Генетические заболевания представляют собой большую группу заболеваний, связанных с аномалиями генетического материала человека. Узнайте, какие самые распространенные генетические заболевания, как наследуются генетические заболевания, какие генетические заболевания мать может передать ребенку и можно ли защититься от генетических заболеваний?
Генетические заболевания могут возникать по-разному: одни наследуются от родителей, а другие вызываются случайными мутациями. Клиническая картина генетических заболеваний разнообразна. Некоторые генетические заболевания протекают легко, но многие из них могут существенно повлиять на повседневную жизнь.
Генетические заболевания - типы
Генетический материал (геном) - это запись всех характеристик данного человека. Информация, содержащаяся в генетическом материале, определяет наш внешний вид, черты характера и в значительной степени наше здоровье.
Генетический материал человека находится в каждой клетке его тела, точнее - в клеточном ядре. Наш геном записан в виде нитей ДНК, длина которых может достигать 2 метров.
ДНК, чтобы поместиться внутри клеточного ядра, должна быть плотно упакована. Правильно скрученные нити ДНК образуют хромосомы - основную форму организации генетического материала человека.
Каждая клетка нашего тела имеет 46 хромосом(23 пары) - 44 «нормальные» хромосомы и 2 половые хромосомы. Половые хромосомы, согласно их названию, определяют пол человека. У женщин XX половых хромосом, а у мужчин XY половых хромосом.
Генетические заболевания вызываются ошибками в генетическом материале человека. Аномалии в геноме могут варьироваться по размеру от незначительных ошибок в генетическом коде до аномалий, затрагивающих целые хромосомы. Изменение генетического материала клетки называется мутацией. Мутация может затронуть один ген - возникающее заболевание называется моногенным.
Если заболевание затрагивает несколько генов одновременно, говорят о полигенном заболевании. Наиболее серьезные изменения в геноме могут затрагивать целые хромосомы.
Изменения числа или структуры хромосом называютсяхромосомными аберрациями. Наиболее частым типом хромосомной аберрации является синдром Дауна, заключающийся в наличии лишней хромосомы в 21-й паре (так называемая трисомия 21)..
Генетические заболевания - когда они могут передаваться по наследству?
Все ли генетические заболевания наследуются от родителей? Ответ - нет. Некоторые генетические заболевания передаются из поколения в поколение, но есть и такие, которые возникают спонтанно (случайно).
Во время деления половых клеток и образования зародыша может возникнуть генетическая мутация. Затем мы говорим о мутации de novo: генетический материал ребенка будет содержать ошибку, даже если ни у одного из родителей не было расстройства.
Для того чтобы генетическое заболевание передалось по наследству, мутация должна присутствовать в зародышевых клетках одного из родителей. При наличии аномалий в генетическом материале яйцеклетки (от матери) или сперматозоида (от отца) существует риск их передачи ребенку. Величина этого риска зависит от характера наследования заболевания.
Среди заболеваний, вызванных мутацией одного гена, различают доминантное и рецессивное наследование. При доминантно наследуемых заболеваниях достаточно одной копии дефектного гена для развития симптомов. Для рецессивных заболеваний требуются две копии аномального гена (поэтому оба родителя должны нести мутацию, чтобы передать ее потомству).
К наследованию заболеваний, зависящих от пола ребенка, применяются особые правила. Тогда мы говорим о сцепленном с полом наследовании. Эти заболевания поражают половые хромосомы: XX у девочки, XY у мальчика. Проще говоря, если заболевание наследуется по Х-хромосоме, вероятность развития заболевания у мальчиков выше. У них есть только одна копия этой хромосомы, поэтому у них больше шансов развить симптомы заболевания. У девочек есть вторая Х-хромосома.
Благодаря этому есть шанс, что девочка будет носительницей мутации, но у нее не разовьются симптомы заболевания (вторая, «здоровая» хромосома возьмет на себя доминирующую роль). Заболевания, сцепленные с Х-хромосомой, передаются уникальным образом: мать может передать дефектный ген как сыновьям, так и дочерям, а отец - только своим дочерям.
Анализируя семьи, пораженные заболеваниями из этой группы, можно заметить, что женщины в основном являются носителями болезни (симптомов у них нет), а у мужчин заболевание проявляется в развернутой форме.
Генетические заболевания - пути наследования
Вероятность передачи генетического заболевания потомству зависит от того, как наследуется заболевание. Наследование может быть связано с «обычными» хромосомами (так называемыми аутосомными) или с половыми хромосомами. Заболевание может проявляться 1 копией дефектного гена (доминантное наследование) или 2 копиями от обоих родителей (рецессивное наследование).
