- Краткое описание
- Краткое изложение ключевых моментов
- Генетика и врожденные дефекты
- Нарушения развития: причины, механизмы и закономерности
- Хромосомные дефекты
- Аномалии числа хромосом
- Трисомия 21
- Трисомия 18
- Трисомия 13
- Синдром Тернера (45, X)
- Синдром Клайнфельтера (47, XXY)
- Триплоидия
- Аномалии структуры хромосом
- Другие типы хромосомных перестроек
- Нарушения, связанные с одним Геном
- Аутосомно-доминантное наследование
- Пенетрантность и экспрессия
- Аутосомно-рецессивные заболевания
- Х-сцепленное наследование
- Другие Новые генетические механизмы
- Многофакторное наследование
- Тератология
- Признанные тератогенные агенты
- Материнские инфекции
- Лекарства
- Радиация
- Болезни матери
- Механические факторы
- Генетическое Консультирование
- Генетический скрининг во время беременности
- Скрининг носителей (гетерозигот) на наличие нарушений с одним геном
- Болезнь Тея-Сакса
- Муковисцидоз
- Скрининг структурных врожденных дефектов
- Альфа-фетопротеин и открытые дефекты нервной трубки
- Повышенный уровень Альфа-фетопротеина в сыворотке крови Матери
- Другие аномалии и повышенный уровень альфа-фетопротеина
- Хромосомная анеуплоидия плода
- Оценка риска в Первом триместре беременности
- Оценка риска во Втором триместре беременности
- Сонографические “Мягкие маркеры” Анеуплоидии
- Комбинированная оценка риска в Первом и Втором триместрах беременности
- Бесклеточный скрининг ДНК
- Пренатальный скрининг при многоплодной беременности
- Осложнения беременности в третьем триместре после скрининга аномальной сыворотки
- Генетическая диагностика при беременности
- Генетическое консультирование Перед процедурами пренатальной диагностики
- Методы пренатальной диагностики
- Амниоцентез
- Забор ворсинок хориона
- Множественные беременности
- Частота постпроцедурных потерь при многоплодной беременности
- Выборочное прерывание многоплодной беременности
- Забор крови плода и биопсия других тканей плода
- Предимплантационная генетическая диагностика
- Пренатальное тестирование на врожденные пороки развития
- Методы генетического анализа
- Идентификация хромосом
- Флуоресцентная гибридизация in Situ
- Молекулярные методы анализа ДНК
- Хромосомный микрочип
Краткое описание
- Генетика и врожденные дефекты, 25
- Нарушения развития: причины, механизмы и закономерности, 25
Краткое изложение ключевых моментов
- •
В популяции от 2% до 3% новорожденных имеют врожденный порок развития или генетическое заболевание, выявленное при рождении.
- •
Несмотря на достижения в генетике, причина более половины врожденных аномалий человека остается неизвестной.
- •
Хромосомные аномалии присутствуют примерно у 0,9% новорожденных и включают аномалии числа хромосом, а также аномалии структуры хромосом.
- •
Эмбрион наиболее чувствителен к тератогенным воздействиям между 3 и 8 неделями развития.
- •
Современные доступные инструменты для скрининга анеуплоидии плода включают скрининг бесклеточной ДНК, различные формы множественного маркерного скрининга с анализируемыми веществами сыворотки крови матери в первом и втором триместрах беременности и ультразвуковые измерения, включая прозрачность затылка.
- •
Распространенность многих заболеваний, связанных с одним геном, зависит от расы и этнической принадлежности, и тестирование часто рекомендуется в зависимости от индивидуальных особенностей пациента.
- •
Расширенный скрининг носителей, включающий панели для одновременного тестирования на большое количество генетических заболеваний, все чаще используется для пренатального генетического скрининга.
- •
Забор ворсинок хориона (CVS) и амниоцентез обычно используются для пренатальной диагностики и могут предоставить ткани для таких тестов, как флуоресцентная гибридизация in situ (FISH), кариотипирование, анализ хромосомных микрочипов (CMA) и тесты на основе ДНК.
- •
Частота потерь, связанных с CVS и амниоцентезом, оценивается в диапазоне от 1/500 до 1/1000 и снижается с опытом врача.
- •
Многие структурные аномалии плода связаны с повышенным риском анеуплоидии, а также вариантов числа копий, обнаруживаемых с помощью хромосомного микрочипа.
Генетические заболевания часто считаются настолько редкими, что средний практикующий врач редко с ними сталкивается. Однако растущие знания и технологические достижения в области генетического тестирования продемонстрировали, что это далеко не так. Доступность пренатальной диагностики широкого спектра заболеваний продолжает расти благодаря достижениям в области генетики. Кроме того, был достигнут прогресс в проведении популяционных скрининговых тестов для выявления пар, являющихся носителями генетического заболевания. Новые методы, такие как бесклеточный ДНК-скрининг, также существенно изменили область пренатальной диагностики. Эти улучшения в пренатальном скрининге и диагностике означают, что гораздо больше пар из группы риска могут иметь здоровых детей. В дополнение к репродуктивному выбору, скрининг носителей и диагностическое тестирование плода предоставляют важную возможность для подготовки семьи и места родов к рождению плода с известным генетическим заболеванием.
Ультразвук играет центральную роль в проведении пренатального скрининга и диагностики. Ультразвук не только является ключом к проведению процедур пренатальной диагностики, но и, как было показано, интеграция программы пренатальной диагностики, основанной на генетике, повышает точность диагноза по сравнению с одним только ультразвуком. Эта глава включает обсуждение генетики с акцентом на последние достижения, относящиеся к пренатальной диагностике, и описание текущих стратегий генетического тестирования с акцентом на то, как генетический скрининг и сонография в совокупности способствуют постановке точной пренатальной диагностики.
Генетика и врожденные дефекты
Согласно большинству исследований, от 2% до 3% живых новорожденных имеют врожденный порок развития. Если учитывать врожденные дефекты, отмеченные в первые годы жизни, то эта частота увеличивается почти вдвое. В связи со снижением младенческой смертности в Соединенных Штатах от инфекций и недоедания врожденные пороки развития в настоящее время являются ведущей причиной младенческой смертности (> 20%) и являются причиной более чем 30% случаев госпитализации в отделения интенсивной терапии. Врожденные дефекты варьируются от дефицита ферментов, вызванного мутациями в одном гене, до сложных ассоциаций структурных дефектов. Континуум между чисто биохимическими аномалиями и структурными врожденными дефектами включает нарушения структуры, функции, метаболизма и поведения.
Врожденные дефекты являются результатом взаимодействия между генетическим составом эмбриона и средой, в которой он развивается. Основная информация о развитии закодирована в генах, но генотип подвергается влияниям окружающей среды, которые могут повлиять на наблюдаемый фенотип. В некоторых случаях генетическая информация проявляется независимо от окружающей среды, тогда как в других экологические причины препятствуют нормальному развитию, несмотря на нормальный генотип. Хотя некоторые процессы в первую очередь связаны с окружающей средой, а другие — в основном с генетикой, различия между ними не идеальны.
Несмотря на значительные достижения и исследования за последние несколько десятилетий, причина более чем половины врожденных аномалий человека остается неизвестной. Из тех, у которых установлена причина, примерно от 15% до 20% являются аутосомно-генетическими заболеваниями, а 20% имеют цитогенетическое происхождение. Считается, что менее 1% аномалий являются результатом приема тератогенных препаратов. Некоторые из оставшихся дефектов связаны с другими воздействиями окружающей среды во время беременности, включая инфекционные агенты (3%), болезненные состояния матери (4%), механические проблемы (1-2%), облучение и неизвестные причины окружающей среды. Остальные заболевания вызваны неизвестными или сложными причинами (многофакторными, полигенными, спонтанными ошибками развития и синергическими взаимодействиями тератогенов) ( рис. 2-1 ).

РИС. 2-1
Распространенность генетических заболеваний среди населения.
(Из книги Карлсона Б.М. «Эмбриология человека и биология развития», 3-е изд. Филадельфия, Mosby / Elsevier, 2004, использовано с разрешения.)
Нарушения развития: причины, механизмы и закономерности
Дисморфологи часто классифицируют ошибки в морфогенезе в соответствии с лежащим в основе патогенезом ( рис. 2-2 ). Пороки развития — это дефекты в структуре органа, возникающие в результате определенной первичной аномалии развития, такой как врожденный порок сердца или нервной трубки (NTD). Деформации — это аномалии формы или положения, вызванные механическими воздействиями, такими как внутриутробное формирование или стеснение. Факторы, приводящие к деформациям, могут быть внешними (например, маловодие из-за разрыва мембран) или внутренними (например, маловодие из-за агенезии почек). Деформации могут возникать и постнатально; например, у младенца может развиться плоская голова из-за того, что он спит в одном положении. Нарушение — это морфологический дефект, возникающий в результате разрушения ранее нормальной ткани. Нарушения могут быть вызваны внешними факторами, внутренними вмешательствами в процесс развития или сосудистыми нарушениями. Примеры нарушений включают ампутации из-за амниотических полос, а также гастрошизис и порэнцефалию, которые, как считается, являются результатом внутриутробных сосудистых нарушений.

РИС. 2-2
Ошибки морфогенеза. Дополнительные пояснения см. В тексте.
(Из книги Найхана В.Л. «Структурные аномалии: клинические симпозиумы». CIBA-GEIGY, том 42, № 2, 1990, таблица 1, используется с разрешения.)
Последовательность — это набор множественных аномалий, возникающих в результате одной первичной аномалии или механического фактора; это может быть порок развития, деформация или нарушение. Примером может служить последовательность Поттера, при которой маловодие по любой причине приводит к схожим признакам сдавления плода: характерным чертам лица и неправильному положению рук и ног. Синдром — это совокупность множественных аномалий, которые, как известно, имеют общую специфическую причину. Примером может служить синдром Дауна (DS), который вызван наличием дополнительной копии 21-й хромосомы. Наконец, термин ассоциация используется, когда два или более признака встречаются вместе чаще, чем ожидалось, случайно, но причина для которых не была доказана. Распространенным примером является ассоциация VACTERL (дефекты позвонков, атрезия заднего прохода, пороки сердца, трахеопищеводный свищ с атрезией пищевода, аномалии почек и конечностей). Этот термин не подразумевает конкретную первопричину, а скорее побуждает к поиску конкретных других дефектов при выявлении одного компонента связи.
Хромосомные дефекты
Хромосомные аномалии встречаются примерно у 0,9% новорожденных, и, по оценкам, по крайней мере 10-15% зачатий являются хромосомно ненормальными. Хромосомные аномалии являются основной причиной невынашивания беременности, и по меньшей мере 95% хромосомно аномальных зачатий теряются раньше срока. Аномалии, наблюдаемые при абортах, отличаются от аномалий, наблюдаемых у живорожденных младенцев, потому что наиболее серьезные хромосомные аномалии приводят к ранней остановке развития, в то время как менее серьезные аномалии приводят к более мягким фенотипам, которые позволяют дожить до более поздних сроков беременности или даже родить живьем. Наиболее распространенными аномалиями, наблюдаемыми при самопроизвольных абортах в первом триместре, являются 45,X и 47,+16 (трисомия 16). Полная трисомия 16 никогда не встречается у живорожденных, в то время как менее 1% зачатий с 45,X доживают до срока.
Хромосомные аномалии могут быть числовыми или структурными. Они могут включать одну или несколько аутосом (хромосомы с номерами 1-22), половые хромосомы или обе одновременно. Анеуплоидия относится к наличию аномального количества хромосом и почти всегда связана с аномалиями физического и когнитивного развития. Транслокации , обмен сегментами между негомологичными хромосомами, относительно распространены и могут быть сбалансированными, при которых присутствует соответствующее количество хромосомного материала, но перестроены или несбалансированы, при которых часть хромосомного материала приобретается или теряется. Особи со сбалансированной транслокацией чаще всего фенотипически нормальны, если только в критическом гене не происходит перестройки и не нарушается его функция. Лица с несбалансированной перестройкой чаще всего имеют некоторые фенотипические последствия, включая умственную отсталость и структурные врожденные дефекты, в результате того, что они трисомны для одного сегмента и моносомны для другого. Многие аутосомные транслокации уникальны, с некоторыми вариациями в экспрессии дополнительного или отсутствующего генетического материала. AРобертсоновская транслокация — это перестройка, которая затрагивает любую из пяти акроцентрических хромосом, а именно 13, 14, 15, 21 и 22. Частота сбалансированных робертсоновских транслокаций в общей популяции составляет 1/1000 и повышает риск соответствующих трисомий (чаще всего трисомий 21 и 13) у потомства сбалансированных носителей. Сбалансированные носители являются фенотипически нормальными и часто осознают перестройку только тогда, когда у них наступает беременность с аномальным кариотипом, повторяющимися выкидышами или мужским бесплодием.
Аномалии числа хромосом
Анеуплоидия является наиболее распространенным клинически значимым типом хромосомной аномалии человека и встречается в 3-4% выявленных беременностей. Нарушение митоза или мейоза является причиной большинства анеуплоидий. Известно, что отсутствие мейотического разрыва у матери увеличивается с возрастом матери, и, следовательно, риск получения анеуплоидного потомства также увеличивается с возрастом матери ( Таблица 2-1 ). Как трисомия, наличие трех копий отдельной хромосомы, так и моносомия, наличие единственной копии хромосомы, обычно имеют значительные фенотипические последствия. Моносомия встречается реже, чем трисомия, потому что эта ситуация, как правило, несовместима с жизнью. Теоретически трисомия или моносомия по любой хромосоме могут иметь место, но на практике некоторые из них наблюдаются гораздо чаще, чем другие ( Таблица 2-2 ). Это связано с тем, что большинство анеуплоидий несовместимы с жизнью, а анеуплоидные эмбрионы самопроизвольно прерываются на очень ранних сроках беременности. Некоторые хромосомные аномалии, например, трисомия 8, проявляются при рождении только в мозаичной форме, и полная трисомия, вероятно, приводит к летальному исходу. Мозаицизм определяется как наличие двух разных клеточных линий с разными генотипами у одного и того же человека. Мозаицизм не всегда вреден, но может привести к аномальному фенотипу в зависимости от степени и типа пораженной ткани. Также возможен полный дополнительный набор или наборы хромосом, полиплоидия, но она несовместима с долгосрочной выживаемостью.
ТАБЛИЦА 2-1
Риск хромосомных аномалий у живорожденных младенцев
Возраст матери (Годы) | Риск развития синдрома Дауна | Общий риск хромосомных аномалий * |
---|---|---|
20 | 1/1667 | 1/526 |
21 | 1/1667 | 1/526 |
22 | 1/1429 | 1/500 |
23 | 1/1429 | 1/500 |
24 | 1/1250 | 1/476 |
25 | 1/1250 | 1/476 |
26 | 1/1176 | 1/476 |
27 | 1/1111 | 1/455 |
28 | 1/1053 | 1/435 |
29 | 1/1000 | 1/417 |
30 | 1/952 | 1/384 |
31 | 1/909 | 1/384 |
32 | 1/769 | 1/323 |
33 | 1/625 | 1/286 |
34 | 1/500 | 1/238 |
35 | 1/385 | 1/192 |
36 | 1/294 | 1/156 |
37 | 1/227 | 1/127 |
38 | 1/175 | 1/102 |
39 | 1/137 | 1/83 |
40 | 1/106 | 1/66 |
41 | 1/82 | 1/53 |
42 | 1/64 | 1/42 |
43 | 1/50 | 1/33 |
44 | 1/38 | 1/26 |
45 | 1/30 | 1/21 |
46 | 1/23 | 1/16 |
47 | 1/18 | 1/13 |
48 | 1/14 | 1/10 |
49 | 1/11 | 1/8 |
Изменено из следующих источников: Hook EB, Cross PK, Schreinemachers DM: частота хромосомных аномалий при амниоцентезе и у живорожденных младенцев. JAMA 249: 2034, 1983 (возраст 33-49 лет); Ссылка EB: Частота хромосомных аномалий у матерей разного возраста. Obstet Gynecol 58:282, 1981.
* 47, XXX исключены лица в возрасте от 20 до 32 лет (данные отсутствуют).
ТАБЛИЦА 2-2
Популяционная частота специфических хромосомных нарушений
Расстройство | Частота на 1000 живорождений * |
---|---|
Трисомия 21 | 1.5 |
Трисомия 18 | 0.12 |
Трисомия 13 | 0.07 |
47,XXY (синдром Клайнфельтера) | 1.5 |
45.X (синдром Тернера) | 0.4 |
Синдром XYY | 1.5 |
Синдром XXX | 0.65 |
От Harper PS: Практическое генетическое консультирование, 6-е изд. Лондон, издательство Arnold Publishers, 2004, стр. 66.
* Рождение детей соответствующего пола только при аномалиях половых хромосом.
Трисомия 21
Наиболее распространенной анеуплоидией, выявляемой при рождении, является трисомия 21, которая встречается примерно у 1/700 живорожденных ( рис. 2-3 ). Трисомия 21 возникает в результате отсутствия разрыва у матери во время мейоза в 95% случаев ДС; в остальных случаях это связано с транслокациями с участием 21 хромосомы. Анализ кариотипа пострадавшего индивидуума позволяет провести различие между причинами, не связанными с разрывом, и причинами транслокации. Лица с ДС по любой причине имеют характерный фенотип, который включает отличительные черты лица, включая гипоплазию средней части лица и косые глазные щели, невысокий рост, брахицефалию, короткую шею с избыточной кожей на затылке, короткие широкие кисти с единственной поперечной ладонной складкой и гипотонию. Другие данные включают умственную отсталость, повышенный риск развития острого миелоидного лейкоза в первые 3 года жизни и дисфункцию щитовидной железы. Врожденные пороки сердца (ВПС) регистрируются у 44-58% пораженных новорожденных и вносят важный вклад в заболеваемость и летальность. Другие структурные врожденные дефекты, связанные с этим диагнозом, включают гидронефроз и атрезию двенадцатиперстной кишки.

