МЕТОДЫ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ Предметом медицинской генетики являются те направления генетики человека, которые изучают роль генетических факторов в этиологии и патогенезе заболеваний. Основной целью этих исследований является обеспечение здоровья не только настоящего, но и будущих поколений. Раздел медицинской генетики, используемый в клинической практике, называется клинической генетикой. Однако четкой границы между этими двумя направлениями не существует, и многие положения медицинской генетики, которые по началу рассматривались как чисто теоретические, через какое-то время находят применение в клинике. Интенсивно развивается фармакогенетика, т.е. изучение влияния генотипических особенностей пациентов на метаболизм лекарственных препаратов. С генетических позиций все болезни человека можно разделить на три класса: – собственно наследственные болезни (в т. ч. хромосомные и генные заболевания); – болезни с наследственной предрасположенностью (полигенные, комплексные, многофакторные); – приобретенные (связаны с определенными неблагоприятными внешними воздействиями). В этиологии многофакторных заболеваний наряду с действием неблагоприятных внешних факторов существенно влияние не одного, а многих генов. Количество этих генов, формирующих наследственную предрасположенность, иногда исчисляется десятками или даже сотнями. К многофакторным заболеваниям относятся большинство наиболее распространенных болезней человека, таких как гипертония, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, бронхиальная астма, сахарный диабет, онкологические, аутоиммунные заболевания и др. Травмы и инфекции относятся к классу приобретенных заболеваний. Однако в последнем случае часто не удается полностью исключить влияния генетических факторов, определяющих дифференциальную чувствительность разных индивидуумов к действию инфекционных агентов. В этих случаях инфекционные заболевания рассматриваются как многофакторные. В задачи медицинской генетики входят: – диагностика наследственных заболеваний; – анализ их распространенности в разных популяциях и этнических группах; – медико-генетическое консультирование семей больных; – предотвращение рождения больных детей с тяжелыми наследственными заболеваниями, которые приводят к инвалидности, на базе пренатальной (дородовой) диагностики; – изучение молекулярно-генетических основ этиологии и патогенеза наследственных заболеваний; – выявление генетических факторов риска многофакторных заболеваний. В настоящее время интенсивно изучают ассоциации разных генов человека с моногенными и многофакторными заболеваниями. Эти исследования являются основой для планомерной разработки совместно со специалистами разных медицинских профилей новых патогенетических и этиологических методов лечения наследственных заболеваний, а также предупреждения развития тех заболеваний, к которым у человека имеется генетическая склонность. МЕТОДЫ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ Медицинская генетика является разделом генетики человека, изучающим роль наследственных факторов в возникновении различных наследственных заболеваний и патологий человека и механизмы их развития на всех главных уровнях организации живого (от молекулярно-генетического до популяционно-видового), а также определяющим зависимость развития тех или иных заболеваний от условий и факторов окружающей среды и разрабатывающим методы профилактики, лечения и диагностики наследственных патологий. Предметом изучения медицинской генетики являются все варианты проявления наследственных заболеваний и патологий человека, а также явления изменчивости и наследственности в человеческой популяции на всех организационных уровнях существования человека: молекулярном, биогеохимическом, клеточном, организменном и популяционном. Медицинская генетика изучает наследственность человека с помощью своих специфических методов исследования: клинико-генеалогического, близнецового, популяционно-статистического, цитогенетического, биохимического, иммунологического, методов гибридизации соматических клеток и рекомбинантной ДНК, биологического и математического моделирования, пренатальной (дородовой) диагностики, дерматоглифики. Основные направления развития медицинской генетики: 1. Поиск и описание ранее неизвестных и не изученных форм наследственных патологий и заболеваний, изучение причин и факторов, оказывающих влияние их возникновение, на молекулярно-генетическом, биохимическом и организменном уровнях. 2. Разработка мероприятий по профилактике наследственных и врожденных патологий на основе медико-генетического консультирования и скрининговой пренатальной диагностики. 3. Определение и изучение генетических факторов риска наиболее широко распространенных и социально значимых наследственных заболеваний, а также болезней среднего возраста, разработка методов и комплексов мер по предупреждению их развития. 