Расшифровка анализов крови на хромосомы

источник

Кариотипирование – метод цитогенетического исследования, который заключается в изучении хромосом человека. В ходе мероприятия специалисты определяют изменения в количественном составе и выявляют нарушения структур хромосом.

Достаточно одноразового проведения подобной процедуры, чтобы определить геном женщины и мужчины, которые состоят в браке. Анализ, то есть кариотипирование позволяет обнаружить несоответствие хромосом супругов. Подобное явление повышает риск рождения ребенка с тяжелыми генетическими патологиями и пороками развития. Также эта процедура позволяет выяснить причину того, почему конкретная семейная пара не может иметь детей.

Кариотип – набор хромосом человека с полным описанием их признаков: размера, количества, формы и т. п. В норме геном каждого человека состоит из 46 хромосом (23 пар).

Из них 44 хромосомы относятся к аутосомным – отвечают за передачу наследственных признаков, таких как строение ушей, цвет волос, острота зрения и пр. Последняя пара относится к ряду половых хромосом. Она определяет кариотип женщины и мужчины – 46ХХ и 46ХУ, соответственно.

Оптимально – сдавать анализы всем супругам на этапе планирования беременности, даже при отсутствии показаний. Многие наследственные патологии могут не проявляться на протяжении нескольких поколений. Проводится кариотипирование с использованием клеток крови. Анализ позволит обнаружить генетическое отклонение и рассчитать риск появления малыша с патологией.

В число обязательных показаний входит:

• Супруги старше 35 лет;
• Бесплодие, причина которого не установлена;
• Безуспешное многократное искусственное оплодотворение (ЭКО);
• Наследственное заболевание у кого-либо из пары;
• Гормональный дисбаланс у женщины;
• Нарушение сперматогенеза неустановленной этиологии;
• Неблагоприятная экологическая обстановка;
• Облучающее воздействие, контакты с химикатами;
• Вредные факторы – курение, наркотики, длительное употребление алкоголя, прием ряда медикаментозных препаратов;
• Замершие беременности, выкидыши, преждевременные роды в анамнезе;
• Близкородственный брак;
• Наличие ребенка с наследственной и врожденной патологией.

Исследование желательно проводить на этапе планирования ребенка, но не исключается возможность его проведения, когда женщина уже беременна, в данном случае необходимо пренатальное кариотипирование. Этот метод позволяет выявить хромосомные патологии уже на первом триместре. Благодаря ему можно обнаружить аномалии и корректировать беременность в дальнейшем.

Обычно этот способ применяется для исключения синдромов Дауна, Эдвардса, Патау, Клайнфельтера, Тернера, полисомии Х хромосомы.

Сейчас исследование можно провести несколькими методами:

• Неинвазивным, безопасным для плода и будущей матери. В данном случае необходимы показатели УЗИ и выявление специфических маркеров биохимии в крови женщины;
• Инвазивные – медицинские манипуляции в матке для получения материала (клеток хориона или плаценты, пуповинной крови, околоплодных вод. Процедуры имеют соответственные названия: биопсия хориона, плацентоцентез, кордоцентез, амниоцентез. Большинство специалистов выбирают именно инвазивную методику, так как результаты подобных мероприятий более информативны и точны.

Стоит отметить, что кариотипирование плода инвазивными методами имеет риск (2-3%) развития осложнений (выкидыш, инфицирование, подтекание околоплодных вод, кровотечение).

Поэтому подобные вмешательства проводят строго по показаниям: женщина возрастом больше 35 лет; обнаружены патологии плода при УЗИ; изменился уровень биохимических маркеров крови (ХЧГ, АФП, РРАР); определение пола ребенка при развитии болезни, передающейся потомкам по половому признаку (пр. гемофилия – женщина передает только сыну).

Инвазивную процедуру проводят в условиях стационара с применением УЗИ. По окончании мероприятия женщина должна еще несколько часов находиться в медучреждении. Во избежание негативных последствий ей назначают ряд медикаментозных препаратов.

Для анализа необходимы кровяные клетки. Поэтому исключают влияние разных факторов, осложняющих их рост. В противном случае результаты получатся неинформативными.

Не допускается сдача крови при наличии острых заболеваний или обострении хронических. Примерно за две недели до предполагаемой даты отказываются от приема любых медикаментозных препаратов, в особенности антибиотиков. Употребление алкоголя, а также курение тоже нужно исключить.

Кариотипирование проводится инвитро, то есть в пробирке. Для основы используют клетки крови, которую берут у обоих супругов. Из биологической жидкости отсеивают лимфоциты, находящиеся в фазе деления (митоза). На протяжении 72 часов анализируется их размножение и рост. Для этого клетки дополнительно обрабатывают митогеном, способствующим митозу.

Специалист может наблюдать хромосомы в процессе деления. Но для окончательно результата готовят специальные препараты на стекле. Чтобы лучше рассмотреть их структуру, прибегают к окрашиванию. Полученные результаты сравнивают с нормами цитогенетических схем.

