Генетический скрининг новорожденных - Геном человека
Основная цель генетического скрининга новорожденных состоит в * Обнаружении аномалий еще до того, как они станут симпоматичными, дабы успеть применить превентивное лечение или хотя бы такое лечение, которое снизило бы тяжесть симптомов, наверняка развившихся бы без такого лечения. Такой скрининг проводится только для тех нарушений, которые подвергаются лечению. Генетический скрининг новорожденных стартовал в 1962 г. в штате Массачусетс и в настоящее время проводится по всей стране (США), для чего используется простой тест (проба), разработанный Гатри. Этот тест предназначен для выявления младенцев с аномально высоким уровнем содержания фенилаланина, что указывает на отсутствие активности фенилаланингидролазы (ФАГ) - фермента, который превращает фенилаланин в тирозин (пара-оксифеншшланин). У младенцев, лишенных ФАГ, в течение первых недель жизни развивается фенилкетонурия (ФКУ), которая приводит к тяжелой форме умственной отсталости и ряду других неврологических дефектов. Для теста Гатри из пятки новорожденного берут каплю крови. Для обнаружения фенилаланина в такой пробе используется мутантный штамм бактерии сенной палочки (Bacillus subtilis), который неспособен расти на среде без фенилаланина. Если в образце крови присутствует фенилаланин, то через 24 часа наблюдается рост бактерии вокруг лунки, в которую был внесен образец.
Детям с развившейся классической формой ФКУ (с содержанием фенилаланина в крови, в 10 раз превышающим норму) требуется пожизненное помещение в медицинское учреждение закрытого типа, что чрезвычайно дорого как для родителей таких детей, так и для общества. Частота встречаемости ФКУ в США составляет 1 на 10 000 живорождений. Тест Гатри дешев, и с его помощью в одной лаборатории можно проанализировать тысячи образцов в год. Но этот тест хорош не только в силу его экономичности, он освобождает от страданий и самих больных и их родителей. Достаточно таких детей обеспечить диетой без фенилаланина, и если такая диета строго соблюдается до достижения ими половозрелости, то во взрослом состоянии их интеллектуальные способности оказываются практически нормальными.
Вскоре, после того как скрининг на ФКУ стал повсеместным, стало ясно, что подобный подход можно применять и для скрининга некоторых других излечиваемых и относительно распространенных генетических нарушений. Для этого достаточно диагностировать изменения в количестве легко обнаруживаемых метаболитов в крови. В настоящее время такие методы широко используются для скрининга врожденного гипотиреоза (первичного гипотиреоидизма), врожденной гиперплазии коры надпочечников, галактоземии, гомоцистинурии и болезни с запахом кленового сиропа. Тесты на серповидно-клеточную анемию, недостаточность биотинидазы и врожденную гиперплазию надпочечников также можно проводить с образцами крови новорожденных. Наиболее успешным из этих тестов оказался тест на обнаружение врожденного гипотиреоза, который почти полностью излечивается путем орального применения синтетического тиреоидного гормона (тироксина).
Биологическая изменчивость, однако, создает некоторые технические трудности при широкомасштабных реализациях программ скрининга с использованием методик типа теста Гатри. К одному и тому же клиническому фенотипу могут приводить дефекты более чем в одном гене.
Например, у небольшой доли младенцев с гиперфенилаланинемией не обнаруживается ничего аномального в активности фенилаланингидролазы; у них генетический эффект выражается в отсутствии кофактора для ФАГ - тетрагидробиоптерина (ВН4). Лечение таких детей в корне отличается от лечения классической недостаточности ФАГ. Таким образом, когда обнаружено, что у данного младенца аномально повышено содержание фенилаланина в крови, то целесообразно провести дополнительный тест на недостаточность ВН4.
Более общей проблемой являются так называемые ложноположительные и ложноотрицательные диагнозы. Для краткости условно можно назвать "ложными позитивами" и "ложными негативами". Вследствие врожденной биологической изменчивости в момент отбора крови не у всех младенцев с генетическими дефектами в метаболизме фенилаланина уровень содержания этой аминокислоты в крови будет отличаться от нормального уровня. Для того чтобы не упустить таких детей из виду, необходимо повысить чувствительность метода до такой степени, чтобы он давал немного ложноположительных результатов, т. е. выявлял кажущиеся высокими уровни содержания фенилаланина, которые в действительности не являются показательными для ФКУ. Окончательно установить, являются ли такие положительные результаты ложными, можно при повторном более тщательном тестировании детей с пограничными уровнями содержания фенилаланина. Однако сделать это бывает нелегко, потому что в таких случаях требуется, чтобы родители повторно принесли ребенка в клинику для отбора новой пробы крови. К тому же это пугает родителей и травмирует их психику. Частота ложноположительных диагнозов для разных генетических болезней варьируется от 1 на 1000 до 1 на 100.