4. Разработка методов этиопатогенетического лечения и способов симптоматической коррекции наследственных заболеваний. В настоящее время не существует единой классификации наследственных болезней, и часто их смешивают с врожденными и семейными болезнями. Причиной развития наследственных болезней являются присутствующие в половых клетках родителей мутаций в определенных генах. Эти мутации могут передаваться потомству в ряду поколений. Врожденные заболевания проявляются сразу после рождения, и они могут быть как наследственными, так и приобретенными, например, под действием осложнений в родах. Приобретенные врожденные пороки развития не передаются по наследству. Семейными называются болезни, присутствующие у нескольких членов одной семьи. Они также могут быть наследственными или обусловливаться средовыми влияниями, например неправильным питанием, вредными привычками или присутствием токсических соединений в окружающей среде. В свою очередь, наследственные болезни не обязательно являются врожденными или семейными. В соответствии с генетической обусловленностью наследственные болезни разделяют на две группы: хромосомные и генные, то есть связанные с «поломками» на уровне хромосом или индивидуальных генов. Среди генных заболеваний выделяют моногенные и мультифакториальные, которые, строго говоря, не относятся к наследственным заболеваниям, а являются болезнями с наследственной предрасположенностью. К мультифакториальным относятся большинство наиболее распространенных болезней человека. Методы медицинской генетики Существуют различные методы изучения наследственных болезней, главными из них являются клинико-генеалогический, близнецовый, популяционный, цитогенетический, биохимический и молекулярногенетический. 1. Клинико-генеалогический метод Клинико-генеалогический метод включает клиническое обследование членов семьи пациента, обратившегося за консультацией, составление ее родословной и проведение генеалогического анализа. Генеалогический анализ является самым распространенным, наиболее простым и одновременно высоко информативным методом, доступным каждому, кто интересуется своей родословной и историей своей семьи. Он не требует никаких материальных затрат и аппаратуры. Убеждены, что со временем в каждой истории болезни будет представлена родословная пациента, как обязательная часть анамнеза жизни. Родословная раскрывает медико-патологический фон семьи, по ней можно с определенной точностью судить о типе наследования патологии, о членах семьи, нуждающихся в обследовании и наблюдении врача. Во время составления родословной возникает значительно более теплый и доверительный контакт с больным и его родными, чем просто разговор о болезнях близких. Хорошо составленная родословная помогает прогнозировать состояние здоровья родственников больного, их детей и будущего потомства. Принцип составления родословной: – лицо, с которого начинается исследование родословной называется пробанд, и далеко не во всех случаях это бывает больной, особенно в детской практике – родословную лучше всего рисовать на большом листе бумаги, разлинованным по горизонтали – на одной линии должны быть размещены все родственники, относящиеся к одному поколению – поколения обозначают римскими цифрами, а отдельных членов каждого поколения – арабскими. В этом случае каждый член семьи будет иметь свой индивидуальный номер из одной римской и одной арабской цифры – необходимо указывать возраст всех членов родословной, так как разные заболевания проявляются в разные возрастные периоды жизни, и отмечать лично обследованных знаком «!» – более подробные объяснения к родословной называют легендой, их обычно записывают на отдельных карточках По хорошо составленной родословной можно получить ответы на многие вопросы. В частности, по ней можно увидеть, какие заболевания наиболее распространены в семье, и кого из ее членов нужно обследовать на генетическую предрасположенность к определенной патологии. По родословной можно определить тип наследования заболевания и выяснить, кто из членов семьи имеет высокий риск заболеть или родить подобного больного. Из этих данных вытекает выбор метода диагностики и проведения профилактических мероприятий, оказание своевременной медицинской помощи. Использование клинико-генеалогического метода предполагает тщательное клиническое обследование максимального количества членов родословной с целью выявления стертых и атипичных признаков заболевания. Сбор анамнестических данных проводят по определенной схеме. Сведения о пробанде, данные о сибсах и родителях пробанда, сведенья о родственниках со стороны матери и со стороны отца записываются в медико-генетическую карту. Очень важен при этом акушерский анамнез женщин – как протекала и на каком фоне наступила беременность, подробности о спонтанных абортах, мертворождениях, наличии бесплодных браков и ранней детской смертности. Необходимо учитывать также наличие и характер профессиональных вредностей, факторов, влияющих на патологию плода (прием лекарственных препаратов, заболевания матери и т.д.). 