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 новорожденных - Геном человека

Предыдущая | Следующая