РИС. 2-3
Кариотип трисомии 21. Кариотип женщины с G-полосой с трисомией 21 (синдром Дауна; 47, XX,+21).
(Любезно предоставлено доктором Цзинвэй Ю, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния)
Риск рецидива трисомии 21 (или других аутосомных трисомий) составляет примерно 1% после рождения у пары одного такого ребенка с анеуплоидией, не связанной с разрывом. Несмотря на частые запросы, нет показаний для оценки хромосом родителей после рождения ребенка с трисомией 21, если только это не связано с транслокацией. Наличие в анамнезе ДС у кого-либо в семье не увеличивает риск рождения ребенка с хромосомной аномалией при условии отсутствия семейной транслокации.
Трисомия 18
Трисомия 18 встречается примерно у 1/8000 живорожденных, но гораздо чаще встречается при зачатии, причем примерно в 95% таких случаев происходит самопроизвольный аборт или мертворождение. Послеродовая выживаемость невелика, и большинство живорожденных новорожденных умирает в раннем младенчестве. Характерные находки включают пороки развития сердца, тяжелую умственную отсталость, ограничение роста, выступающий затылок, доликоцефалию, маленькую нижнюю челюсть, короткую грудину, сжатые в кулаки пальцы с наложением друг на друга и ноги-качалки. Кисты сосудистого сплетения чаще выявляются в этой популяции, хотя большинство плодов, у которых обнаружены кисты сосудистого сплетения, не являются анеуплоидными.
Трисомия 13
Трисомия 13 встречается примерно у 1/20 000 живорождений. Среди беременностей с этим диагнозом высока частота мертворождений, а те, кто рождается живым, обычно умирают в раннем младенчестве. Фенотип включает дефекты средней линии, включая тяжелые пороки развития центральной нервной системы (ЦНС), такие как голопрозэнцефалия, тяжелая умственная отсталость, ограничение роста, заячья губа и небо, микрофтальмия, омфалоцеле, полидактилия, сжатые кисти с перекрывающимися пальцами, ИБС и почечные аномалии, такие как поликистоз почек.
Синдром Тернера (45, X)
Хотя моносомия по целой хромосоме почти всегда приводит к летальному исходу, важным исключением является моносомия X (45,X), которая приводит к синдрому Тернера. По оценкам, синдром Тернера встречается в 1-2% всех случаев зачатия, но большинство из них заканчивается выкидышем, в результате чего частота живорождений составляет от 1/2000 до 1/3000. Женщины с синдромом Тернера имеют характерный фенотип, который включает в себя низкий рост, перепончатую шею, периферический лимфедема при рождении, ИБС и аномалии почек. Другие признаки включают дисгенезию яичников с неспособностью развивать вторичные половые признаки и связанное с этим бесплодие. Внутриутробно у плодов с синдромом Тернера часто наблюдается повышенная прозрачность затылка или кистозная гигрома, лимфангиэктазии, структурные аномалии почек и ИБС, особенно левосторонние обструктивные поражения, такие как коарктация аорты. Женщины с синдромом Тернера обычно обладают нормальным интеллектом, хотя у них могут быть специфические нарушения в обучении.
Хромосомные аномалии, вызывающие синдром Тернера, различны. Только около 50% пациентов имеют нематодный кариотип 45,X. Примерно в 30-40% случаев наблюдается мозаицизм, чаще всего 45,X/46, XX или 45,X/46, XY. Пациенты с Y-хромосомой могут иметь неоднозначные гениталии и подвержены риску развития гонадобластомы в их дисгенетических гонадах. Структурные аномалии Х-хромосомы наблюдаются в 10-20% случаев и часто связаны с мозаицизмом. Тот факт, что у этих пациентов имеется более одной клеточной линии, может объяснять вариабельность фенотипа лиц, страдающих синдромом Тернера. В отличие от других обсуждаемых диагнозов, отсутствие расхождения, которое чаще всего приводит к синдрому Тернера, имеет отцовское происхождение и не связано с возрастом ни одного из родителей. При последующих беременностях нет повышенного риска для другого плода с хромосомной аномалией.
Синдром Клайнфельтера (47, XXY)
Синдром Клайнфельтера (47, XXY) встречается примерно у 1/1000 новорожденных мужского пола и является частой причиной первичного гипогонадизма. Мужчины с синдромом Клайнфельтера, как правило, высокого роста, с длинными руками и ногами. У них маленькие яички, и они стерильны из-за атрофии семенных канальцев. Гинекомастия встречается примерно в 30% случаев. Существует повышенный риск неспособности к обучению, при этом коэффициент интеллекта (IQ) примерно на 10-15 пунктов ниже, чем у здоровых братьев и сестер, хотя мужчины с синдромом Клайнфельтера обычно не имеют значительной умственной отсталости. Поскольку заболевание часто протекает незаметно, мужчинам часто впервые ставят диагноз в клиниках по лечению бесплодия. Это состояние обычно не выявляется по результатам пренатального ультразвукового исследования, поскольку оно не связано со структурными врожденными дефектами. В дородовых условиях синдром Клайнфельтера чаще всего выявляется случайно при диагностическом тестировании, проведенном во время беременности по другим показаниям.
Триплоидия
Триплоидия — это разновидность полиплоидии, которая определяется как целый дополнительный набор хромосом (69 хромосом на клетку). Триплоидия, как правило, является смертельным заболеванием и редко регистрируется при живорождении. Из тех плодов с триплоидией, которые родились живыми, дольше всех выжившие, о которых сообщалось, дожили до возраста менее 1 года. Врожденные аномалии, наблюдаемые при триплоидии, включают микрогнатию, выступающий лоб, относительную макроцефалию, низко посаженные уши неправильной формы, микрофтальмию, гипертелоризм, расщелину губы и неба, омфалоцеле, синдактилию и асимметричное развитие.
Дополнительный набор хромосом при триплоидной беременности может быть как материнского, так и отцовского происхождения. Триплоидия материнского происхождения возникает в результате оплодотворения диплоидной яйцеклетки гаплоидным сперматозоидом и может включать кариотип XXX или XXY. Триплоидия, происходящая от отца, может быть результатом оплодотворения гаплоидной яйцеклетки диплоидным сперматозоидом или двумя гаплоидными сперматозоидами и может иметь кариотип XXX, XXY или XYY.
Фенотип триплоидной беременности зависит от родительского источника дополнительного набора хромосом. Триплоиды с дополнительным набором отцовских хромосом имеют хорошо сформированный плод с аномальной плацентой и могут приводить к появлению частичных водянкообразных родинок. По определению, все беременности с частичным молярным зачатием являются триплоидными, но не у всех триплоидных плодов есть молярная плацента. У людей с дополнительным набором материнских хромосом плод обычно маленький, с ограниченным ростом и небольшой некистозной плацентой.
Аномалии структуры хромосом
Существует много типов аномалий структуры хромосом, но все они, как правило, являются результатом разрушения хромосом с последующей рекомбинацией в ненормальной конфигурации. В целом, структурные хромосомные аномалии встречаются примерно у 1/375 новорожденных. Реципрокные транслокации включают обмен сегментами между негомологичными хромосомами. Эти перестройки относительно распространены и могут быть сбалансированными (то есть присутствует соответствующее количество хромосомного материала), обычно приводящими к нормальному исходу, или несбалансированными, при которых часть хромосомного материала приобретается или теряется, что приводит к ненормальному исходу. Существует повышенный риск несбалансированных перестроек у потомства людей, несущих сбалансированные транслокации, что приводит к снижению фертильности и повышенному риску появления потомства со структурными пороками развития или умственной отсталостью.
Робертсоновская транслокация происходит, когда длинные плечи двух акроцентрических хромосом (хромосомы 13, 14, 15, 21 и 22) сливаются, а соответствующие два коротких плеча теряются. Поскольку короткие плечи этих хромосом не содержат существенного генетического материала (они состоят из множества копий генов рибосомной РНК), потеря этого материала не приводит к аномальному фенотипу у сбалансированного носителя робертсоновской транслокации. Фенотипом несбалансированной робертсоновской транслокации является либо выкидыш, либо ребенок с трисомным заболеванием, таким как трисомия 21 или трисомия 13, согласно дополнительному материалу. Наиболее распространенная транслокация по робертсону затрагивает хромосомы 14 и 21 и ответственна примерно за 5% случаев DS. Повторяемость транслокации DS зависит от того, была ли транслокация унаследована от родителя-носителя. В 75% случаев транслокация происходит de novo, и риск рецидива очень низок (<1%). Если транслокация была унаследована от родителя, несущего сбалансированную транслокацию 14; 21, вероятность рецидива составляет 10%, если носителем является мать, и около 2%, если носителем является отец.
Когда во время пренатальной диагностики у плода выявляется сбалансированная транслокация или другая перестройка, рекомендуется провести тестирование родителей. Если транслокация была унаследована от фенотипически нормального родителя, можно было бы предположить, что плод будет нормальным. Если реципрокная транслокация происходит как событие de novo, фоновый риск фенотипической аномалии увеличивается примерно вдвое. Считается, что это связано с тонким, необнаруживаемым хромосомным дисбалансом или нарушением работы генов в точке (точках) разрыва.
Другие типы хромосомных перестроек
Помимо транслокаций, существует несколько других типов несбалансированных хромосомных перестроек. К этим типам относятся делеции , которые происходят с потерей сегмента хромосомы, приводя к частичной моносомии. Такие делеции могут затрагивать один или несколько генов и ответственны за ряд клинически отличных синдромов микроделеции ( Таблица 2-3 ). Одним из наиболее распространенных является синдром делеции 22q, который встречается примерно у 1/4000 живорожденных. Делеция 22q является относительно частой причиной ИБС, особенно аномалий конотрункуса, таких как артериальный ствол и тетрада Фалло. Другие признаки включают расщелину неба, недостаточность глотки, пороки развития почек, характерные черты лица, иммунодефицит, гипокальциемию и трудности в обучении. У большинства особей (93%) делеция de novo идентифицирована с помощью микрочипов или FISH. Когда у человека диагностируется это заболевание, рекомендуется родительское тестирование из-за различной выраженности внутри семьи и небольшой вероятности того, что один из родителей является носителем заболевания в более легкой форме.
ТАБЛИЦА 2-3
Распространенные синдромы микроделеции
Синдром | Расположение | Частота |
---|---|---|
Прадер-Вилли | 15q11-13 | 1/10,000-1/30,000 |
Angelman | 15q11-13 | 1/12,000-1/20,000 |
Велокардиофациальная диагностика, Диджеордж | 22q11.2 | 1/4000 |
Смит-Магенис | 17p11.2 | 1/15,000-1/25,000 |
Уильямс | 7q11.23 | 1/7500 |
Алагилле | 20p12 | 1/30,000-1/50,000 |
Рубинштейн-Тайби | 16p13.3 | 1/100,000 |
WAGR * | 11p13 | 1/40,000 |
Миллер-Дикер | 17p13.3 | 1/85,000 |
Wolf-Hirschhorn | 4p16.3 | 1/50,000 |
Cri-du-chat | 5p15.2 | 1/20,000-1/50,000 |
Ретинобластома | 13q14.2 | 1/15,000-1/20,000 |
* Опухоль Вильмса, аниридия, аномалии мочеполовой системы, задержка развития.
Также происходятдупликации сегмента хромосомы, приводящие к частичной трисомии. Размер и область дублирования повышают риск аномального фенотипа, варьирующегося от нормального до значительных структурных дефектов и умственной отсталости.
Нарушения, связанные с одним Геном
Многие важные генетические заболевания возникают в результате мутации в одном гене. Грегор Мендель впервые описал принципы разделения и независимого ассортимента генов в своих известных экспериментах с садовым горошком. Эта работа привела к классическим описаниям аутосомно-доминантного (AD) и аутосомно-рецессивного (AR) наследования. Х-сцепленное наследование происходит при состояниях, кодируемых Х-хромосомой, и оно может быть как рецессивным, так и доминантным. На рисунке 2-4 показаны способы наследования; на рисунке 2-5 показаны родословные, демонстрирующие способы наследования.

РИС. 2-4
Способы наследования: A, аутосомно-рецессивный; B, аутосомно-доминантный; C, Х-сцепленный рецессивный; и D, Х-сцепленный доминантный паттерн наследования. Смотрите текст для пояснения.

РИС. 2-5
Родословные с диаграммами способов наследования. A, аутосомно-рецессивное наследование. B, аутосомно-доминантное наследование. C, X-сцепленное рецессивное наследование. Смотрите текст для получения дополнительной информации.
Завершение проекта «Геном человека» в 2003 году стало важной главой в закладке фундамента для изучения генов человека, диагностики и лечения генетических заболеваний. Хотя геном человека в настоящее время секвенирован, мы все еще не знаем, как большинство генов влияют на здоровье или болезнь. Однако мы все больше осознаем сложность генетики человека. Что касается клинической генетики, то мы значительно расширили наше понимание генетической гетерогенности и не совсем четкой связи одного гена с одним заболеванием. Теперь мы понимаем, что мутации в более чем одном генном локусе могут приводить к одному и тому же фенотипу и что несколько разных фенотипов могут быть результатом мутаций в одном и том же гене. Фенотипы также являются результатом взаимодействия генотипа с окружающей средой (включая другие гены), и существуют многочисленные явления, открытые достижениями в области генетических технологий, которые делают генетику гораздо более увлекательной, хотя и гораздо более сложной.
Аутосомно-доминантное наследование
При наследовании AD пораженные особи гетерозиготны по аномальному аллелю, который они передают 50% своего потомства, независимо от пола. В целом, примерно у 1/200 человек наблюдается БА, хотя отдельные состояния, как правило, редки.
Теоретически наследование AD является простым, но на самом деле существует множество факторов, влияющих на экспрессию генов, которые могут сделать оценку таких случаев чрезвычайно сложной. Консультирование семей по поводу расстройств БА требует рассмотрения таких механизмов, как частота новых мутаций, мозаицизм, состояния с поздним или изменяющимся возрастом начала, неполная пенетрантность и вариабельность выраженности. Нарушения АД могут быть унаследованы от больного родителя или могут быть результатом новой мутации, при этом риск варьируется в зависимости от каждого конкретного состояния. Возраст отца оказывает очевидное влияние на частоту таких новых мутаций ( рис. 2-6 ) и связан с повышенным риском нарушений АД, включая ахондроплазию и нейрофиброматоз (НФ). Текущий скрининг или диагностическое тестирование мужчинам в возрасте 45 лет и старше не рекомендуется, но показаны генетические консультации, обычное ультразвуковое исследование и обсуждение этого феномена.