2. Близнецовый метод Близнецовый метод основан на клиническом обследовании и сравнении моно- и дизиготных близнецов, воспитывающихся в одинаковых или различных условиях окружающей среды. Монозиготные близнецы развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки и имеют одинаковую наследственную конституцию. Таким образом, выявляемые между ними различия не связаны с наследственными факторами. Дизиготные близнецы развиваются из разных яйцеклеток, оплодотворенных различными сперматозоидами. Степень их генетического сходства такая же, как у обычных сибсов, но благодаря одновременному рождению и совместному воспитанию они имеют больше общих средовых факторов. Особую ценность при изучении наследственных факторов, влияющих на тип поведения, психологические или интеллектуальные особенности, представляют монозиготные близнецы, разделенные в младенческом или раннем детском возрасте и воспитывающиеся в разных условиях. С помощью близнецового метода удалось доказывать значение генетической предрасположенности ко многим широко распространенным заболеваниям. 3. Популяционный метод Популяционный метод направлен на изучение частот аллелей и генотипов в различных популяциях, а также факторов, влияющих на их динамику. Этот метод особенно важен при проведении эпидемиологических исследований. Генетическое изучение популяций человека невозможно без учета географических и климатических условий. Но особенно важны демографмческие характеристики популяции, такие как численность, рождаемость, смертность, возрастная и социальная структура, национальный состав, религиозная принадлежность, образ жизни, особенности питания, наличие вредных привычек и др. Наследственные заболевания в разных популяциях, этнических группах и расах встречаются с разными частотами, и это обусловлено различиями в частотах и спектрах мутаций. 4. Цитогенетический метод Цитогенетический метод применяется для анализа кариотипа и его аномалий у отдельных индивидуумов. Для проведения исследования достаточно получить образец периферической крови пациента объемом 1-2 мл. Анализ кариотипа проводят в три этапа: культивирование лимфоцитов крови, окраска препарата и его микроскопический анализ. Большой эффективностью обладают методы компьютерного анализа хромосом. 5. Биохимический и иммунологический методы Биохимический и иммунологический методы основаны на анализе различных классов органических и неорганических соединений, дефектных при разных наследственных заболеваниях, в первую очередь, при наследственных болезнях обмена. Биохимические нарушения, как правило, предшествуют появлению клинических симптомов заболевания и являются по сравнению с ними более константными. Предметом биохимической диагностики могут быть белки, аминокислоты, углеводы, липиды, ионы металлов и др., а также их метаболиты. При этом исследовать можно разные ткани и секреты организма (кровь, моча, слюна, пот, ликвор, амниотическая жидкость, биоптаты мышц, кожи, печени и других специализированных тканей). Биохимические методы играют первостепенную роль в диагностике наследственных нарушений обмена веществ. В некоторых случаях иммунологические методы анализа белков оказываются более эффективными по сравнению с биохимическими. Среди них следует упомянуть иммуногистохимический метод, позволяющий проводить анализ белков и определять их локализацию в специализированных клетках и тканях организма. Иммунологические методы применяют при обследовании больных с иммунодефицитными состояниями, при подозрении на антигенную несовместимость крови матери и плода, при установлении отцовства. 6. Молекулярно-генетический метод Молекулярно-генетический метод основан на анализе нуклеиновых кислот, в первую очередь, молекул ДНК. Основной целью этих методов является диагностика мутаций, исследование их ассоциации с наследственными заболеваниями, а также выявление гетерозиготных и гомозиготных носителей мутации. https://studopedia.ru/3_63062_metodi-issledovaniya-v-meditsinskoy-genetike.html https://spravochnick.ru/medicina/medicinskaya_genetika/ https://xn--90aeobnrb2l.xn--80a2ac.xn-p1ai/%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8B/%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0 %BE%D0%B4%D1%8B%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8/ МЕТОДЫ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ Медицинская генетика является разделом генетики человека, изучающим роль наследственных факторов в возникновении различных наследственных заболеваний и патологий человека и механизмы их развития на всех главных уровнях организации живого (от молекулярно-генетического до популяционно-видового), а также определяющим зависимость развития тех или иных заболеваний от условий и факторов окружающей среды и разрабатывающим методы профилактики, лечения и диагностики наследственных патологий. Медицинская генетика изучает роль наследственности в патологии человека, разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения генетических заболеваний. Предметом изучения медицинской генетики являются все варианты проявления наследственных заболеваний и патологий человека, а также явления изменчивости и наследственности в человеческой популяции на всех организационных уровнях существования человека: молекулярном, биогеохимическом, клеточном, организменном и популяционном. Медицинская генетика изучает наследственность человека с помощью своих специфических методов исследования: клинико-генеалогического, близнецового, популяционно-статистического, цитогенетического, биохимического, иммунологического, методов гибридизации соматических клеток и рекомбинантной ДНК, биологического и математического моделирования, пренатальной (дородовой) диагностики, дерматоглифики. В задачи медицинской генетики входят: – диагностика наследственных заболеваний; – анализ их распространенности в разных популяциях и этнических группах; – медико-генетическое консультирование семей больных; – предотвращение рождения больных детей с тяжелыми наследственными заболеваниями, которые приводят к инвалидности, на базе пренатальной (дородовой) диагностики; – изучение молекулярно-генетических основ этиологии и патогенеза наследственных заболеваний; 1. Генеалогический метод Генеалогический метод, т.