Методы лабораторной диагностики и профилактики наследственных заболеваний

Реферат

Клиническая лабораторная диагностика (лабораторная медицина) – это научная медицинская дисциплина, которая возникла на стыке точных наук (химии и физики) и медико-биологических специальностей (биологии и медицины).

Характерной особенностью этой клинической специальности является то, что она базируется на анализировании in vitro биологического материала пациентов. Основная задача клинической лабораторной диагностики (КЛД) состоит в том, чтобы помочь лечащему врачу в постановке диагноза заболевания, лечении больных, осуществлении профилактических мероприятий.

Хотя история применения лабораторных методов диагностики наследственных болезней насчитывает почти 100 лет, первая половина этого пути характеризуется лишь единичными примерами. Широкое применение лабораторных методов диагностики наследственных болезней началось в 50-х годах, когда стал повышаться интерес к наследственной патологии и расширились возможности клинических лабораторий. Медицинская генетика взяла на вооружение многочисленные методы биохимических, иммунологических, гематологических, цитогенетических исследований в конце 50х — начале 60-х годов, а в 70-х — и молекулярно- биологических. Это обусловило формирование клинической генетики как медицинской дисциплины и ее интенсивное развитие. Лабораторная диагностика наследственных болезней в основе своей может быть направлена на идентификацию одной из трех «ступеней» болезни: 1) выявление этиологического звена; 2) идентификация первичного продукта гена; 3) регистрация специфических метаболитов измененного обмена. Выявление этиологического звена болезни — это с генетической точки зрения характеристика генотипа или определение конкретной мутации у конкретного больного. Современные методы позволяют идентифицировать все три типа мутаций: геномные, хромосомные и генные. Эти цели достигаются с помощью цитогенетических или молекулярно- генетических методов (1)

Стратегия лабораторной диагностики базируется на следующих критериях:

  • всестороннее клиническое обследование больного и формулировка первичного предварительного клинического диагноза (клинический критерий),
  • заключение по результатам клинико-генеалогического анализа и анализа данных родословной (генетический критерий),
  • выбор биохимической тактики для верификации наследственной патологии.

С помощью лабораторных методов выясняются: этиологические факторы, лежащие в основе патологического процесса; звенья патогенеза основного заболевания и механизмы вторичных изменений; эффективность наблюдения и лечения больного. Естественно, уровень лабораторной диагностики определяется общим уровнем знаний и технических возможностей исследования процессов жизненных процессов человека. На основе поэтапного обследования постепенно исключаются определенные классы болезней.

6 стр., 2774 слов

Клиническая лабораторная диагностика РФ

... клинической лабораторной диагностики. Одна из наиболее важных задач лабораторной диагностики - диагностика неотложных состояний. Ее задача - выполнение исследований, результаты которых необходимы для постановки диагноза в экстренной ситуации, для оценки тяжести состояния больного, ...

Методы лабораторной диагностики наследственных заболеваний.

В настоящее время клиническая генетика обогатилась и использует следующие специальные клинико- генетические методы диагностики:

  • клинико-генеалогический,
  • молекулярно-цитогенетический,
  • биохимический,
  • молекулярно-генетический,
  • анализ сцепления генов,
  • иммунологический.

Каждый из указанных методов с каждым годом расширяет сферы своего влияния и все более приобретает черты четко очерченной группы лабораторно-генетических тестов (2)

Клинико-генеалогический метод.

Этот метод остается основным приемом клинической диагностики наследственных болезней, использующим общепринятую в медицинской практике знаковую систему для анализа органных поражений. Он относительно прост и доступен каждому практическому врачу. Им должен владеть современный врач любой специальности, так как он помогает постановке правильного диагноза. Некоторые наследственные болезни имеют типичную клиническую картину, и их диагностика не сложна. Задача значительно облегчается, если известен основной диагностический признак заболевания. В подобных случаях в программу обследования семьи входит поиск маркера обследуемой патологии у родственников. Например, полидактилия, гемофилия, дальтонизм. Вместе с тем, некоторые наследственные болезни встречаются редко, а некоторые представлены описанием уникальных случаев мировой литературе.

Поиск «косвенных» маркеров осуществляется на основании комплекса клинико- лабораторных, инструментальных, морфологических методов исследований у нескольких членов семьи. Такой подход позволяет создать уточненные родословные, которые часто имеют существенное отличие от первоначальных вариантов.

