1. Генетика мультифакториальных заболеваний (заболеваний с наследственной предрасположенностью)

Многофакторные (мультифакториальные) болезни, или болезни с наследственной предрасположенностью, развиваются в результате взаимодействия определенных комбинаций аллелей разных локусов и специфического воздействия факторов окружающей среды. К многофакторным болезням относят гипертоническую болезнь, нарушения мозгового кровообращения, тромбозы, большинство сердечно-сосудистых заболеваний и опухолей. Осложнения беременности также имеют многофакторную природу. При мультифакториальных болезнях важную роль играет как носительство «аллелей риска», так и наличие провоцирующих факторов. Заболевают не все носители «аллелей риска», а те, у кого вредные для данного индивидуума факторы накладываются на предрасполагающий генетический фон. Пусковым механизмом может стать беременность, особенности питания, прием лекарств, образ жизни и другие факторы. Просим учесть, что обнаруженные генетические особенности человека, называемые генетическими факторами риска, не означают наличия или отсутствия указанного заболевания. Выявление генетических полиморфизмов и составление индивидуального «генетического паспорта» позволяет реализовать концепцию индивидуальной медицины, дать персональные рекомендации по профилактике, оценить необходимость более пристального врачебного контроля, назначить дополнительные исследования и консультации специалистов.

В ряде случаев своевременное изменение образа жизни, соблюдение диеты или прием фармакологических препаратов позволяет предотвратить или существенно снизить тяжесть многофакторного заболевания. При этом важно помнить, что только лечащий врач может ответить на вопрос: необходимы ли дополнительные исследования и/или консультации специалистов (и если да, то какие), необходимо ли изменение образа жизни или лечение.

Учитывая то, что в развитие мультифакториальных заболеваний, как правило, вносят вклад сразу несколько генов, необходимо исследовать совокупность генетических полиморфизмов, объединенных в генную сеть. Генная сеть (по Н. А. Колчанову) – это группа координированно работающих генов, обеспечивающих формирование фенотипических признаков организма. Например, известно, что ишемическая болезнь сердца (ИБС) может реализоваться несколькими путями. Основные звенья патогенеза – склонность к артериальной гипертонии, дислипидемии и последующему атеросклерозу, тромбофилия. В последние годы большое внимание уделяется участию в развитии ИБС индивидуальных особенностей иммунной системы и особенностей метаболизма фолатов. Список генетических маркеров, необходимых для анализа, определяется в зависимости от поставленной задачи.

Так, в случае анализа артериальной гипертензии как самостоятельной нозологии патогенез может быть разобран более подробно, что потребует и углубленного генетического исследования. Таким образом, при изучении многофакторной патологии основой для клинически обоснованных генетических исследований служит формирование пакетных исследований. Данный формат дает возможность врачу-клиницисту в сжатые сроки получить развернутую информацию о наиболее вероятной этиологии патогенеза, его ведущем звене для конкретного пациента. Это может определить индивидуальную тактику ведения пациента и позволит подобрать наиболее эффективную схему лечения.

Генетический полиморфизм, ассоциированный с дисфункцией IL28B

Генетический полиморфизм, ассоциированный с метаболизмом кальция

Генетический полиморфизм, ассоциированный с метаболизмом лактозы

Генетический полиморфизм, ассоциированный с риском развития тромбофилии

Полиморфизм, ассоциированный с риском нарушений обмена гомоцистеина

Полиморфизм, ассоциированный с риском развития артериальной гипертензии

2.Фармакогенетика

Фармакогенетика – это раздел медицинской генетики и фармакологии, изучающий генетически обусловленную индивидуальную реакцию организма на лекарственное средство.

Основная концепция фармакогенетики заключается в различной чувствительности человека к терапии и действию определенных препаратов в зависимости от генетических особенностей (полиморфных вариантов генотипа). Установлена полиморфная природа многих ферментов, участвующих в метаболизме лекарств, и транспортеров, отвечающих за их проникновение и выведение из клеток. Определение активности фермента с помощью гентического типирования является одним из самых простых и эффективных фармакогенетических подходов для коррекции дозы препарата и оптимизации фармакотерапии.

