Что такое базовый риск хромосомных болезней анеуплоидий у плода
Анеуплоидия — это генетическое нарушение, при котором в клетке организма содержится аномальное количество хромосом. Чтобы больше узнать о том, как проявляется анеуплоидия и каковы ее причины, кратко разберем структуру живой клетки, клеточного ядра и самих хромосом.
Немного теории
Как известно, в каждой соматической клетке человеческого организма находятся в норме 46 хромосом, то есть диплоидный набор. Только в половых клетках этот набор одинарный. Хромосомы располагаются в клеточном ядре и представляют собой длинную, скомпактизованную спираль ДНК. ДНК, в свою очередь, состоит из мономеров — полипептидов. Определенная последовательность полипептидов задает ген — структурную единицу наследственности. ДНК содержит всю генетическую программу развития данного организма.
В неполовых клетках каждая хромосома имеет гомологичную, сестринскую хромосому, очень похожую, но не идентичную первой. В процессе мейоза эти хромосомы обмениваются участками. Такое явление называют «кроссинговер». В хромосоме выделяют длинное и короткое плечи.
Хромосомный набор
Совокупность хромосом организма называется кариотипом. В норме у человека, как уже говорилось, кариотип представлен 46 хромосомами, по 23 от каждого родителя, но встречается аномалия, при которой кариотип представлен иначе. Это нарушение называется «анеуплоидия».
Анеуплоидия — это разновидность кариотипа, при котором число хромосом не равно нормальному. Анеуплоидия хромосом, при которой отсутствует одна хромосома, называется моносомией. Если отсутствует пара — нуллисомией. Если вместо нормальной пары гомологичных хромосом в кариотипе появляются три гомологичные, то это трисомия. Любое изменение числа хромосом вызывает серьезные нарушения развития. Некоторые из них могут быть летальными.
Анеуплоидия неполовых хромосом (аутосом)
Существует множество генетических болезней, которые вызывает именно анеуплоидия. Примеры таких заболеваний — синдром Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса. Все эти заболевания вызваны наличием добавочной хромосомы в разных гомологических парах. Синдром Дауна — самое распространенное из этих заболеваний. Проявляется оно умственной отсталостью, нарушениями в общении, трудностями в обучении.
Однако трисомия по 21-й хромосоме, которая и вызывает заболевание, никак не влияет на продолжительность жизни. Занятия по определенным методикам могут помочь больным достичь определенных успехов в обучении и социализации.
Другое заболевание, синдром Патау, также вызывает анеуплоидия. Это тяжелейшее нарушение — результат трисомии по 13-й хромосоме. Больные крайне редко доживают до 10 лет, более 80 % умирают в первый год жизни, остальные страдают тяжелой формой олигофрении. У детей с синдромом Патау выражена микроцефалия, часто наблюдаются проблемы с сердцем, помутнение роговицы, расщеплено нёбо, ушные раковины несколько деформированы.
Основной причиной синдрома Эдвардса также является анеуплоидия — трисомия по 18-й хромосоме. Более 90 % детей с этим заболеванием погибают от остановки сердца в первый год жизни, остальные страдают тяжелой формой олигофрении и практически необучаемы.
Трисомия по 16-й хромосоме встречается чаще, чем любая другая анеуплоидия. Это генетическое нарушение летально, плод погибает в утробе матери в течение первых трех месяцев беременности.
Анеуплоидия у человека может проявляться редким генетическим заболеванием — синдромом Варкани, трисомией по 8-й хромосоме. Основные симптомы — умственная отсталость, пороки сердца, аномалии скелета.
Анеуплоидии половых хромосом
Разновидность анеуплоидии, которая не всегда приводит к тяжелым последствиям, — трисомия по Х-хромосоме. Такое нарушение бывает только у женщин. Трисомия по Х-хромосоме встречается относительно часто — у 0,1 % женщин. Заболевание может никак не проявляется в течении всей жизни, что и происходит примерно в 30 % случаев. Для остальных 70 % процентов характерны следующие симптомы: дислексия, аграфия, речевые и двигательные нарушения. Применяемое в таких случаях симптоматическое лечение весьма эффективно и помогает полностью или частично устранить эти симптомы.