Противоположной проблемой являются ложноотрицательные диагнозы, т. е. постановка ребенку отрицательного диагноза, в то время как в действительности у него имеется генетический дефект. Наиболее распространенным источником "ложных негативов" являются лабораторные ошибки, но и биологическая изменчивость также может сыграть свою роль. У некоторых ей диагностируемый метаболит может еще не накопиться в крови за время их пребывания в роддоме (в США матерей с новорожденными обычно выписывают из больницы спустя один-два дня после родов). Чтобы избежать таких ситуаций, родителей информируют, что при малейших намеках на появление у ребенка каких бы то ни было симптомов, кажущихся аномальными, они должны сразу же обращаться к врачу. генетический хромосома тандемный карта
В настоящее время все большее распространение приобретает скрининг сразу многих метаболитов в образцах крови, отбираемых у новорожденных по методу Гатри. Такой скрининг становится все более чувствительным и эффективным, поскольку для него используется новейшая изощренная методика, называемая тандемным масс-спектрометром, которая позволяет в одной пробе крови тестировать не менее 25 генетических нарушений. Как явствует из самого названия метода, в нем с помощью масс-спектрометра определяются молекулярные массы различных метаболитов в высушенных образцах крови. Слово "тандемная" отражает тот факт, что сначала массы измеряются для интактных метаболитов, а затем - для их фрагментов, которые образуются при столкновении молекул с молекулам инертного газа под высоким давлением. Высокая чувствительность этого метода существенно смягчает проблему "ложных негативов", а ее высокая точность, обусловленная тем, что измеряется сразу несколько продуктов одного из метаболических путей, смягчает проблему "ложных позитивов". Полностью возможности использования тандемной масс-спектрометрии для генетического скрининга еще будут уточняться, но уже несомненно, что у этой технологии большие преимущества перед старой системой.
Похожие статьи
-
Генетический скрининг взрослых - Геном человека
В настоящее время нет общенациональных программ генетического скрининга взрослого населения, но некоторые достижения заслуживают упоминания. Лучшим...
-
Генетические регистры - Методы исследования популяции человека
Определение распространенности максимально возможного числа нозологических форм наследственных заболеваний в популяции, возможно, путем создания...
-
В настоящее время оценка генетической структуры различных популяций осуществляется с использование биологических и небиологических источников информации,...
-
Состав желчи человека - Состав желчи. Физиологическая желтуха новорожденных
Основной компонент желчи -- желчные кислоты (67 % -- если исключить из рассмотрения воду). Половина -- первичные желчные кислоты: холевая и...
-
Биологическими маркерами принято считать устойчивые биохимические, физиологические, анатомические и иные признаки организмов, варьирующие в норме в...
-
Медицинская геномика - Геном человека
В Соединенных Штатах болезни и другие аномальные состояния, которые вызываются мутантными аллелями одиночных генов, встречаются примерно у одного из 100...
-
Оценка случайного инбридинга методом изонимии - Методы исследования популяции человека
Фамилия - основная часть триединого полного русского именования человека - является очень интересным словом, которое может расцениваться и как памятник...
-
Скринирующие программы - Методы исследования популяции человека
Государственные скринирующие программы на наследственные болезни обмена у новорожденных, один из примеров подобных исследований. Первый этап скрининга...
-
Генетический код - Великие открытия в генетике ХХ века
РНК передает инструкции от ДНК для создания белка. Но каков генетический код - последовательность инструкций, которая делать этот процесс возможным? В...
-
Разнообразные методы медико-генетической диагностики являются своеобразной формой реализации евгенических идей. В настоящее время методы генетической...
-
Расшифровка генетической информации - ДНК
Полимерные цепи белков состоят из мономерных звеньев - аминокислот и последовательность расположения их в белковой молекуле строго специфична. В связи с...
-
Лечение - Состав желчи. Физиологическая желтуха новорожденных
У доношенных здоровых младенцев, при условии, что они хорошо прибавляют в весе и растут, физиологическая желтуха не требует какого-либо лечения и не...
-
Статистические методы - Методы исследования популяции человека
Статистика Нея На основании данных о численностях фенотипов рассчитывают частоты соответствующих аллелей всех исследованных полиморфных систем, величину...
-
Ф. Гальтон как основоположник генетики человека - История генетики человека
Френсис Гальтон родился 16 февраля 1822 года, в семье зажиточного английского банкира и активиста секты квакеров Самуэля Гальтона, в его родовом имении...
-
Генетические методы изучения биопленок - Использование микробных биопленок в промышленности
Для выявления генов, участвующих в генетическом контроле любого процесса, используются методы направленного и ненаправленного (инсерционного)...
