Причины многоплодия

Причины многоплодия до сих пор недостаточно исследова­ны. Частота МЗ-близнецов одинакова во всех странах мира. Частота ДЗ-близнецов зависит от этнических факторов, возрас­та матери и порядка рождения. Повышение вероятности рождения ДЗ-близнецов с увеличением возраста матери связа­но с повышением уровня гонадотропина, приводящего к полиовуляции. Причины повышения гонадотропина могут быть полигенно обусловлены. Гормональная обусловленность ДЗ-близнецовости подтверждается более частым рождением близнецов этого типа у женщин, лечившихся от бесплодия или применявших оральные противозачаточные средства, вы­зывающие полиовуляцию. Тип наследования МЗ-близнецовости неизвес­тен. Передача по материнской линии и семейное накопление дали основание для предположения о цитоплазматическом наследовании.

Цитогенетический метод

Цитогенетическое исследование проводится при подозрении на хромосомную болезнь. Этот метод позволяет идентифициро­вать перестроенную хромосому, установить тип хромосомной перестройки и происхождение перестроенной хромосомы.

Благодаря цитогенетическому методу накоплены данные о различных перестройках индивидуальных хромосом и их фенотипических эффектах, описаны видоспецифические наборы хромосом (кариотипы).

С его помощью удалось выявить микрохромосомные пере­стройки при моногенных синдромах, таких, как синдром Прадера—Вилли, Корнелии де Ланге, Беквита—Видемана и др. Было установлено, что некоторые хромосомные перестройки связаны с повышенным риском новообразований. Описаны хромосомные перестройки в раковых клетках.

Препараты хромосом человека можно приготовить из фибробластов кожи, костного мозга, но наиболее доступной для таких исследований является культура лимфоцитов периферической крови. Кровь больного помещают в специальную среду, содер­жащую необходимые для роста клеток крови питательные ве­щества, и инкубируют с веществами, стимулирующими клеточ­ное деление. Затем добавляют колхицин, подавляющий процесс образования ахроматиновых нитей веретена деления. Это при­водит к остановке митоза на стадии метафазы, в которой хромо­сомы максимально спирализованы и пригодны для анализа.

Цитогенетический метод позволяет определять половой хроматин. Наличие полового хроматина (тельца Барра) на внутренней поверхности ядерной мембраны соматических клеток женщины связано с инактивацией одной из двух Х-хромосом — лайонизацией. Этот процесс имеет случайный характер и происходит в эмбриональном периоде развития, являясь механизмом сбалансированности полов по Х-хромосомам.

Присутствие полового хроматина у мужчин, а также нали­чие дополнительных телец Барра у женщин характерно для нарушений в системе половых хромосом. Возможно определе­ние полового хроматина у плода.

Разработан экспресс-метод определения полового хромати­на в соскобе буккального эпителия слизистой щеки. Материал соскоба, полученный с помощью шпателя, переносится на предметное стекло и окрашивается 1%-ным раствором ацетоорсеина, накрывается покровным стеклом и изучается с помощью светового микроскопа.

Иммуногенетический метод

Иммунитет — это невосприимчивость организма к ин­фекционным и неинфекционным агентам и веществам, обладающим антигенными свойствами. Главным свойством антигенов является стимуляция развития иммунного ответа.

Иммуногенетика изучает закономерности наследования механизмов иммунологических процессов и антигенов различ­ных тканей организма. Имеются два типа иммунитета: клеточный, связанный с В- и Т-лимфоцитами, и гуморальный, обусловленный выработкой антител (иммуноглобулинов). Свя­зываясь с антигенами, антитела, образующиеся в организме в ответ на попадание в него различных антигенов, нейтрализу­ют их. В генетических исследованиях иммунологические методы применяются, когда речь идет о наследственных иммунодефицитных состояниях (врожденный иммунодефицит), например, агаммаглобулинемия, синдром Блума, синдром Чедиака—Хигаши и др. С помощью этих методов диагностируют зиготность близнецов, решают вопросы спорного отцовства, изучают генетические маркеры, ассоциирующиеся с болезня­ми с наследственной предрасположенностью, исследуют антигенную несовместимость матери и плода по резус-фактору, группам крови системы АВ0 и изоантигенам других систем.