Сочетания этих признаков создаютчетыре модели наследования болезней:
- аутосомно-доминантный: достаточно, чтобы один из родителей передал дефектный ген ребенку для развития болезни Если один из родителей поражен, у ребенка есть 50% шанс развития болезни. В эту группу заболеваний входят ахондроплазия, поликистоз почек, нейрофиброматоз.
- аутосомно-рецессивный: заболевание разовьется только в том случае, если ребенок получит дефектные копии генов от обоих родителей. Если оба родителя являются носителями мутации, вероятность передачи болезни ребенку составляет 25%. Таким образом, наследование муковисцидоз, фенилкетонурия, спинальная мышечная атрофия.
- сцепленный с полом рецессивный: если девочка получит 1 копию дефектного гена, она будет только носителем заболевания (симптомов у нее не будет). В случае мальчика симптомы будут развиваться. Эта модель наследования включает гемофилия, дальтонизм, мышечная дистрофия.
- сцепленный с полом доминантный: это самый редкий тип наследования. Одной копии ошибки на Х-хромосоме достаточно для развития заболевания, поэтому страдают как девочки, так и мальчики. У мальчиков мутация может быть летальной (летальной). Примером заболевания, передающегося по наследству, является синдром Ретта.
Наиболее распространенные генетические заболевания
Самые распространенные заболевания, которые ребенок может унаследовать от родителей:
Ахондроплазия
Ахондроплазия - генетическое заболевание, приводящее к нарушению процесса окостенения. Доминирующим признаком ахондроплазии является карликовость. Ахондроплазия наследуется по аутосомно-доминантному типу - риск передачи заболевания потомству от больного родителя составляет 50%.
Симптомы ахондроплазии могут поражать все кости человеческого скелета. Помимо низкого роста, есть и другие дефекты скелета:
- укорочение конечностей,
- дефекты осанки
- и анатомические изменения костей черепа.
Поликистоз почек
Поликистоз почек - это наследственное заболевание, при котором в почках образуются множественные заполненные жидкостью кисты.
В ходе заболевания кисты могут образовываться и в других органах, чаще всего в печени и поджелудочной железе. Другие типичные симптомы этого состояния включают аневризмы головного мозга и дефекты клапанов сердца.
Поликистоз почек является наиболее распространенным генетическим заболеванием почек. С годами поликистоз почек может привести к постепенному ухудшению функции почек.
Когда функция почек полностью утрачена, часто требуется диализ или пересадка почки.
Нейрофиброматоз
Нейрофиброматоз - это заболевание, классифицируемое как факоматозы, то есть нервно-кожные заболевания. Его симптомы в первую очередь поражают нервную систему и кожу.
При нейрофиброматозе на коже появляются многочисленные «кофейно-молочные» пятна (так называемые пятна цвета кофе с молоком).
Также имеются многочисленные (нераковые) подкожные узелки по всему телу - нейрофибромы.
Данное состояние может привести к развитию опухолей центральной нервной системы (глиомы, менингиомы, невромы), поэтому пациенты должны находиться под постоянным медицинским наблюдением.
Кистозный фиброз
Это хроническое полиорганное заболевание, вызванное мутацией хлоридного канала в слизистых оболочках. Муковисцидоз наследуется по аутосомно-рецессивному типу: для развития заболевания требуется 2 копии дефектного гена от обоих родителей.
Основные симптомы муковисцидоза затрагивают дыхательную и пищеварительную системы. Слизистая оболочка бронхов не функционирует должным образом - она выделяет густую слизь, которая становится идеальной средой для бактерий и является причиной частых респираторных инфекций.
В пищеварительной системе нарушается секреция пищеварительных соков, что может привести к гипотрофии и нарушению роста.
Лечение муковисцидоза основано на уменьшении наиболее неприятных симптомов заболевания. Пациентам требуется регулярная респираторная реабилитация, профилактика респираторных инфекций и высокоэнергетическая диета.
Фенилкетонурия
Как и кистозный фиброз, это аутосомно-рецессивное заболевание. Фенилкетонурия вызвана нарушением переработки аминокислоты фенилаланина. Генетическая мутация вызывает неактивность фермента, который превращает фенилаланин в другие соединения у здоровых людей.
При фенилкетонурии отмечается значительное повышение концентрации фенилаланина в организме. При отсутствии лечения фенилкетонурия приводит к повреждению головного мозга и нарушению умственного развития.
В настоящее время фенилкетонурия выявляется в Польше в рамках обычных скрининговых тестов новорожденных. Ранняя диагностика позволяет проводить лечение (диета, полностью лишенная фенилаланина) с первых минут жизни. Таким образом можно полностью предотвратить развитие симптомов заболевания.