Другие аномалии, связанные с количеством половых хромосом, гораздо более серьезны. К ним относятся синдром Шерешевскоро — Тернера, частный случай анеуплоидии, при котором в кариотипе женщины — только одна Х-хромосома вместо нормальных двух. Симптомы — задержка психического развития, низкий рост, нарушение развития половых органов, возможна легкая форма умственной отсталости.
Существует еще одно серьезное заболевание, причиной которого является анеуплоидия. Это синдром Клайнфельтера — наличие одной или нескольких дополнительных Х- или У-хромосом у мужчин. Симптомы не проявляются до начала полового созревания. Почти у половины больных симптомов нет в течение всей жизни, у других наблюдается гинекомастия, ожирение, бесплодие. В редких случаях отмечается олигофрения.
Причины анеуплоидии
Анеуплоидия возникает из-за того, что во время мейоза гомологичные хромосомы не разделились и вместо одной в гамету попала пара хромосом или не попала ни одна. Если в одной гамете количество хромосом нормальное, а в другой — аномальное, то кариотип зиготы будет аномальным.
Неразделение гомологических хромосом может произойти из-за неблагоприятных условий окружающей среды, воздействия токсинов различной природы. Но чаще всего причина в наследственности: в семьях, где уже были случаи анеуплоидии, риск рождения ребенка с аномальным кариотипом выше, чем у здоровых родителей.
Частота
Можно сказать, что базовый риск хромосомных болезней-анеуплоидий в среднем невелик, так как все генетические заболевания относятся к категории редких. Общая вероятность рождения ребенка с аномалией кариотипа оставляет 5 % в случае, если оба родителя здоровы. Если один из родителей имеет какую-либо патологию кариотипа, вероятность рождения больного ребенка возрастает.
Частота анеуплоидий зависит от хромосомы. Самая распространенная патология кариотипа — синдром Клайнфельтера, анеуплоидия половой хромосомы, частота 1 на 500 новорожденных мальчиков, наиболее редкая — синдром Варкани, анеуплоидия 8-й хромосомы, частота 1:50 000.
Лечение
Лечение анеуплоидий всегда симптоматическое. При синдроме Шерешевского — Тернера отмечается низкий рост и недостаток женских половых гормонов, потому для лечения применяются анаболические стероиды.
При синдроме Дауна лечение сводится к занятиям с больным по специальным программам, направленным на развитие когнитивных способностей.
Больные с синдромом Варкани редко доживают до 20 лет. Со временем появляются новые анатомические изменения, прогрессирует умственная отсталость. При необходимости прибегают к оперативному вмешательству для коррекции состояния позвоночника и лечения контрактур.
Если у девочек с трисомией по Х-хромосоме наблюдается задержка речевого развития, может понадобиться консультация логопеда. В случае проблем с письмом и чтением стоит обратиться к специалисту по дислексии.
Синдром Клайнфельтера не всегда влияет на качество жизни пациентов. В редких случаях отмечается умственная отсталость. В зависимости от ее степени (легкая, средняя, тяжелая) разрабатывается индивидуальная программа обучения. Если проявляется гинекомастия, снижение половой функции, бесплодие, то прибегают к гормональной терапии.
Диагностика
Выявить генетические заболевания плода можно с использованием ряда методов (ультразвуковое обследование, метод биохимических маркеров).
С помощью ультразвукового исследования можно выявить у плода синдром Дауна на ранней стадии развития.
Неинвазивная пренатальная диагностика анеуплоидий является безопасным и точным методом определения возможных аномалий кариотипа. Суть метода проста — специалист исследует фрагменты ДНК ребенка, находящиеся в крови матери. Инвазивная диагностика анеуплоидий является более точным методом, но так как он несет риск самопроизвольного прерывания беременности, к нему прибегают только в крайних случаях.
Факторы, увеличивающие вероятность анеуплоидий
Последние исследования доказали, что наблюдается определенная корреляция между возрастом матери и вероятностью рождения ребенка с синдромом Дауна, синдромом Патау или синдромом Эдвардса. Чем старше женщина, тем выше вероятность рождения у нее ребенка с аномальным кариотипом.