Выявление индивидуальных особенностей метаболизма играет важную роль при непереносимости определенных пищевых продуктов (например, молока) и при назначении некоторых лекарственных препаратов (оральные контрацептивы и гормональная заместительная терапия).

Впервые связь между индивидуальной реакцией человека на лекарственное средство и генетическим дефектом фермента была установлена для миорелаксанта сукцинилхолина. Позднее аналогичные исследования были проведены для препаратов «Примахин» и «Изониазид». Особенно бурное развитие фармакогенетика получила после внедрения на рынок препарата WARFARIN (Wiskonsin Alumni Research Foundation), который показал высокую эффективность по предотвращению тромбоэмболических осложнений у больных, перенесших инфаркт миокарда. При этом частота геморрагических осложнений на фоне приема препарата достигала 10–16 %, но попытка убрать его из клинической практики привела к существенному росту постинфарктных осложнений.

Определение генетической причины индивидуальной чувствительности к препарату позволило

скорректировать дозу, повысить эффективность терапии и избежать осложнений.

Для каждого врача выявление генетических особенностей пациента позволяет реализовать персонализированный подход к выбору терапии, определению наиболее эффективной дозы препарата и снижению побочных эффектов. В совокупности это сокращает обусловленные болезнями трудопотери, занятость госпитального фонда и расход лекарств.

Приказы Минздравсоцразвития № 494 от 22 октября 2003 года и № 1022н от 22 ноября 2010 года регламентируют создание лабораторий фармакогенетики в лечебных учреждениях врачами – клиническими фармакологами.

Генетический полиморфизм, ассоциированный с метаболизмом варфарина

3.Онкогенетика

Онкологические заболевания представляют собой важную социально-медицинскую проблему в связи с высокой заболеваемостью и смертностью. При этом очевидно, что эффективность лечения рака выше на ранних стадиях заболевания, поэтому своевременная диагностика является актуальной задачей и помогает значительно снижать количество летальных исходов. Известно, что в значительном количестве случаев онкологические заболевания являются наследственными и связаны с носительством мутаций в определенных генах, полученных от одного из

родителей. Носительство онкогенных мутаций широко распространено и регистрируется у 1–2 %

людей в любых популяциях.

Наследуемые мутации характеризуются по частоте встречаемости в популяции в целом, а также по степени их пенетрантности. Пенетрантность отражает вероятность того, что у носителя определенного генетического маркера разовьется заболевание, в данном случае онкологическое. Чем выше пенетрантность, тем выше эта вероятность.

  1. Мутации первого класса встречаются редко среди населения в целом, но имеют высокую пенетрантность. Пример: мутации генов BRCA1 и BRCA2 при раке молочной железы и/или яичников. Примерно 50-70 % наследственных случаев такого рака обусловлены мутациями в одном из этих генов (чаще – BRCA1).
  2. Второй класс наследственных онкогенных мутаций имеет средний риск развития заболевания, эти мутации также достаточно редко встречаются в общей популяции.
  3. Третий класс – мутации низкого риска, широко распространенные в популяции. Клиническая значимость выявления данного класса мутаций во многом определяется наличием дополнительных факторов риска.

 Генотипирование BRCA12 ассоциированный с риском рака молочной железы и яичников

4.Генотипирование HLA II

Гены HLA (Human Leukocyte Antigens, антигены лейкоцитов человека) II класса располагаются на коротком плече 6-ой хромосомы, относятся к главному комплексу тканевой совместимости (Major Histocompability Complex – МНС). Гены HLA II класса играют ключевую роль в развитии приобретенного иммунного ответа на антигены чужеродных белков, их основная физиологическая функция как генов иммунного ответа – обеспечение устойчивости человека к инфекциям. Есть предположения, что оборотной стороной устойчивости к инфекциям являются аутоиммунные заболевания, подтверждающим признаком которых является наличие HLA-«маркёров» - определённых вариантов генов HLA класса II, ассоциированных с чувствительностью или устойчивостью к аутоиммунным заболеваниям. Установление HLA-генетических маркёров в комплексе с другими лабораторными исследованиями существенно повышает возможности постановки правильного диагноза и прогноза заболеваний.