Для исследования понадобится всего 10-15 лимфоцитов. Даже такое незначительное количество клеток крови позволяет выявить несоответствия и, следовательно, наличие наследственного заболевания.

Анализ проводит врач-генетик. В норме результаты должны выглядеть как 46ХХ или 46ХУ, но если выявлена патология, значения изменяются, например, 46ХХ21+ свидетельствует о лишней паре.

Исследование клеток крови позволяет выявить трисомию (третья лишняя хромосома в паре, пр. синдром Дауна), моносомию (отсутствие одной хромосомы), делецию (утрата участка), дупликацию (удвоение какого-либо фрагмента), инверсию (разворот участка), транслокацию (перемещение, рокировка).

К примеру, делеция в У-хромосоме часто становится причиной нарушения сперматогенеза и, соответственно, мужского бесплодия. Также делеция может являться провокатором врожденных заболеваний плода.

Путем инвитро исследования можно выявить:

• Аномалию в гене муковисцидоза для исключения этой патологии у ребенка;
• Генные мутации, влияющие на тромбообразование, что провоцирует нарушение кровообращения в мелких сосудах при имплантации или формировании плаценты. Эта патология приводит к выкидышам и бесплодию;
• Генная мутация У-хромосомы. В этом случае материалом служит сперма донора;
• Мутации генов, которые отвечают за детоксикацию.

Исследование кариотипа позволяет диагностировать генетическую предрасположенность к различным заболеваниям, например, сахарному диабету, инфаркту, патологиям суставов, гипертонии и пр.

Если врач-генетик обнаружит хромосомную аберрацию или генную мутацию у жены, мужа на этапе планирования ребенка, он объясняет супругам, какова вероятность рождения больного малыша и насколько высоки риски.

К сожалению, генные и хромосомные патологии не поддаются коррекции, поэтому решение полностью зависит от супругов. Они могут воспользоваться донорским материалом (спермой, яйцеклеткой), остаться без детей или рискнуть.

Когда аномалии обнаружены уже во время беременности, в особенности у эмбриона, специалисты предлагают прервать таковую. Настаивать на искусственном аборте врачи не имеют права, но заведомо становится известно, что ребенок родится с неизлечимыми отклонениями.

Если риск развития патологии достаточно низок, состояние корректируется с помощью ряда поливитаминных препаратов. Такое лечение позволяет повысить шансы на успешную беременность и появление здорового ребенка.

источник

Анализ на кариотип — метод цитогенетической диагностики численных и структурных нарушений хромосомного набора. Он позволяет оценить репродуктивные возможности пары (совместимость, наличие скрытых генетических дефектов) и обнаружить отклонения в составе отдельно взятого организма на различных стадиях его развития.

Поликлиника Отрадное проводит стандартное исследование кариотипа (без аберраций), а также кариотипирование с аберрациями. Вся работа проводится в условиях собственной лаборатории на новейшем технологичном оборудовании. Срок проведения исследования – 3 недели.

Кариотип постоянен для каждого вида. Наличие или отсутствие лишних хромосом, а также умножение или потеря отдельных хромосомные участков могут стать причиной аномального развития человеческого организма.

СПРАВКА! Кариотип – общая совокупность количественно-качественных особенностей хромосомного набора стандартной клетки отдельно взятого вида. Кариотип человека насчитывает 46 хромосом: 22 аутосомные пары и 1 пару половых хромосом. Полный кариотип имеет вид 44+XX (46, XX) – для женщин или 44+XY (46, XY) – для мужчин.

В результате сбоев в кариотипе могут появиться ошибки. Они бывают численными (в сторону увеличения или уменьшения общего числа хромосом), структурными (изменения последовательности участков генов в пределах одной хромосомы) или точечными (проявляются в изменении структуры отдельных генов внутри хромосом).

97% всех нарушений кариотипа несовместимы с жизнью, и организм гибнет на ранних стадиях своего развития. Примерно в 3% случаев повреждения кариотипа приводят к рождению относительно жизнеспособных особей. Такие люди имеют отклонения в структуре скелета, внутренних органов и тканей, нервной системы. Одни нуждаются в постоянном уходе, другие могут относительно самостоятельно жить в современном социуме после физической и/или психологической коррекции.

Проявления нарушений кариотипа могут и вовсе отсутствовать. Человек кажется здоровым, но при попытке завести собственных детей скрытая аномалия кариотипа приводит к бесплодию, невынашиванию беременности, порокам развития плода. В этом случае актуален анализ крови на кариотип супругов.

Обследование на кариотип желательно проходить всем будущим родителям, особенно если имеется один из факторов риска:

• возраст более 35 лет;
• наличие генетических заболеваний у одного или обоих супругов:
• наличие генетических патологий у одного из имеющихся детей;
• проживание в зоне с плохой экологией;
• лечение химиотерапией или радиационное облучение;
• близкородственный брак;
• неустановленные причины бесплодия;
• постоянные выкидыши;
• нарушения сперматогенеза у мужа;
• неудачи при попытках забеременеть с помощью ЭКО.

