Пренатальная диагностика

Контрольная работа Пренатальная диагностика

1. Введение

2. Задачи пренатальной диагностики

3. Методы пренатальной диагностики

4. Заключение

5. Список литературы

1. Введение

По данным Всемирной организации здравоохранения, около 2,5% новорожденных появляются на свет с различными пороками развития. При этом 1,5−2% из них обусловлены преимущественно неблагоприятными экзогенными факторами (так называемыми терратогенами), а остальные имеют преимущественно генетическую природу.

Среди экзогенных причин пороков развития следует упомянуть биологические (инфекционные заболевания: краснуха, герпес, токсоплазмоз, хламидийная инфекция, цитомегаловирусная инфекция), физические (все виды ионизирующего излучения, радионуклиды), химические (все противоопухолевые препараты, гормональные препараты, наркотические вещества).

Генетические факторы пороков развития отражают так называемый общий генетический груз популяции, который проявляется более чем у 5% населения планеты.

Примерно 1% генетического груза приходится на генные мутации, 0,5% - на хромосомные мутации, около 3−3,5% соответствует болезням с выраженным наследственным компонентом (диабет, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, некоторые опухоли и.т.д.). Если к этому добавить, что около 40−50% ранней младенческой (перинатальной) смертности и инвалидности с детства обусловлены наследственными факторами и примерно 30% коек в детских стационарах заняты детьми с наследственной патологией, становится понятной безусловная необходимость правильной и рационально организованной ранней диагностики врожденных и наследственных болезней.

Решающая роль в этом принадлежит институтам медико-генетической службы, и в первую очередь тем ее подразделениям, которые обеспечивают пренатальную диагностику, позволяющую не только установить диагноз еще до рождения, но и предотвратить появление на свет детей с тяжелыми, нерепарируемыми пороками развития, с социально значимыми смертельными генными и хромосомными болезнями.

2. Задачи пренатальной диагностики

Пренатальная диагностика (ПД) наследственных и врожденных болезней — сравнительно новое направление медицинской генетики, возникшее в 80-х годах XX века на стыке таких клинических наук, как акушерство, гинекология, неонтология, медицинская генетика, с одной стороны, патофизиология, биохимия, цитогенетика, молекулярная биология, генетика человека — с другой. Ее основные научные задачи находятся в области биологии развития (эмбриологии) человека и включают изучение оптимальных способов профилактики, диагностики и, в обозримом будущем, лечения наследственных болезней.

По данным Всемирной Организации Здравоохранения, 2,5% всех новорожденных имеют различные пороки развития, 1,5% из них обусловлены действием неблагоприятных экзогенных факторов во время беременности, остальные имеют преимущественно генетическую природу. Около 40−50% ранней младенческой (перинатальной) смертности и инвалидности с детства также обусловлены наследственными факторами Примерно, 30% коек в детских стационарах заняты детьми с наследственной патологией.

Пороки развития следует отличать от аномалий развития. К порокам развития относятся стойкие морфологические изменения органа, выходящие за пределы нормальных вариаций его строения.

Аномалиями развития считаются морфологические изменения органа, не сопровождающиеся нарушением его функции.

Этиология пороков развития:

§ моногенная 7,5%

§ хромосомная 6,0%

§ мультифакториальная 20%

§ внутриутробные инфекции 2−3%

§ сахарный диабет 1,5%

§ другие заболевания матери <1,5%

§ прием лекарственных препаратов 1 -2%

§ неустановленная >50%

Диагностика мультифакториальных пороков развития, к которым относятся такие тяжелые, как акрания, гастрошизис и мультикистозная дисплазия почки могут быть выявлены уже на 12 неделе беременности. Надежность выявления эхографических признаков пороков развития повышается при трехкратном скрининговом ультразвуковом исследовании на 10−14 неделе, 20−24, 30−34 неделе.

Квалифицированная УЗ-диагностика имеет большое значение и в пренатальной диагностике хромосомной патологии. При скрининговом исследовании в 10−14 и в 20−24 неделе можно подтвердить или исключить УЗ-маркеры хромосомной патологии, что особенно важно при наличии факторов риска в семье (носительство в семье сбалансированных хромосомных аберраций, возраст матери 35 и более лет, ребенок с пороком развития и хромосомной аберрацией в анамнезе).

Как часто практикующий врач УЗ-диагностики может встретиться с пороками развития? По данным различных исследований распространенность врожденных пороков развития среди новорожденных составляет 4−5%, множественных врожденных пороков развития — 1%. При этом, на известные генетические синдромы приходится 40%.