Какие именно факторы играют решающую роль в развитии анеуплоидии половых хромосом, неизвестно. Предполагается, что ключевая роль в таких случаях принадлежит наследственности.
Источник
Анеуплоидия – изменение набора хромосом, при котором их число в клетках не соответствует норме. Анеуплоидия – собирательное понятие: оно объединяет заболевания, вызванные увеличением числа хромосом, и заболевания, вызванные уменьшением их количества.
Нормальный человеческий геном состоит из 46 хромосом (23 пары): 22 пары представлены аутосомами (хромосомами, одинаковыми для мужских и для женских организмов), 1 пара – хромосомы, определяющие пол. Так, если пара половых хромосом представлена комбинацией ХХ, пол будет женским, а если XY – мужским.
Анеуплоидия аутосом с недостаточным числом хромосом, как правило, вызывает эмбриональные пороки развития, не совместимые с жизнью, и является наиболее частой причиной самопроизвольных абортов (выкидышей) на ранних сроках беременности, в период формирования внутренней структуры будущего организма.
Из зиготы с увеличенным числом аутосом способны развиваться жизнеспособные особи; при рождении у этих детей диагностируются множественные резко выраженные аномалии развития.
Анеуплоидия половых хромосом обычно влечет не такие критические последствия.
Анеуплоидия – изменение набора хромосом, при котором их число в клетках не соответствует норме
Причины и факторы риска
Заболевания, вызванные количественным изменением хромосомного набора, возникают в результате сбоев при расхождении хромосом в митозе или мейозе. В данном случае одна или несколько пар хромосом не расщепляются, и при делении ядра клетки оба члена пары направляются к одному и тому же полюсу, что приводит к образованию дефектной половой клетки (сперматозоида или яйцеклетки) с недостаточным или избыточным количеством хромосом.
При слиянии подобной клетки с нормальной гаметой, несущей стандартный хромосомный набор, образуется зигота с нечетным числом хромосом: вместо 2 в одной из пар их определяется 3 или 1. В редких случаях одна из хромосомных пар может отсутствовать или полностью дублироваться.
Согласно статистическим данным, частота встречаемости хромосомных аномалий у живорожденных детей составляет менее 1%, у мертворожденных, родившихся в срок, – около 5%, при самопроизвольном прерывании беременности на раннем сроке – 50–70%. Риск появления ребенка с анеуплоидией составляет около 5%, даже если оба родителя здоровы.
Определить анеуплоидию при внутриутробном развитии плода позволяет пренатальный скрининг. Он проводится дважды: первый скрининг – в 10-14, второй – в 16-20 недель беременности.
У некоторых женщин вероятность развития анеуплоидных эмбрионов выше, что связывают с дефектом гена PLK4. У здоровых мужчин от 1 до 4% сперматозоидов имеют анеуплоидный набор хромосом.
Факторы риска:
- возраст матери старше 35 лет (после 45 лет каждая 5-я беременность завершается рождением ребенка с хромосомной болезнью);
- патологические беременности и многократные спонтанные аборты (особенно на ранних сроках) в анамнезе;
- отягощенный семейный анамнез (диагностированные генетические патологии);
- употребление запрещенных веществ;
- злоупотребление табаком, алкоголем;
- воздействие токсических агентов (акридиновых красителей, алкилирующих агентов, органических растворителей, пестицидов, продуктов переработки нефти, бензола, биополимеров и т. п.);
- воздействие ионизирующего излучения;
- неблагоприятные условия окружающей среды;
- фармакотерапия некоторыми препаратами (цитостатиками, препаратами ртути, иммунодепрессантами, некоторыми алкалоидами);
- перенесенные вирусные инфекции (корь, краснуха, грипп).
Формы заболевания
В зависимости от характеристики вовлеченных хромосом анеуплоидия может быть:
- аутосомной;
- половой.