Кариотипирование проводят не только у родителей, но и у плода (во время беременности).

Перед проведением анализа на кариотип специальная подготовка не требуется – кариотип человека постоянен и не меняется под влиянием диет, климатических условий или физических нагрузок. Для сохранности качества крови за 5-7 дней до анализа желательно воздержаться от алкоголя, сильнодействующих лекарств (по возможности), аппаратных процедур.

При кариотипировании супругов или отдельно взятого человека исследуют венозную кровь. Ее берут из вены, используя стерильные одноразовые инструменты. Чтобы выделить из общей массы генетический материал, отсеивают одноядерные лимфоциты в фазе деления и в течение нескольких суток методом световой микроскопии отслеживают процесс митоза (деления).

Перед этим врач определяет набор необходимых процедур. Существует 2 базовых варианта исследования кариотипа: без аберраций и с аберрациями.

Кариотипирование без аберраций – стандартный анализ общего кариотипа организма – набора хромосом, характерного для большинства клеток. Этот метод позволяет выявить большинство регулярных изменений, передающихся по наследству от родителей к детям или возникающих в процессе зачатия (или в первые дни после зачатия – эффект мозаицизма).

Кариотипирование с аберрациями представляет собой расширенное исследование, где изучение общего кариотипа дополнено выявлением нерегулярных (случайных) мутаций, которые появились при воздействии на организм неблагоприятных факторов внешней среды. Чаще всего это они возникают вследствие радиационного облучения, отравления химикатами, тяжелыми и радиоактивными металлами. В этом случае на фоне благополучной генетики случайные разрывы хромосом могут провоцировать выкидыши, нарушения мейоза и митоза, бесплодие.

Кариотипирование с аберрациями проводят повторно только после серьезных мутагенных воздействий на организм (воздействие химикатов, радиации). Стандартное кариотипирование достаточно провести один раз в жизни.

При исследовании плода могут использовать инвазивные (взятие крови плода) и неинвазивные (исследование крови матери сочетают с процедурой УЗИ) методы. Инвазивные методы более показательны, однако они могут оказывать последствия на развивающийся плод, поэтому их целесообразно использовать только для окончательного подтверждения диагноза.

Кариотипирование – длительный процесс, но сколько конкретно по времени делается анализ на кариотип, зависит от лаборатории, а также цели и методики исследования. В среднем, от взятия крови и до выдачи результатов проходит 2-3 недели.

Данные анализа выводятся в виде таблицы с указанием кариотипа и нарушений по каждой хромосоме. Расшифровкой информации занимается специалист-генетик. Самостоятельная попытка узнать, что показывает анализ на кариотип, возможна только в отношении распространенных структурных и числовых аномалий.

Основные типы мутаций с примерами:

1. Делеции – утрата участков хромосом. Делеция в половой хромосоме мужчины часто является причиной нарушенного сперматогенеза и бесплодия; делеция плеча 5-й аутосомы приводит к развитию синдрома кошачьего крика.
2. Дупликации – кратное повторение участков хромосом. Часто является вариантом нормы, усиливая проявление признака. В частности, дупликация гена устойчивости к ВИЧ делает человека абсолютно невосприимчивым к этому вирусу.
3. Транслокации – перенос участка одной хромосомы в состав другой. Примеры: перенос части 22 хромосомы на 9-ю – хронический миелолейкоз; с 13-й на 14-ю – самопроизвольные выкидыши.
4. Инверсии – изменение порядка расположения генов в участке хромосомы с поворотом на 180 градусов. Так же, как и дупликации, могут считаться вариантом нормы (в редких случаях способны провоцировать формирование аномалий в будущем). Пример: перицентрические инверсии в 9-й хромосоме могут слегка снижать уровень интеллекта.
5. Моносомия – неполная пара хромосом (одна из них отсутствует). В подавляющем большинстве случаев явление несовместимо с жизнью. Единственный жизнеспособный вариант – моносомия по паре половых хромосом – синдром Шершевского-Тернера.
6. Трисомия – в одной паре хромосом обнаруживается «третий лишний». Примеры отклонений: по 21 паре хромосом – синдром Дауна; по 13-й – синдром Патау; по 18-й – синдром Эдвардса.

Осторожно следует подходить к трактовке мозаицизма. Человек может иметь нарушение любой сложности (синдром Дауна, Эдвардса, гемофилию), но, благодаря явлению мозаицизма, проявление заболевания будет в различной степени сглажено. Чем раньше в процессе формирования зародыша появилась мутация, тем большее число клеток является ее носителем, и тем более выраженным будет проявление. И, наоборот, чем позже сформировалась мутация, тем меньше клеток будет ее носителем, и тем больше у человека шанс на нормальную здоровую жизнь. Однако всегда остается риск генеративных мутаций (охватывают половые клетки), и у внешне здорового человека может родиться больной ребенок.