Очень важной физиологической функцией белков HLA II класса является также их участие в репродуктивных процессах, результатом чего является рождение жизнеспособного, разнообразного в генетическом отношении потомства и, наоборот, снижение вероятности рождения детей от близкородственных родителей или родителей с гомологичным набором вариантов генов HLA класса II. Следствием сходства родителей по вариантам генов HLA класса II является большая вероятность появления гомозиготного (генотип, состоящий из двух одинаковых вариантов) по генам HLA класса II, потомства. Этот фактор является неблагоприятным с точки зрения естественного отбора, так как гомозиготность по генам HLA класса II приводит к уменьшению спектра микроорганизмов, на которые возможен приобретённый иммунный ответ. Именно поэтому природа выработала механизмы, препятствующие возможности появления такого потомства на всех этапах репродуктивного процесса, начиная с выбора полового партнера. Восприятие индивидуального запаха зависит от степени гомологии партнёров по генам HLA: чем гомология больше, тем этот запах воспринимается, как более неприятный. Есть также предположения, что зародыш от гомологичных по генам HLA родителей недостаточно стимулирует супрессорные механизмы иммунитета, которые в течение физиологической беременности блокируют иммунные реакции матери против эмбриона. Недостаточная супрессия этих иммунных реакций может привести к спонтанному аборту. Наибольшее значение в клинической практике имеют 3 гена HLA класса II: главный среди генов II класса ген DRB1 (более 600 аллельных вариантов), а также гены DQA1(26 аллельных вариантов), и DQB1 (80 аллельных вариантов).

Показания к назначению:

  1. Исследование супружеской пары при бесплодии и других типах нарушения репродукции.
  2. Оценка риска сахарного диабета 1 типа и других аутоиммунных заболеваниях при семейной отягощенности.
  3. Оценка индивидуальной предрасположенности к аутоиммунным заболеваниям.
  4. Трансплантация органов и тканей.

Биологический материал для анализа: цельная кровь, стабилизированная ЭДТА

 

5.Генетика репродукции

По данным ВОЗ, ежегодно около 15 % пар обращаются к врачам по поводу бесплодия.

Бесплодие – неспособность человека детородного возраста к воспроизводству потомства.

Бесплодной считается пара, если в течение года регулярных половых контактов (не реже 1 раза в неделю) без применения средств контрацепции у женщины не наступает беременность. Бесплодие классифицируется на:

  1. первичное – беременность никогда не наступала;
  2. вторичное – беременность наступала, заканчивалась родами, выкидышами, мертворождениями и т.д.;
  3.  абсолютное;
  4. относительное.

В среднем около 5 % пар сталкиваются с абсолютным бесплодием, когда лечение не дает результатов. При бесплодном браке часто встречаются генетические нарушения, которые могут реализовываться через эндокринные расстройства, анатомические нарушения половых органов, нарушения сперматогенеза. Быстрота и точность постановки диагноза имеет большое значение для выбора эффективного лечения. Важно помнить, что преодоление бесплодия при наличии генетических нарушений может привести к рождению больного ребенка, правильность же диагноза помогает зачать и родить здорового ребенка. Врачи-гинекологи и андрологии должны обладать достаточными знаниями о генетических причинах бесплодия, чтобы давать адекватные рекомендации парам, желающим иметь детей.