Решающая роль в комплексе мероприятий по профилактике и предупреждению наследственных и врожденных болезней принадлежит пренатальной диагностике (ПД). Она позволяет предотвратить рождение детей с тяжелыми, некоррегируемыми пороками развития, с социально значимыми смертельными генными и хромосомными.

В практическом плане ПД — это комплекс методов, направленных на диагностику морфологических, структурных, функциональных или молекулярных нарушений развития, приводящих к тяжелым, нередко смертельным заболеваниям в постнатальном периоде.

Задачи ПД, как одного из разделов медико-генетической службы включают:

1. Предоставление будущим родителям исчерпывающей информации о степени риска рождения больного ребенка.

2. В случае высокого риска предоставление информации о возможности прерывания беременности и последствиях принятого родителями решения — родить больного ребенка или прервать беременность.

3. Обеспечение оптимального ведения беременности и ранней диагностики внутриутробной патологии.

4. Определение прогноза здоровья будущего потомства.

3. Методы пренатальной диагностики

На современном этапе развития пренатальная диагностика приобретает очертания самостоятельного научного направления со своими задачами, методами и предметом исследования. Предметом (объектом) научного изучения ПД является зародыш человека на разных этапах внутриутробного развития. Человеческий зародыш сегодня доступен для самых разнообразных исследований и диагностики практически на любой стадии развития.

Методы ПД разделяют на непрямые (объектом исследования является беременная женщина) и прямые (исследуется сам плод). Последние могут быть инвазивными и неинвазивными.

Основные методы оценки состояния плода в пренатальной диагностике врожденных наследственных заболеваний

1. Непрямые методы (обследование беременной):

1. Акушерско-гинекологические

2. Медико-генетические (генеалогические, цитогенетические, молекулярко-биологические)

3. Бактериологические, серологические

4. Биохимические (скринирующие тесты на — фетопротеин, эстриол, хорионический гонадотропин и др.)

2. Прямые методы:

1. Неинвазивные (ультразвуковое сканирование, электрокардиография, рентгенография и др.)

2. Инвазивные

1. Хорионбиопсия (8—10 недели беременности)

§ трансвагинальная

§ тринсабдоминальная

2. Плацентоцентез (II-й триместр беременности)

3. Амниоцентез (ранний — 1-й триместр. 12—14 неделя беременности: общепринятый — 11-й триместр. 18—20 неделя беременности.)

4. Кордоцентез — II-й триместр, 20—24 неделя беременности

5. Фетоскопия

6. Биопсии тканей плода (печень, селезенка, кожа, мышцы и др.).

Непрямые методы. О состоянии плода судят по биохимическим показателям в крови и в моче беременной, по результатам акушерско-гинекологического анамнеза и результатам осмотра с обязательным ультразвуковым исследованием (УЗИ). Весьма желательным, а для женщин групп высокого риска обязательным, является медико-генетическое консультирование, дополненное при необходимости результатами бактериологического, иммунологического и эндокринологического обследования. Биохимические исследования маркерных сывороточных белков крови беременной, равно как УЗ-сканирование в настоящее время рассматривают как обязательные скринирующие методы дородовой диагностики, направленные на выявление групп высокого риска рождения детей с хромосомными болезнями и пороками развития.

Биохимический скрининг. К маркерным соединениям в крови матери относятся — фетопротеин (АФП), хорионический гонадотропин (ХГ), свободный (неконъюгированный) эстриол (НЭ), PAPPA, другие.

Числовые результаты биохимического скрининга так же, как и другие параметры (например, ультразвуковые маркеры хромосомных болезней), можно ввести в программу, которая с помощью методов статистического анализа оценивает риск хромосомных нарушений у плода. Существуют разные варианты компьютерных программ, которые наряду с возрастным риском используют для вычислений анамнестические и биохимические данные. Показанием для применения инвазивной ПД с целью кариотипирования плода обычно считается риск выше, чем 1:250 (от 1: 190 до 1:400 в разных странах) на момент рождения ребенка.

Итогом биохимического скрининга является отбор беременных высокого риска рождения детей с хромосомными болезнями плода. Таким беременным необходима инвазивная ПД с целью кариотипирования плода.

Важно понимать, что положительные результаты (экстремальное отклонение уровня белков от медианы) скрининга — только сигнал к более глубокому обследованию данной пациентки, так как хромосомная патология будет обнаружена примерно у одной из пятидесяти беременных этой группы.