Неутешительный результат всегда провоцирует закономерный вопрос: может ли анализ на кариотип быть ошибочным? Статистически процент ошибки составляет обычно не более 0,1%. Для получения данных исследуют от 10-ти до 100 клеток (в зависимости от методики), что гарантирует высокую достоверность исследования.

Кариотипирование относится к сложным цитогенетическим и молекулярным методам диагностики, поэтому цена услуги достаточно высока. В зависимости от задачи и направления исследования, стоимость анализа на кариотип для супружеской пары может составить сумму от 12 тысяч рублей и выше.

источник

Один из методов цитогенетического исследования, направленный на изучение хромосом – это кариотипирование. Анализ имеет ряд показаний к проведению, а также несколько видов.

Кариотип представляет собой набор хромосом человека. В нем описаны все особенности генов: размер, количество, форма. В норме геном состоит из 46 хромосом, из них 44 аутосомные, то есть отвечают за наследственные признаки (цвет волос и глаз, форма ушей и другой). Последняя пара – это половые хромосомы, которые определяют кариотип: женщины 46ХХ и мужчины 46ХУ.

В процесс диагностики выявляются любые нарушения генома:

• Изменения количественного состава.
• Нарушение структуры.
• Нарушение качества.

Как правило, кариотипирование проводится новорожденным для определения генетических аномалий. Анализ показан и для супружеских пар, которые планируют беременность. В этом случае исследование позволяет выявить несоответствие генов, что может стать причиной рождения ребенка с наследственными патологиями.

Виды молекулярного кариотипирования:

Назначается для подтверждения различных аномалий и синдромов. Позволяет определить причины потери беременности: замерший плод, выкидыш, прерывание по медицинским показаниям. Определяет этиологию дополнительного набора хромосом при триплоидиях. Анализ выполняется на микроматрицах с 350 тысячами маркеров, сосредоточенных в клинически значимых участках хромосом. Разрешающая способность данного исследования от 1 млн. п.н.

Выявляет нарушения в геноме клинической значимости. Диагностирует микроделеционные синдромы и патологии, связанные с аутосомно-доминантными болезнями. Определяет причины хромосомных аномалий при недифференцированных синдромах у пациентов с аномалиями развития, врожденными пороками, задержкой психомоторного развития, аутизмом.

Позволяет выявить хромосомные аномалии в пренатальной периоде. Методика определяет анеуплоидии, патологические микроделеции у плода. Исследование проводится на микроматрице с 750 тыс. маркеров высокой плотности, которые покрывают все значимые участки генома. Разрешающая способность стандартного анализа на кариотип от 200 тыс. п.н.

Позволяет установить причины хромосомных аномалий при недифференцированных синдромах у детей. Выявляет патогенные делеции, то есть исчезновение участков хромосом и дупликации – дополнительные копии генов. Диагностирует участки с потерей гетерозиготности, причины аутосомно-рецессивных патологий.

Расширенный хромосомный микроматричный анализ проводят с помощью микроматрицы высокой плотности, которая содержит более 2,6 млн. отдельных маркеров высокой плотности. Разрешающая способность данного исследования позволяет покрыть весь геном и составляет от 50 тыс. п.н. Благодаря этому все участки генного кода изучаются с предельной точностью, что дает возможность выявить самые мельчайшие структурные нарушения.

Как правило анализ на кариотип проводится по назначению генетика. В зависимости от врачебных показаний может быть назначен один из вышеперечисленных видов. Стандартное исследование стоит дешевле, но назначается крайне редко, поскольку не выявляет многих хромосомных нарушений. Таргетное кариотипирование более дорогостоящий анализ, поэтому назначается при наличии клинических признаков синдромов и других аномалий. Расширенная диагностика является самой дорогостоящей и наиболее информативной, поскольку позволяет полностью изучить все 23 набора хромосом.

Хромосомный микроматричный анализ сдают по назначению врача-генетика. Исследование направлено на изучение генома пациента и выявление любых аномалий в его строении.

Хромосомы – это нити ДНК, их количество и структура имеет свою специфику для каждого вида. В человеческом организме содержится 23 пары хромосом. Одна пара определяет половую принадлежность: у женщин 46ХХ хромосомы, а у мужчин 46ХY. Остальные гены являются аутосомами, то есть неполовыми.

• Анализ проводится 1 раз, поскольку хромосомный набор не меняется в течение всей жизни.
• Позволяет установить причины репродуктивных проблем у супругов.
• Диагностирует множественные пороки развития у детей.
• Выявляет генетические отклонения.

Кариотип сдают в специализированной медицинской лаборатории или в генетическом центре. Исследование проводит квалифицированный врач. Как правило, анализы готовы в течение 1-2 недель. Полученные результаты расшифровывает генетик.

