Генетические заболевания человека



Генетические заболевания человека

Генетические заболевания - это группа болезней, вызванных отклонениями в генетическом материале. Эти расстройства различаются с точки зрения риска для жизни и степени нарушения повседневного функционирования.

Генетические заболевания человека составляют огромную группу известных и до сих пор признанных болезней. Среди них есть как генетические дефекты плода, так и болезни, за которые ответственны наследственные генетические мутации. Генетическое заболевание проявляется с первых минут жизни человека, в редких случаях - в относительно позднем возрасте.

Генетические заболевания - что это такое?

Они не всегда передаются по наследству. Некоторые из них передаются из поколения в поколение, будь то мужчины, женщины и не всегда пол имеет значение. Другие представляют собой мутации, которые значительно ухудшают здоровье больного человека, но не передаются потомству. Существуют также генетические заболевания человека, которые возникают в результате мутаций, которые сохраняются в генотипе и передаются следующему поколению.

Некоторые из болезней требуют специализированного лечения или особой диеты, но после должного ухода за пациентом они перестают заметно влиять на жизнь. Другие приводят к преждевременной смерти или вызывают множественные широко распространенные дефекты, которые нельзя эффективно лечить.

Поскольку не существует методов «восстановления» поврежденной ДНК в организме живого человека, лечение генетических заболеваний в большинстве случаев носит симптоматический характер.

Эпидемиологию генетических заболеваний определить сложно - одни встречаются чаще, другие - реже. Вести такую статистику непросто, поскольку практически невозможно зафиксировать самопроизвольные выкидыши, вызванные генетическими отклонениями. Некоторые болезни проявляются только во взрослой жизни.

По оценкам Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации за 1982 год, частота всех генетических заболеваний на 100 живорождений составляет 10,5 . Есть и другие попытки оценить масштабы и вредоносность генетических заболеваний для человеческой популяции. К ним относятся индекс вредности (смертность, тяжелые травмы, потеря рабочего времени по отношению к нормальной занятости человека), а также анализ процента детей, впервые госпитализированных и повторно госпитализированных из-за генетических отклонений, и затрат на их лечение.

Генетические дефекты у детей - пренатальные тесты

Чтобы иметь возможность быстро идентифицировать существующее генетическое заболевание и оказать соответствующую помощь, проводится ряд пренатальных тестов.

Базовые тесты, такие как анализ периферической крови матери и УЗИ, выполняет каждая беременная женщина. В обоснованных случаях (например, возраст старше 35 лет, наличие в семейном анамнезе генетических нарушений) проводятся дополнительные пренатальные тесты будущей мамы - неинвазивные и инвазивные. Первые делают в основном из крови матери и при ультразвуковом исследовании. Они скрининговые - по ним определяют вероятность того или иного заболевания у ребенка. Стопроцентное подтверждение дают инвазивные тесты, такие как амниоцентез (забор околоплодных вод для исследования) или забор проб ворсинок хориона.

Генетические дефекты у детей - пренатальные тесты

Наиболее частые дефекты, выявляемые при дородовых обследованиях:

• трисомы хромосом: 21 (синдром Дауна), 18 (синдром Эдвардса) и 13 (синдром Патау),

• расщелина позвоночника,

• дефекты брюшной стенки,

• анэнцефалия.

Эти тяжелые генетические дефекты плода не передаются по наследству, за исключением редких случаев, когда один из родителей несет мутацию. Они являются результатом аномалий, возникших во время деления репродуктивных клеток и создания генетического материала ребенка. Трисомы хромосом 13, 18 и 21 - единственные нелетальные (не вызывающие верной гибели плода) числовые аберрации, то есть изменения числа хромосом.

Генетические мутации - другие хромосомные аберрации

Среди генетических заболеваний, помимо числовых аберраций, заключающихся в наличии избыточной хромосомы, существуют также структурные хромосомные и половые хромосомные аберрации. Это большая группа болезней, которые вызваны генетическими мутациями: внезапными скачками в материале ДНК. Многие из них передаются по наследству, хотя чаще всего заболевания этой этиологии - результат единичного случая.

Структурные отклонения - эта группа заболеваний, характеризующаяся аномальным строением хромосомы. Наиболее частая причина - поломка участка хромосомы и его прикрепление к той же или другой хромосоме.

• Синдром Ангельмана - это пример заболеваний, вызванных структурной аберрацией хромосом. Он вызван изменениями в хромосоме 15. Симптомы включают умственную отсталость, нарушение координации движений, эпилепсию и приступы беспричинного смеха.

• Изменения в хромосоме 15 также вызывают СПВ (синдром Прадера-Вилли). Симптомы включают низкий рост, умственную отсталость, недоразвитие половых органов и расстройства пищевого поведения, которые приводят к ожирению.

• В свою очередь, удаление одного плеча хромосомы 21 и смещение его на другую хромосому - это так называемая «филадельфийская» хромосома. Болезнь не является врожденной и возникает при хроническом лимфолейкозе и других видах лейкозов.

