73).
При аутосомно-рецесивним типі успадкування обоє батьків хворої дитини повинні мати по одному мутантному рецесивним з двох алельних генів (гетерозиготное стан). Батьки при цьому практично здорові. Половина статевих клітин кожного з батьків буде нести мутантний ген, половина - немутантів. При злитті статевих клітин можливі чотири варіанти: а) обидва гена мутантних - дитина хвора (гомозиготний стан) - б) обидва гена немутантів - дитина здоров- в) мутантний ген матері плюс немутантів ген батька - дитина: здоровий, але є гетерозиготних носітелем- г ) мутантний ген батька плюс немутантів ген матері - той же результат, що і в попередньому варіанті. В результаті при аутосомно-рецесивним типі успадкування 25% дітей хворі, 25% здорові і 50% (25% + 25%) також здорові, але є гетерозиготними носіями мутантного гена, так само, як і їхні батьки. Зазначені співвідношення виявляються лише при великому числі дітей в сім`ї.
Рецесивні гени, розташовані в аутосоме, можуть зумовити псевдодомінантний тип спадкування, що спостерігається в тому випадку, якщо один з батьків - гетерозиготний носій, а інший хворий, т. Е. Має мутацію обох алельних генів. Кожна статева клітина хворого батька має мутантний ген. Тому в 50% вірогідніше народження хворої дитини, в 50% - клінічно здорового гетерозиготного носія. Повторення захворювання в поколіннях створює помилкову видимість домінантності успадкування.
Мал. 74. Генотипические варіанти при нерозходженні статевих хромосом
Таблиця генотипических варіантів в нормі і при нерозходженні статевих хромосом. Статевий хроматин в нормі і при нерозходженні статевих хромосом (схема).
Рецесивний мутантний ген, розташований в жіночій статевій хромосомі, обумовлює рецесивний тип спадкування, зчеплений з Х-хромосомою (рис. 74). Жінки, як правило, не хворіють, тому що при наявності у них мутантного гена в одній Х-хромосомі друга Х-хромосома з немутантів алельних геном забезпечує збереження нормальних функцій. Жінка є при цьому гетерозиготних носієм, половина її статевих клітин матиме Х-хромосому з мутантом геном. При зустрічі зі сперматозоїдом, що несе Х-хромосому, така статева клітина дасть початок розвитку жіночого організму - гетерозиготного носія. При зустрічі її з сперматозоїдом, що несе Y-хромосому, народжується хворий хлопчик, так як в його Y-хромосомі немає гена, аллельного мутантному гену Х-хромосоми. При шлюбі хворого чоловіка, наприклад хворого на гемофілію, зі здоровою жінкою все хлопчики в його родині народяться здоровими, так як отримали від хворого батька «здорову» Y-хромосому, а дівчатка - гетерозиготними носіями ( «кондукторами»).
При шлюбі здорового чоловіка з жінкою «кондуктором» хлопчики народяться хворими лише в половині випадків, дівчатка будуть гетерозиготними носіями також лише в половині випадків.
Домінантний тип спадкування спостерігається при домінантності мутантного гена. Гетерозиготний носій домінантного мутантного гена має клінічні прояви. При шлюбі хворого зі здоровим партнером половина дітей отримує домінантний ген і захворює, інша половина дітей здорова. Необхідно відзначити, що домінантний ген може мати різну проявляемостью, пенетрантністю. Пенетрантность визначається кількістю хворих із загального числа дітей, які отримали даний ген (у відсотках).
Знання законів успадкування і типу успадкування того чи іншого захворювання нервової системи дозволяє передбачити ймовірність народження хворої дитини, прогнозувати потомство. На цьому заснована робота медико-генетичних консультацій.
Важливо, однак, пам`ятати, що наявність повторних захворювань в родоводі ще не доводить їх спадкової природи. Описані випадки, коли повторне виникнення в сім`ї одного і того ж захворювання пов`язане з постійною дією на всіх членів сім`ї будь-якого екзогенного фактора (наприклад, випадки епілепсії у родичів, заражених ехінококом, з внутрішньомозковими кістами).
Різні спадкові захворювання нервової системи можуть відрізнятися особливостями типу успадкування. Наприклад, хвороба Шарко - Марі успадковується за домінантним типом, міопатія Дюшенна передається по рецесивним зчеплення з Х-хромосомою типом. Спадкові захворювання нервової системи іноді мають різну вираженность- поряд з розгорнутою клінічною картиною спостерігаються абортивні, стерті форми. Це може пояснюватися неоднаковою експресивністю гена в різних генотипах і неоднорідних умовах існування індивідуального організму. Тому при аналізі родоводів важливо враховувати родичів з микросимптомами захворювання. Іноді правильне складання генеалогічних таблиць можливо тільки після всебічного обстеження (клінічного і інструментального) родичів хворого.
Велике значення надається близнецовой методу дослідження, заснованого на тому, що монозиготних близнюки більш конкордантность по спадкових захворювань, ніж дизиготних. Близнюковий метод застосовується не тільки з метою діагностики і прогнозування захворювання у одного з близнюків, а й для з`ясування ролі спадкових факторів в патогенезі захворювань нервової системи (шляхом зіставлення конкордантности моно- і дизиготних блізнецових пар).