Процедуру кариотипирования назначают новорожденным младенцам для выявления генетических отклонений и наследственных патологий, а также мужчинам и женщинам на этапе планирования беременности. Также существует ряд других показаний к проведению анализа:

• Мужское и женское бесплодие неустановленного происхождения.
• Мужское бесплодие: олигозооспермия тяжелая и необструктивная, тератозооспермия.
• Самопроизвольное прерывание беременности: выкидыши, замерший плод, преждевременные роды.
• Первичная аменорея.
• Случаи ранней смерти новорожденных в анамнезе.
• Дети с хромосомными аномалиями.
• Дети с множественными врожденными пороками развития.
• Возраст родителей более 35 лет.
• Многократные неудачные попытки искусственного оплодотворения ЭКО.
• Наследственное заболевание у одного из будущих родителей.
• Гормональные нарушения у женщин.
• Сперматогенез неустановленной этиологии.
• Близкородственные браки.
• Неблагоприятная экологическая среда проживания.
• Длительный контакт с химическими веществами, облучение.
• Вредные привычки: курение, алкоголь, наркотики, медикаментозная зависимость.

Кариотипирование детей проводится в таких случаях:

• Врожденные пороки развития.
• Умственная отсталость.
• Задержка психомоторного развития.
• Микроаномалии и задержка психо-речевого развития.
• Половые аномалии.
• Нарушение или задержка полового развития.
• Задержка роста.
• Прогноз здоровья ребенка.

Диагностика рекомендована для всех супругов на этапе планирования беременности. Также анализ может проводить во время беременности, то есть пренатальное хромосомное исследование.

Совокупность признаков полного набора хромосом – это кариотип. Для систематизации хромосомных анализов используется Международная цитогенетическая номенклатура, которая основана на дифференциальном окрашивании генома для детального описания всех участком нитей ДНК.

Исследование позволяет выявить:

• Трисомия – в паре присутствует третья лишняя хромосома.
• Моносомия – в паре отсутствует одна хромосома.
• Инверсия – разворот участка генома.
• Транслокация – перемещение участков.
• Делеция – потеря участка.
• Дупликация – удвоения фрагмента.

Результаты анализа записывают по такой системе:

1. Общее число хромосом и набор половых 46, XX; 46, XY.
2. Указываются лишние и недостающие хромосомы, к примеру 47, XY, + 21; 46, XY -18.
3. Короткое плечо генома обозначают символом – р, а длинное – q.
4. Транслокация – t, а делеция – del, к примеру 46,XX,del(6)(p12.3)

Готовый анализ на кариотип выглядит следующим образом:

• 46, XX – норма женщина.
• 46, XY – норма мужчина.
• 45, X – синдром Шерешевского-Тернера.
• 47 XXY – синдром Клайнфельтера.
• 47, XXX – трисомия по Х-хромосоме.
• 47, XX (XY), + 21 – синдром Дауна.
• 47, XY (XX), + 18 – синдром Эдвардса.
• 47, XX (XY), + 13 – синдром Патау.

Цитогенетическое исследование выявляет различные аномалии в строении нитей ДНК. Также анализ диагностирует предрасположенности ко многим заболеваниям: эндокринные патологии, гипертония, поражения суставов, инфаркт миокарда и другие.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]

Для анализа на кариотип используют кровяные клетки, поэтому очень важно правильно подготовиться к диагностике.

Подготовка к хромосомному исследованию начинается за 2 недели до его сдачи и состоит из исключения воздействия на организм таких факторов:

• Острые и хронические заболевания.
• Прием лекарственных препаратов.
• Употребление алкоголя и наркотических веществ, курение.

Для анализа используют венозную кровь 4 мл. Забор крови проводится на голодный желудок.

[9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]

Геном человека нельзя увидеть невооруженным глазом, хромосомы видны только под микроскопом на определенных фазах деления клеток. Для определения кариотипа используют одноядерные лейкоциты, фибробласты кожи или клетки костного мозга. Для исследования подходят клетки в метафазе митоза. Биологическую жидкость помещают в пробирку с литием и гепарином. Кровь культивируют в течение 72 часов.

Затем культура обогащается специальными веществами, которые останавливают деление клеток на необходимой для диагностики фазе. Из культуры делают препараты на стеклах, которые подлежат исследованию. Дополнительную информацию о состоянии генома получают с помощью его окраски. Каждая хромосома имеет исчерченность, которая отчетливо видна после окрашивания.

При классическом хромосомном исследовании окраску проводят разными красителями и их смесями. Краситель по-разному связывается с отдельными участками генома, делая окрашивание неравномерным. Благодаря этому образуется комплекс поперечных меток, которые отражают линейную неоднородность хромосомы.

Основные методы окрашивания:

• Q – дает изображения с высокой детализацией. Данный метод получил название окрашивание по Касперссону акрихин-ипритом с диагностикой под флуоресцентным микроскопом. Применяется для анализа генетического пола, выявления транслокаций между X и Y, Y и аутосомами, а также для скрининга мозаицизма с Y хромосомами.
• G – модифицированный метод по Романовскому-Гимзе. Имеет более высокую чувствительность в сравнении с Q. Применяется в качестве стандартного метода цитогенетического анализа. Выявляет небольшие аберрации, маркерные хромосомы.
• R – применяется для выявления гомологичных G и Q негативных участков. Обработку генома проводят акридиновым оранжевым красителем.
• C – анализирует центромерные области хромосом с конститутивным гетерохроматином и вериабельной дистальной частью Y.
• T – используется для анализа теломерных областей ДНК нитей.