Исходя из числа вовлеченных хромосом, выделяют следующие формы анеуплоидии:
- нуллисомия (отсутствие 1 пары хромосом – 22-й);
- моносомия (отсутствие 1 из парных хромосом – недостающая хромосома);
- трисомия (пара, состоящая из 3 хромосом вместо 2, – добавочная хромосома);
- тетрасомия (пара, состоящая из 4 хромосом вместо 2, – 2 добавочные хромосомы);
- пентасомия (пара, состоящая из 5 хромосом вместо 2, – 3 добавочные хромосомы).
В случае сохранного количественного набора иногда говорят о частичной моносомии, если в одной из хромосом присутствуют значительные повреждения с потерей большей части.
Нуллисомия несовместима с жизнью.
Аутосомная моносомия несовместима с жизнью. Крайне редко рождаются жизнеспособные дети с множественными аномалиями развития, они погибают в первые дни жизни. Моносомия половой Y-хромосомы также несовместима с живорождением. Самая распространенная моносомия половой Х-хромосомы – синдром Шерешевского – Тернера.
Анеуплоидия аутосом с недостаточным числом хромосом является наиболее частой причиной самопроизвольных абортов (выкидышей) на ранних сроках беременности.
Трисомия – самая распространенная форма анеуплоидии. Наиболее часто поражается 16-я пара аутосом (приблизительно 1% всех беременностей), эмбрион в этом случае нежизнеспособен, погибает в течение первого триместра внутриутробного развития. Жизнеспособным является ребенок, рожденный с патологией 21-й пары хромосом; данное состояние называется синдромом Дауна.
Анеуплоидия по половым хромосомам
Другие (менее распространенные) аутосомные трисомии характеризуются множественными пороками развития, в том числе тяжелой олигофренией; речь идет о трисомии 18-й пары, или синдроме Эдвардса (60% детей умирает в возрасте до 3 месяцев, до 1 года доживает лишь 5–10%), и трисомии 13-й пары, или синдроме Патау (95% детей умирает в течение первого года жизни).
Тетра- и пентасомия встречаются крайне редко, в среднем с частотой 1:18 000-1:100 000. Беременности при данных аномалиях развития эмбриона самопроизвольно прерываются на ранних этапах, живорождение практически невозможно.
Симптомы
Синдром Шерешевского – Тернера (моносомия Х-хромосомы у женщин), частота встречаемости – 1:5000, проявляется следующим:
- низкий рост (140-145 см), отставание в физическом развитии;
- негармоничное телосложение;
- укороченная массивная шея;
- широкая грудная клетка с развитой мускулатурой;
- множественные родинки, родимые пятна на фоне неизмененной кожи;
- «готическое небо»;
- крыловидные складки кожи в области шеи;
- различные костные и суставные деформации (кистей рук, локтевых и тазобедренных суставов, позвоночника, аномалии роста зубов);
- анатомическое и гистологическое недоразвитие половых органов и их гипофункция;
- артериальная гипертензия и пороки сердца (в 30% случаев);
- незначительное опущение века, косоглазие, наличие «третьего века», нарушения зрения;
- аномалии строения ушных раковин, незначительные нарушения слуха;
- сохранение или незначительно снижение интеллекта, преобладает психический инфантилизм с эйфоричными проявлениями.
Для синдрома (болезни) Дауна, или трисомии 21-й пары хромосом (в среднем – 1 случай на 700-1000 родов), характерны:
- «плоское» лицо, скошенный затылок, аномалия развития черепа (короткоголовость);
- кожная складка на задней поверхности шеи, массивная, короткая шея;
- наличие «третьего века»;
- пониженный мышечный тонус;
- короткие конечности;
- особенности кистей (короткие пальцы, искривленные мизинцы, отсутствие линий на ладонях – одна поперечная, так называемая обезьянья, складка);
- постоянно приоткрытый рот;
- «готическое небо»;
- уплощенная переносица, короткий нос;
- пороки развития внутренних органов (пороки сердца, органов зрения, ЖКТ, нервной системы);
- снижение интеллекта различной степени.