Спинальная мышечная атрофия
Спинальная мышечная атрофия - заболевание, вызывающее поражение нервных клеток спинного мозга. Импульсы от спинного мозга не передаются к мышцам, вызывая их атрофию.
Пациенты со спинальной мышечной атрофией сталкиваются со значительными нарушениями подвижности - они не могут стоять или ходить без посторонней помощи. Слабость дыхательных мышц вызывает затруднение дыхания.
Спинальная мышечная атрофия - это заболевание, для которого относительно недавно были разработаны новаторские методы этиотропной терапии. В Польше с января 2019 года осуществляется компенсация препарата Спинраза, что в случае раннего включения связано со значительным улучшением здоровья пациентов.
Вторым препаратом, применяемым при спинальной мышечной атрофии, является Zolgensma - самый дорогой препарат в мире (1,945 млн евро за 1 дозу). Золгенсма разрешен к применению в Европейском союзе с 2020 года, но до сих пор не был включен в список компенсируемых препаратов в Польше.
Гемофилия
Гемофилия - это генетическое заболевание, вызывающее свертывание крови. Гемофилия чаще всего наследуется сцепленным с полом образом: мужчины болеют, а женщины являются бессимптомными носителями дефектного гена.
Нарушения свертывания крови при гемофилии приводят к образованию кровоизлияний. Кровотечения могут быть как наружными (чаще из носа), так и внутренними (подкожные, внутрисуставные, внутримышечные кровоизлияния).
Гемофилия лечится путем замены отсутствующих факторов свертывания.
Дальтоник
Дальтонизм - это состояние, также называемое дальтонизмом. Суть дальтонизма заключается в неспособности различать цвета. Дальтонизм, как и гемофилия, наследуется сцепленным с полом образом.
Причиной дальтонизма является дефект колбочек, т.е. клеток органа глаза, отвечающих за цветовое зрение.
Дальтонизм не сокращает продолжительность жизни, но существенно влияет на повседневную деятельность. До сих пор не разработаны эффективные методы этиотропной терапии дальтонизма. Однако на рынке есть специальные линзы, которые значительно улучшают цветовое зрение.
Мышечная дистрофия
Мышечная дистрофия - заболевание, вызванное мутацией гена дистрофина - одного из белков мышечных клеток. Наиболее распространенной формой заболевания является мышечная дистрофия Дюшенна, которой страдают только мужчины.
Основным симптомом заболевания является прогрессирующая мышечная слабость, которая приводит к постепенному нарастанию двигательной недостаточности. Люди с мышечной дистрофией теряют способность ходить в возрасте около 12 лет.
Мягкий вариант заболевания - мышечная дистрофия Беккера, при которой дистрофин изменяется, а не полностью исчезает.
Мышечная дистрофия Беккера связана с лучшим прогнозом, и пациенты дольше сохраняют физическую форму. К сожалению, ни одна форма мышечной дистрофии не лечится причинно - уход за больными состоит в основном из интенсивной физической реабилитации.
Синдром Ретта
Синдром Ретта - заболевание со специфическим типом наследования - сцепленным с полом доминантным. Этому заболеванию подвержены только девочки (у мальчиков мутация вызывает гибель плода). Симптомы синдрома Ретта в основном поражают нервную систему.
Синдром Ретта проявляется в возрасте от 6 до 18 месяцев. На самых ранних этапах жизни развитие ребенка нормальное; при выявлении заболевания происходит резкое ухудшение неврологического состояния.
Ребенок утрачивает приобретенные ранее двигательные и мануальные навыки, исчезает речь и готовность к контакту с окружающей средой. Судороги часто являются сопутствующим симптомом. На сегодняшний день синдром Ретта остается неизлечимой болезнью.
Генетические заболевания - можно ли от них защититься?
Вопросом профилактики генетических заболеваний занимаются генетические клиники. В случае генетических заболеваний, вызванных специфическими генными мутациями, нет способа избежать или снизить риск развития заболевания.
Целью генетического консультирования может быть раннее выявление генетических заболеваний, тестирование на носительство дефектных генов, а также оценка риска возникновения конкретного генетического заболевания у потомства.
К генетическим клиникам все чаще обращаются пары, столкнувшиеся с проблемой бесплодия или самопроизвольного аборта (считается, что более половины ранних выкидышей вызваны генетическими нарушениями у плода).
Генетическая диагностика также доступна в рамках пренатального тестирования (неинвазивное и инвазивное тестирование).
Раннее выявление генетических заболеваний во многих случаях значительно улучшает прогноз пациентов. Примером может служить фенилкетонурия, которая, диагностированная на самых ранних этапах жизни, успешно лечится соответствующей диетой.