Окрашенные и зафиксированные клетки фотографируют под микроскопом. Из полученного набора фотографий формируют нумерованный набор пар аутосом, то есть систематизированный кариотип. Изображение нитей ДНК ориентируют вертикально, нумерация зависит от размера, при этом пара половых хромосом закрывает набор.

Препараты крови анализируют под микроскопом по 20-100 метафазных пластинок для выявления количественных и структурных аберраций.

• Количественные аберрации – это изменение числа генов. Подобное наблюдается при синдроме Дауна, когда имеется лишняя 21 хромосома.
• Структурные аберрации – это изменение самих хромосом. Это может быть выпадение участка генома, перенос одной части на другую, поворот на 180 градусов и другое.

Техника проведения кариотипирование является трудоемким процессом. Исследование проводят специалисты высокой квалификации. Для диагностики генома одного человека может потребоваться целый рабочий день.

Вступая в брак многие пары сталкиваются с проблемой зачатия. Для решения репродуктивных проблем показан цитогенетический анализ. Кариотипирование супругов позволяет выявить аномалии в строении генома, которые мешают завести детей или нарушают процесс вынашивания. Изменить кариотип невозможно, но благодаря диагностике, можно установить истинные причины бесплодия и прерывания беременности, найти пути их решения.

Хромосомный микроматричный анализ проводится для выявления отклонений структуры строения и числа нитей ДНК, которые могут быть причиной наследственных заболеваний у будущего ребенка или бесплодия супругов. Существуют международные стандарты для проведения анализа у будущих родителей:

• Хромосомные патологии в роду, в семье.
• Невынашивание беременности в анамнезе.
• Возраст беременной старше 35 лет.
• Длительные мутагенные воздействия на организм.

На сегодняшний день используют такие методы кариотипирования:

1. Анализ хромосом в клетках крови.

Позволяет выявить случаи бесплодия, когда шанс завести ребенка существенно снижен или полностью отсутствует у одного из супругов. Также обследование определяет риск нестабильности генома. Для лечения отклонений пациентам могут быть назначены антиоксиданты и иммуномодуляторы, которые снижают сбои зачатия.

Для исследования проводят забор венозной крови. Из биологической жидкости выделяют лимфоциты, которые стимулируют в пробирке, обрабатывают специальным веществом, окрашивают и изучают. К примеру, при синдроме Клайнфельтера, который проявляется мужским бесплодием, в кариотипе присутствует лишняя хромосома 47 ХХ. Также могут быть выявлены структурные изменения генома: инверсия, делеция, транслокация.

Определяет хромосомные патологии плода на ранних сроках беременности. Такое исследование необходимо для диагностики генетических заболеваний или пороков развития, которые приводят к внутриутробной гибели плода.

Для проведения исследования могут быть использованы такие методы:

• Неинвазивные – безопасны для матери и плода. Диагностику проводят с помощью УЗИ ребенка и развернутого биохимического анализа крови женщины.
• Инвазивные – биопсия хориона, кордоцентез, плацентоцентез, амниоцентез. Для анализа проводят забор клеток плаценты или хориона, околоплодных вод или крови из пуповины. Несмотря на высокую точность диагностики, инвазивные методики имеют повышенный риск осложнений, поэтому проводятся только по строгим врачебным показаниям: выявленные во время УЗИ патологии плода, роженица старше 35 лет, родители с хромосомными аномалиями, изменение биохимических маркеров крови.

Для цитогенетического исследования может быть использована не только кровь, но и эякулят. Данный метод называется Tunel и позволяет определить одну из самых распространенных причин мужского бесплодия при условии нормального кариотипа – фрагментацию ДНК сперматозоидов.

При обнаружении генных мутаций или хромосомных аберраций у одного из супругов, врач рассказывает о возможных рисках и вероятности рождения ребенка с отклонениями. Поскольку генные патологии неизлечимы, то дальнейшее решение супруги принимают самостоятельно: воспользоваться донорским материалом (сперма, яйцеклетка), рискнуть родить или остаться без детей.

Если отклонения в геноме выявлены в процессы вынашивания, причем как у женщины, так и у эмбриона, то врачи рекомендуют прерывать такие беременности. Это связано с повышенным риском рождения малыша с серьезными, а в некоторых случаях и несовместимыми с жизнью отклонениями. Проведением анализов и расшифровкой их результатов занимается врач-генетик.

[17], [18], [19], [20], [21]

Чаще всего кариотипирование проводят по анализу венозной крови с помощью культивирования ее клеток. Но для проведения цитогенетического исследования может быть использован и другой биологический материал:

• Клетки из околоплодных вод.
• Плацента.
• Клетки эмбрионов.
• Абортивный материал.
• Костный мозг.