е. метод родословных - изучает закономерности передачи наследственных признаков индивида в ряду последовательных поколений. Этот метод широко используют при установлении наследственной этиологии заболеваний, типа их наследования, локализации генов в хромосомах, при медикогенетическом консультировании. Обычно родословная составляется по отношению к отдельному признаку. При составлении родословных исходным является лицо, родословная которого изучается. Это лицо называется пробандом. При составлении таблиц пользуются условными обозначениями. Родословная, включающая 3-5 поколений, позволяет перейти к генетическомй анализу. При шизофрении если оба родителя здоровы, то риск рождения ребенка с шизофренией равен 1%. Если один из родителей болен, то риск рождения первого ребенка больным равен 19%, в случае болезни обоих родителей - 59%. 2. Популяционно-статистический метод Популяционно-статистический метод - применяется для изучения генетической структуры популяции. Популяцией можно назвать группу людей, занимающих одну территорию и свободно вступающих в брак. Это может быть население всей страны, отдельной области, района, села. Поэтому популяции могут быть большие и малые. Популяционно-генетические исследования показали, что частота многих патологических генов с низкой селекционной ценностью и соответственно распространение обусловленных ими наследственных болезней в популяциях незначительны. Эти болезни поддерживаются только за счет мутаций, т.е. повторного возникновения в популяциях. Большинство генотипов, вызывающие патологию, обладают резко сниженной по сравнению с нормой селекционной ценностью и попадают под действие естественного отбора. Популяционные исследования показали, что около 15% плодов погибает при рождении, 5% во время родов или сразу после рождения, 3% умирают, не достигнув половой зрелости, 20% людей не вступают в брак и в 10% случаев брак остается бесплодным. 3. Близнецовый метод Близнецовый метод - исследует генетические закономерности на близнецах. Основной прием этого метода - сравнение внутрипарного сходства фенотипов у монои дизиготных близнецов. Общеизвестно, что близнецы бывают двух типов: монозиготные, которые возникают из одной клетки и имеют 100% общих генов и дизиготные - из двух или нескольких клеток и имеют 50% общих генов. Частота рождения однояйцевых близнецов почти не зависит от возраста матери. Двуяйцевые чаще рождаются у женщин в возрасте 40-45 лет, среди белого населения реже, чем у негроидной расы, так же часты случаи рождения близнецов в определенных семьях. Например, анализ заболеваемости сахарным диабетом у близнецов, если один из монозиготных близнецов заболел диабетом, то второй партнер заболевает в 65% случаев. Если заболел один из дизиготных близнецов - только в 18% случаев. 4. Дерматоглифика Дерматоглифика - изучение кожных гребешковых узоров пальцев и ладоней. Распространение этот метод получил в 1892г. благодаря английскому ученому Ф. Гальтону, который установил, что указанные узоры для каждого человека являются индивидуальными и не изменяются в течение жизни. На этом основании он рекомендовал английской полиции Скотланд-Ярда по отпечаткам пальцев идентифицировать преступников. Однако история изучения кожных рисунков берет начало в более древние времена. 5. Биохимические методы Большинство наследственных заболеваний - это дефекты обмена веществ. К настоящему времени известно более 1000 наследственных заболеваний, обусловленных нарушением обмена веществ. Наибольшую группу составляют заболевания, обусловленные нарушением обмена белков, так называемые ферментопатии, т.е. нарушения структуры белковферментов, участвующих в обмене тех или иных веществ. Биохимическая диагностика наследственных заболеваний проводиться в два этапа. Первый, когда с помощью скринирующих тестов отбирают предположительные случаи заболеваний, на втором этапе с помощью более точных и более сложных методов подтверждается или опровергается данное заболевание. Биохимические исследования необходимо проводить как можно раньше - в натальный период или на первом году жизни, чтобы можно было своевременно оказать медицинскую помощь. 6. Молекулярно-генетические методы Молекулярно-генетические - с помощью которого изучается структура генома и отдельных генов человека. 7. Генно-инженерные методы На основании этого исследования можно определить предрасположенность каждого человека к той или иной болезни, т.