Биохимический метод

Биохимические методы исследования применяют при по­дозрении на врожденные дефекты обмена. Они достаточно сложные и дорогостоящие, поэтому исследование проводится в два этапа. На первом этапе используют более дешевые и быст­рые исследования. Это так называемые скринирующие (просеивающие) экспресс-методы, позволяющие обследовать большие группы населения. Сюда относится, например, микро­биологический тест Гатри для обследования всех новорожденных на фенилкетонурию. Экспресс-методом диагностики фенилкетонурии можно считать также тест Феллинга. Таким тестом на галактоземию и фруктоземию является проба Бенедикта. Для проведения подобных тестов используют кровь и мочу.

На втором этапе диагностики пользуются более сложными методами биохимии и молекулярной биологии: методами фрак­ционирования и количественного анализа, жидкостной и газовой хроматографией, иммунохимическими методами, изучают электрофоретическую подвижность белков. Возможно прямое измерение ферментативной активности. Применяются иссле­дования мутантных белков с помощью меченых субстратов.

Популяционно-генетический метод

Данные, полученные при клинико-генеалогическом и близ­нецовом методах исследования, сравниваются с данными о час­тоте встречаемости признака (заболевания) в общей популяции.

Частота того или иного гена в конкретной популяции опреде­ляет и особенности накопления больных в семьях. Например, высокая частота рецессивного гена в популяции приводит к относительно высокой частоте здоровых гетерозиготных но­сителей, повышается вероятность брака аа х Аа, в котором наблюдается так называемый псевдодоминантный тип насле­дования, т.е. вероятность больных и здоровых детей будет составлять 1:1, что характерно для доминантного типа насле­дования. Частота различных рецессивных болезней зависит от концентрации мутантных генов в популяции.

Изучение генетической структуры популяции является не­обходимым этапом изучения распределения наследственных болезней в семьях.

Под популяцией в генетике понимается часть населения, занимающая одну территорию на протяжении многих поколе­ний и свободно вступающая в брак между собой. В этой группе выполняется условие панмиксии и нет изоляционных барье­ров, препятствующих свободным бракам. В такой популяции соотношение частот доминантных и рецессивных аллелей при достаточно большом размере популяции сохраняется в ряду поколений без изменений. Закон генетической стабильности выражается формулой Харди—Вайнберга:

р²АА: 2pqAa : q²aa, или (р + q)² = 1, тогда

(p + q) = 1,

т.е. частоты доминантного А и рецессивного гена а в сумме составляют единицу и являются постоянной величиной, а соот­ношение доминантных гомозигот, гетерозигот и рецессивных гомозигот определяется как квадрат встречаемости доминант­ного аллеля, произведение доминантного и рецессивного аллелей и квадрат встречаемости рецессивного аллеля соответственно.

Популяций, полностью отвечающих требованиям идеальной генетической стабильности по Харди—Вайнбергу, в природе не существует, т.к. для выполнения вышеуказанных условий долж­ны отсутствовать мутационный процесс, естественный отбор и миграция. Однако как рабочая формула закон Харди—Вайн­берга с успехом используется в популяционно-генетических исследованиях, ибо в больших популяциях перечисленные процессы протекают достаточно медленно (в отсутствие войн и гуманитарных катастроф) и не вызывают сколько-нибудь значительных изменений соотношения частот аллелей.

Популяционно-генетический метод позволяет установить частоты генов болезней в популяции и частоту гетерозиготно­го носительства. С популяционной частотой сравниваются показатели пробандовой конкордантности при изучении соот­носительной роли наследственности и среды и пенетрантности генов близнецовым методом, а также частота болезни среди родственников различной степени родства при изучении бо­лезней с наследственной предрасположенностью.