РИС. 2-6
Возраст отца и риск аутосомно-доминантных заболеваний.
(Изменено по материалам Carlson B.M.: Human Embryology and Development Biology, 3-е изд. Филадельфия, Mosby / Elsevier, 2004.)
Если заболевание возникает в результате новой мутации, риск рецидива у брата или сестры, как правило, невелик. Однако индивидуум может быть мозаичным по мутации AD, что означает наличие клеток более чем одного генетического строения. При наличии мозаицизма зародышевой линии у человека, по-видимому, незатронутого, повышается риск заражения потомства. Считается, что мозаицизм зародышевой линии встречается примерно в 16% случаев перинатального летального расстройства несовершенного остеогенеза II типа, а также может возникать при Х-сцепленных заболеваниях, таких как мышечная дистрофия Дюшенна и гемофилия А. Это означает, что частота рецидивов увеличивается и составляет примерно от 1,3% до 4% при несовершенном остеогенезе.
Пенетрантность и экспрессия
Консультирование по вопросам риска рецидива и клиническую оценку нарушений АД еще больше усложняют феномены пенетрантности и вариабельной экспрессии. Данный индивидуум может иметь генотип заболевания, но может не выражать фенотип, если заболевание не является 100% проникающим, как в случае с ретинобластомой, которая поражает только около 90% индивидуумов, наследующих причинную мутацию. Возраст также является важным фактором, поскольку такое заболевание, как поликистоз почек, проявляется примерно на 80-90% к 20 годам и почти на 100% к 30 годам, хотя и только при тщательной визуализации почек. Заболевание также может демонстрировать различную экспрессию у затронутых лиц, даже внутри семьи. Могут потребоваться целенаправленные медицинские осмотры, рентгенологическое исследование и другие исследования для выявления признаков расстройства у членов семьи из группы риска; NF является ярким примером. Практически все индивидуумы, наследующие мутацию в гене NF, имеют некоторые клинические симптомы, хотя они могут варьироваться от незначительных кожных проявлений до множественных нейрофибром, приводящих к истощению. Направление к генетику показано тем семьям, в которых выявлен риск наследственных заболеваний.
Аутосомно-рецессивные заболевания
Расстройства AR классически описываются как те, при которых для проявления расстройства должны присутствовать две генные мутации. Такие расстройства чаще всего встречаются у лиц, каждый из здоровых родителей которых является носителем мутации в одном и том же рецессивном гене. Риск рецидива у таких родителей-носителей составляет 25% при каждой беременности. Поскольку частота носительства данного заболевания обычно низкая, эти нарушения чаще всего возникают без предшествующего семейного анамнеза. У одного брата может быть выявлено несколько пораженных индивидуумов, но, как правило, не в нескольких поколениях, за исключением случаев кровного родства или особо распространенного заболевания. Кровное родство увеличивает риск рождения потомства с АР-расстройствами из-за общего генетического материала в семье. Повышенный риск рождения ребенка с серьезной генетической или врожденной аномалией у родителей, приходящихся двоюродными братьями и сестрами, составляет около 6%, или в два раза превышает фоновый показатель.
Опять же, с достижениями в генетике исключения из традиционных правил наследования AR становятся все более очевидными. В настоящее время признано, что носители многих из этих состояний могут иметь едва заметные симптомы. Примерами этого являются муковисцидоз (МВ), при котором мужчины-носители имеют повышенную восприимчивость к хроническому панкреатиту и врожденное двустороннее отсутствие семявыносящих протоков. Аналогичным образом, носители серповидноклеточных заболеваний могут страдать от инфаркта селезенки на больших высотах и подвергаются повышенному риску инфекции мочевыводящих путей во время беременности.
АР-расстройства демонстрируют гораздо меньшую вариабельность в экспрессии, и недостаточная проницаемость встречается редко, поэтому консультирование при этих состояниях является более простым. Генетическая гетерогенность, обусловленная более чем одним причинным локусом или несколькими аллелями в одном локусе, является основной причиной различий в тяжести одного заболевания.
Х-сцепленное наследование
Х-сцепленные заболевания могут быть доминантными или рецессивными. Большинство Х-сцепленных заболеваний являются рецессивными и традиционно считаются поражающими только мужчин, у которых матери-носительницы не пострадали. Поскольку женщины несут две Х-хромосомы, в то время как мужчины несут только одну, одна Х-хромосома случайным образом инактивируется на ранних стадиях эмбрионального развития, что позволяет женщинам производить продукты Х-сцепленных генов в тех же количествах, что и мужчины (гипотеза Лайона). Поскольку инактивация X является случайной, у некоторых гетерозиготных женщин-носителей Х-сцепленных заболеваний инактивируются в первую очередь их Х-хромосомы, несущие нормальный аллель, и, следовательно, симптомы проявляются из-за искаженной Х-инактивации. Это происходит при гемофилии А, при которой у некоторых носителей может наблюдаться легкое нарушение свертываемости крови из-за снижения уровня фактора VIII. У таких женщин симптомы обычно, но не всегда, более мягкие, чем у их коллег-мужчин. При изолированных Х-сцепленных рецессивных заболеваниях полезно, когда это возможно, определить, представляет ли отдельный случай новую мутацию или мать является носителем. При наличии молекулярной диагностики или других методов выявления носительства ситуацию можно прояснить. Однако такие тесты доступны не для всех состояний, и риски часто должны определяться эмпирически на основе анализа родословной и учета других факторов, таких как количество незараженных мужчин в родословной. Все чаще становится доступным геномное секвенирование для выявления генетических мутаций у лиц, у которых подозревается генетическое заболевание.
Х-сцепленные доминантные заболевания встречаются реже, чем Х-сцепленные рецессивные заболевания, и некоторые такие состояния приводят к летальному исходу у мужчин. Примеры включают синдром Ретта, пигментное недержание и синдром Айкарда. Синдром Айкарда — редкое заболевание, преимущественно ЦНС, включающее агенезию мозолистого тела, микрофтальмию и детские спазмы. Когда у здоровых родителей рождается ребенок с таким заболеванием, это, вероятно, связано с новой мутацией, и риск рецидива невелик, хотя необходимо учитывать мозаицизм зародышевой линии.
Синдром хрупкой Икс, наиболее распространенная наследуемая форма умственной отсталости, является важным заболеванием, демонстрирующим Х-сцепленное наследование. Синдром хрупкой Х характеризуется не только умственной отсталостью, но и поведенческими трудностями, включая аутизм, и специфическими дисморфическими особенностями. Это заболевание поражает мужчин (примерно 1/4000) чаще и тяжелее, чем женщин. Синдром хрупкого Икс — это нарушение с тринуклеотидными повторами, характеризующееся увеличением количества триплетов ДНК сверх нормального, стабильного порога, что может происходить в определенных генах и приводить к состоянию или болезни. Нарушения, связанные с тринуклеотидными повторами, обычно являются нервно-мышечными заболеваниями и включают болезнь Хантингтона, миотоническую дистрофию, атаксию Фридрейха и спиноцеребеллярную атаксию. Количество повторов может увеличиваться из-за хромосомной нестабильности во время мейоза, что может привести к изменению фенотипа состояния и стать более тяжелым. Из-за этого нарушения с тринуклеотидными повторами обычно демонстрируют генетическое предвидение, при котором тяжесть увеличивается с каждым последующим поколением, которое их наследует. Индивидуумы считаются носителями синдрома хрупкой Х-хромосомы, когда у них имеется промежуточное число тринуклеотидных (CGG) повторов в гене FMR1 (также называемое премутацией), которое может расширяться во время оогенеза до большего числа повторов (полная мутация) (см. Рис. 2-5 ). Мужчины с полной мутацией имеют умственную отсталость средней или тяжелой степени и поведенческие проблемы, такие как аутизм, в то время как женщины подвержены более разнообразному фенотипу, варьирующемуся от нормального до такого же тяжелого, как у пострадавших мужчин. У женщин-носителей премутации относительно высокий уровень преждевременной менопаузы (от 15% до 25%), в то время как у мужчин-носителей премутации может наблюдаться состояние тремор-атаксии, начинающееся позже в жизни. Всем пациентам с умственной отсталостью в семейном анамнезе, ранней менопаузой или аутизмом без соответствующего диагноза или взрослым с признаками паркинсонизма показано тестирование на носительство синдрома хрупкой Х-хромосомы.
Другие Новые генетические механизмы
Было отмечено, что некоторые генетические мутации оказывают совершенно разный эффект в зависимости от происхождения родителей, явление, известное как генетический импринтинг. Импринтинг — это эпигенетическое явление, при котором определенные гены экспрессируются или не экспрессируются в зависимости от происхождения ( рис. 2-7 ). Как показано на рисунке 2-8 , цикл импринтинга происходит в первичных половых клетках на ранних стадиях развития. Ряд генетических нарушений, включая синдром Прадера-Вилли (PWS) и синдром Беквита-Видеманна (BWS), возникают из-за аномалий импринтированных генов. Синдром Прадера-Вилли характеризуется неонатальной и младенческой гипотонией, гипогонадизмом, типичными чертами лица и проблемами с питанием; в раннем детстве за ними следует чрезмерное потребление калорий, приводящее к патологическому ожирению и умственной отсталости. Заболевание возникает, когда в хромосоме 15 отсутствует функциональная копия гена SNRPN со стороны отца. Это может произойти, когда обе копии хромосомы 15 наследуются по материнской линии, а отцовской копии нет, или когда имеется делеция в копии хромосомы 15, унаследованной по отцовской линии. В нескольких недавних отчетах указывается на связь между нарушениями импринтинга и экстракорпоральным оплодотворением (ЭКО) с интрацитоплазматической инъекцией сперматозоидов.

РИС. 2-7
Геномный импринтинг и одноплодная дисомия (UPD). Схема гипотетической пары хромосом, представляющей геномный импринтинг. Материнская хромосома обозначена красной линией, а копия отцовской — синей линией. Гены представлены кружками: цветные кружки обозначают гены, которые экспрессируются, а белые кружки представляют гены, которые неактивны. Зелеными кружками обозначены гены, которые не импринтированы, тогда как красными кружками обозначены гены, в которых активна только материнская копия, а синими кружками — гены, в которых активна только отцовская копия. A, Нормальное состояние, с одной хромосомой, унаследованной от каждого родителя. Неимпринтируемый ген экспрессируется у обоих родителей, тогда как экспрессируется только одна копия красного или синего (импринтируемого) гена. B, отцовский UPD. При наличии двух копий отцовской хромосомы наблюдается двойная доза экспрессируемого по отцовской линии (синего) гена и отсутствие экспрессии гена, экспрессируемого по материнской линии. C, UPD по материнской линии. Наблюдается отсутствие генного продукта, экспрессируемого отцом (синий), и двойная доза продуктов, экспрессируемых матерью (красный).

РИС. 2-8
Цикл импринтинга. Импринтинг происходит в первичных половых клетках на ранней стадии развития.
Митохондрии, которые вырабатывают аденозинтрифосфат (АТФ), помимо ядерной ДНК, имеют свою собственную уникальную ДНК. Все митохондрии передаются по наследству от матери и имеют высокую частоту мутаций. В настоящее время идентифицировано множество митохондриальных заболеваний, и чаще всего они передаются по наследству от матери, так что больные женщины передают это заболевание всему своему потомству, а больные мужчины не передают это заболевание никому из своего потомства. Митохондриальные нарушения демонстрируют различную выраженность в семье. Типичные симптомы включают нервно-мышечные нарушения (такие как потеря двигательного контроля, мышечная слабость и боль), желудочно-кишечные расстройства и трудности с глотанием, замедленный рост, болезни сердца, печени, диабет, респираторные осложнения, судороги, проблемы со зрением / слухом, лактоацидоз, задержки в развитии и восприимчивость к инфекциям.
Многофакторное наследование
Многие распространенные врожденные пороки развития, включая НТД, расщелину губы и неба и ВПС, имеют повышенный риск рецидива в семьях, превышающий базовый популяционный риск. Небольшой процент таких дефектов имеет конкретную причину, такую как нарушения в одном гене, хромосомные аномалии или тератогены. Однако большинство из них представляют собой изолированные дефекты, возникающие в результате сложного взаимодействия ряда факторов, включая генотип в одном или нескольких локусах, а также различные воздействия окружающей среды, которые вызывают, ускоряют или усугубляют заболевание. Следовательно, возникновение не соответствует простому менделевскому наследованию, а является сложным и многофакторным. Риск рецидива таких расстройств повышается из-за наличия более чем одного больного родственника, тяжелой или рано начавшейся формы заболевания, больного лица менее распространенного пола (при расстройствах, при которых чаще страдают лица одного пола), высокой наследуемости заболевания и кровного родства.
Долгое время считалось, что НТД имеют типичную сложную схему наследования, определяемую множеством генетических факторов и факторов окружающей среды. Известные факторы риска окружающей среды включают ожирение матери, диабет и такие лекарства, как вальпроевая кислота. Связь между более низким социально-экономическим статусом и НТД побудила исследователей рассматривать дефицит питательных веществ как факторы риска. Таким образом, было замечательным открытием, что прием фолиевой кислоты снижает риск НТД примерно на 80%, хотя у большинства женщин с НТД плода, диагностированным во время беременности, уровень фолиевой кислоты находится в пределах нормы. В Соединенных Штатах с целью снижения частоты НТД были предприняты инициативы общественного здравоохранения по информированию женщин репродуктивного возраста о важности фолиевой кислоты и обогащению пищевых продуктов (злаков и хлеба) фолиевой кислотой. Механизм защитного действия фолиевой кислоты в профилактике НТД изучен недостаточно. Последние данные свидетельствуют о том, что дефицит фолиевой кислоты не является проблемой, если он не присутствует в сочетании с мутировавшим геном или генами; вместе эти факторы риска приводят к эмбриологическому пороку развития.
Тератология
Важной вехой в тератологии человека стал 1941 год, когда австралиец по имени Норман Грегг отметил связь между заражением матери краснухой в первом триместре беременности и серьезными врожденными дефектами. Двадцать лет спустя катастрофа с талидомидом привлекла внимание медицинского сообщества к рискам применения лекарств во время беременности. Талидомид, очень эффективное седативное средство, широко использовался в течение нескольких лет в Западной Германии, Австралии и других странах, пока не была выявлена связь пренатального воздействия с фокомелией и амелией. После признания мощной тератогенности этого препарата интенсивные исследования безопасности различных лекарств при беременности возвестили о наступлении современной эры тератологии.
Эмбрионы более восприимчивы к тератогенным агентам в определенные критические периоды развития ( рис. 2-9 ). Преорганогенетическая фаза, от зачатия до образования сомита, известна как период «все или ничего», когда повреждения эмбриона, вероятно, приведут либо к гибели зачатия и выкидышу, либо к выживанию без осложнений. На этой стадии эмбрион недифференцирован, и восстановление возможно путем размножения все еще тотипотенциальных клеток для замены тех, которые были утрачены. Воздействие тератогенов на эмбрионы на пресомицидной стадии обычно не вызывает врожденных пороков развития, если только возбудитель не сохраняется в организме после этого периода.