Последние 5 лет исследователи многих стран заняты поиском сывороточных маркеров в крови беременных, которые позволяли бы формировать группу риска рождения детей с болезнью Дауна уже в первом триместре беременности. Наиболее эффективными биохимическими показателями в первом триместре считаются свободная бета-субъединица хорионического гонадотропина и ассоциированный с беременностью белок A (pregnancy associated plasma protein A) — PAPP-A. Важным дополнительным УЗ маркером является также толщина воротникового пространства (ТВП) на сроке беременности 10—14 недель. Если рассчитать совокупный риск по измерению ТВП и биохимическим маркерам, то эффективность выявления БД у плода может достигать 80—90%.

Прямые методы пренатальной диагностики

Основным прямым неинвазивным методом является метод УЗ-сканирования. Значение этого метода в связи с его высокой эффективностью выявления врожденных пороков, безвредностью для плода и матери трудно переоценить. На эту тему накоплен обширный мировой опыт, суммированный в многочисленных руководствах.

УЗ-сканирование плода (УЗ-диагностика)

Исследование состояния плода с помощью ультразвукового аппарата является одним из основных методов ПД. УЗ исследование позволяет выявить 80—98% плодов с анатомическими пороками и в настоящее время широко используется в нашей стране для скрининга патологии беременности. Метод особенно информативен на сроке 18—20 недель беременности.

Эффективность УЗИ во многом зависит от разрешающей способности УЗ-аппарата, опыта специалиста.

Стратегия ультразвуковой диагностики

В соответствии с рекомендациями Европейской Ассоциации по Перинатальной Медицине в большинстве стран Европы принята следующая стратегия:

§ Каждой беременной рекомендовано трех-четырехкратное УЗИ плода (11 недель, 17недель 20−22 недели, 32 недели).

§ Основное исследование с целью выявления пороков развития проводится на 20—22 неделях беременности.

Следует отметить, что основное назначение всех непрямых методов, а также УЗИ — отбор женщин групп высокого риска, нуждающихся в дальнейшем детальном наблюдении. Достаточно полная информация о кариотипе зародыша, биохимических и генотипических особенностях его клеток может быть получена только на основании соответствующих исследований тканей самого плода или его провизорных органов (плаценты, хориона).

Инвазивные (оперативные) методы пренатальной диагностики

Достаточно полная информация о кариотипе зародыша, биохимических и генотипических особенностях его клеток может быть получена только на основании соответствующих исследований непосредственно тканей самого плода или его провизорных органов (плаценты, хориона). Разработаны и широко применяются различные инвазивные методы, позволяющие получать эмбриональный материал на любом сроке беременности. Так, в настоящее время реально доступны исследованию зародыши человека доимплантационных стадий развития, то есть в течение первых 7 дней после оплодотворения. Анализируя молекулярными или цитогенетическими методами полярные тельца или изолированные клетки (бластомеры) дробящихся зародышей, полученных в результате искусственного оплодотворения вне организма матери, можно с достаточной уверенностью определить пол плода (что важно при наличии в семье заболеваний, сцепленных с Х-хромосомой), а также провести молекулярную диагностику некоторых распространенных наследственных заболеваний (муковисцидоз, гемофилия, синдром фрагильной Х-хромосомы). В передовых западных центрах такая доимплантационная диагностика уже проводится и зарегистрированы случаи рождения здоровых детей после такой процедуры. Однако и в этих центрах доимплантационная диагностика находится пока в стадии научных разработок. Вместе с тем во многих медико-генетических центрах страны широко применяются инвазивные методы получения плодного материала как в первом, так и во втором триместре беременности. Существенно, что именно в России еще в 1979 году В. С. Розовским и В. А. Бахаревым были выполнены одни из первых в мире хорионбиопсий (получение ткани плаценты, или ворсинчатой оболочки плода) с целью пренатальной диагностики, которые, однако, не получили распространения. Только в 80-х годах с появлением высокоразрешающих УЗ-аппаратов инвазивные методы забора плодного материала стали широко применяться.

Дальнейший прогресс в области инвазивных методов может касаться отработки методов биопсии других органов плода (мышц) и, наконец, решения проблемы получения клеток плода, флотирующих в крови матери. Выделение в достаточном количестве таких клеток из периферической крови матери открывает возможность кариотипирования плода и ДНК-диагностики генных болезней без инвазивных вмешательств. Активные исследования в этом направлении ведутся в передовых диагностических центрах США, Западной Европы, а также в России. Однако пока они не нашли широкого практического применения.