Аберрации половых хромосом - эта группа генетических заболеваний связана с аномалиями в половых хромосомах. У здоровой самки фигура XX, у самца - ХY. Однако возможно дублирование или удаление одной из этих хромосом, что приводит к появлению различных симптомов.

• У девочек синдром Тернера , который характеризуется наличием только одной хромосомы X. Пораженные женщины низкорослы, страдают недоразвитием вторичных половых признаков (грудь, волосы на лобке) и бесплодием.

• Синдром Клайнфельтера встречается у мужчин. В этом случае они имеют кариотип XXY, что означает наличие дополнительной хромосомы X. Симптомы включают снижение развития вторичных половых признаков, бесплодие, чрезмерный рост и длину конечностей. Это наиболее распространенная анеуплоидия (нарушение количества ДНК-материала) у людей, поражающая одного из 100 мужчин.

• Синдром Якобса (раньше - «сверхчеловек») - еще одно заболевание, встречающееся у мужчин - их кариотип XYY. Для них характерен высокий рост, пониженный IQ и задержка речевого развития.

Генетические мутации - другие хромосомные аберрации

Примеры наследственных генетических болезней

Заболевания из этой группы наследуются по законам Менделя или вопреки им (есть дополнительные модификаторы процесса наследования). К ним относятся как редкие генетические заболевания, так и те, которые встречаются довольно часто.

Генетические заболевания, подчиняющиеся законам наследования, условно разделяют на моногенные доминантные, моногенные рецессивные, митохондриальные и связанные с полом. Чтобы легче понять их деление, важно знать, что все хромосомы кариотипа, кроме аллосом (половых хромосом), называются аутосомами.

Болезни с одним геном

Вызывающие их мутации влияют на отдельные гены. Это могут быть аутосомные гены или гены половых хромосом. Обычно мутация затрагивает материал ДНК, расположенный в ядре клетки, иногда - материал ДНК, содержащийся в митохондриях.

Аутосомно-доминантные заболевания

Для проявления болезни у ребенка требуется только одна версия (аллель) гена, затронутого мутацией.

• Эти заболевания включают, но не ограничиваются ей, ахондроплазию, болезнь, которая приводит к нарушениям эндохондральной оссификации и, таким образом, к развитию определенных костей. Ее симптом - карликовость, укорочение конечностей и другие дефекты скелета. На 80 процентов происходит спонтанно, но в 20 процентах случаев передается по наследству. Возраст отца старше 35 лет увеличивает риск.

• Заболевания с преобладающим типом наследования также включают семейную гиперхолестеринемию, которая вызывает развитие тяжелого атеросклероза у детей. Это довольно распространенное заболевание, и для него характерно позднее проявление.

• Синдром Марфана - наследственное заболевание соединительной ткани, которое проявляется в виде многочисленных дефектов анатомии, систем организма (например, сердечно-сосудистой) и зрения.

• Синдром Туретта характеризуется многочисленными тиками, навязчивым поведением и другими неврологическими и психологическими симптомами. Заболевание с возрастом обостряется, но форма его бывает настолько легкой, что не требует лечения.

Аутосомно-доминантные заболевания

Аутосомно-рецессивные заболевания

Для того чтобы заболевания из этой (самой многочисленной) группы генетических заболеваний проявились, ребенок должен унаследовать две дефектные версии гена. Следовательно, родители больного ребенка могут быть здоровыми и иметь только одну версию гена, вызывающего потенциальную болезнь (феномен носителя).

• Алькаптонурия - одно из заболеваний с этим типом наследования. Оно проявляется в нарушении метаболизма некоторых аминокислот. Клинические симптомы включают дегенеративные изменения суставов и позвоночника, а также потемнение соединительной ткани.

• Другое генетическое заболевание человека, связанное с метаболизмом, - это фенилкетонурия - неспособность расщеплять фенилаланин, который накапливается в нервной ткани, вызывая умственную отсталость, эпилептические припадки, симптомы депрессии и аутизма. Раннее выявление фенилкетонурии требует соблюдения диеты, лишенной фенилаланина - это позволяет полностью подавить развитие симптомов.

• Эта широкая группа генетических заболеваний также включает серповидно-клеточную анемию (дефект в структуре гемоглобина, препятствующий правильному переносу кислорода).

• Известные, хотя и редкие, заболевания в этой группе также включают спинальную мышечную атрофию - нервно-мышечное заболевание, которое постепенно ухудшает функции скелетных мышц, лишая пациента физической формы, вызывая проблемы с глотанием, пищеварением и дыханием.

Митохондриальные заболевания

Мутации, вызывающие эти болезни, расположены в митохондриальной ДНК (мтДНК). Это генетические дефекты, переданные потомству матерью из-за того, что в процессе оплодотворения мтДНК обнаруживается только в яйцеклетке (сперматозоид передает только ядерную ДНК). Чаще всего это мультисистемные заболевания, и симптомы касаются тканей с повышенными энергетическими потребностями (мышц, нервной системы).

• К этой группе относится синдром Лебера. Он проявляется в повреждении зрительных нервов, что приводит к слепоте. Болеют в основном мальчики, причем симптомы проявляются у подростков.