РИС. 2-9
Периоды и степени восприимчивости эмбриональных органов к тератогенам.
(Из книги Карлсона Б.М. «Эмбриология человека и биология развития», 3-е изд. Филадельфия, Mosby / Elsevier, 2004, использовано с разрешения.)
В эмбриональный период, между 3 и 8 неделями после зачатия, происходят основные этапы органогенеза. Это период максимальной чувствительности к тератогенности, поскольку ткани быстро дифференцируются, и их повреждение становится непоправимым. Воздействие тератогенных агентов в этот период имеет наибольшую вероятность вызвать структурную аномалию. Поскольку тератогены способны поражать многие системы органов, характер возникающих аномалий зависит от того, какие системы дифференцируются в момент тератогенного воздействия. В целом, органы, которые формируются первыми, как правило, становятся чувствительными раньше, а очень сложные органы, как правило, имеют длительные периоды высокой восприимчивости к разрушению.
Фаза развития плода, от конца эмбриональной стадии до доношения, — это период, когда происходит рост и функциональное созревание органов и сформированных систем. Воздействие тератогенов в этот период в основном влияет на рост плода или размер или функцию определенного органа. Мозг, в частности, может подвергаться функциональному воздействию почти на протяжении всей беременности. Тератогены редко вызывают серьезные структурные аномалии в течение этого периода.
Признанные тератогенные агенты
Сообщалось, что с врожденными дефектами связано большое количество факторов окружающей среды. К ним относятся химические тератогены, такие как лекарства и гормоны, инфекции матери и физические агенты, такие как радиация. Хотя список лекарств, подозреваемых в тератогенности, длинный, было продемонстрировано, что относительно небольшое количество препаратов, несомненно, вызывают врожденные дефекты у людей ( Таблица 2-4 ). В некоторых случаях эти препараты все же следует применять во время беременности, поскольку польза от них перевешивает риск. Пациентки должны быть осведомлены о рисках и преимуществах применения во время беременности для лечения состояния матери в сравнении с потенциальным вредным воздействием на плод и рисками материнской заболеваемости и смертности при отсутствии лечения. Часто неконтролируемые заболевания матери более вредны для плода, чем вводимый препарат.
ТАБЛИЦА 2-4
Доказанные Тератогенные агенты у людей
Агент | Эффекты |
---|---|
ИНГИБИТОРЫ АПФ | Дефекты ЦНС, врожденные пороки сердца (воздействие в первом триместре), Почечная недостаточность, гипоплазия черепа (воздействие во втором триместре) |
Алкоголь | Алкогольный синдром плода: задержка внутриутробного развития, микроцефалия, задержка развития, характерные черты лица, ИБС, волчья пасть |
Карбамазепин | Дефекты нервной трубки, сходные с синдромом гидантоина плода |
Химиотерапевтические средства | Выкидыш, различные пороки развития |
Кокаин | Отслойка плаценты, недоношенность, потеря плода, снижение массы тела при рождении, микроцефалия, дефекты конечностей, аномалии мочевыводящих путей и плохие показатели развития нервной системы |
Кумариновые антикоагулянты | Синдром варфарина у плода: гипоплазия и кальцинозные пятна эпифизов, задержка внутриутробного роста, задержка развития, поражение ЦНС, дефекты зрения, потеря слуха. |
Диэтилстильбестрол | Светлоклеточная аденокарцинома, доброкачественный аденоз влагалища, структурные изменения женских половых органов (шейки матки) |
Антагонисты фолиевой кислоты | Синдром фетального аминоптерина: дефекты ЦНС (гидроцефалия, менингомиелоцеле), аномалии лица (расщелина неба, высокие дуги неба, микрогнатия, гипертелоризм глаз, аномалии наружного уха), аномальное окостенение черепа, аномалии производных первой жаберной дуги, задержка внутриутробного развития, умственная отсталость. |
Гидантоин | Синдром гидантоина плода: черепно-лицевая дисморфология (широкий передний родничок, гипертелоризм глаз, метопический выступ, широкая вдавленная переносица, короткий загнутый нос, искривленная верхняя губа, заячья губа, волчья пасть), гипоплазия дистальных фаланг пальцев, гипоплазия ногтей, задержка роста, умственная отсталость, пороки сердца. |
Изотретиноин | Эмбриопатия ретиноевой кислотой: черепно-лицевые аномалии (микротия или анотия, дополнительные теменные швы, узкий скошенный лоб, микрогнатия, плоская переносица, заячья губа и небо, гипертелоризм глаз), пороки сердца (в первую очередь пороки развития конъюнктивы), аномалии развития тимуса и изменения в развитии ЦНС. |
Литий | Пороки сердца, особенно аномалия Эбштейна |
Мизопростол | Дефекты конечностей, последовательность Мебиуса |
Органическая ртуть | Умственная отсталость, церебральная атрофия, спастичность, слепота |
Йодид натрия (I-131) | Абляция щитовидной железы плода |
Талидомид | Дефекты конечностей, включая фокомелию, полидактилию, синдактилию и олигодактилию; дефекты наружных ушей; гемангиомы лицевых капилляров; параличи VI или VII черепно-мозгового нерва; сердечно-сосудистые дефекты; агенезия почек, селезенки, желчного пузыря и аппендикса; атрезия или стеноз пищевода, двенадцатиперстной кишки и заднего прохода |
Триметадион | Синдром триметадиона у плода: характерные черепно-лицевые аномалии, задержка роста, задержка психомоторного развития, расщелины и врожденные пороки сердца. |
Вальпроат | Дефекты нервной трубки, синдром вальпроата у плода: узкий бифронтальный диаметр, высокий лоб, эпикантальные складки, подглазничные складки, телекантус, низкая переносица, короткий нос с загнутыми вперед ноздрями, гипоплазия средней части лица, длинный желобок, тонкая киноварная кайма, маленький рот, сердечно-сосудистые дефекты, длинные пальцы рук и ног, сверхвыпуклые ногти и заячья губа |
ВНУТРИУТРОБНЫЕ ИНФЕКЦИИ | |
Цитомегаловирус | Болезнь включения цитомегалии: задержка внутриутробного развития, микроцефалия, хориоретинит, судороги, слепота, атрофия зрительного нерва, гепатоспленомегалия новорожденных, желтуха и тромбоцитопения |
Вирус Краснухи | Самопроизвольный аборт, синдром врожденной краснухи: пороки сердца, глухота, катаракта, задержка внутриутробного развития, энцефалит, аномальная длина костей, неонатальная гепатоспленомегалия, механическая желтуха, тромбоцитопеническая пурпура, умственная отсталость, неврологический дефицит и отклонения в поведении |
Бледная трепонема (вызывающая сифилис) | Врожденные пороки развития, недоношенность, мертворождение, гепатоспленомегалия, остеохондрит или периостит, желтуха, петехии или пурпурические поражения кожи, лимфаденопатия, водянка, отек, асцит, ринит, пневмония, миокардит, нефроз и бульбарный псевдопаралич |
Токсоплазма (вызывающая токсоплазмоз) | Энцефалит, гидроцефалия, внутричерепные кальцификации, хориоретинит, эритробластоз, анемия, желтуха, гепатоспленомегалия, гломерулит, миокардит, миозит, поражение ЦНС, судороги, умственная отсталость, церебральный паралич, глухота и слепота |
Вирус ветряной оспы | Поражения кожи, задержка роста плода, гипоплазия конечностей, дефекты головного мозга и глаз, церебральная и мозжечковая атрофия, судороги, задержка развития и нервные параличи |
ИБС, застойные заболевания сердца; ЦНС, центральная нервная система.
В этой таблице представлены выбранные лекарства и их возможные связи со структурными аномалиями плода. Многие из перечисленных ассоциаций основаны на отчетах об отдельных случаях, появившихся в медицинской литературе, связь с которыми не доказана, или на исследованиях на животных, в которых дозировка лекарства намного превышала обычно используемую клиническую дозу. Вероятно, что во многих случаях сообщаемая связь была случайной, а не результатом приема лекарств. Эта таблица не предназначена для консультирования пациентов относительно вероятности пороков развития плода. Эта таблица должна использоваться сонологом / сонографистом в качестве руководства для оценки конкретных систем органов в дополнение к тщательному сонографическому исследованию. Во всех случаях подозрения на тератогенное воздействие следует проконсультироваться с репродуктивным генетиком или тератологом и производителем препарата.
От Diav-Citrin O, Ornoy A: Неблагоприятная окружающая среда и профилактика нарушений на ранних сроках беременности. Ранняя беременность 4: 5, 2000, использовано с разрешения. Изменено по материалам Brigs G.G., Freeman R.K., Yaffe S.J.: Лекарства при беременности и лактации, 5-е изд. Филадельфия, Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 1998.
Материнские инфекции
Частота внутриутробных инфекций колеблется от 3% до 15%. Краснуха была одним из первых инфекционных агентов, вызывающих врожденные дефекты у людей, и ранее была одной из наиболее распространенных. Сегодня, благодаря эффективным программам иммунизации против краснухи, количество пораженных плодов значительно сократилось. В настоящее время наиболее распространенной внутриутробной инфекцией, оказывающей пагубное воздействие на плод, является цитомегаловирус (ЦМВ). Примерно 1 из 750 детей, рожденных в Соединенных Штатах, рождается с постоянными проблемами или у них развиваются постоянные проблемы в результате этой внутриутробной инфекции. Признаки включают потерю слуха и зрения, судороги, умственную отсталость и, редко, смерть.
Внутриутробные инфекции с долгосрочными последствиями для плода могут быть вирусными, паразитарными или бактериальными (см. Таблицу 2-4 ). Сроки инфицирования матери могут влиять как на тяжесть, так и на вероятность инфицирования плода. Например, краснуха вызывает высокий процент пороков развития в первом триместре, тогда как токсоплазмоз чаще вызывает инфицирование плода в третьем триместре, но с более серьезными последствиями, если заразиться раньше. Инфицирование плода может произойти вследствие гематогенного распространения через плацентарный барьер или восходящим путем инфекции через плодные оболочки с прямым загрязнением амниотической жидкости.
ЦМВ-инфекцию плода можно заподозрить по ультразвуковым признакам, выявленным во время рутинного наблюдения или в ходе оценки известного воздействия на мать. Результаты ультразвукового исследования могут включать асцит плода или неиммунную водянку, расширение желудочков и перивентрикулярные кальцификации, эхогенность кишечника (EB), кальцификации в печени плода, ограничение роста плода (FGR) и утолщение плаценты. Случаи подозрения на внутриутробную ЦМВ-инфекцию можно оценить путем измерения сывороточных уровней материнских специфических антител, но значимость уровней антител часто неопределенна. Более того, повышение уровня материнских антител является диагностическим признаком материнской инфекции, но не обязательно инфекции плода. Для диагностики внутриутробной инфекции возбудитель инфекции должен быть идентифицирован в амниотической жидкости с помощью посева или полимеразной цепной реакции (ПЦР) или с помощью специфического иммуноглобулина M (IgM) в крови плода. При рождении золотым стандартом является вирусный посев мочи или слюны новорожденного.
Лекарства
Хотя подозревалось, что многие лекарства являются тератогенами человека, существует относительно небольшое количество препаратов, для которых имеются убедительные доказательства прямой связи этого вещества с врожденными пороками развития у людей. Тестирование лекарств для определения тератогенности затруднено, поскольку агенты могут вызывать высокую частоту серьезных дефектов у животных, но могут не вызывать пороков развития у других видов или у человека (например, кортизон вызывает волчью пасть у мышей, но не у людей). И наоборот, талидомид является трагическим примером агента, который обладает высокой тератогенностью у людей, но не у животных. Противоэпилептические препараты (АЭП) являются классическими примерами лекарств, связанных со структурными врожденными дефектами, а также с нейрокогнитивными нарушениями. Риск развития НТД повышается при воздействии вальпроевой кислоты (1-5% облученного потомства) и карбамазепина (0,5-1,0%), но о НТД при применении других АЭП не сообщалось. Монотерапия вальпроатами внутриутробно также была связана со значительно более низкими показателями IQ в возрасте 3 лет по сравнению с использованием других АЭП. Терапия более чем одним препаратом, по-видимому, увеличивает риск не только структурных изменений, но и умственной отсталости.
Радиация
Ионизирующее излучение является мощным тератогеном, реакция которого зависит от дозы, а также гестационного возраста, в котором облучается эмбрион / плод. Опыт работы с выжившими после японской атомной бомбардировки, а также с женщинами, получавшими терапевтическое облучение во время беременности, свидетельствует о разрушительном воздействии больших доз ионизирующего излучения на человека. Напротив, нет доказательств того, что радиационное облучение на типичных диагностических уровнях (например, рентгенограмма грудной клетки с двумя видами и облучение плода 0,02-0,07 мрад) представляет значительную угрозу для эмбриона, а нераковые последствия для здоровья не очевидны при дозах для плода менее 5 рад. Оценки указывают на небольшое увеличение лейкоза (примерно в 1,5-2 раза по сравнению с исходным риском) при воздействии от 1 до 2 рад (риск увеличивается с 1 на 3000 фоновых до 1 на 2000 при воздействии 1-2 рад). Ионизирующее излучение в высоких дозах (> 5 рад) может вызывать различные аномалии в различных системах органов. Наиболее заметными аномалиями, связанными с радиацией, являются дефекты ЦНС, варьирующие от НТД до нейрокогнитивных нарушений. У плодов, подвергшихся облучению в период от 8 до 15 недель беременности, данные выживших после атомной бомбы показывают, что снижение показателя IQ составляет примерно от 25 до 31 балла на 100 рад при дозах выше 10 рад. На сроке беременности от 16 до 25 недель средняя потеря IQ составляет примерно 13-21 балл на 100 рад при дозах выше 70 рад. Через 26 недель при дозах выше 100 рад повышается риск мертворождения и неонатальной смерти. При оценке необходимости проведения визуализации или терапевтического облучения во время беременности с женщиной следует обсудить показания и последствия облучения для здоровья матери и плода в случае его проведения или отказа от него.
Болезни матери
Ряд заболеваний матери и метаболических нарушений были вовлечены в генез врожденных пороков развития. Диабет матери тесно связан с врожденными пороками развития, при этом риск для эмбриона напрямую связан со степенью контроля уровня глюкозы матерью. Наиболее распространенные аномалии включают ИБС и НТД, тогда как каудальная регрессия встречается редко, но значительно чаще встречается у младенцев от матерей, страдающих сахарным диабетом. Фенотип младенцев от матерей, страдающих сахарным диабетом, также включает макросомию, многоводие и мертворождение с частыми неонатальными осложнениями — гипогликемией и эритробластозом (повышенным содержанием внутриутробных эритроцитов с ядрами в крови). Ожирение до беременности у матери независимо связано с пороками развития плода, включая расщелину неба, ВПС, НТД и врожденные диафрагмальные грыжи. Нелеченная фенилкетонурия матери также является мощным тератогеном и приводит к микроцефалии, умственной отсталости, ИБС и низкому весу при рождении. Риски для плода связаны с уровнем фенилаланина у матери и почти полностью устраняются при соблюдении диеты матерью и исключении фенилаланина в рационе больных женщин во время беременности.
Механические факторы
Механическое разрушение может привести к ряду узнаваемых и характерных нарушений последовательности. Механические воздействия могут включать множественные беременности, миомы матки, которые деформируют полость матки, или околоплодные воды. Часто первопричина менее важна, чем общий путь нарушения. Последовательность Поттера, например, является результатом раннего, длительного маловодия любой причины и включает гипоплазию легких, косолапость, врожденный вывих бедра, низко посаженные уши, микрогнатию и уплощенные лица. Один и тот же фенотип может быть результатом различных причин отсутствия амниотической жидкости, включая двустороннюю агенезию почек и ранний разрыв амниотической оболочки.
Генетическое Консультирование
Клиническая генетика — это дисциплина, которая занимается диагностикой и лечением медицинских, социальных и психологических аспектов наследственных заболеваний. Часто люди, обращающиеся за генетической консультацией, являются родителями ребенка с потенциальным или известным генетическим заболеванием. Другие, кто обращается за генетической консультацией, включают взрослых с аномалиями или семейным анамнезом таких заболеваний, как рак или нейродегенеративные заболевания. Генетическое консультирование является неотъемлемой частью программ генетического тестирования и скрининга, включая пренатальное тестирование.
Процесс генетической оценки включает в себя несколько компонентов: подтверждение диагноза, сбор семейного анамнеза, оценку риска рецидива, оказание помощи семье в принятии решений и принятии соответствующих мер (например, генетическое тестирование) и последующее наблюдение. Важной частью генетического консультирования является понимание семейного анамнеза. Медицинские работники в любой области медицины должны включать в историю болезни пациента родословную в трех поколениях. У пар, направленных на пренатальное тестирование по одному конкретному показанию, часто выявляются другие факторы риска при изучении семейного анамнеза. Генетическое консультирование основано на концепции ненаправленного консультирования. Пациентам не сообщают, какие решения следует принимать в отношении вариантов тестирования и ведения, но вместо этого предоставляют информацию и поддержку.
Семья может быть направлена к врачу-генетику для оценки и обсуждения соответствующего диагноза. Целью может быть оценка особенностей у родителя или брата / сестры, указывающих на основное заболевание, или особенностей плода, выявленных с помощью ультразвука или тестирования, которые указывают на заболевание. Для проведения точного пренатального диагностического тестирования необходимо установить точный диагноз. Для правильной оценки риска необходимо знать характер наследования, поскольку некоторые нарушения могут по-разному передаваться в разных семьях.
Постановка точного диагноза может иметь огромное значение для консультирования семьи. Например, если у предыдущего плода мужского пола была диагностирована гидроцефалия и беременность прервалась, обычно указывается риск рецидива в 5% при будущих беременностях. Для пренатальной диагностики будет предложено ультразвуковое исследование, хотя в некоторых случаях рецидива вентрикуломегалия может проявиться только на поздних сроках беременности. С другой стороны, более тщательная оценка состояния предшествующего плода могла привести к постановке диагноза Х-сцепленного стеноза акведука с выявлением мутации в гене L1CAM (молекулы клеточной адгезии). В таких случаях показано обследование матери, чтобы определить, является ли она носителем. Вероятность того, что женщина, у которой есть один пораженный сын (и нет семейного анамнеза), является носительницей мутировавшего гена L1CAM (или любого Х-сцепленного смертельного заболевания у мужчин), составляет примерно 2 : 3, или 67%, вот почему важно учитывать генетическое консультирование и тестирование. Если она является носительницей, риск рецидива составляет 50% для потомства мужского пола и очень мал для потомства женского пола (хотя 50% ее дочерей также могут быть носителями). У женщин-носителей могут проявляться незначительные признаки, такие как отведенные большие пальцы и умственная отсталость. У женщин редко проявляется полный фенотип синдрома L1. CVS на 10 неделе будет возможным для пренатальной диагностики, если будет выявлена молекулярная мутация. Спектр расстройства включает мальчиков с умственной отсталостью, но без гидроцефалии, поэтому ультразвукового исследования недостаточно для исключения рецидива этого состояния.
Пациентки, проходящие генетическое тестирование, также получают информацию о вариантах скрининга и диагностического тестирования во время беременности. Концепцию скрининга как оценки риска конкретных состояний во время беременности следует четко отличать от окончательного характера диагностических процедур. В настоящее время рекомендуется предлагать как варианты скрининга, так и диагностического тестирования всем женщинам во время беременности, независимо от возраста матери или предполагаемого риска. Важные рекомендации, которые следует донести, включают необязательный характер всех пренатальных тестов и тот факт, что результат скринингового теста с низким риском не гарантирует здорового ребенка, а результат скринингового теста с высоким риском не означает, что у плода заболевание. Образовательные и консультационные компоненты должны предоставляться как до, так и после всех пренатальных генетических тестов. Необходимо решать вопросы конфиденциальности результатов тестов.
Генетический скрининг во время беременности
В настоящее время доступен скрининг, который должен проводиться во время беременности для выявления ряда генетических нарушений (одногеновых или менделевских), хромосомной анеуплоидии и структурных врожденных дефектов плода независимо от возраста матери или семейного анамнеза. Различные тесты позволяют оценить риск генетических заболеваний и могут проводиться в период до зачатия или во время беременности. Скрининг на дефекты одного гена, такие как CF или болезнь Тея-Сакса (TSD), исторически ориентировался на конкретное этническое происхождение пациента, хотя этот подход меняется, и теперь доступен универсальный скрининг носительства для многих заболеваний одновременно. Скрининг на хромосомные аномалии, традиционно связанные с возрастом матери, теперь рекомендуется всем пациентам, при этом для оценки риска доступно огромное количество методов сонографии и анализа материнской сыворотки. Скрининг структурных врожденных дефектов, таких как НТД, может включать биохимический скрининг матери, а также ультразвуковое исследование. Кроме того, ультразвук следует рассматривать как инструмент скрининга генетических нарушений и хромосомной анеуплоидии, поскольку многие диагнозы связаны со структурными врожденными дефектами, которые выявляются во время обычного анатомического обследования. Как и в случае с любым скрининговым тестом, пациентка должна быть проинформирована о том, что отрицательный результат теста не гарантирует здорового ребенка, а положительный результат теста не означает, что у плода есть заболевание. В этом сценарии женщина должна пройти генетическую консультацию, чтобы понять результаты, ограничения теста и варианты дополнительных скрининговых и диагностических тестов.
Скрининг носителей (гетерозигот) на наличие нарушений с одним геном
Основная цель скрининга носителей во время беременности — выявить лиц, которые сами по себе здоровы, но подвержены риску рождения детей с генетическим заболеванием. Большинство нарушений в этой категории — это АР-заболевания, при которых оба родителя должны быть носителями гена, но обычно они не затронуты. В большинстве случаев семейная история заболевания отсутствует. В случае выявления в семейном анамнезе определенного заболевания пациенту следует пройти генетическую консультацию и, при необходимости, получить целевое генетическое тестирование.
Исторически сложилось мнение, что для эффективности программ скрининга на гетерозиготы должны соблюдаться следующие критерии: (1) заболевание достаточной тяжести, чтобы оправдать скрининг, (2) высокая частота носителей в обследованной популяции, (3) доступность недорогого и надежного теста с низким количеством ложноотрицательных и ложноположительных результатов, (4) доступ к генетическому консультированию для пар, идентифицированных как гетерозиготные, (5) доступность пренатальной диагностики и (6) согласие и добровольное участие целевой для скрининга популяции. Тестирование, направленное на конкретные этнические группы, подвергается все большей критике по мере того, как наше общество становится все более многонациональным и признается, что генетические заболевания не встречаются однозначно в определенных популяциях, поскольку скрининг на основе этнической принадлежности ограничивает доступность генетической информации для людей на основе их заявленного происхождения. Кроме того, по мере развития генетического и геномного тестирования доступно тестирование на широкой основе для многих заболеваний, некоторые из которых очень редки, одновременно. Это быстро меняет парадигму генетического тестирования.
Поскольку скрининговые тесты на основе ДНК обычно выявляют только набор наиболее распространенных генетических мутаций, не все носители будут обнаружены с помощью данного скринингового теста. Лица с другими мутациями, не включенные в группу скрининга, не будут обнаружены. При некоторых заболеваниях скрининг более эффективен в определенной этнической группе, в которой наблюдается ограниченное количество вызывающих заболевание генных мутаций. Например, ДНК-скрининг на МВ чувствителен к еврейской популяции ашкенази, в которой можно выявить более 95% носителей, поскольку известно большинство болезнетворных мутаций в этой популяции. Однако в азиатских или африканских популяциях известно меньше болезнетворных мутаций; следовательно, с помощью текущего теста ДНК CF будет выявлено меньше носителей азиатского или африканского происхождения. Важно помнить, что, хотя отрицательный тест на носительство снижает вероятность того, что человек является носителем, он не исключает этого ( Таблица 2-5 ).
ТАБЛИЦА 2-5
Частота носительства муковисцидоза и показатели выявления в разбивке по этническим группам
Группа | Заболеваемость | Риск носительства | Частота выявления |
---|---|---|---|
Евреи-ашкенази | 1/3300 | 1/24 | 94% |
Европейцы | 1/3300 | 1/25 | 88% |
Латиноамериканцы | 1/8464 | 1/58 | 72% |
Афроамериканцы | 1/17,000 | 1/61 | 64% |
Американцы азиатского происхождения | 1/32,400 | 1/94 | 49% |
Втаблице 2-6 перечислены наследственные заболевания, при которых в настоящее время рекомендуется скрининг на носительство. Существует множество других заболеваний, при которых скрининг доступен и часто проводится. Эти нарушения включают синдром хрупкой Х-хромосомы, а также обширные группы заболеваний, более распространенных среди еврейского населения ашкенази, и спинальную мышечную атрофию (SMA). Поскольку генетическое тестирование становится более эффективным и менее дорогостоящим, клиницисты и профессиональные сообщества, которые разрабатывают практические рекомендации и политику, сталкиваются с проблемой принятия решения о том, какие тесты следует предложить для общего скрининга. Расширенный, или универсальный, скрининг носителей инфекции предлагается все чаще, поскольку высокопроизводительное генотипирование и секвенирование генов способны быстро предоставить информацию о многих состояниях, помимо тех, которые традиционно рекомендуются в руководствах по скринингу. Многие заболевания имеют различный фенотип и разный возраст начала, при этом клиническое течение четко не определено, учитывая редкость некоторых из включенных расстройств. Пациентам, проходящим расширенный скрининг носителей, настоятельно рекомендуется предварительное и посттестовое консультирование для обсуждения возможности получения непредвиденной информации и невозможности рассчитать остаточный риск, учитывая редкий характер многих заболеваний, включенных в панели.
ТАБЛИЦА 2-6
Генетические скрининговые тесты, рекомендуемые в настоящее время этнической группой
Состояние | ACOG | ACMG | NSGC | Комментарий |
---|---|---|---|---|
Гемоглобинопатии a | Африканское происхождение: электрофорез гемоглобина | Текущего руководства нет | Текущего руководства нет | Sickledex и другие тесты на растворимость не идентифицируют варианты гемоглобина, отличные от гемоглобина S |
Происхождение из Средиземноморья или Юго-Восточной Азии: При анемии и MCV менее 80 МКЛ необходимо определить дефицит железа; если результаты исследования железа в норме, выполните электрофорез гемоглобина; если результаты электрофореза гемоглобина в норме, показано молекулярное тестирование на α-талассемию | ||||
Заболевания, распространенные среди еврейского населения ашкенази b, c | Предложить скрининг на болезнь Тея-Сакса, муковисцидоз (CF), болезнь Канавана и семейную дизавтономию лицам еврейского происхождения ашкенази; предоставить учебные материалы и генетические консультации по запросу при дополнительных состояниях | Предлагаем скрининг на болезнь Тея-Сакса, CF, болезнь Канавана и семейную дизавтономию; также предлагаем скрининг на болезнь Ниманна-Пика (тип A), синдром Блума, анемию Фанкони группы C, муколипидоз IV и болезнь Гоше | Текущего руководства нет | Биомедицинский скрининг гексозаминидазы; этот фермент является наиболее чувствительным скрининговым тестом на болезнь Тея-Сакса во всех популяциях |
Муковисцидоз d, e, f | Предлагаем скрининг на носительство CF всем женщинам репродуктивного возраста; полное секвенирование гена CF не подходит для скрининга на носительство | Предлагаем популяционный скрининг с использованием панели из 23 патогенных вариантов гена CFTR , ассоциированных с классическим МВ и присутствующих по крайней мере у 0,1% пациентов с МВ | Тестирование на носительство МВ следует предлагать всем женщинам репродуктивного возраста, независимо от происхождения, предпочтительно до беременности | |
Спинальная мышечная атрофия g, h | Тестирование рекомендуется только при наличии в семейном анамнезе спинальной мышечной атрофии | Предлагаем скрининг независимо от происхождения или семейного анамнеза | Текущего руководства нет | |
Синдром хрупкой Х-хромосомы h, i, j | Скрининг должен быть ограничен лицами с умственной отсталостью в семейном анамнезе, указывающей на синдром хрупкой Х, необъяснимую умственную отсталость или задержку развития, аутизм или первичную недостаточность яичников | Скрининг должен быть ограничен лицами с умственной отсталостью в семейном анамнезе, указывающими на синдром хрупкой Х | Скрининг должен быть ограничен лицами с умственной отсталостью в семейном анамнезе, указывающими на синдром хрупкой Х | ACOG, ACMG и NSGC не рекомендуют проводить популяционный скрининг носителей |
ACMG, Американский колледж медицинской генетики; ACOG, Американский колледж акушеров и гинекологов; MCV, средний объем кровяных телец; NSGC, Американский колледж медицинской генетики.
a Американский колледж акушеров и гинекологов: Практический бюллетень ACOG № 78: гемоглобинопатии при беременности. Obstet Gynecol 109: 229-237, 2007.
b Гросс С.Дж., Плетчер Б.А., Монаган К.Г.; Комитет по профессиональной практике и руководящим принципам: Скрининг носителей у лиц еврейского происхождения ашкенази. Genet Med 10:54-56, 2008.
c Американского колледжа акушеров и гинекологов: Заключение Комитета ACOG № 442: предварительный скрининг на генетические заболевания и пренатальное носительство у лиц еврейского происхождения из Восточной Европы. Акушер-гинеколог 114:950-953, 2009.
d Уотсон М.С., Каттинг Г.Р., Десник Р.Дж. и др.: Скрининг популяционных носителей муковисцидоза: пересмотр группы мутаций Американского колледжа медицинской генетики 2004 года. Genet Med 6:387-391, 2004.
e Американская коллегия акушеров и гинекологов: Заключение Комитета ACOG № 486: обновленная информация о скрининге носителей муковисцидоза. Акушер-гинеколог 117:1028-1031, 2011.
f Лангфельдер-Швинд Э., Карчеки Б., Штрекер М.Н. и др.: Молекулярное тестирование на статус носительства муковисцидоза практическое руководство: рекомендации Национального общества генетических консультантов. J Genet Counc 23:5-15, 2014.
g До TW; Комитет по профессиональной практике и рекомендациям: Скрининг носителей на спинальную мышечную атрофию. Genet Med 10: 840-842, 2008.
h Американский колледж акушеров и гинекологов: Заключение Комитета ACOG № 432: мышечная атрофия позвоночника. Акушер-гинеколог 113: 1194-1196, 2009.
i Американская коллегия акушеров и гинекологов: Заключение Комитета ACOG № 469: скрининг носителей синдрома хрупкой Х-хромосомы. Obstet Gynecol 116: 1008-1010, 2010.
дж. Финукейн Б., Абрамс Л., Кронистер А. и др.: Генетическое консультирование и тестирование на мутации гена FMR1: практическое руководство Национального общества генетических консультантов. J Genet Counc 21:752-760, 2012.
Болезнь Тея-Сакса
Скрининг носителей ТСД среди еврейского населения ашкенази проводится в больших масштабах с 1969 года. Скрининг с последующей пренатальной диагностикой по показаниям привел к резкому снижению заболеваемости ТСД среди еврейского населения. В ходе этой экспериментальной популяционной работы также был выявлен ряд практических, социальных и этических сложностей. На сегодняшний день идентифицировано более 100 мутаций в гене гексозаминидазы А. Некоторые из них связаны с поздним началом или более хроническими формами болезни накопления нейронов. Отчасти из-за этой истории успеха скрининга TSD, а отчасти из-за культурной изоляции, было предложено увеличить количество тестов на генетические нарушения для тестирования еврейского населения ашкенази. Некоторые из этих тестов стали рутинными, в то время как другие проводятся в коммерческих лабораториях, которые предлагают обширную группу ашкеназских евреев.
Муковисцидоз
CF является наиболее распространенным тяжелым AR-заболеванием, поражающим лиц европейского происхождения, с частотой от 1/2500 до 1/5000, что соответствует частоте носительства от 1/25 до 1/35. Заболевание характеризуется хронической обструкцией легких и инфекцией, а также нарушениями пищеварения, такими как недостаточность поджелудочной железы. Это вызвано мутациями в гене, кодирующем белок трансмембранного рецептора CF, или CFTR , на хромосоме 7. С момента клонирования гена в 1989 году было идентифицировано более 1800 мутаций. Мутации имеют этнические и географические различия, а также широкий спектр фенотипических вариаций, от тех, которые вызывают классическую тяжелую форму МВ (например, распространенную мутацию delta F508), до тех, которые могут иметь незначительные клинические проявления или вообще не иметь их.
С 2001 года AGOC и ACMG рекомендуют предлагать женщинам во время беременности скрининг на МВ; самые последние рекомендации рекомендуют предлагать тестирование независимо от происхождения. Выполнение этой рекомендации является сложным и, следовательно, несколько противоречивым. Сложность возникает отчасти из-за того, что частота МВ различается у людей разных этнических групп. Чаще всего встречается у евреев-ашкеназов и жителей Северной Европы, среди которых 1/25 являются носителями, но гораздо реже встречается у испаноязычных, чернокожих и американцев азиатского происхождения. Кроме того, как упоминалось ранее, частота выявления сильно различается среди этнических групп, поскольку не все аллели известны для каждой популяции. Большинство лабораторий проводят тестирование на наиболее распространенные мутации, присутствующие в популяции; в Соединенных Штатах это обычно включает скрининг на 23-32 мутации, наиболее распространенные в европейской популяции. Генетическое консультирование особенно важно для объяснения ограничений тестирования (то есть не все носители будут обнаружены), особенно для пар, в которых один или оба партнера являются носителями, или имеют положительный семейный анамнез, или имеют небелое происхождение. Также крайне важно, чтобы люди были осведомлены об остаточном риске быть носителем или иметь пораженного ребенка в зависимости от количества проанализированных мутаций и статуса партнера.
CF может быть заподозрен у плода на основании специфического ультразвукового определения EB. ЭБ плода, определяемый как кишечник с сонографической плотностью, равной или превышающей плотность окружающей кости, диагностируется у 0,2-1,8% плодов во время обычного ультразвукового исследования во втором триместре беременности. Эта повышенная эхогенность была связана с хромосомными аномалиями, врожденными инфекциями, кишечной непроходимостью и МВ ( рис. 2-10 ). Предполагается, что в случае CF неисправный белок CFTR приводит к обезвоживанию слизистых выделений, которые становятся вязкими и закупоривают просвет кишечника, что приводит к мекониевой непроходимости кишечника. Риск развития МВ при БЭ был тщательно изучен и, как сообщается, имеет широкий диапазон — от 0% до 33%. Этот диапазон может быть результатом различий в диагностике, распространенности МВ и частоте выявления мутаций.