Хорионбиопсия — это взятие ткани хориона (зародышевая оболочка). Проводится между 8-й и 10-й неделями. Ткань используется для цитогенетических и биохимических исследований, анализа ДНК. С помощью этого метода можно выявлять все виды мутаций (генные, хромосомные и геномные).

Значительным преимуществом хорионбиопсии является то, что она может быть использована на ранних этапах развития плода. Т. е. если выявятся отклонения в развитии плода и родители решат прервать беременность, то аборт на 10 — 12 неделе менее опасен, чем на 18 — 20-й неделе, когда становятся известны результаты амниоцентеза.

Амниоцентез — получение амниотической жидкости (жидкость вокруг зародыша) и клеток плода для анализа. Получение материала возможно на 16-й неделе беременности.

Основные показания для амниоцентеза общие:

· возраст беременной более 35 лет;

· нарушения нормы уровней альфа-фетопротеина, хорионичеокого гонадотропина и свободного эстриола в крови беременной;

· наличие нескольких серьезных факторов риска осложнений беременности.

Отдельные:

· мертворождения, перинатальная смертность;

· рождение предыдущего ребенка с хромосомными болезнями или с дисморфическими признаками;

· хромосомный сбалансированный мозаицизм у родителей;

· синдром ломкой Х-хромосомы у ближайших родственников;

· определение пола плода при риске наследственных Х-сцепленных заболеваний (гемофилия, иммунодефицит и др.);

· наследственные болезни обмена веществ;

· воздействие тератогенных агентов на организм беременной в критические периоды развития плода;

· задержка внутриутробного развития и дисморфия плода по данным УЗИ;

· риск внутриутробных инфекций (краснуха, цитомегалия, токсоплазмоз).

Осложнения при этом методе исследования не превышают 1%.

Амниотическая жидкость используется для биохимических исследований, которые выявляют генные мутации. А клетки используются для анализа ДНК (выявляет генные мутации), цитогенетического анализа и выявления Хи Y-хроматина (диагностирует геномные и хромосомные мутации). Биохимические исследования амниотической жидкости могут дать ценную информацию. Например, диагностика адреногенитального синдрома (нарушения синтеза гормонов корой надпочечников и работы системы гипаталамус — гипофиз — яичники) у эмбриона возможна уже на 8-й неделе.

Исследование спектра аминокислот амниотической жидкости позволяет выявить некоторые наследственные болезни обмена веществ у плода, например, аргинин-янтарную ацидурию, цитруллинурию и др. Исследование амниотической жидкости применяется для выявления хромосомных отклонений от нормы, определения активности ферментов.

Кордоцентез — взятие крови из пуповины. Материал используется для цитогенетических, молекулярно-генетических и биохимических исследований. Проводится с 18-й по 22-ю неделю.

Преимущество кордоцентеза по сравнению с амниоцентезом заключается в том, что берется кровь плода, что имеет решающее значение для диагностики внутриутробных инфекций, например, ВИЧ, краснухи, цитомегалии, парвовируса В19.

Однако показания для проведения кордоцентеза ограничены в связи с высоким риском осложнений, таких как внутриутробная гибель плода (до 6%), недонашивание беременности (9%).

Фетоскопия — осмотр плода фиброоптическим эндоскопом, введенным в зародышевую оболочку через переднюю стенку матки. Метод позволяет осмотреть плод, пуповину, плаценту и произвести биопсию.

Фетоскопия имеет очень ограниченное применение, т. к. сопровождается высоким риском прерывания беременности и технически сложна.

Современные технологии позволяют осуществлять биопсию кожи, мышц, печени плода. Материал используется для диагностики тяжелых наследственных заболеваний, например, генодерматозов, мышечных дистрофий, гликогенозов и др.

Риск прерывания беременности при применении методов пренатальной диагностики, нарушающих целостность тканей, составляет 1 — 2%.

Везикоцентез — прокол стенки мочевого пузыря плода для получения его мочи. Материал используется для исследования в случаях серьезных заболеваний и пороков развития органов мочевой системы.

Диагностика хромосомных болезней

Хорошо известно, что на долю всех ПД, связанных с хромосомной патологией, приходится основная часть (около 80−85%) женщин групп высокого риска, направляемых на ПД с применением инвазивных методов. Именно поэтому такое внимание уделяется разработке удобных, эффективных и надежных методов хромосомного (цитогенетического) анализа клеток плода. В настоящее время проблема надежной цитогенетической диагностики плода человека практически на любом сроке беременности успешно решена. Методически наиболее удобными для диагностики хромосомных болезней у плода являются 10−12-я недели беременности, когда в случае необходимости возможно проведение медицинского аборта. Хромосомные препараты из ворсин хориона (плаценты) прямым методом готовят до 19−20-й недель беременности, а на более поздних сроках предпочитают их получать из культивируемых лимфоцитов пуповинной крови. Кариотипирование культивированных клеток амниотической жидкости возможно на 13−21-й неделях беременности.