По распространенности частот генов и связанных с ними фенотипов можно судить об адаптивной ценности отдельных генотипов.

Благодаря бракам внутри отдельных популяций опреде­ленные гены могут ограничиваться пределами конкретных популяций либо распределяться неравномерно между различ­ными популяциями. Если вступление в брак для любых членов популяции равновероятно, то такая популяция называется панмиксной. Если имеются препятствия (этнические, соци­альные, религиозные), то группы населения, различающиеся по этим параметрам, могут образовывать изоляты внутри попу­ляции. Неизбирательные по указанным признакам браки (аутбридинг) предполагают случайный подбор супругов. От­клонения от панмиксии возникают, когда браки ассортативны, т.е. супруги подбираются по какому-либо признаку, например, по общим дефектам сенсорной сферы, опорно-двигательного аппарата или по психическому недоразвитию.

В наше время браки между индивидами, страдающими нарушениями слуха или зрения, являются скорее правилом, чем исключением. Отклонения от панмиксии происходят и тогда, когда в брак вступают родственники. Такой брак называется кровнородственным (инбридинг). Близкородствен­ные браки между родственниками I степени родства (между родителями и детьми и родными братьями и сестрами) называются инцестными. Примеры таких браков можно привести лишь из истории. Так, царица Египта Клеопатра родилась от инцестного брака и состояла в браках с родными братьями. Это было связано со стремлением сохранить свою «голубую» кровь. В настоящее время такие браки повсеместно запрещены. Запрет связан с повышенным риском выявления рецессивной и полигенной патологии. Браки между родственни­ками II степени родства (дядя — племянница, тетя — племянник) распространены, в частности, в арабских странах, что обусловлено экономическими соображениями. В России частота кровнородственных браков не превышает 1% и в основном в такой брак вступают двоюродные сибсы либо родственники более отдаленных степеней родства. Таким образом, степень родства между индивидуумами в различных популяциях неодинакова. Для ее оценки пользуются коэффи­циентом инбридинга F (Райт, 1885), определяющим вероят­ность идентичности по происхождению двух любых аллелей данного локуса. Например, нужно установить вероятность того, что у супругов — дяди и племянницы имеется по одному рецессивному гену фенилкетонурии, полученному от общего предка. Таким общим предком для них является бабушка или дедушка племянницы. Вероятность того, что бабушка (дедуш­ка) передали свой ген (ФКУ) одному из своих детей, составляет 1/2. Вероятность того, что оба ребенка бабушки (дедушки) получили этот ген, составляет 1/2 х 1/2 = 1/4. Вероятность двух независимых событий равна произведению их вероятнос­тей. Вероятность того, что один из детей бабушки передал этот ген своему ребенку, составляет также 1/2. Следовательно, коэффициент инбридинга составит 1/4 х 1/2 = 1/8. Рассуждая так, можно рассчитать, что коэффициент инбридинга для браков двоюродных сибсов составит 1/16, троюродных — 1/32, четвероюродных — 1/64.

В небольших популяциях в связи с ограниченностью выбора нарастает инбредность, возникает явление «инбредной депрессии»: число гетерозигот по рецессивной болезни снижается, а гомозигот (больных) повышается. Коэффици­ент инбридинга может быть рассчитан как для популяций, так и для пары индивидов. Еще один близкий показатель, называемый коэффициентом родства (Ф), можно рассчитать только для двух индивидов. Коэффициент родства Ф_ху — это вероятность того, что любой ген, принадлежащий индиви­ду X, идентичен гену того же локуса у индивида Y. Коэффициент родства определяет долю общих генов у пары родственников. Так, у монозиготных близнецов 100% общих генов, у родственников I степени родства (родитель—ребенок, родные сибсы) — 50% общих генов, у родственников II степени родства (дяди, тети, племянники, бабушки (дедушки), внуки) — 25% общих генов, у родственников III степени родства (двоюродные сибсы, прадедушки (прабабушки), правнуки) — 12,5% общих генов. Таким образом, долю общих генов у родственников можно определить по формуле (1/2 п), где п — степень родства.