Многие наследственные болезни обмена веществ могут длительное время не проявляться клиническими признаками, а только изменениями, например, цветом мочи.

Так, при алкаптонурии сразу после рождения на пеленках, смоченных мочой, остаются темные пятна, которые при стоянии на воздухе темнеют до черного цвета. Это связано с нарушением обмена тирозина и экскрецией с мочой большого количества (до 4-8 г и более) гомогентизиновой кислоты (2,5-дигидроксифенилуксусная кислота).

Общее состояние при этом не страдает, дети развиваются нормально и лишь на втором десятилетии появляются первые симптомы (отложение темного пигмента в хрящах, почках, надпочечниках, щитовидной и поджелудочной железах, предстательной железе, яичниках приводит к появлению соответствующих симптомов).

К сожалению, в медико-генетической и педиатрической практике не всегда наблюдается должное отношение к четкости клинико-генетического описания фенотипических проявлений патологии, включая оценку цвета и запаха мочи, цвета забираемой из вены крови (необычный цвет крови — белый — может быть обусловлен высоким содержанием триглицеридов и липопротеидов, «хилезной кровью» и т.д.).

Клинико-генеалогический метод заключается в составлении родословной и ее анализе) для выяснения наличия заболевания или отдельных микропризнаков аналогичной патологии у членов семьи и их родственников. При изучении врожденных и наследственных заболеваний необходимо как можно полнее собирать семейный анамнез.

4 стр., 1764 слов

По генетике можаевой Алены. Биохимические дефекты как причина ...

Проверила: Кириченко Н.В. Биохимические дефекты как причина наследственных заболеваний. Наследственные болезни — заболевания человека, обусловленные хромосомными и генными мутациями. Классификация наследственных заболеваний. моногенные, полигенные моногенные Клиническая классификация наследственных болезней построена по органному и системному принципам. Согласно этой ...

Итогом клинико- генеалогического обследования является генетический анализ. Как известно, наследственная патология проявляется весьма полиморфно.

Одной из главных задач клинико- генеалогического метода является установление наследственного характера заболевания, ибо от решения этого вопроса зависит адекватное лечение и направленность профилактических мероприятий. Клинико-генеалогический метод является повседневным руководством и оказывает несомненную помощь в диагностике наследственной патологии (3)

Молекулярно-цитогенетические методы.

Для выявления хромосомных болезней используются молекулярно-цитогенетические методы исследования, которые позволяют исследовать под микроскопом с использованием различных специфических окрасок тонкую организацию хромосом человека и ее нарушения, которые и приводят к появлению хромосомных болезней. Молекулярно-цитогенетические методы исследования дают возможность выявлять такие небольшие изменения хромосом, которые не видны при использовании обычных методов исследования. Используется чрезвычайно широкий набор цитогенетических методов (4)

Молекулярно-цитогенетические методы, применяемые для диагностики гемобластозов и других заболеваний системы кроветворения, включают в себя:

1.стандартное цитогенетическое исследование (СЦИ)

2.флуоресцентна гибридизация in situ (FISH)

При помощи СЦИ анализируют хромосомы метафазных пластинок, обработанных таким образом, чтобы можно было получить характерную исчерченность хромосом, позволяющую их идентифицировать , а также выявлять перестройки отдельных хромосомных сегментов, называемых локусами.

Для многих видов гемобластозов известны повторяющиеся маркерные хромосомные аномалии: транслокации, делеции, инверсии, а так же численные аномалии (моносомия, трисомия).

Обнаружение таких маркерных хромосом позволяет устанавливать однозначный диагноз и контролировать динамику роста опухолевой массы. Кроме того, в опухолевых клетках у больных гемобластозами часто возникают дополнительные хромосомные поломки, это явление называют клональной эволюцией опухоли. Клональная эволюция опухоли, которую обнаруживают при помощи СЦИ, является важным прогностическим признаком. Возможность выявления многочисленных дефектов хромосом при помощи СЦИ является важным преимуществом этого метода. Однако чувствительность СЦИ не превышает 5%, поэтому при значительном снижении опухолевой массы на фоне проводимой терапии дальнейший мониторинг необходимо осуществлять при помощи молекулярных методов, а также при помощи FISH.