-
Питание и конституциональные особенности - Здоровье человека
Питамние (физиологический акт) -- поддержание жизни и здоровья человека с помощью пищи[1] -- процесс поглощения пищи живыми организмами для поддержания...
-
Результаты исследования - Роль медсестры в работе с людьми пожилого и старческого возраста
Исследование уровня субъективного ощущения одиночества (по методике Д. Рассела и М. Фергюсона) показало следующие результаты: Рис. 1. Уровень...
-
Дети, родившиеся до 35-ой недели беременности, считаются недоношенными. Если малыш по каким-то причинам рождается раньше срока, то ему будет сложнее...
-
Обмен белков в организме человека - Строение, функции и значение белков
Важный критерий пищевой ценности белков - доступность аминокислот. Аминокислоты большинства животных белков полностью высвобождаются в процессе...
-
Введение - Вирус иммунодефицита человека
Мировой опыт показывает, что эпидемия СПИДа подрывает национальную экономику: сокращает число работающих людей, теряются квалифицированные кадры,...
-
Диагностика патологического климакса у мужчин основывается на установлении характерных жалоб, выявлении андрогенной недостаточности и гормональной...
-
Гормоны аденогипофиза (тропные гормоны) имеют пептидную природу, поступают в общий кровоток и достигают определенных тканей-мишеней. В зависимости от...
-
В гипоталамо-аденогипофизарном комплексе вырабатывается 2 типа гормонов: - рилизинг-факторы или гипофизотропные гормоны (секретируются ядрами...
-
Наследственные болезни человека - Генетика человека
Наследственные болезни человека можно разделить на две группы: генные заболевания и хромосомные, связанные с нарушением их числа и структуры. Генные...
-
В настоящее время в систематике бактерий осуществляется пересмотр сложившихся представлений, который благодаря своему бурному характеру и значению...
-
Септический шок - Особенности шока у новорожденных
Сепсис и септический шок у детей встречаются относительно часто. у доношенных новорожденных заболеваемость сепсисом составляет от 1 до 10 на 1000...
-
Полиморфные белки - Методы исследования популяции человека
Изучая генетическую структуру населения определенного региона проводятся исследования генетико-биохимического полиморфизма систем транспортных белков...
-
Возрастная антропология изучает закономерности становления и развития анатомических структур и физиологических функций на протяжении онтогенеза - от...
-
Вирусы как независимые генетические системы Какое место занимают вирусы в биологическом мире? Каково их происхождение и кто их ближайшие родственники?...
-
Массовое обследование (скрининг) населения - Этические и правовые проблемы генетики. Евгеника
С появлением перинатальной диагностики стал возможен скрининг популяций, характеризующихся высокими частотами тех или иных наследственных заболеваний....
-
Одним из аргументов против роли вирусов в возникновении большинства злокачественных опухолей у человека считается тот факт, что в подавляющем большинстве...
-
Ионизирующим излучением называется любое излучение, прямо или косвенно вызывающее ионизацию среды. Ионизирующее излучение бывает электромагнитным и...
-
Повторяющаяся ДНК - Геном человека
В любом сложном геноме ДНК можно подразделить на два типа: однокопийную ДНК (т. е. последовательности, представленные в гаплоидном геноме единственными...
-
Подвижность воздуха возникает вследствие разницы температур на различных участках поверхности Земли. В гигиенической практике движение воздуха...
-
Предмет генетической эпидемиологии, Генетическая эпидемиология - Генетические процессы в популяциях
Генетическая эпидемиология В середине 50-х годов 20 века оформилось новое научное направление - генетическая эпидемиология, которая реализуется при...
-
"Обзорный" метод - Методы исследования популяции человека
Наиболее полноценным методом проведения популяционно-генетических исследований является "обзорный". Данный метод позволяет проводить обследование и...
-
Возможные последствия клонирования человека - Клонирование
Споры по поводу запрещения клонирования чуть было не привели к свертыванию проекта Уилмута, но ученым удалось отстоять результаты своей работы и...
-
Груз наследственных заболеваний является составной частью общего генетического груза популяций. Оценка отягощенности наследственной патологии в...
-
Гиповолемический шок, Причины гиповолемического шока - Особенности шока у новорожденных
Обусловлен острым или подострым уменьшением внутрисосудистого объема крови. Это может быть связано с потерей крови, плазмы или внеклеточной жидкости или...
-
Введение - Роль медсестры в работе с людьми пожилого и старческого возраста
Один из демографических признаков в мире - это постарение ее населения (особенно в высокоразвитых странах мира). Оно определяется многими факторами,...
Генетический скрининг новорожденных - Геном человека