Молекулярно-генетический метод

В этом методе различают (по направлению исследований): молекулярно-цитогенетические методы и молекулярно-биологические методы.

Основными методами ДНК-диагностики являются блот-гибридизация, анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК (ПДРФ), полимеразная цепная реакция (ПЦР), анализ полиморфизма микросателлитных последова­тельностей.

Сущность блот-гибридизации заключается в «нарезании» с помощью специальных ферментов (рестриктаз) фрагментов ДНК различной длины, набор которых для каждой рестриктазы постоянен. Смесь фрагментов разделяют с помощью электрофореза, переносят на фильтр, фиксируют и подверга­ют гибридизации с зондом, имеющим радиоактивную или флюоресцентную метку.

Зонд выявляет один фрагмент из множества и комплемен­тарно с ним спаривается. Изменение фрагмента по сравнению с контролем указывает на наличие мутации в гене или в непосредст­венной близости от него.

Если ген картирован, то возможно прямое выявление мута­ции (делеции, инверсии, транслокации). С такими мутациями в одном гене связаны, например, серповидно-клеточная ане­мия и дефицит гормона роста.

Возможна диагностика вирусных и бактериальных инфек­ций, онкологических заболеваний, а также оценка риска болезней с наследственной предрасположенностью. Такая диагностика позволяет выявить болезнь в доклинической стадии, когда кли­нические симптомы практически отсутствуют. Возможна пренатальная диагностика, в том числе преимплантационная, то есть в период, когда дробящаяся зигота еще не внедрилась в стенку матки. Во всех случаях это представляется очень важ­ным для профилактики болезни и связанного с ней аномального развития ребенка. В настоящее время такие методы разработаны для диагностики ФКУ, миодистрофии Дюшенна — Беккера, гемофилии А и Б и некоторых других.

При некоторых болезнях пренатальная диагностика позво­ляет проводить профилактическое пренатальное лечение, например, такое лечение эффективно при болезни Вильсона-Коновалова, связанной с нарушением обмена меди, и при адреногенитальном синдроме, связанном с эндокринными на­рушениями. Раннее лечение приводит к заметному снижению тяжести болезни у ребенка. Большое значение имеет ДНК-диаг­ностика рака.

Метод флюоресцентной in situe гибридизации — более со­вершенный аналог метода гибридизации с использованием радиоактивной метки. Гибридизация ДНК проводится с раз­личными ДНК-зондами, клонированными нуклеотидными последовательностями конкретного гена. Для изучения ре­зультатов гибридизации используют метод флюоресцентной микроскопии. Метод используется для идентификации хро­мосом, фрагментов онкогенов и других генов. Метод ДНК-зондовой диагностики. Используется для пря­мой диагностики наследственных болезней.

Еще один подход к ДНК-диагностике наследственных бо­лезней основывается на анализе семейного распределения сайтов с менделевским наследованием (участков молекулы ДНК) узнавания рестриктаз в гене и изучении полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ). С помощью ПДРФ осуществляют пренатальную диагностику ФКУ.

Одним из вариантов в ДНК-диагностике является также подбор ПДРФ-зондов, тесно сцепленных с маркерами болезни. Маркерный участок не обязательно локализован в изучаемом гене, однако он должен быть на достаточно близком расстоя­нии, чтобы частота рекомбинации между ним и ПДРФ-маркером была пренебрежительно мала. В этом случае могут быть неизвестны как мутантные гены, так и первичные биохими­ческие дефекты.

Для ДНК-диагностики используются такие методы полимеразной реактивности in situe и полимеразная цепная реак­ция, позволяющие амплификацию (размножение небольших участков ДНК-праймеров, соответствующих фрагментам того или иного гена). Имея базу данных праймеров, можно картиро­вать гены и диагностировать мутации.