То какой материал будет взят на диагностику, зависит от причины и задачи анализа. Примерный алгоритм исследования крови:

• Небольшой объем жидкости на 72 часа помещают в питательную среду при температуре 37˚С.
• Поскольку хромосомы видны на стадии метафазы деления клеток, то в биологическую среду добавляют реактив, который останавливает процесс деления в необходимой фазе.
• Культуру клеток окрашивают, фиксируют и анализируют под микроскопом.

Анализ крови на кариотип обеспечивает высокоточное обнаружение любых аномалий в строении нитей ДНК: внутрихромосомных и межхромосомных перестроек, изменения порядка расположения фрагментов генома и другое. Основная цель диагностики заключается в выявлении генетических заболеваний.

[22], [23], [24], [25], [26], [27]

Цитогенетическая диагностика, направленная на изучение размера, числа и формы хромосом – это генетическое кариотипирование. Анализ имеет такие показания к проведению:

• Выявление врожденных дефектов.
• Риск рождения ребенка с наследственными патологиями.
• Подозрение на бесплодие.
• Нарушение спермограммы.
• Невынашивание беременности.
• Составление плана лечение некоторых видов опухолевых новообразований.

Также генетический анализ на кариотип входит в список обязательных для супругов, которые планируют заводить детей.

Чаще всего исследование выявляет такие патологии:

1. Анеуплодия – это изменение числа хромосом как в сторону увеличения, так и уменьшения. Нарушение баланса приводит к выкидышам, рождению младенцев с тяжелыми врожденными патологиями. Мозаичная форма анеуплодии вызывает синдром Дауна, синдром Эдвардса и другие очень часто несовместимые с жизнью заболевания.
2. Перестройка кариотипа – если изменения сбалансированные, то хромосомный набор не нарушен, а просто по-другому упорядочен. При несбалансированных изменениях есть угроза генных мутаций, что особо опасно для будущих поколений.
3. Транслокация – это необычная структура нитей ДНК, то есть замещение одного фрагмента генома другим. В большинстве случаев передается по наследству.
4. Нарушение половой дифференцировки – крайне редкое хромосомное нарушение, которое не всегда проявляется внешними симптомами. Несоответствие фенотипическому полу может выступать одной из причин бесплодия.

Анализ на кариотип выполняют в генетических лабораториях, квалифицированные врачи генетики.

Аберрации – это нарушения в строении хромосом, вызванные их разрывами и перераспределением с потерей или удвоением генетического материала. Кариотипирование с аберрациями – это исследование, направленное на выявление любых изменений в строении генома.

• Количественные – нарушение числа хромосом.
• Структурные – нарушение строения генома.
• Регулярные – определяются в большинстве или во всех клетках организма.
• Нерегулярные – возникают из-за воздействия на организм различных неблагоприятных факторов (вирусы, излучение, химическое воздействие).

Анализ устанавливает кариотип, его особенности, признаки воздействия различных негативных факторов. Хромосомное исследование с аберрациями проводится в таких случаях:

• Бесплодие в браке.
• Самопроизвольные выкидыши.
• Случаи мертворождения в анамнезе.
• Ранняя детская смертность.
• Застывшая беременность.
• Врожденные пороки развития.
• Нарушение половой дифференцировки.
• Подозрения на хромосомные патологии.
• Задержка умственного, физического развития.
• Обследование перед ЭКО, ИКСИ и другими репродуктивными процедурами.

В отличие от классического кариотипирование, данный анализ занимает больше времени на проведение и стоит дороже.

Согласно медицинской статистике, врожденные патологии занимают весомое значение среди причин смертности детей раннего возраста. Для своевременного выявления генетических аномалий и наследственных заболеваний, ребенку проводят анализ на кариотип.

• Чаще всего у детей диагностируют трисомию – синдром Дауна. Данная патология встречается у 1 из 750 малышей и проявляется различного рода отклонениями как в физическом, так и интеллектуальном развитии.
• На втором месте по распространенности синдром Клайнфельтера. Он проявляется задержкой полового развития в подростковом возрасте и возникает у 1 из 600 новорожденных мужского пола.
• Еще одна генетическая патология, диагностируемая у 1 из 2500 детей женского пола – это синдром Шерешевского-Тернера. В детском возрасте данное заболевание дает о себе знать повышенной пигментацией кожных покровов, отечностью стоп, кистей рук и голеней. В период полового созревания наблюдается отсутствие менструации, волосяного покрова подмышками и на лобке, также не развиты молочные железы,

Кариотипирование необходимо не только для малышей с видимыми отклонениями, так как это позволяет заподозрить генетические проблемы и начать их коррекцию. Анализ сдают в медико-генетическом центре. В зависимости от возраста ребенка, кровь может быть взята с пятки или с вены. При необходимости генетик может потребовать сдать анализ на кариотип и родителей.

Неонатальный скрининг – это первый анализ, который выполняют новорожденным. Исследование проводят в родительном доме на 3-4 день жизни, для недоношенных малышей на 7 день. Раннее кариотипирование позволяет выявить генетические отклонения и нарушения структуры ДНК до появления видимых патологических симптомов.