Дерматогліфіка - вивчення відбитків кожного малюнка долонь і стоп. При існуючих індивідуальних відмінностях у відбитках пальців, обумовлених особливостями розвитку індивіда, розрізняють кілька основних їх класів. Своєрідні зміни відбитків пальців і візерунка долоні відзначені при ряді спадково-дегенеративних захворювань нервової системи. Для хвороби Дауна характерна поперечна (чотирипала) борозна, що представляє лінію, що проходить через всю долоню в поперечному напрямку. Змінюється кут atd: у більшості хворих на хворобу Дауна кут перевищує 57 °. Аналогічні особливості можуть спостерігатися у родичів хворих. На мізинці замість двох поперечних складок відзначається одна складка.
Мал. 75. Нормальний каріотип чоловіки (А) і жінки (Б).
Дерматогліфіка використовують також для встановлення моно- або дизиготних близнецовости.
Каріологіческій методи дослідження включають вивчення хромосомного набору (аналіз каріотипу) і інтерфазних ядер соматичних клітин.
Вивчення хромосомного набору проводиться найчастіше на матеріалі культури лімфоцитів периферичної крові. Вивчення каріотипу можливо лише на стадії метафази клітинного ділення. Однак в нормі лімфоцити не діляться, тому при культивуванні крові використовують мітогени, що стимулюють поділ препарату (наприклад, фитогемагглютинин). Для накопичення клітин на стадії метафази застосовують блокують цю стадію речовини (колхіцин і ін.).
Аналіз хромосом проводять на підставі їх розмірів і форми, а також виявляється спеціальними методами фарбування поздовжньої диференційованості хромосом. Для опису каріотипу користуються спеціально розробленої символікою (Паризька номенклатура).
Аномалії каріотипу можна розділити на дві основні групи: порушення числа хромосом (анеуплоїдії) і порушення структури окремих хромосом (перебудови).
У нормі каріотип людини складається з 22 пар аутосом і пари статевих хромосом - двох Х-хромосом у жінки і однієї Х-хромосоми і однієї Y-хромосоми у чоловіків (рис. 75). При утворенні гамет кожна з них отримує по 22 аутосоми і по одній статевої кульгаво-
соме. Злиття гамет відновлює нормальний диплоїдний набір хромосом. В результаті порушення розходження хромосом в гамето- генезі утворюються незбалансовані хромосомні набори, в яких є зайва хромосома або бракує хромосоми. Це призводить до розвитку відповідних синдромів або взагалі несумісне з життям.
При хромосомних перебудовах може змінюватися кількість генетичного матеріалу, що викликає розвиток різних хромосомних синдромів (в даний час їх описано близько 40). Серед порушень нормальної структури хромосом розрізняють делеции, дуплікації, инсерции, транслокації, інверсії і т. Д.
Делецией називається втрата ділянки хромосоми. Звичайно це є наслідком одного розриву в плечі хромосоми з втратою дистального ділянки. Прикладом делеционного синдрому є синдром котячого крику.
Інверсії і транслокації є результатом двох хромосомних розривів. Інверсія - зміна послідовності ділянок хромосоми - утворюється внаслідок двох розривів в межах однієї хромосоми і повороту знаходиться між точками розривів ділянки на 180 °. Чи не містить центромери центральну ділянку може бути і загублений, що призводить до утворення інтерстиціальної делеции. Здійснення двох розривів в двох різних хромосомах може супроводжуватися транслокацией хромосом ділянками. Як інверсії, так і транслокації не ведуть до втрати або придбання генетичного матеріалу, а тому мало впливають на фенотип носія цих перебудов. Однак наявність таких перебудов у батьків часто викликає появу у дітей незбалансованих хромосомних наборів (з делеціями і дуплікації - подвоєння окремих ділянок хромосоми). І близько половини виявлених випадків хромосомних аномалій є наслідком хромосомних перебудов у батьків.
Хромосомна аномалія може і не бути успадкованою, але може виникнути в якийсь момент ембріогенезу. У такому випадку вона виявляється лише у частині клітин (мозаїцизм).
Статевий хроматин на відміну від хромосом вивчається в інтерфазних ядрах соматичних клітин, що не вимагає їх попереднього культивування. Розрізняють Х-статевий хроматин (тільця Барра) і Y-статевий хроматин.
Х-статевий хроматин являє собою інактивовану Х-хромосому. Незалежно від числа Х-хромосом в клітині активно функціонує лише одна з них, а решта конденсуються в тільця Барра - маленькі щільно забарвлюються грудочки, розташовані близько ядерної мембрани. При порушенні числа Х-хромосом число тілець Барра змінюється, але максимальне число їх на одиницю менше числа наявних у клітці Х-хромосом. Тому в нормі у чоловіків ці тільця практично не виявляються, а у жінок в тій чи іншій частині клітин (в залежності від типу тканини і фізіологічних особливостей організму) виявляється єдине тільце Барра.
При фарбуванні інтерфазних ядер деякими флюорохромами (наприклад, акрихином і багатьма його похідними) можна виявити
Y-статевий хроматин - яскраво світиться пляма в ядрі. Залежно від типу тканини і фізіологічних особливостей організму частота виявлення Y-хроматину кілька варіює, проте максимальне число таких плям дорівнює числу Y-хромосом (0 - у жінок, 1 - у чоловіків, 2 - при синдромі XYY).
Оскільки аналіз статевогохроматину простий і не вимагає культивування клітин (зазвичай аналізується зішкріб епітелію слизової оболонки щоки), цей метод широко використовується для експрес-діагностики при підозрі на аномалії статевих хромосом. Хромосомний аналіз більш трудомісткий, дозволяє отримати значно більше інформації і є важливим етапом при діагностиці ряду вроджених і спадкових синдромів.