Число хромосомных нарушений, выявляемых на ранних сроках беременности (первый триместр), как правило, существенно выше, чем во втором. По обобщенным мировым данным, эффективность ПД хромосомных болезней в среднем составляет 5%, причем более половины всех хромосомных нарушений приходится на избыток хромосомы 21 — болезнь Дауна.

Несложные математические подсчеты показывают, что, даже если бы вся пренатальная диагностика была ограничена только болезнью Дауна, она, безусловно, была бы рентабельной с экономической точки зрения.

Дальнейший прогресс в направлении ПД хромосомных болезней, по-видимому, будет достигнут на пути широкого привлечения методов и приемов молекулярной цитогенетики, которые позволяют проводить диагностику числовых нарушений даже на ядрах неделящихся клеток и более детально анализировать структурные перестройки хромосом.

ДНК-диагностика генных болезней Число моногенных болезней, доступных молекулярной диагностике, уже превышает 1000 и продолжает быстро увеличиваться. Созданы и постоянно совершенствуются все новые эффективные и достаточно универсальные методы ДНК-диагностики, такие, как метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), автор которой — американский ученый Кэй Муллис отмечен Нобелевской премией 1994 года, метод блот-гибридизации, увековечивший имя его создателя Эд. Саузерна (1975 год), и методы ДНК-секвенирования (анализ первичной последовательности нуклеотидов в цепочке ДНК), разработанные П. Сэнджером.

Важно также подчеркнуть, что ДНК-методы позволяют не только диагностировать генные болезни, но и выявлять бессимптомных гетерозиготных носителей мутаций и, таким образом, вести эффективную профилактику болезней в семьях высокого риска.

В целом проблему ДНК-диагностики генных болезней, равно как и хромосомных, по сути можно считать принципиально решенной. Ее дальнейший прогресс может касаться не только увеличения числа диагностируемых болезней, но и переноса основной тяжести исследований в ранний постнатальный период для скринирования новорожденных на предрасположенность к мультифакториальным (полигенным) заболеваниям, таким, как атеросклероз, ишемия сердца, диабет, некоторые опухоли и нервно-психические заболевания.

дородовая диагностика наследственная болезнь фетоскопия

Заключение

Оценивая состояние пренатальной диагностики в мире и Украине можно с уверенностью констатировать решающий прогресс в этой быстро развивающейся области медицинской генетики. В практическом плане в нашей стране можно считать принципиально решенными: 1) эффективное УЗ-скринирование беременных женщин; 2) проблему забора плодного материала на всех сроках беременности; 3) эффективное выявление женщин групп высокого риска рождения детей с пороками развития; 4) проблему эффективных методов диагностики хромосомных и генных болезней у плода. Вместе с тем актуальными являются такие проблемы, как отсутствие программ по массовому скринингу маркерных эмбриональных белков в сыворотке крови беременных; отсутствие оперативных компьютеризированных регистров наследственных болезней; слабая медико-генетическая подготовка врачей; неэффективное медико-генетическое консультирование; плохая информированность врачей и населения страны, прежде всего женщин, о реальных возможностях пренатальной диагностики. Неизвестны реальные потребности того или иного региона в молекулярной диагностике, в том числе и в пренатальной, даже тех наследственных заболеваний, для которых уже существуют и широко используются молекулярные исследования. Преодоление отмеченных недостатков, в значительной мере обусловленных недостаточным финансированием медицинской генетики и пренатальной диагностики, в частности, сыграет решающую роль в профилактике наследственных и врожденных болезней, рациональном планировании семьи и сохранении генофонда населения Украины.

1. Баранов В. С. Ранняя диагностика наследственных болезней в России: Соврем. состояние и перспективы // Междунар. мед. обзоры. 1994. Т. 2, № 4. С. 236−243.

2. Бочков Н. П. Клиническая генетика. М.: Медицина, 1997. 286 с.

3. Вельтищев Ю. П., Казанцева Л. З. Клиническая генетика: Значение для педиатрии, состояние и перспективы // Материнство и детство. 1992. № 8/9. С. 4−11.

4. Горбунова В. Н., Баранов В. С.

Введение

в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. СПб.: Спецлитература, 1997. 286 с.