РИС. 2-10
Гиперэхогенный кишечник ( стрелка ) у плода с муковисцидозом.
Скрининг структурных врожденных дефектов
Альфа-фетопротеин и открытые дефекты нервной трубки
Популяционный пренатальный скрининг начался в конце 1970-х годов с использования измерения альфа-фетопротеина (АФП) в сыворотке крови матери для выявления женщин с повышенным риском вынашивания плода с открытой НТД. АФП является основным сывороточным белком на ранних этапах жизни плода. Этот онкофетальный белок первоначально вырабатывается желточным мешком, а после инволюции этой структуры на ранних сроках беременности — печенью плода. Опубликовано относительно мало данных о биологической активности АФП во время развития плода. АФП присутствует в амниотической жидкости первоначально путем диффузии через незрелую кожу, а затем через почки и мочеиспускание плода. У плода происходит рециркуляция АФП из проглоченной амниотической жидкости (AFAFP) с последующей деградацией в печени плода. Небольшое количество АФП присутствует в сыворотке крови матери путем диффузии через плаценту и амнион. У небеременных здоровых женщин уровень АФП едва определяется (1 мкг / л), тогда как нормальный медианный уровень на 16-18 неделе беременности составляет от 18 до 40 мкг / Л. Когда уровень в сыворотке крови плода составляет 2 миллиона мкг/л, соответствующий AFAFP составляет 20 000 мкг / л, а уровень в сыворотке крови матери составляет 20 мкг /Л. Уровни АФП в плазме крови плода и амниотической жидкости достигают максимума в середине триместра беременности, тогда как уровень АФП в сыворотке крови матери (MSAFP) продолжает повышаться до 28-32 недель беременности ( рис. 2-11 ). Несоответствие между уровнями АФП в амниотической жидкости и сыворотке крови матери до конца не изучено, но может быть связано с быстрым расширением границ раздела плаценты и амниотических вод.

РИС. 2-11
Средние концентрации альфа-фетопротеина (АФП) в сыворотке крови матери, амниотической жидкости и сыворотке плода.
(Перерисовано из Haddow JE: Пренатальный скрининг на наличие открытых дефектов нервной трубки, синдрома Дауна и других серьезных заболеваний плода. Semin Perinatol 14:488, 1990.)
У плода с таким дефектом, как анэнцефалия или расщелина позвоночника, АФП в повышенных количествах попадает в амниотическую жидкость, что приводит к повышению уровня АФП и в сыворотке крови матери. Уровни АФП повышаются в амниотической жидкости и сыворотке крови матери только тогда, когда такие повреждения являются открытыми, то есть когда нервная ткань обнажена или покрыта только тонкой мембраной. Когда NTDS покрыты кожей, AFP не выходит из кровообращения плода, и такие дефекты, как правило, не обнаруживаются MSAFP. В то время как практически 100% поражений при анэнцефалии являются открытыми, примерно в 20% случаев расщелины позвоночника они покрыты кожей, как и в 82% случаев энцефалоцеле. Обсуждение чувствительности и специфичности тестирования AFP, как правило, ограничивается открытыми поражениями, поскольку предполагается, что закрытые поражения не будут обнаружены. Повышенный MSAFP не связан однозначно с открытыми NTDS. Он также может быть повышен у плодов с дефектами брюшной стенки, маловодием или нарушениями функции почек, а также в случаях плацентарной дисфункции, приводящей к более поздним акушерским осложнениям, таким как преждевременные роды, преэклампсия и задержка роста плода.
Поскольку более 80% младенцев с НТД рождаются в семьях, у которых в анамнезе не было этого заболевания, скрининг MSAFP является важной программой общественного здравоохранения. В лабораториях, проводящих скрининг ОВП, результаты выражаются в кратных медиане (МоМ). Это обеспечивает меньшую межлабораторную вариабельность, которая может быть значительной, а также позволяет сообщать о результатах в различных возрастных группах беременности. Энцефалоцеле является менее частой причиной повышенного MSAFP, как из-за более низкой частоты, так и из-за более высокой частоты закрытых поражений. Учитывая степень совпадения между беременностями с поражением и без него, невозможно выявить все случаи открытой расщелины позвоночника с помощью скрининга MSAFP, и аналогично, большинство случаев, о которых сообщается, что они нуждаются в дальнейшей оценке, в конечном итоге будут признаны нормальными.
Как обсуждалось ранее, уровни АФП варьируют в зависимости от срока беременности. Оптимальное время для скрининга NTD сыворотки — от 16 до 18 недель беременности. До 16 недель беременности чаще встречаются случаи, когда беременность протекает с осложнениями и без них. В то время как определение даты последней менструации (LMP) является достаточно точным для скрининга NTD, сонографическое определение является более точным, и его использование повышает чувствительность и специфичность скрининга. Кроме того, поскольку измерения бипариетального диаметра (BPD) во втором триместре беременности обычно меньше у плодов с расщелиной позвоночника, MSAFP будет казаться выше, и этот артефакт повышает частоту выявления этого поражения. Другие сонографические измерения (например, длина макушки-крестца или комплексная биометрия) позволяют надежно установить дату беременности, но не обладают таким уникальным преимуществом, как определение ПРЛ. Таким образом, во втором триместре беременности для целей скрининга ОВП рекомендуется проводить ультразвуковое исследование только на основании БЛД на сроке 14 недель беременности или позже. В большинстве лабораторий имеются отдельные наборы параметров распределения для беременностей, датированных ультразвуком, и для беременностей, датированных LMP.
На уровень MSAFP влияют несколько факторов, помимо гестационного возраста, включая вес матери, расу, инсулинозависимый сахарный диабет (IDDM) и количество плодов. Исследования также показали, что MSAFP во втором триместре стабильно повышается после трансабдоминального многоплодного прерывания беременности (MFPR) во первом триместре, и его не следует проводить в таких условиях. Поскольку больший размер матери приводит к большему разведению АФП, получаемого от плода, у женщин с ожирением уровень MSAFP ниже. У чернокожих женщин и азиаток этот уровень на 10-15% выше, чем у негритянок, а у женщин с инсулинозависимым диабетом этот уровень ниже, чем у населения в целом. Физиологическая основа этого более низкого значения неясна. Каждый из этих факторов обычно учитывается при расчете риска. Хотя другие факторы, такие как курение матери и ЭКО, оказывают небольшое влияние на уровни MSAFP и других биохимических маркеров, эти различия, как правило, недостаточны для коррекции.
Повышенный уровень Альфа-фетопротеина в сыворотке крови Матери
Когда уровень MSAFP превышает пороговое значение (2,0 или 2,5 МоМ), следует оценить точность датирования. Если для первоначального расчета использовалась датировка на основе LMP, показано ультразвуковое исследование, чтобы подтвердить датировку и исключить многоплодие и гибель плода, которые могут вызвать повышенный MSAFP. Также следует провести анатомическое обследование для оценки любого идентифицируемого структурного врожденного дефекта, чтобы объяснить возвышение.
Если скрининговое ультразвуковое исследование не выявило причину повышенного MSAFP, показано дальнейшее обследование с помощью более сложной сонографии и, возможно, амниоцентеза. Сообщалось, что чувствительность ультразвука для выявления NTD и других значительных структурных аномалий, связанных с повышенным MSAFP, достигает 94-100%. Сообщается, что одно только ультразвуковое исследование более чувствительно, чем MSAFP, для первоначального выявления NTD, хотя это зависит от опыта и компетентности специалиста по ультразвуковому исследованию. Ультразвуковое исследование обходится дешевле, чем амниоцентез, и не несет риска потери беременности.
Амниоцентез позволяет измерить как АФП, так и ацетилхолинэстеразу (АХЭ) в амниотической жидкости. При измерении AFAFP и AChE частота выявления NTDS составляет 97%, при этом частота ложноположительных результатов составляет 0,5%. Хотя многие заболевания могут приводить к повышению AFAFP, AChE более специфичен для нервной ткани. Обнаружение AChE в амниотической жидкости обычно указывает на наличие открытого НТД, хотя о положительном AChE сообщалось также при омфалоцеле, гастрошизисе, кистозной гигроме, поражениях кожи плода и водянке плода.
Основной причиной пограничного повышения AFAFP и ложноположительных результатов AChE является загрязнение образца кровью плода. Уровни AFP в крови плода более чем в 100 раз превышают уровни AFAFP. Ложноположительные результаты AChE наблюдаются примерно в 2% образцов с видимыми пятнами крови и в 0,2% образцов, которые не имеют видимых пятен крови. Тестирование на наличие фетального гемоглобина показано для образцов с повышенным AFAFP, видимым загрязнением эритроцитами и некоторыми другими признаками (например, необъяснимо повышенный MSAFP, красноватый AFAFP).
Несколько исследователей сообщили о связи между повышенным MSAFP и повышенным риском анеуплоидии плода, что является дополнительным аргументом в пользу амниоцентеза. Эти исследования оценили распространенность клинически значимой анеуплоидии в этих условиях в 1%, причем примерно 55% из них составляют аутосомные анеуплоидии и 45% — аномалии половых хромосом.
Другие аномалии и повышенный уровень альфа-фетопротеина
Повышенный MSAFP может быть связан с другими пороками развития плода, помимо NTDs ( рис. 2-12 , таблица 2-7 ), включая омфалоцеле и гастрошизис. Кроме того, некоторые кожные заболевания плода способствуют повышенной диффузии АФП в амниотическую жидкость, что приводит к повышению MSAFP. Врожденный нефроз может вызывать чрезвычайно высокий уровень АФП из-за протеинурии плода и подозревается при нормальном ультразвуковом исследовании и заметно повышенном МСАФП (часто > 10 МеС.). Это АР-заболевание приводит к почечной недостаточности в раннем возрасте, и дети часто умирают в младенчестве или раннем детстве. Это заболевание встречается относительно редко, за исключением Финляндии, где из-за зарегистрированной частоты 1/2600 живорождений это заболевание находится в центре внимания программы скрининга ОВП. Теперь доступно ДНК-тестирование на нефроз в Финляндии, хотя в семьях не финского происхождения оно дает мало результатов. В редких случаях источник необъяснимого MSAFP может быть материнского происхождения и не отражать беременность. Сюда входят опухоли печени матери или яичников, которые выделяют АФП и искажают результаты скрининга. Необъяснимые MSAFP и AFAFP были связаны с неблагоприятными акушерскими исходами, включая преэклампсию и преждевременные роды.