е. создать генетический паспорт. Речь идет о непосредственном влиянии на мутантный ген, о его исправлении. Путем биопсии тканей или взятия крови можно получить клетки больного, в которых при культивировании заменить или исправить мутантный ген, а затем аутотрансплантировать эти клетки в организм больного. 8. Электрофизиологические методы Электроэнцефалография – ЭЭГ - отражающая реактивность коры головного мозга. При малой ее реактивности наблюдается снижение, а иногда и полное отсутствие альфа ритма. При высокой - наблюдается усиление альфа волн, появление высоких разрядов. Анализ ЭЭГ весьма трудоемкий процесс, однако, при визуальном анализе можно получить достаточную информацию. Электромиография – ЭМГ - применяется для диагностики нервно-мышечных заболеваний. В настоящее время применяют три вида электромиографий - это локальная - для анализа активности отдельных мышечных волокон и мионевральных окончаний, глобальная - она охватывает большое количество двигательных единиц, стимуляционная. ЭМГ - наиболее информативный метод. При нем производится изучение мышечных потенциалов, возникающих на раздражение нерва или мышцы, Хронаксиметрия – когда действие эл. тока зависит не только от его силы, но и от длительности воздействия. 9. Цитогенетический метод Цитогенетический метод - исследование структуры и количества хромосом в клетках человеческого организма. Хромосомы человека можно исследовать в лимфоцитах периферической крови, клетках костного мозга, волосяных фолликулах, кожи, регенерирующих тканях и т.д. В последние годы разработан метод картирования генов на хромосомах человека. Для картирования производится гибридизация соматических клеток человека с клетками различных животных, чаще с клетками мышей. 10. Иммуногенетический метод Иммуногенетический метод применяется для обследования пациентов и их родственников при подозрении на иммунодифецитные состояния. В настоящее время приобрел невероятную актуальность в связи с распространением заболевания СПИДом. 11. Пренатальный метод В крупных медико-генетических центрах с целью ранней диагностики наследственных дефектов проводится исследование продуктов обмена веществ плода, находящихся в амниотической жидкости. Оптимальным временем исследования является 15-16 недель беременности, кроме того используют ультрасонографию, ультразвуковое исследование плода. В последние годы внедрена методика изучения клеток хориона. Врожденные аномалии не являются синонимами термина наследственный. Врожденный означает имеющийся при рождении. Уродства, обнаруженные при рождении, то есть врожденные могут быть преимущественно генетическими, но могут зависеть от факторов внешней среды. Вместе с тем не все генетические нарушения можно назвать врожденными. Например, хорея Гентингтона, когда изменения в нервной системе имеются при рождении, а заболевание может проявиться лишь в 60 лет и позже. Большинство же врожденных аномалий, такие, как волчья пасть, заячья губа, конская стопа, врожденные пороки сердца, вызваны, вероятно, взаимодействием генетических факторов и факторов внешней среды, но ни один из них еще не изучен достаточно подробно. Наследственное заболевание, возникшее в результате новой мутации, является наследуемым, так как оно передается потомкам, однако оно не унаследовано, разве что признать унаследованной мутацию, которая произошла в половой клетке родителя и передалась потомству. Термин семейный нельзя считать синонимом термина наследственный, или генетический, так как причиной высокой частоты того или иного заболевания в семье могут быть и ненаследственные факторы. Следует остановиться на значении близкородственных браков - инбридинга. Чаще такие браки заключаются между двоюродными и троюродными братьями и сестрами или между дядей и племянницей. Инбридинг чреват вероятностью рождения ребенка, отягощенного наследственной патологией. Это происходит потому, что родственники в силу общности происхождения нередко бывают носителями одного и того же рецессивного патологического гена, и при браке двух здоровых гетерозигот вероятность рождения больного ребенка становится очень высока. Родственные браки служат одним из факторов способствующих распространению наследственных болезней - выявление генетических факторов риска многофакторных заболеваний. Основные направления развития медицинской генетики: 1. Поиск и описание ранее неизвестных и не изученных форм наследственных патологий и заболеваний, изучение причин и факторов, оказывающих влияние их возникновение, на молекулярно-генетическом, биохимическом и организменном уровнях. 2. Разработка мероприятий по профилактике наследственных и врожденных патологий на основе медико-генетического консультирования и скрининговой пренатальной диагностики. 3. Определение и изучение генетических факторов риска наиболее широко распространенных и социально значимых наследственных заболеваний, а также болезней среднего возраста, разработка методов и комплексов мер по предупреждению их развития. 4. Разработка методов этиопатогенетического лечения и способов симптоматической коррекции наследственных заболеваний.