Выявление делеции AZF-локуса Y хромосомы как фактора мужского бесплодия

6.Генетика плода

Резус-конфликт может развиться во время беременности резус-отрицательной женщины от резус-положительного мужчины. Если малыш унаследует резус-фактор от отца, тогда иммунная система матери будет воспринимать плод как чужеродный и станет вырабатывать антитела. В акушерско-гинекологической практике часто возникает необходимость определения генотипа плода на ранних сроках беременности. До недавнего времени материал для таких исследований получали инвазивно, при хорион-, плацентобиопсиии в ходе амнио- и кордоцентеза. Риск самопроизвольного прерывания беременности в этом случае составляет 2–3 %. Во время беременности, уже на первом месяце, в крови женщины начинает появляться фетальная (от англ. «fetal» - плод) ДНК. В целом, внеклеточные ДНК плода составляют 3-5% от всех циркулирующих в крови беременной внеклеточных ДНК при выделении их из плазмы. Циркулирующие внеклеточные плодные ДНК - это короткие участки плодных нуклеиновых кислот, циркулирующих в материнской плазме и сыворотке, которые наблюдаются иногда в несвязанной форме, свободными от обычных клеточных компонентов. Наличие именно плодных внеклеточных ДНК было открыто в 1997 году. Три года спустя было доказано наличие циркулирующих РНК в плазме. Эти 2 открытия значительно способствовали развитию неинвазивной пренатальной диагностики, которая в отличие от прежних методов не представляет угрозы течению беременности, т.к. материалом для исследования служит кровь матери. Начиная с 8–10 недели беременности методы неинвазивной пренатальной молекулярно-генетической диагностики позволяют проводить исследование фетальной ДНК с точностью 96–100 % для прогнозирования развития резус-конфликта и гемолитической болезни плода.

В системе резус различают пять антигенов. Наиболее иммуногенным является антиген D, присутствие которого на поверхности эритроцитов определяет положительный резус-фактор (Rh+). Доля резус-положительных лиц, носителей антигена D, в популяции составляет около 86 %, а резус-отрицательных лиц (Rh-), не имеющих антигена D, – около 14 %.

Течение беременности резус-положительным (Rh+) плодом у резус-отрицательных (Rh-) женщин часто осложняется развитием гемолитической болезни плода, связанной с трансплацентарным переносом эритроцитов плода в кровоток матери. 98 % случаев гемолитической болезни новорожденных связаны с D-резус-антигеном. Попадая в кровь Rh- матери, он вызывает образование специфических антител, которые проникают через плаценту, разрушают эритроциты плода, что влечет за собой развитие гемолитической болезни новорожденных. При раннем проявлении резус-конфликт может быть причиной преждевременных родов или самопроизвольного прерывания беременности. Сенсибилизация матери к D-антигену и риск развития резус-конфликта возрастают с каждой последующей беременностью Rh+ плодом независимо от того, прервалась беременность или прошло родоразрешение.

Всем беременным резус-отрицательным женщинам проводят динамический контроль уровня

антител к D-антигену плода. Отсутствие антител не гарантирует, что плод Rh-, т.к. даже при Rh+ у плода антитела у матери могут не вырабатываться по причине целостности плаценты или слабого иммунного ответа. В этой ситуации есть опасность, что резус-конфликт может возникнуть в любой момент беременности, кроме того, во время родов произойдет сенсибилизация матери. Попадая в организм малыша, антитела способствуют разрушению его эритроцитов. Печень и селезенка ребенка начинают производить эритроциты в усиленном режиме, из-за чего увеличиваются в размере, постепенно развивается гемолитическая болезнь.Гемолитическая болезнь плода может проявляться с 22-23 недель беременности. В первую очередь развивается анемия, возникают нарушения белкового обмена, страдают функции печени, почек и развивается сердечная недостаточность. Если у плода обнаружили гемолитическую болезнь, ему может потребоваться внутриутробное переливание крови – операция, которая выполняется под контролем УЗИ. Такое состояние может развиться только при беременности резус-положительным ребенком. К счастью, не у каждой резус-отрицательной беременной плод является резус-положительным. До недавнего времени профилактика резус-конфликта назначалась всем резус-отрицательным беременным. Однако, в 50% случаев эта мера является необоснованной.

Показания к назначению: выявление резус-фактора плода у резус-отрицательной матери с 10 недели беременности для профилактики в последующем резус-конфликта.

Биологический материал для анализа: цельная кровь, стабилизированная ЭДТА, не менее 6 мл.