РИС. 2-12
A, Распределение уровней альфа-фетопротеина в сыворотке крови матери во втором триместре беременности (MSAFP) у здоровых беременных и у тех, у кого открытая расщелина позвоночника и анэнцефалия. Медиана открытой расщелины позвоночника в 3,8 раза больше медианы (МоМ), а анэнцефалии — в 6,5 МоМ. B, Распределение уровней MSAFP во втором триместре беременности у беременных без изменений, а также у беременных с гастрошизисом и омфалоцеле. Медиана беременностей с гастрошизисом составляет 7,0 месяца, а с омфалоцеле — 4,1 месяца. C, Распределение уровней MSAFP во втором триместре беременности у беременных без изменений и у женщин с синдромом Дауна. Среднее значение альфа-фетопротеина составляет 0,75 МоМ, и наблюдается значительное совпадение между затронутыми и незатронутыми популяциями.
(Перерисовано из Haddow JE: Пренатальный скрининг на наличие открытых дефектов нервной трубки, синдрома Дауна и других серьезных заболеваний плода. Semin Perinatol 14:488, 1990.)
ТАБЛИЦА 2-7
Причины повышенного уровня Альфа-фетопротеина в сыворотке крови матери
|
MSAFP, альфа-фетопротеин материнской сыворотки.
Хромосомная анеуплоидия плода
Возраст матери исторически был наиболее распространенным методом выявления женщин с повышенным риском хромосомных аномалий плода и определения того, кому следует предложить пренатальное диагностическое тестирование. По мере увеличения возраста матери вероятность рождения ребенка с ДС увеличивается примерно с 1/1000 в возрасте 30 лет до почти 1/400 в возрасте 35 лет и 1/100 в возрасте 40 лет (см. Таблицу 2-1 ). Возраст отца не влияет на риск анеуплоидии. Это клиническое наблюдение согласуется с исследованиями, демонстрирующими, что более 90% случаев трисомии 21 являются результатом отсутствия разрыва в яйцеклетке, чаще всего во время мейоза I. Механизм события, не связанного с разрывом, связанный с возрастом матери, неизвестен. Из-за связи преклонного возраста матери с отсутствием разрыва, предрасполагающего к анеуплоидии, пренатальная диагностика предлагается женщинам в возрасте 35 лет и старше в течение многих лет. В возрасте 35 лет вероятность выявления у плода ДС приблизительно равна вероятности выкидыша из-за процедуры амниоцентеза. Отчасти по этой причине тестирование традиционно предлагается на этом этапе. Однако для многих женщин решение о проведении амниоцентеза является трудным, поскольку не все женщины одинаково оценивают риски. Для некоторых возможность выкидыша вызывает гораздо большую озабоченность, чем возможность рождения ребенка с ДС. Для других опасения по поводу ухода за ребенком с ограниченными возможностями могут быть более серьезными. Все пациентки, рассматривающие возможность пренатальной диагностики, должны пройти генетическую консультацию для обсуждения доступных вариантов, а также рисков, преимуществ и ограничений каждого варианта тестирования.
Оценка риска в Первом триместре беременности
Оценка риска в первом триместре обычно проводится между 9 и 14 неделями беременности, в зависимости от того, какие маркеры используются, и обеспечивает оценку риска в первую очередь для трисомий 21 и 18, а также для трисомии 13 в некоторых лабораториях. Скрининг в первом триместре обычно включает ультразвуковое измерение прозрачности затылка, проводимое при длине от макушки до крестца приблизительно 38-84 мм, и биохимические измерения свободного β- или общего хорионического гонадотропина человека (ХГЧ) и белка плазмы крови, связанного с беременностью (РАПП-А). Эти маркеры в сочетании с возрастом матери и количеством плодов обеспечивают индивидуальный для пациента риск с чувствительностью 85% к DS и частотой ложноположительных результатов 5%. Уровень ХГЧ обычно повышен при беременности с ДС плода, тогда как PAPP-A ниже. Прозрачность затылка часто повышена у плодов с ДС, а также при множестве других генетических заболеваний, включая трисомию 13, трисомию 18, синдром Тернера, триплоидию и структурные врожденные дефекты, особенно ВПС. Измерение затылка должно быть очень точным, и его получение может быть сложной задачей. Также известно, что это зависит от опыта сонографа и качества оборудования, и поэтому надлежащее обучение и управление качеством являются важными компонентами программ скрининга, которые включают это ультразвуковое измерение в оценку риска хромосомной анеуплоидии. Риск развития анеуплоидии возрастает по мере увеличения толщины просвечивающего слоя затылка (см. Главу 3 ). Кистозная гигрома представляет собой одиночную или перегородчатую полость, заполненную жидкостью, обычно затрагивающую затылочную область, которая является результатом лимфатической мальформации и последующего накопления лимфы. Примерно 50% кистозных гигром, выявленных в первом триместре беременности, связаны с хромосомной анеуплоидией, и большинство из них — это плоды, пораженные DS.
Женщинам с положительным скрининговым тестом в первом триместре следует проконсультироваться относительно результатов и вариантов дальнейшего тестирования, включая CVS как наиболее срочный диагностический тест, доступный в конце первого и начале второго триместра. Варианты дальнейшего скрининга включают выборочный и поэтапный последовательный скрининг, а также бесклеточный анализ ДНК. Преимущество выявления анеуплоидии в первом триместре беременности заключается в том, что это позволяет пациенткам получать информацию на ранних сроках беременности, чтобы решения о прерывании беременности можно было принимать в то время, когда услуги более доступны и представляют меньший риск для матери. Риск раннего скрининга на хромосомную анеуплоидию заключается в присущей данной популяции частоте потерь и выявлении беременности, которая в дальнейшем может привести к самопроизвольному выкидышу. Тем женщинам, у которых в первом триместре проводится оценка генетического риска, рекомендуется скрининг NTDS с помощью MSAFP или детального ультразвукового исследования во втором триместре.
Оценка риска во Втором триместре беременности
Вскоре после введения скрининга MSAFP на NTD было признано, что у плодов с DS среднее значение MSAFP во втором триместре было ниже. Последующие исследования показали, что уровни АФП в сыворотке крови матери, амниотической жидкости и пуповине плода ниже при беременности, при которой у плода ДС. Также был изучен ряд других биохимических маркеров для использования в скрининге на анеуплоидию. Неконъюгированный эстриол (uE 3 ), ХГЧ и димерный ингибин А повышают чувствительность и специфичность биохимического скрининга на ДС во втором триместре беременности и включены в тест, обычно называемый четырехкратным скринингом. Как и АФП, uE 3 при беременности с ДС снижается на 25-30%, тогда как уровень ХГЧ и ингибина А повышен со средним значением примерно в два раза выше, чем у нормальных контрольных субъектов ( таблица 2-8 ). При использовании quad-скрининга частота выявления DS составляет 80% при частоте ложноположительных результатов 5%. При беременностях, при которых у плода поражен трисомией 18, уровни АФП, uE 3 и ХГЧ снижены, при этом средние значения равны 0.6, 0,5 и 0,3 МоМ соответственно. Ингибин А не способствует выявлению трисомии 18 и не включен в алгоритм скрининга. Использование протокола, оценивающего этот характерный паттерн, связано с 80%-ной частотой выявления трисомии 18, но только 0,5% женщин относятся к группе высокого риска. Четырехкратный анализ сыворотки крови матери во втором триместре показывает результаты риска для DS, трисомии 18 и NTDs. Четырехкратный анализ не дает достоверных данных об оценке риска для трисомии 13 и, следовательно, не публикуется большинством лабораторий.
ТАБЛИЦА 2-8
Структура результатов расширенного скрининга ОВП при заболеваниях плода
AFP | uE 3 | ХГЧ | Ингибин А | |
---|---|---|---|---|
Открытые NTDs | ↑ | Без изменений | Без изменений | Без изменений |
Синдром Дауна | ↓ | ↓ | ↑ | ↑ |
Трисомия 18 | ↑ | ↓ | ↓ | Без изменений |
АФП, альфа-фетопротеин; ХГЧ, хорионический гонадотропин человека; NTDs, заболевания нервной трубки; uE 3 , неконъюгированный эстриол.
Сонографические “Мягкие маркеры” Анеуплоидии
Анатомическое исследование плода во втором триместре беременности также использовалось в качестве инструмента скрининга хромосомной анеуплоидии (см. Главу 3 ). Примерно у трети плодов с ДС выявляются сонографически либо значительные, либо незначительные структурные изменения. Сюда входят ИБС (чаще всего дефекты межжелудочковой перегородки или эндокардиальной подушки), вентрикуломегалия, атрезия двенадцатиперстной кишки или различные “мягкие маркеры”. Мягкие маркеры включают утолщение кожной складки затылка, ЭБ, пиелоэктаз почек, укорочение бедренной и плечевой костей, а также гипопластику или отсутствие носовой кости. Существуют противоположные мнения о полезности ультразвука для изменения риска развития ДС. Большинство медицинских работников используют эту информацию для корректировки предшествующего риска с учетом возраста матери или результатов стандартного скрининга путем применения коэффициентов вероятности. В одном крупном исследовании с участием 7800 женщин для определения эффективности ультразвука в оценке генетического риска, проведенном опытными специалистами, только генетическое ультразвуковое исследование позволило выявить DS в 69% случаев при 5% ложноположительных результатах и повысило чувствительность всех других методов скрининга. Метаанализ, объединяющий данные 48 исследований женщин с низким и высоким риском, указывает на то, что гипопластика или отсутствие носовой кости связаны с наибольшим риском развития ДС (см. Главу 3 ).
Комбинированная оценка риска в Первом и Втором триместрах беременности
Существует несколько способов комбинировать ультразвуковое исследование и анализ сыворотки в первом триместре с анализом сыворотки во втором триместре. Комплексное тестирование имеет самый высокий процент выявления ДС (90%) при самом низком количестве ложноположительных результатов (2%) по сравнению с другими методами анализа крови и ультразвукового исследования в первом или втором триместре. Этот тест включает ультразвуковое исследование прозрачности крови и затылка в первом триместре в дополнение к анализу крови во втором триместре для получения единого расчета риска развития ДС. Преимуществом этого теста является превосходная чувствительность и низкий процент ложноположительных результатов, тогда как недостатком является то, что информация доступна только во втором триместре. При поэтапном последовательном скрининге используется та же комбинация прозрачности затылка и анализируемых сывороток первого и второго триместров, но предварительные результаты предоставляются в первом триместре. Пациентам с высоким риском развития анеуплоидии предлагается диагностическое тестирование. Тем, у кого риск не повышен, во втором триместре можно сдать анализ сыворотки и объединить его с результатами первого триместра для окончательного расчета риска. Комплексный анализ сыворотки (только крови) включает биохимические анализы, полученные в первом и втором триместрах беременности, и предлагается в тех местах, где опыт в проведении ультразвукового исследования прозрачности затылка ограничен или недоступен.
Бесклеточный скрининг ДНК
Поиски генетического материала плода в материнской крови начались десятилетия назад и были впервые описаны в 1969 году. Попытки выделить и очистить интактные клетки плода для пренатального тестирования в конечном итоге оказались безуспешными, отчасти из-за нехватки тканей и персистенции клеток от предшествующих беременностей. Концепция бесклеточной ДНК как источника генетического материала плода была представлена Ло и его коллегами в 1997 году. В плазме крови циркулирует ДНК как матери, так и плода, и измерение относительного содержания хромосом может быть использовано для выявления трисомии плода ( рис. 2-13 ). Бесклеточная ДНК плода выявляется в крови матери уже на 5-7 неделе беременности, обнаруживается в относительно больших количествах, чем интактные клетки плода, и выводится из кровотока матери в течение нескольких часов после родов, что делает ее лучшим источником генетического материала, чем интактные клетки. Примерно 10% циркулирующей ДНК, обнаруживаемой в плазме крови матери во время беременности, имеет фетальное происхождение, и эта фетальная фракция почти полностью состоит из ДНК, полученной из трофобласта. Это важно понимать, поскольку существует вероятность мозаицизма плаценты, при котором генотипы плаценты и плода различаются, что приводит к ложноположительным или ложноотрицательным результатам.