• Костно-панкреатический синдром Пирсона характеризуется тяжелой анемией, сахарным диабетом, дисфункцией поджелудочной железы, атрофией ворсинок кишечника и дисфункцией печени.

• Митохондриальные заболевания также включают ненаследственные заболевания, такие как синдром Кернса-Сейра - мультисистемное заболевание, влияющее на зрение (парез мышц, отвечающих за движение глазных яблок) и нервную систему (нарушение координации движений, изменения белого вещества мозга и изменения спинномозговой жидкости).

Митохондриальные заболевания

Болезни, связанные с полом

Чаще всего они вызваны мутациями генов, расположенных на хромосоме X. Болезнь в основном поражает (но не ограничивается) мужчин, и женщины являются носителями (из-за наличия двух хромосом X).

Рецессивные

• Одним из рецессивно наследуемых заболеваний, связанных с полом, является дальтонизм, то есть нарушение цветового зрения, возникающее из-за уменьшения количества зрительных пигментов в клетках глаза. Чтобы у мальчика проявился дальтонизм, достаточно унаследовать дефектную версию гена от матери - отец может быть здоров.

• Гемофилия, серьезный и опасный для жизни дефект свертывания крови, передающийся по наследству так же, как и дальтонизм, также входит в эту группу.

Доминирующие

Это очень редкие генетические отклонения, встречающиеся у девочек чаще, чем у мальчиков.

• Гипофосфатемия (устойчивый рахит) соответствует отказу гена, кодирующего белок, обнаруженный в клетках костей и зубов. Заболевание вызывает симптомы рахита, и прием витамина D не облегчает симптомы. Заболевание в большинстве случаев связано с Х-хромосомой и передается по наследству.

• В эту группу также входит синдром Ретта, заболевание, которое в 99% случаев не является наследственным. Проявляется нарушениями психомоторного развития, сколиозом, нарушением дыхания. Встречается у подавляющего большинства девушек.

Доминирующие

Заболевания, вызванные повторением тринуклеотида

Генетические заболевания в этой группе вызваны дублированием фрагмента генетического кода (обычно 3-4 последовательных нуклеотида). Эти болезни проявляются из поколения в поколение все чаще, и их симптомы обычно становятся более серьезными.

Хорея Хантингтона - самое известное заболевание, связанное с повторением тринуклеотидов. Его наследование является доминантным. Оно проявляется поздно (в возрасте 30-50 лет), поэтому люди могут не знать, чем обременены. Заболевание связано с частыми дупликациями последовательности CAG, кодирующей глутамин. Симптомы включают тяжелые неврологические расстройства, нарушения глотания, слабоумие и многочисленные психические расстройства.

Краткое резюме

Генетические заболевания - что это такое?Они не всегда передаются по наследству.
Генетические дефекты у детей - пренатальные тестыЧтобы иметь возможность быстро идентифицировать существующее генетическое заболевание и оказать соответствующую помощь, проводится ряд пренатальных тестов.
Генетические мутации - другие хромосомные аберрацииСреди генетических заболеваний, помимо числовых аберраций, заключающихся в наличии избыточной хромосомы, существуют также структурные хромосомные и половые хромосомные аберрации.
Примеры наследственных генетических болезнейЗаболевания из этой группы наследуются по законам Менделя или вопреки им (есть дополнительные модификаторы процесса наследования).
Болезни с одним геномВызывающие их мутации влияют на отдельные гены.
Аутосомно-доминантные заболеванияДля проявления болезни у ребенка требуется только одна версия (аллель) гена, затронутого мутацией.
Аутосомно-рецессивные заболеванияДля того чтобы заболевания из этой (самой многочисленной) группы генетических заболеваний проявились, ребенок должен унаследовать две дефектные версии гена.
Митохондриальные заболеванияМутации, вызывающие эти болезни, расположены в митохондриальной ДНК (мтДНК).
Болезни, связанные с поломЧаще всего они вызваны мутациями генов, расположенных на хромосоме X.
Рецессивные• Одним из рецессивно наследуемых заболеваний, связанных с полом, является дальтонизм, то есть нарушение цветового зрения, возникающее из-за уменьшения количества зрительных пигментов в клетках глаза.
ДоминирующиеЭто очень редкие генетические отклонения, встречающиеся у девочек чаще, чем у мальчиков.
Заболевания, вызванные повторением тринуклеотидаГенетические заболевания в этой группе вызваны дублированием фрагмента генетического кода (обычно 3-4 последовательных нуклеотида).
Наши эксперты
Коряков Анатолий Иванович
Терапевт, кардиолог, д.м.н.
Коряков Анатолий Иванович
Хасанова Галина Николаевна
ВРАЧ УЗИ-ДИАГНОСТИКИ, к.м.н.
Хасанова Галина Николаевна
Давтян Гарник Генрикович
Вертебролог, ортопед, травматолог, к.м.н.
Давтян Гарник Генрикович
Леспух Николай Иванович
Невролог, к.м.н.
Леспух Николай Иванович
Дейкина Галина Ивановна
Мануальный терапевт, остеопат
Дейкина Галина Ивановна