Основные признаки синдрома Дауна
Синдром Кляйнфельтера (трисомия половой Х-хромосомы у мужчин) встречается сравнительно нередко, в среднем с частотой 1:500-1:700, диагностируется при наступлении полового созревания. Когнитивные нарушения у таких пациентов отсутствуют или представлены в легкой степени (по разным данным, 25–50% случаев). Основные симптомы:
- высокий рост (около 180 см);
- диспропорционально длинные конечности;
- высокая талия;
- хрупкое, евнухоидное телосложение с широкими бедрами и узкими плечами;
- редкий волосяной покров на теле и лице;
- жировые отложения на теле по женскому типу;
- аномально малые размеры половых органов;
- возможное двустороннее безболезненное увеличение грудных желез;
- бесплодие.
Читайте также:
Анималотерапия: 6 видов лечения с помощью животных
7 мифов о поздней беременности
8 заблуждений о суррогатном материнстве
Диагностика
Основной способ диагностики хромосомных аберраций – кариотипирование, то есть изучение набора хромосом.
Риск появления ребенка с анеуплоидией составляет около 5%, даже если оба родителя здоровы.
В случае дородовой диагностики возможных хромосомных нарушений плода используют несколько методик:
- УЗ-диагностика;
- биохимическое исследование крови матери на наличие специфических маркеров (хорионического гонадотропина (ХГЧ), плацентарного протеина (РАРР-А), альфа-фетопротеина, свободного эстриола);
- неинвазивный пренатальный ДНК-тест крови матери;
- анализ кариотипа клеток плода (цитогенетический анализ);
- хромосомный микроматричный анализ (ХМА).
Кариотипирование клеток плода и ХМА являются инвазивными методиками; иными словами, они предполагают инструментальное проникновение в полость беременной матки с целью забора биологического материала и применяются только при неблагополучном генетическом анамнезе или косвенных признаках хромосомных нарушений, полученных при использовании неинвазивных методик.
Изучение набора хромосом или кардиотипирование – основной метод диагностики анеуплоидии
Пренатальная диагностика проводится дважды за время беременности: первый скрининг – в 10-14, второй – в 16-20 недель беременности.
Лечение
Фармакотерапевтическая коррекция хромосомных нарушений на настоящем этапе развития медицины невозможна.
Пациентам с хромосомными нарушениями рекомендуются:
- симптоматическая терапия для лечения сопутствующих состояний и осложнений основного заболевания;
- заместительная гормонотерапия;
- хирургическая коррекция косметических недостатков и дефектов, отрицательно влияющих на качество жизни.
Возможные осложнения и последствия
Осложнения анеуплоидий – интенсивно прогрессирующие пороки развития:
- артериальная гипертензия;
- пороки сердца;
- болезнь Альцгеймера;
- эписиндром;
- злокачественные заболевания крови;
- иммунодефицитные состояния;
- острая почечная недостаточность;
- катаракта;
- заболевания щитовидной железы;
- сахарный диабет;
- остеопороз; и др.
Прогноз
Прогноз для пациентов с синдромом Шерешевского – Тернера весьма благоприятен при отсутствии инвалидизирующих пороков развития систем и органов. Проведение заместительной гормональной терапии позволяет существенно повысить качество жизни.
У здоровых мужчин от 1 до 4% сперматозоидов имеют анеуплоидный набор хромосом.
Прогноз для пациентов с трисомией 21 (синдромом Дауна) достаточно благополучный: средняя продолжительность жизни при полноценном медицинском сопровождении – 45-50 лет. При всестороннем развитии и квалифицированном уходе дети хорошо социализируются, осваивают школьную программу в ограниченном объеме. Описаны случаи получения людьми с данной патологией университетского образования.
Прогноз для пациентов с синдромом Кляйнфельтера благоприятный.
Профилактика
В целях профилактики применяются:
- медико-генетическое консультирование пар, относящихся к группам риска (старше 35 лет, с отягощенным анамнезом), на этапе планирования беременности;
- ранняя пренатальная неинвазивная диагностика, которая позволяет не допустить рождение ребенка с серьезными пороками развития;
- уменьшение влияния негативных факторов риска.
Видео с YouTube по теме статьи:
Информация является обобщенной и предоставляется в ознакомительных целях. При первых признаках болезни обратитесь к врачу. Самолечение опасно для здоровья!
Источник