РИС. 2-13
A, Бесклеточная ДНК из плаценты составляет примерно 10-12% от общего количества бесклеточной ДНК в материнском кровотоке. B, Подход к выявлению трисомии путем измерения относительного вклада хромосом в бесклеточную ДНК в плазме крови матери. Выравнивание каждого фрагмента хромосомы по исходной хромосоме с последующим биоинформационным расчетом относительного вклада может быть использовано для расчета вероятности трисомии плода.
(С разрешения журнала Circulating Cell-Free DNA in Women’s Medicine доктора Сяо Янь Чжуна и доктора Вольфганга Холгрива. Глобальная библиотека женской медицины.)
Сообщалось о бесклеточном тестировании ДНК плода для определения генотипа резус D плода и ранней идентификации пола плода у лиц, подверженных риску Х-сцепленных мужских летальных нарушений, за несколько лет до подачи заявки на оценку риска хромосомной анеуплоидии. В октябре 2011 года первая коммерческая лаборатория начала предлагать скрининг бесклеточной ДНК (cfDNA), также называемый неинвазивным пренатальным тестированием или NIPT, для выявления распространенных состояний анеуплоидии. С тех пор использование этого метода заметно возросло из-за очень высокой зарегистрированной частоты выявления и низкой частоты ложноположительных результатов, особенно при скрининге на ДС. Несмотря на высокую точность, бесклеточная ДНК считается скрининговым тестом, и первоначальные рекомендации заключались в том, чтобы этот тест был зарезервирован для женщин из группы высокого риска. Большинство коммерческих лабораторий сообщают о рискованных результатах для хромосом 21, 13, 18, X и Y. Лаборатории, предлагающие эту технологию, используют либо массово-параллельное секвенирование дробью, при котором секвенируются фрагменты ДНК из всего генома, либо целенаправленное секвенирование, при котором рассматриваются только интересующие области. В любом случае высокопроизводительное секвенирование ДНК подвергается тщательному анализу данных для выявления аномальных количеств генетического материала, специфичного для хромосомы или интересующей области плода. Сообщалось, что чувствительность и специфичность бесклеточного ДНК-скрининга для выявления ДС составляет от 96% до 100%, хотя эта цифра не учитывает подгруппу пациентов, у которых тестирование оказалось безуспешным из-за низкой доли ДНК плода или высокой дисперсии секвенирования, что затрудняет интерпретацию результатов. Пациентам рекомендуется пройти предтестовую консультацию, чтобы понять скрининговый характер теста, то, что тест выявляет только распространенные анеуплоидии, возможность непредвиденных результатов или невозможность получения результатов теста, а также варианты диагностического тестирования. Пациентки, которым проводится тест низкого риска, должны знать, что это не гарантирует благоприятного протекания беременности. Поскольку анеуплоидия встречается относительно редко, положительная прогностическая ценность или вероятность того, что пораженный плод получит положительный результат при бесклеточном ДНК-скрининге, вероятно, составляет 50% или меньше, в зависимости от других факторов риска и конкретной анеуплоидии. Таким образом, пациентку с результатом теста высокого риска следует направить на генетическую консультацию для обсуждения вариантов дальнейшего тестирования.
В этой развивающейся области перинатальной медицины технология быстро расширяется, предлагая все больше клинических данных. Например, некоторые компании предлагают скрининг на 4-5 состояний микроделеции, таких как делеция 22q и делеция 1p36. Хотя большинство из них индивидуально редки, сообщается, что микроделеция 22q встречается примерно у 1/3000 новорожденных. Эти состояния не связаны с преклонным возрастом матери, и при ультразвуковом исследовании у некоторых могут отсутствовать структурные врожденные дефекты. Следует пересмотреть важность предтестового консультирования и обсуждения возможных результатов и последствий для информации, полученной внутриутробно.
Хотя бесклеточный скрининг ДНК изменил ландшафт пренатального скрининга, продолжаются дальнейшие исследования по снижению затрат и повышению эффективности тестирования. Концепция “точной медицины для плода” развивается по мере работы над транскриптомом, метаболомом и протеомом плода с использованием эпигенетической информации, РНК и микроРНК. Весь геном плода был секвенирован на основе ДНК в крови матери, что имеет важное значение для будущего пренатального тестирования. В отношении пренатального тестирования было поднято множество этических вопросов, включая автономию плода при генетическом тестировании, выявление заболеваний у взрослых в дородовых условиях, непредвиденные или неопределенные результаты, отсутствие соответствующих ресурсов и обученных специалистов для консультирования и интерпретации сложной генетической информации, а также роль промышленности в продвижении исследований.
Пренатальный скрининг при многоплодной беременности
При скрининге беременности двойней возникает ряд сложностей. Во-первых, частота DS при беременности двойней оказывается ниже, чем ожидалось, что усложняет расчет риска. Во-вторых, сывороточные маркеры примерно, но не точно, в два раза превышают показатели, обнаруживаемые при одноплодной беременности. В-третьих, для получения информации о многоплодии используется показатель сыворотки крови одной матери. В диссонирующих случаях нормальный близнец-двойняшка маскирует аномальную выработку маркеров, связанную с пораженным близнецом. Наконец, при монозиготных близнецах чаще всего либо поражены, либо нетронуты оба, тогда как при дизиготных близнецах риск ДС не зависит. Хотя ультразвуковое определение монохорионности является диагностикой монозиготности, при однополой дихорионной беременности зиготность является неопределенной. Хотя монозиготные близнецы встречаются редко, они могут иметь диссонирующие кариотипы, которые чаще всего включают половые хромосомы. Поскольку скрининг прозрачности затылка в первом триместре позволяет оценить каждый плод индивидуально, он может быть наиболее полезным скринингом при многоплодной беременности. При многоплодных беременностях высокой степени тяжести биохимический скрининг, как правило, невозможен, и, опять же, прозрачность затылка является наиболее полезным, а часто и единственным вариантом в таких случаях. Необходимы крупные исследования, чтобы определить оптимальный метод скрининга при многоплодной беременности.
Осложнения беременности в третьем триместре после скрининга аномальной сыворотки
Экстремальные уровни маркеров, как низкие, так и высокие, были связаны с осложнениями беременности в третьем триместре, такими как гипертоническая болезнь, ЛГР и преждевременные роды. Однако большинство случаев не связано с заболеванием плода или матери и в конечном итоге приводит к нормальному исходу. Многочисленные исследования показали, что женщины с повышенным уровнем MSAFP имеют повышенный риск осложнений, таких как самопроизвольный аборт, младенцы маленького для гестационного возраста возраста, связанные с беременностью гипертонические расстройства и преждевременные роды. Величина риска любого неблагоприятного исхода увеличивается с повышением уровня в сыворотке крови матери с риска в 19% при уровнях от 2,5 до 2,9 МоМ до 67% при MSAFP более 6,0 МоМ. В случаях необъяснимого повышения MSAFP повышенное значение обусловлено повышенным трансплацентарным переносом. Такой повышенный перенос происходит при различных аномалиях плаценты, и те же самые аномалии плаценты позже приводят к перинатальным осложнениям. Сообщалось также о таких аномалиях, как срастание плаценты, инкретирование и перкретирование, при повышенном АФП, и сообщалось, что аномалии развития матки также в 22 раза чаще встречаются у этих пациенток. Из-за очень большого градиента концентраций АФП в сыворотке крови плода и матери даже незначительное нарушение целостности маточно-плаценты позволит заметно увеличить транспорт АФП через плаценту.
Другие биохимические маркеры и комбинации маркеров также были изучены в отношении неблагоприятного исхода на поздних сроках беременности. Повышенный уровень ХГЧ связан с повышенным риском ЛГР, артериальной гипертензией / преэклампсией, пороками развития плода, хромосомными аномалиями и неблагоприятным перинатальным исходом. Как и в случае MSAFP, самые высокие уровни ХГЧ связаны с самым высоким риском неблагоприятного исхода. Риск неблагоприятного исхода наиболее значительно повышается, если у пациента имеются два или более аномальных маркера. Как одноплодные, так и двойневые беременности с повышенным уровнем ХГЧ и АФП были связаны с неблагоприятными акушерскими исходами.
Также было обнаружено, что женщины с низким уровнем эстриола (<0,75 м/ мес) имеют повышенный риск неблагоприятных исходов, включая ЛГР, маловодие и рождение детей маленького для гестационного возраста возраста, риск, который, по-видимому, не зависит от повышенного уровня ХГЧ или АФП. Около 0,27% женщин будут иметь очень низкий уровень uE 3 (<0,15 МоМ), что связано с рядом метаболических и генетических нарушений, включая синдром Смита-Лемли-Опица, дефицит стероидной сульфатазы, синдром Кальмана, врожденную гиперплазию надпочечников и другие нарушения, связанные с дисфункцией надпочечников. Синдром Смита-Лемли-Опица — это АР расстройство, которое приводит к множественным порокам развития, включая ИБС, умственную отсталость и неоднозначные гениталии. Поскольку первичная аномалия связана с биосинтезом холестерина, недостаток предшественников холестерина у плода делает плаценту неспособной вырабатывать uE 3 . Пренатальная диагностика возможна путем выявления повышенного уровня 7-ОН-дегидрохолестерина в амниотической жидкости или моче матери. Другой, более распространенной причиной очень низкого уровня эстриола является присутствие Х-связанной стероидной сульфатазы у плода. Недостаток этого фермента в плаценте также приводит к неспособности вырабатывать uE 3 . Это заболевание, связанное с Х-хромосомой, приводит к ихтиозу как основному симптому у потомства, и тщательный семейный анамнез часто выявляет симптомы у ранее не диагностированного родственника мужского пола (дедушки или брата). Диагноз может быть подтвержден с помощью молекулярного тестирования на наличие микроделеции в амниотической жидкости. Хотя заболевание протекает относительно легко, пренатальная диагностика может убедить семью и врача в том, что другого, более серьезного заболевания нет.
Однако оптимальное ведение беременностей с необъяснимыми аномалиями биохимического скрининга остается спорным. Хотя многие ассоциации между неблагоприятными акушерскими исходами и аномальными сывороточными маркерами статистически значимы, низкая чувствительность и прогностическая ценность этих тестов не позволяют использовать их в качестве инструмента скрининга осложнений. Были предложены различные стратегии дородового наблюдения с использованием ультразвука для определения роста, допплеровских исследований и других форм тестирования плода. Например, допплерография маточных артерий может указывать на беременность с риском развития маточно-плацентарной недостаточности у лиц с аномальными показателями анализируемых показателей в сыворотке крови, и некоторые рекомендуют проводить ее во втором триместре. В идеале, дальнейшие исследования позволят лучше определить модель оказания помощи пациентам с аномальными показателями анализируемых веществ в сыворотке крови при отсутствии анеуплоидии плода и структурных врожденных дефектов.
Генетическая диагностика при беременности
Для многих семей, обращающихся за генетической консультацией, основной целью является изучение риска развития наследственных заболеваний у их детей и доступных вариантов предотвращения рождения больного ребенка. Основная цель пренатальной диагностики — предоставить семьям из группы риска окончательную информацию, чтобы они могли сделать осознанный выбор во время беременности. Потенциальные преимущества пренатальной диагностики включают (1) заверение семей из группы риска при нормальных результатах, (2) предоставление информации о рисках парам, у которых не было бы ребенка без такой гарантии, (3) предоставление парам возможности подготовиться к рождению больного ребенка, (4) предоставление медицинским работникам возможности планировать родоразрешение и послеродовой уход за больным младенцем и (5) предоставление информации о рисках парам, для которых прерывание осложненной беременности является возможным вариантом. Другие соображения включают потенциальное воздействие информации на других членов семьи и возможность получения непредвиденной информации или информации неопределенной значимости. По мере развития генетического тестирования эти последние соображения становятся все более важными и релевантными.
Пренатальная диагностика обычно проводится на ранних сроках беременности, в то время, когда прерывание беременности у пораженного плода может быть выполнено безопасно. Хотя пренатальная диагностика с прерыванием беременности пораженных плодов является одним из вариантов предотвращения рецидива генетического заболевания в семье, это ни в коем случае не универсальное решение. По-прежнему существуют заболевания, при которых пренатальная диагностика невозможна, и для многих родителей прерывание беременности неприемлемо, даже если пренатальная диагностика доступна. Другие меры по предотвращению рецидива генетического заболевания включают предотвращение родов с помощью контрацепции или стерилизации; усыновление; донорство спермы или яйцеклеток; или предимплантационную генетическую диагностику (ПГД) эмбрионов, полученных с помощью ЭКО (см. Ниже). Для многих семей, даже если прерывание беременности неприемлемо, пренатальная диагностика может помочь им подготовиться морально, эмоционально и финансово, а также обратиться за системой поддержки и организовать надлежащий неонатальный уход до рождения ребенка.
Генетическое консультирование Перед процедурами пренатальной диагностики
Родителям, рассматривающим возможность пренатальной диагностики, нужна информация, которая позволит им понять свои личные и клинические обстоятельства и дать (или не дать) согласие на процедуры пренатальной диагностики. Генетическое консультирование перед такими процедурами обычно рассматривает следующее: (1) вероятность поражения плода, (2) характер и последствия тестируемого заболевания (ов), (3) риски и ограничения выполняемых процедур, (4) время, необходимое для выдачи отчета о результатах теста, и (5) возможность осложнений процедур, таких как неудачная попытка получить достаточный тестируемый образец или неубедительные результаты. Обычно обсуждаются варианты решения проблемы с аномальными результатами, и подчеркивается, что проведение пренатальной диагностики никоим образом не обязывает родителей прерывать беременность в случае обнаружения аномалии.
Методы пренатальной диагностики
Амниоцентез
При амниоцентезе образец амниотической жидкости (20-30 мл) извлекается путем введения 20- или 22-граммовой спинномозговой иглы через брюшную полость матери и стенку матки в амниотическую полость под контролем ультразвука ( рис. 2-14 ). Амниотическая жидкость содержит шелушащиеся клетки плода, которые при наличии особых показаний можно культивировать и кариотипировать или использовать для метаболических анализов или извлечения ДНК. Уровни AFAFP также обычно измеряются рутинно.

РИС. 2-14
Игла для амниоцентеза вводится в амниотическую полость под контролем ультразвука.
(Иллюстрация Джеймса А. Купера, доктора медицины, Сан-Диего, Калифорния)
Амниоцентез обычно проводится на сроке беременности от 15 до 20 недель. Объем амниотической жидкости на 15 неделе менструации составляет 125 мл, и в течение следующих 13 недель он увеличивается на 50 мл в неделю. В попытке получить более ранние результаты была исследована целесообразность и безопасность амниоцентеза уже на 11 неделе беременности. Результаты крупного многоцентрового рандомизированного исследования раннего (от 11 до
Основным осложнением амниоцентеза является риск выкидыша (выше 2-3% риска для любой беременности на этом сроке беременности, не связанной с процедурой). Риск выкидыша при амниоцентезе в середине триместра на сроке от 15 до 20 недель беременности обычно оценивается в 0,2-0,3% (1/300-1/500), хотя в некоторых исследованиях сообщалось о рисках до 1/1600. Единственное рандомизированное исследование, которое проводилось у пациентов с низким риском, было проведено в Соединенном Королевстве в 1986 году; это исследование продемонстрировало 1% потерь, связанных с процедурой. Подтекание околоплодных вод после амниоцентеза не является редкостью, но обычно проходит без долгосрочных последствий. Повреждение плода иглой встречается редко, как и случаи инфицирования матери или внутриутробной инфекции.
Забор ворсинок хориона
При CVS биопсия развивающейся плаценты проводится на сроке от 10 до 13 недель беременности ( рис. 2-15 ). Основным преимуществом CVS является то, что его можно проводить на более ранних сроках беременности, что позволяет сократить период беспокойства у пациенток из группы риска. Ранние результаты также позволяют прервать беременность в первом триместре, что является более безопасной и доступной процедурой, чем аборт во втором триместре. Показания для CVS, как правило, такие же, как и для амниоцентеза, хотя уровень AFP нельзя оценить по ворсинам хориона. Таким образом, женщинам, проходящим CVS, следует предложить скрининг NTD либо с измерением MSAFP, либо с ультразвуковым исследованием на более поздних сроках беременности.

РИС. 2-15
Забор ворсинок хориона. Катетер для взятия ворсинок хориона или игла для взятия проб вводятся в развивающуюся плаценту под непрерывным ультразвуковым контролем.
(Иллюстрация Джеймса А. Купера, доктора медицины, Сан-Диего, Калифорния)
Два наиболее часто используемых подхода к лечению ССЗ — трансцервикальный и трансабдоминальный. И то, и другое проводится под контролем ультразвука, который используется для документирования жизнеспособности плода, гестационного возраста, количества плодов, локализации плаценты и определения наилучшего подхода и пути отбора проб. При трансцервикальном CVS пациентку помещают в положение для дорсальной литотомии, вставляют зеркало, а влагалище и шейку матки обрабатывают йодным антисептиком. Полиэтиленовый катетер весом 16 Г с гибким обтуратором из нержавеющей стали вводится через шейку матки в развивающуюся плаценту. При трансабдоминальном подходе 20-граммовая игла вводится в плаценту способом, аналогичным тому, который используется для амниоцентеза. При любом подходе используется шприц объемом 20 мл для приложения отрицательного давления и получения образца.
Риски сердечно-сосудистых заболеваний сравнивались с рисками амниоцентеза в нескольких исследованиях, проведенных вскоре после внедрения метода в 1980-х гг. Совместное исследование в США продемонстрировало, что частота потерь на 0,8% выше, чем при амниоцентезе в середине триместра, разница не была статистически значимой. Канадское исследование также продемонстрировало незначительное увеличение потерь на 0,6% по сравнению с амниоцентезом. CVS требует длительного обучения, и риски сильно зависят от поставщика; следовательно, этот эквивалентный уровень потерь может быть распространен не на все центры и поставщиков.
Одной из важных характеристик CVS, отличной от амниоцентеза, является риск ограниченного мозаицизма плаценты (CPM), который встречается в 1-2% случаев. CPM представляет собой несоответствие между хромосомным составом плаценты и плода и диагностируется, когда с помощью CVS обнаруживается смесь анеуплоидных и нормальных клеток, тогда как при последующем амниоцентезе или у младенца при рождении обнаруживаются только нормальные клетки. Чаще всего CPM представляет собой трисомную клеточную линию, присутствующую только в плаценте, с нормальным диплоидным набором хромосом у плода. Тем не менее, плод действительно мозаичен примерно в 10% случаев, хотя риск в некоторой степени зависит от конкретной выявленной трисомии. Хотя некоторые случаи CPM связаны с плохой функцией плаценты и перинатальными осложнениями, такими как FGR и материнская гипертензия, чаще всего исход нормальный. Такое несоответствие между плодом и плацентой также может привести к искажению результатов бесклеточного ДНК-скрининга, который основан на клетках трофобласта плаценты.
CPM может быть связан с так называемым трисомным спасением первоначально трисомного зачатия ( рис. 2-16 ). Когда это происходит, плод может быть дисомным, но иметь одноплодную дисомию (UPD), состояние, при котором обе хромосомы были унаследованы от одного родителя. Например, если у эмбриона трисомия 15 из-за отсутствия разрыва у матери, одна или несколько клеток внутренней клеточной массы, которым суждено стать плодом, могут быть “спасены” потерей одной хромосомы 15. Механизм до конца не изучен, и потеря хромосомы считается случайной. Если случайно отцовская копия будет утеряна, у плода будет нормальное число хромосом, но материнское UPD 15. Восстановление трисомии и UPD потенциально могут затрагивать любую хромосому, но если импринтированные гены присутствуют в конкретной вовлеченной хромосоме, это может иметь последствия для плода. 15-я хромосома матери является причиной синдрома Прадера-Вилли (см. Ранее). В этом сценарии отцовский вклад 15-й хромосомы отсутствует. Таким образом, тестирование на UPD показано в качестве продолжения CPM, обнаруженного CVS, когда задействована хромосома, содержащая известные импринтированные гены (например, хромосомы 6, 7, 11, 14 и 15). Если хромосома, вовлеченная в исходную трисомию, не содержит импринтированных генов, никаких фенотипических последствий для плода предсказать невозможно.