Метод FISH основан на использовании протяженных ДНК-зондов, комплементарных тем хромосомным локусам, в которых при гематологических заболеваниях происходят перестройки. Современные зонды для FISH несут в своем составе флуоресцентные группировки, позволяющие визуализировать точки связывания зондов с соответствующими локусами, причем не только в хромосомах из метафазных пластинок, но и в том случае, когда они находятся в интерфазных ядрах

7 стр., 3315 слов

Болезни, передающиеся наследственным путем

... болезней животных и человека, растений и микроорганизмов, но и один из источников их наследственной изменчивости. Все мутагены вызывают генные мутации, прямо или косвенно изменяя молекулярную ... хромосом и генов зародышевых (половых) клеток родителей. Мутации наследственных структур других клеток организма (кожи, кости, слизистых оболочек и др.) проявляются возникновением опухолей ... разработки методов ...

В связи с этим чувствительность метода FISH оказывается на порядок выше, чем у СЦИ, однако все же уступает на 1-2 порядка чувствительности молекулярных методов (5)

Биохимические методы.

Биохимические методы в лабораторной диагностики наследственных болезней применяются с начала ХХ в. Биохимические показатели (первичный, белковый продукт гена, накопление патологических метаболитов внутри клетки и во внеклеточных жидкостях больного) отражают сущность болезни более адекватно, чем клинические симптомы, не только в диагностическом, но и в генетическом аспекте. Значимость биохимических методов повышалась по мере описания наследственных болезней и совершенствования этих методов (электрофорез, хроматография, спектроскопия и др.).

Биохимические методы направлены на выявления биохимического фенотипа организма. Уровни, на которых оценивается фенотип, могут быть разными: от первичного продукта гена (полипептидной цепи) до конечных метаболитов в моче или поте. Поэтому биохимические методы чрезвычайно многообразны и их значение в диагностике наследственных болезней постоянно возрастает.

Биохимический метод, в отличие от молекулярно-генетического описывает фенотип. А болезнь — это в конечном счете фенотип. Именно поэтому, несмотря на сложность, а иногда и на дороговизну биохимических методов, им принадлежит ведущая роль в диагностике моногенных наследственных болезней. Современные высокоточные технологии (жидкостная хроматография, масс-спектрометрия, магнитная резонансная спектроскопия, бомбардировка быстрыми нейтронами) позволяют идентифицировать любые метаболиты, специфические для конкретной наследственной болезни.

Принципы биохимической диагностики наследственных болезней менялись в процессе развития генетики человека и биохимии. Так, до 50-х годов диагностика была направлена на поиски специфических для каждой болезни метаболитов в моче ( алкаптонурия, фенилкетонурия ).

С 50-х до 70-х годов упор в диагностике был сделан на выявление энзимопатий. Разумеется, поиски метаболитов в конечных реакциях при этом не исключались. Наконец, с 70-х годов главным объектом при диагностике стали белки разных групп. К настоящему времени все эти объекты являются предметом биохимической диагностики (6)

Молекулярно-генетические методы.

Молекулярно-генетические методы — большая и разнообразная группа методов, предназначенная для выявления вариаций (повреждений) в структуре участка ДНК (аллели, гена, региона хромосомы) вплоть до расшифровки первичной последовательности оснований. В основе этих методов лежат генно-инженерные манипуляции с ДНК и РНК. Исходным этапом всех молекулярно-генетических методов является получение образцов ДНК. Источником геномной ДНК могут быть любые ядросодержащие клетки. На практике чаще используют лейкоциты, хорион, амниотические клетки, культуры фибробластов. Возможность проведения молекулярно-генетического анализа с небольшим количеством легкодоступного биологического материала является методическим преимуществом методов данной группы. Выделенная ДНК одинаково пригодна для проведения различных исследований и может долго сохраняться в замороженном виде. Во многих случаях для успешной диагностики болезни достаточно исследовать небольшой фрагмент генома. Выделение таких фрагментов стало возможным благодаря открытию ферментов — рестриктаз, которые разрезают молекулу ДНК на фрагменты в строго определенных местах.

11 стр., 5183 слов

Профилактика наследственной патологии

... при каждой болезни своя, причем, чем больше доля одного фактора, тем меньше другого.(1) ПРОФИЛАКТИКА НАСЛЕДСТВЕННОЙ ПАТОЛОГИИ. 1. Основные направления профилактики Профилактика наследственной патологии в целом, ... удается проследить наследование неидентифицируемых мутаций с помощью косвенных методов молекулярной диагностики. Для заболеваний, распространенных в определенных популяциях или ...