РИС. 2-16
Спасение от трисомии и одноплодная дисомия. Диплоидная яйцеклетка оплодотворяется нормальным гаплоидным сперматозоидом, в результате чего образуется трисомная зигота. Клетки размножаются и делятся, и одна клетка возвращается в диплоидное состояние из-за задержки в анафазе. Это может произойти из-за потери либо материнской, либо отцовской хромосом. Если одна из материнских хромосом потеряна, результирующая клетка или клетки будут нормальными. Если отцовская хромосома потеряна, клетки будут диплоидными, но результатом будет одноплодная дисомия.
В начале 1990-х годов было несколько сообщений о дефектах редукции конечностей плода после ССС. Процедуры у пострадавших младенцев в основном проводились между 55 и 66 днями беременности, и последующие исследования показали, что ранний гестационный возраст (<10 полных недель) при взятии проб повышал риск этого осложнения. После продолжительного исследования, включая крупномасштабное исследование более 140 000 случаев ССЗ, представленных в реестр Всемирной организации здравоохранения, был сделан вывод, что повышенного риска дефектов вправления конечностей после ССЗ, выполненных на сроке беременности более 10 недель, нет. Частота выкидышей как при CVS, так и при амниоцентезе зависит от опыта врача и объема проводимых процедур.
Множественные беременности
При наличии беременности близнецами риск хромосомных аномалий считался повышенным по сравнению с одноплодной беременностью, и для оценки возрастных рисков хромосомных аномалий при беременности близнецами использовались математически выведенные формулы. Однако частота ДС на самом деле оказывается значительно ниже, чем ожидалось, при беременности двойней, особенно у пожилых женщин и у монохориальных близнецов. Вероятность того, что у одного или обоих плодов будет хромосомная аномалия, зависит от зиготности. Существует три возможности, которые могут привести к поражению либо одного, либо обоих близнецов: (1) дизиготные близнецы с поражением одного плода, (2) дизиготные близнецы с поражением обоих плодов и (3) монозиготные близнецы с поражением обоих плодов. Постзиготные ошибки также могут приводить к диссонирующим кариотипам у монозиготных близнецов, хотя это случается редко.
Знание хорионичности имеет решающее значение при выполнении инвазивных процедур на многоплодных сроках беременности. Это лучше всего определить с помощью ультразвука в первом триместре беременности, когда определение хорионичности является высокоточным (см. Главу 7 ). Для пренатальной диагностики при монохориальной беременности теоретически требуется только один образец, поскольку плоды должны быть хромосомно идентичны. Однако существует небольшая вероятность постзиготных мутаций, приводящих к диссонирующему кариотипу или неправильному определению хорионичности. По этой причине обычно берут пробы у обоих близнецов.
Как CVS, так и амниоцентез могут использоваться для пренатальной диагностики на нескольких сроках беременности. Техника проведения амниоцентеза включает визуализацию разделительной мембраны и выявление кармана с амниотической жидкостью в каждом мешочке. Чтобы быть уверенным в том, что взят образец из каждого амниотического мешка, часто после удаления жидкости из первого мешка закапывают 0,5 мл индигокарминового красителя. Аспирация прозрачной жидкости из второго мешка обеспечивает правильное размещение. Индигокармин не связан с рисками для плода, в то время как краситель метиленовый синий не следует использовать из-за сообщений о гемолизе плода, атрезии кишечника и гибели плода при интраамниотическом введении. Также сообщалось о методе введения одной иглы для амниоцентеза с проколом разделительной мембраны для доступа ко второму мешку. Это повышает вероятность смешивания образцов с мозаичными результатами, а также разрушения межклеточной мембраны. Сообщения об аномалиях развития плода при беременности двойней после разрыва плодной оболочки и возможности развития ятрогенной моноамниотической беременности двойней с потенциальным обвитием пуповиной также вызывают озабоченность.
При CVS процедура требует тщательного сонографического определения плацентации, поскольку исследования красителем для маркировки образца невозможны. Размещение наконечника аспирационного устройства (катетера или иглы) рядом с местом введения пуповины может свести к минимуму возможность повторного взятия проб у одного и того же плода. Сообщалось о риске ошибки выборки менее 2% при CVS на нескольких сроках беременности. При проведении CVS или амниоцентеза важно подробное описание взаимного расположения плодов и плаценты, особенно если присутствуют диссонирующие кариотипы и необходимо рассмотреть возможность выборочного прерывания беременности. Также полезно отмечать любые структурные аномалии или другие находки, которые могут дифференцировать плоды.
Частота постпроцедурных потерь при многоплодной беременности
Хотя генетический амниоцентез часто проводится при многоплодной беременности, меньшее количество случаев ограничивает доступность данных о постпроцедурных потерях при многоплодной беременности либо после амниоцентеза, либо после CVS. Был проведен ряд исследований для оценки частоты потери плода после амниоцентеза у близнецов. Указанный уровень потерь колеблется от 2,7% до 8,1%, при этом в недавнем систематическом обзоре сообщается, что общий уровень потерь беременности составляет 3,07%. Хотя некоторые исследования действительно предполагают более высокую частоту постпроцедурных потерь при беременности двойней по сравнению с одиночными беременностями, не все объясняют более высокую фоновую частоту потерь близнецов.
Что касается CVS, то доступны еще более ограниченные данные для определения безопасности и точности этой процедуры при многоплодной беременности. Частота невынашивания беременности в крупнейших недавних исследованиях, описанных в литературе, варьируется от 0,6% до 4,0%, что опять же выгодно отличается от 6% фоновой частоты невынашивания беременности двойней. Текущие данные показывают, что избыточный риск после инвазивного диагностического тестирования с использованием амниоцентеза или CVS составляет примерно 1-2%.
Выбор между проведением амниоцентеза или CVS при многоплодной беременности зависит от многих факторов, таких как вероятность продолжения многоплодной беременности, срок беременности на момент предлежания, опыт оператора и технические трудности конкретного случая, включая особенности организма матери и взаимное расположение гестационных мешочков и плаценты. Несколько исследований показали, что CVS в руках опытных операторов, по крайней мере, так же безопасен, как амниоцентез во втором триместре беременности для пренатальной диагностики при многоплодной беременности, с частотой потерь, сопоставимой с контрольной двойней.
Выборочное прерывание многоплодной беременности
Обнаружение единственного пораженного плода при многоплодной беременности может представлять сложную ситуацию для консультирования. Варианты ведения включают прерывание всей беременности, продолжение беременности или выборочное прерывание. Выборочное прерывание беременности при дихориальной двойне может быть выполнено с помощью внутрисердечной инъекции хлорида калия плоду. Такой подход эффективен, но при нем вероятность потери оставшегося плода или зародышей составляет от 4% до 12%, в зависимости от срока беременности, начального количества зародышей и местоположения пораженного плода. Если беременность монохориальная, но диссонирующая по хромосомной или структурной аномалии, повсеместное наличие межклеточных анастомозов делает внутрисердечную инъекцию небезопасной для нормальной двойни. Если в данной ситуации желательно выборочное прерывание беременности, единственным вариантом является окклюзия пуповины с использованием лазера, лигирования или биполярной коагуляции. Существует мало данных о рисках для беременности и оставшихся близнецов в случае выбора этого подхода, хотя существует повышенный риск потери беременности и преждевременных родов от 15% до 25%.
Забор крови плода и биопсия других тканей плода
Хотя теоретически существует множество показаний для прямого доступа к кровообращению плода, достижения в области молекулярно-генетических технологий значительно снизили потребность в чрескожном заборе пуповинной крови (PUBS), а также в проведении биопсии тканей, таких как мышцы, кожа или печень плода. PUBS часто использовался для получения крови плода для быстрого кариотипирования, но, опять же, доступность FISH для выявления наиболее распространенных трисомий снизила потребность в этом методе. Такие заболевания, как гемофилия, гемоглобинопатии, иммунодефициты и заболевания мышц, кожи и печени, которые в прошлом требовали прямой биохимической оценки тканей плода, теперь обычно можно обнаружить с помощью анализа ДНК амниоцитов или ворсинок хориона. В настоящее время PUBS чаще всего используется для оценки и лечения аллоиммунизации плода при подозрении на необходимость внутриутробного переливания крови. Когда выполняется эта процедура, она проводится под постоянным контролем ультразвука. Определено место вхождения пуповины в плаценту; это место обычно используется для взятия пробы, поскольку пуповина фиксируется в этом месте. Также можно получить доступ к введению пуповины в плод или к свободной петле пуповины; однако это может быть сложнее из-за перемещения пуповины и плода. Матери могут быть назначены парентеральные седативные препараты как для ее комфорта, так и для уменьшения шевелений плода. Внутримышечная или внутрисосудистая инъекция паралитического препарата короткого действия также иногда используется для устранения шевелений плода, хотя долгосрочные последствия паралича плода неизвестны. После определения оптимального места для доступа к пуповине брюшную полость матери подготавливают и перевязывают, а в место введения вводят местный анестетик. Под контролем ультразвука спинномозговая игла весом 20 или 22 грамма вводится в вену пуповины. Образцы крови плода набираются в шприцы с гепарином.
Предимплантационная генетическая диагностика
ПГД — это метод пренатального тестирования, при котором ранние эмбрионы, зачатые с помощью ЭКО, проходят генетическое тестирование во время культивирования in vitro перед реимплантацией в матку ( рис. 2-17 ). Предимплантационный генетический скрининг (PGS) — это термин, используемый для конкретного описания случаев, в которых проводится тестирование на анеуплоидию для выявления хромосомных аномалий у эмбриона. В любом случае переносятся только те эмбрионы, результаты которых оказались нормальными. ПГД может использоваться для тестирования большинства генетических нарушений, при которых была выявлена мутация, и может быть полезна парам с высоким риском рождения плода, пораженного генетическим заболеванием, для которых прерывание беременности после CVS или амниоцентеза не является возможным. Поскольку генетическое тестирование, проводимое в случаях ПГД, должно проводиться с использованием всего одной или двух клеток от этих ранних эмбрионов с очень быстрым временем обработки (обычно менее 24 часов), методика сложна и могут возникать ошибки. Частота ошибок обычно составляет менее 5%, и рекомендуется использовать CVS или амниоцентез для подтверждения результатов ПГД. Опять же, очевидно, необходимы крупные исследования для определения точности и эффективности ПГД. ПГД также используется для отбора эуплоидных эмбрионов у пар, которые являются носителями сбалансированных транслокаций. Хотя использование ЭКО с ПГС и отбор только эуплоидных эмбрионов привлекательно для пар с необъяснимой повторной потерей беременности, прогноз живорождения при последующей беременности без какого-либо вмешательства составляет примерно 75%. Вопрос о том, благоприятен ли исход ЭКО с ПГС при распространенных анеуплоидиях у женщин преклонного репродуктивного возраста, остается спорным.

РИС. 2-17
A и B, Техника предимплантационной генетической диагностики. Экстракорпоральное оплодотворение используется для создания эмбрионов. Для генетического анализа удаляют одну или две клетки, а неповрежденные эмбрионы переносят в матку.
Пренатальное тестирование на врожденные пороки развития
Такие аномалии, как НТД, заячья губа и небо, а также ИБС, обычно проявляются как многофакторные признаки, вызванные взаимодействием множества генов с факторами окружающей среды. Поскольку эти нарушения сопряжены с повышенным риском рецидива в семьях, часто требуется пренатальное тестирование. Из-за сложных генетических причин врожденные пороки развития не могут быть выявлены с помощью амниоцентеза или CVS. В большинстве случаев пренатальное тестирование состоит из подробного ультразвукового исследования, направленного на выявление или выяснение конкретных врожденных дефектов плода.
Как и во всех других областях медицины, предоставление надлежащей информации и лечение зависят от правильного диагноза. При пренатальной диагностике врожденных нарушений предоставление прогностической информации или оценка возможного рецидива будущей беременности зависят в первую очередь от правильного диагноза первоначально пораженного ребенка (или другого родственника). Все чаще при таких нарушениях предлагается дородовое вмешательство, и, опять же, прогноз и исход такого вмешательства также зависят от точной диагностики аномалии и связанных с ней результатов. Хотя многие врожденные пороки развития являются изолированными признаками, они также могут возникать как часть синдрома, при котором набор пороков развития и особенностей является результатом одной причины. Причиной синдрома может быть целая хромосома (то есть трисомия), делеция небольшого участка хромосомы или мутация одного гена. Часто другие признаки синдрома не могут быть обнаружены с помощью ультразвука, и поэтому важно тщательное консультирование семьи, а также рассмотрение других тестов.
В качестве примера, ИБС, выявленный на пренатальном УЗИ, обычно является изолированной находкой. Однако это может быть частью синдрома, при котором присутствуют другие отклонения, такие как умственная отсталость. ИБС гетерогенны по этиологии, вызываются в некоторых случаях одним геном или хромосомным механизмом, а в других — тератогенами, такими как краснушная инфекция или плохо контролируемый диабет матери. Причина в большинстве случаев неизвестна, и считается, что большинство из них имеют многофакторное происхождение. У родственников первой степени риска рецидива от 2% до 4%. Пренатальное ультразвуковое исследование (эхокардиография) обычно предлагается парам с хорошим семейным анамнезом или у предыдущего плода с ИБС. В случаях, когда ИБС неожиданно обнаруживается с помощью ультразвука, предлагается амниоцентез для выявления хромосомных аномалий, которые лежат в основе 10-15% ИБС плода. Амниоцентез также позволяет выявить генетические аномалии, которые повышают риск ИБС. Например, ИБС часто ассоциируется с хромосомными микроделециями, которые можно обнаружить с помощью FISH ( рис. 2-18 ) или хромосомных микрочипов на ткани плода, полученных с помощью амниоцентеза ( рис. 2-19 ).

РИС. 2-18
A, Флуоресцентная гибридизация in situ в интерфазных клетках. Зонды к хромосоме 21 (тест) окрашены в красный цвет, а к хромосоме 13 (контроль) — в зеленый. Наличие трех красных сигналов указывает на наличие трисомии 21. B, Флуоресцентная гибридизация in situ в метафазной клетке. Зонды к хромосоме 22q11 (тест) окрашены в красный цвет, а к 22q13 (контроль) — в зеленый. Наличие единственного красного сигнала указывает на делецию 22q11.2 и наличие синдрома делеции 22q11.2.

РИС. 2-19
Хромосомный микрочип, демонстрирующий делецию в критической области синдрома Уильяма на хромосоме 7 ( красная линия ). Слева, логарифмическое отношение R; справа, частота аллеля B.
(Любезно предоставлено доктором Цзинвэй Ю, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния)
Методы генетического анализа
За последние два десятилетия достижения в области генетики расширили наше понимание новых генетических механизмов. Во многом это углубленное понимание стало результатом совершенствования генетических технологий, позволяющих более детально исследовать гены, механизмы мутаций и генетическую изменчивость в популяции. По мере использования и исследования этих методов предлагается все большее число доступных клинических тестов, все больше и больше из которых применимы и полезны для оценки состояния плода.
Идентификация хромосом
Стандартная пренатальная диагностика включает оценку отдельных хромосом, составляющих кариотип плода. Окрашивание по Гимзе, при котором образуется специфический рисунок полосчатости, называемый G-полосчатостью, является методом, наиболее широко используемым в лабораториях клинической цитогенетики для хромосомного анализа, хотя хромосомные микрочипы становятся все более рутинными (см. Позже). Каждая хромосома окрашивается в характерный рисунок из светлых и темных полос ( рис. 2-20 ). В международно принятой системе классификации хромосом темные и светлые полосы на каждой хромосоме пронумерованы. Эта система нумерации позволяет однозначно и точно описать местоположение любой конкретной полосы и ее причастность к любой хромосомной аномалии.

РИС. 2-20
Мужской кариотип с G-полосой.
Флуоресцентная гибридизация in Situ
FISH — это метод, который позволяет визуализировать небольшую хромосомную область, как правило, слишком маленькую, чтобы ее можно было увидеть при кариотипировании. FISH также можно использовать для быстрой идентификации хромосом, поскольку ее можно проводить на межфазных клетках и, следовательно, для анализа не требуется культивирование. FISH проводится с использованием небольшого фрагмента ДНК (называемого ДНК-зондом) с той же нуклеотидной последовательностью, что и интересующий участок хромосомной ДНК. ДНК-зонд ковалентно присоединяется к флуоресцентной метке; гибридизуется с метафазными, профазными или интерфазными хромосомами; а затем визуализируется под флуоресцентным микроскопом. FISH используется для определения того, удален ли небольшой участок хромосомы (слишком маленький, чтобы его можно было увидеть на кариотипе), а также для идентификации транслокаций и маркерных хромосом. Он также используется для идентификации фрагментов хромосомного материала, которые слишком малы или слишком неоднозначны, чтобы их можно было локализовать методами кольцевания. Обычно зонд гибридизуется в двух местах, отражая наличие двух гомологичных хромосом. Если зонд из рассматриваемого сегмента хромосомы гибридизуется только с одной из хромосом пациента, то у пациента, вероятно, имеется делеция в другой. Избыток хромосомного материала также может быть обнаружен у FISH, и в этом случае зонд будет гибридизоваться более чем в двух местах. В качестве быстрой оценки трисомии (или другой анеуплоидии) интерфазные клетки могут быть проанализированы с помощью FISH-зондов, которые гибридизуются с центромерными областями определенных хромосом, что позволяет быстро подсчитать количество копий конкретной хромосомы (например, 21, чтобы исключить DS) (см. Рис. 2-18 ). В дородовых условиях это исследование обычно нацелено на хромосомы 13, 18, 21, X и Y, а результаты анализа межфазных ядер доступны через 24-48 часов. Чувствительность и специфичность для выявления анеуплоидии превышают 99,6% и более 99,9% соответственно. Поскольку исследуются только конкретные хромосомы, метод не является всеобъемлющим. Он не может обнаружить сбалансированные перестройки, инверсии или робертсоновские транслокации.
Молекулярные методы анализа ДНК
На удивление легко выделить чистую ДНК, которая обычно очень стабильна по сравнению с ферментами и другими молекулами. ДНК может быть выделена из любого типа клеток, имеющих ядро, включая лейкоциты, буккальные клетки, амниоциты, ворсинки хориона и фибробласты кожи. ПЦР может использоваться для амплификации очень небольших количеств ДНК, что позволяет использовать небольшие образцы для выявления специфических мутаций.
Генетические мутации обычно возникают в результате точечных мутаций, делеций или дупликаций. ПЦР и Саузерн-блоттинг являются широко используемыми методами для идентификации генетических мутаций в образцах ДНК. Также доступны автоматизированные методы секвенирования ДНК; такое секвенирование использовалось для завершения проекта «Геном человека» в 2003 году. Использование секвенирования в клинической практике становится все более распространенным, но осложняется возможностью выявления ранее неописанных мутаций неопределенного клинического значения.
Когда выявляется молекулярная причина заболевания, это позволяет применить специальный тест к родственникам из группы риска или для пренатальной диагностики. Хотя секвенирование генов является мощным инструментом для идентификации генетической мутации, крайне важно, чтобы существовали твердые доказательства диагноза и чтобы было известно, что выявленная генная мутация является причинной. Кроме того, обнаружение мутации у человека (или плода), находящегося в группе риска, не позволяет установить диагноз клинического заболевания, и все ранее описанные предостережения имеют решающее значение для точной диагностики и ведения генетических нарушений, особенно в дородовых условиях.
Хромосомный микрочип
Другие методы молекулярной оценки генома, такие как анализ хромосомных микрочипов (CMA), были разработаны относительно недавно и внедрены в клиническую практику. CMA все чаще используется для пренатальной оценки хромосом и хромосомных аномалий у плода. В настоящее время ACMG рекомендует CMA в качестве теста первого уровня при обследовании детей с нарушениями интеллекта, расстройствами аутистического спектра и врожденными дефектами неопределенного происхождения, и теперь этот метод также рекомендован ACOG для оценки плодов со структурными аномалиями. CMA может быть выполнена двумя методами: сравнительной геномной гибридизацией (CGH) и массивом однонуклеотидных полиморфизмов (SNP). CGH — это метод, при котором ДНК испытуемого гибридизуется вместе с контрольной ДНК. Дифференциальная маркировка тестируемой и контрольной ДНК позволяет проводить сравнительный анализ количества копий, таким образом выявляя уменьшение или увеличение количества копий по всему геному. Этот метод тестирования не позволяет выявить триплоидию. Делеции или дублирования в определенной области выявляются с помощью компьютерного анализа интенсивности сигнала. CMA с помощью массива однонуклеотидных полиморфизмов — это метод, при котором на предметное стекло, на которое была нанесена меченая контрольная ДНК, наносится только ДНК плода. Этот метод тестирования может выявить области гомозиготности, предполагающие кровное родство или UPD (см. Ранее), а также триплоидию. Первоначально разработанный в основном для лечения рака, CMA имеет большое значение в педиатрических и пренатальных случаях, когда признаки указывают на хромосомную аномалию, но недостаточно специфичны, чтобы указать на один анализ FISH ( фиг. 2-20 и 2-21 ).

РИС. 2-21
Метод сравнительной геномной гибридизации (CGH). Тестируемая ДНК помечена зеленым цветом, а контрольная эталонная ДНК — красным. Меченая ДНК гибридизуется с микрочипом, содержащим от сотен до тысяч клонов ДНК, и количество копий анализируется для каждого клона. Соотношение тестируемой и эталонной ДНК для каждого клона указано на графике. Увеличение доли тестируемой ДНК указывает на дублирование или трисомию, а уменьшение доли указывает на делецию или моносомию для каждого клона.
Преимуществом CMA в дородовых условиях является возможность проведения теста практически из любой ткани, включая архивную ткань или ткань, которая не поддается культивированию. Тест может быть настроен таким образом, чтобы фокусироваться на известных болезнетворных областях генома, обычно выявляемых при пренатальном тестировании, и имеет более высокий результат, чем стандартный анализ кариотипа. В 2012 году было опубликовано многоцентровое исследование, в котором сравнивался пренатальный CMA со стандартным анализом кариотипа. CMA выявил все клинически значимые анеуплоидии, идентифицируемые по обычному кариотипу. Кроме того, метод array CGH выявил дополнительные клинически значимые отклонения примерно в 6% беременностей, при которых с помощью ультразвука были выявлены структурные аномалии, которые не были обнаружены по кариотипу. CMA также выявила аномалию у 1,7% структурно нормальных плодов с нормальным кариотипом.
Ограничения CMA включают неспособность идентифицировать сбалансированную перестройку (хотя обычно это не является причиной заболевания, если только не происходит нарушение работы критического гена в результате разрыва хромосомы) и неспособность обнаружить низкие уровни мозаицизма. Время получения результатов не такое быстрое, как у FISH, что часто важно в дородовых условиях. Хотя CMA может выявить анеуплоидию всей хромосомы, при подозрении на распространенную анеуплоидию (трисомия 21, трисомия 18 или половая хромосома) традиционный анализ кариотипа может быть более подходящим из-за стоимости. Интерпретация результатов микрочипов может быть сложной из-за вариаций неизвестной значимости или изменений в областях, имеющих неизвестное клиническое значение. В дородовых условиях клинически неопределенные варианты, варианты, связанные с расстройствами, начинающимися у взрослых, и сложные результаты могут вызывать значительное беспокойство родителей. Поэтому рекомендуется генетическое консультирование до и после тестирования.