Для проведения ранней диагностики используют кровь из пятка младенца. Цитогенетическое исследование направлено на выявление таких распространенных среди малышей патологий, как:

• Фенилкетонурия – наследственное заболевание, характеризуется снижением активности или отсутствием фермента, расщепляющего аминокислоту фенилаланин. При прогрессировании приводит к нарушениям в работе головного мозга и умственной отсталости.
• Муковисцидоз – поражает железы, которые вырабатывают секреты, пищеварительные соки, пот, слюну, слизь. Вызывает нарушения в работе легких и органов ЖКТ. Болезнь передается по наследству.
• Врожденный гипотиреоз – поражение щитовидной железы с недостаточной выработкой ее гормонов. Приводит к задержке физического и умственного развития.
• Адреногенитальный синдром – патологическое состояние при котором кора надпочечников продуцирует недостаточное количество гормонов. Из-за этого нарушается развитие половых органов.
• Галактезимия – патология при которой нарушается трансформация галактозы в глюкозу. Лечение состоит из отказа от молочных продуктов. Без своевременной диагностики может стать причиной слепоты и смерти.

Если по результатам анализа на кариотип у новорожденного выявлены какие-либо отклонения или аномалии, то проводится комплекс дополнительных исследований для уточнения диагноза. Такая ранняя диагностика позволят своевременно выявить любые проблемы в детском организме и начать их лечение.

[28], [29], [30], [31], [32], [33], [34]

Длительность хромосомного исследования занимает от 10 до 21 дня. То, когда будут готовы результаты зависит от вида анализа, то есть с аберрациями или классическое кариотипирование.

Готовый анализ на кариотип содержит такую информацию:

• Количество хромосом.
• Есть ли изменения в структуре хромосом.
• Есть ли нарушения в упорядоченности генома.

Расшифровкой результатов и их интерпретацией занимается генетик. Если выявлены какие-либо аномалии, то врач дает медицинские рекомендации для дальнейшей диагностики или указания относительно лечения.

Нормальные кариотипы для человека – это 46, ХХ или 46, ХY. Как правило их изменение происходит на ранних этапах развития организма:

• Чаще всего нарушение возникает в период гаметогенеза (предзародышевое развитие), когда родительские половые клетки продуцируют кариотип зиготы. Дальнейшее развитие такой зиготы приводит к тому, что все клетки эмбриона содержат аномальный геном.
• Нарушение может возникать на ранних стадиях деления зиготы. В этом случае эмбрион содержит несколько клеточных клонов с различными кариотипами. То есть развивается мозаицизм – множественность кариотипов всего организма и его органов

Изменения генома проявляются различными патологиями и пороками. Рассмотрим распространенные аномалии кариотипа:

• 47,XXY; 48,XXXY – синдром Клайнфельтера, полисомия по X-хромосоме у мужчин.
• 45X0; 45X0/46XX; 45,X/46,XY; 46,X iso (Xq) – синдром Шерешевского-Тернера, моносомия по X хромосоме, мозаицизм.
• 47,ХХX; 48,ХХХХ; 49,ХХХХХ – полисомии по X хромосоме, трисомия.
• 47,ХХ,+18; 47,ХY,+18 – синдром Эдвардса, трисомия по 18 хромосоме.
• 46,XX, 5р- – синдром кошачьего крика, делеция короткого плеча 5 пары генома.
• 47,ХХ,+21; 47,ХY,+21 – болезнь Дауна, трисомия по 21 хромосоме.
• 47,ХХ,+13; 47,ХY,+13 – синдром Патау, трисомия по 13 хромосоме.

Цитогенетическое исследование направлено на определение состояния нитей ДНК, выявление дефектов и аномалий. Любые отклонения от нормальных показателей являются поводом для комплексного обследования организма.

[35], [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42], [43], [44], [45], [46]

Для расшифровки кариотипа применяют метод секвенирования. Данная методика была разработана в 1970 году и основана на определении последовательности аминокислот в ДНК. Аппараты для секвенирования используют интерактивные циклические ферментативные реакции с дальнейшей обработкой и сопоставлением полученных результатов.

Основные функции секвенаторов:

• Первичное полное исследование неизвестных геномов, экзомов, транскриптомов.
• Кариотипирование.
• Палеогенетика.
• Метагеномика и микробное разнообразие.
• Ресеквенирование и картирование.
• Анализ метилирования ДНК.
• Анализ транскриптомов.

На первом этапе аппарат создает библиотеку случайных последовательностей нитей ДНК. Затем создает ампликоны с помощью ПЦР, которые используются в качестве образцов. На заключительном этапе происходит определение первичной структуры всех фрагментов.

Секвенаторы последнего поколения полностью автоматизированы и широко применяются при проведении геномного анализа, сводя к минимуму получение ошибочных результатов из-за человеческого фактора.

Интерпретацией результатов цитогенетического исследования занимается генетик. Как правило, анализ готов через 1-2 недели и может выглядеть таким образом:

• 46XX(XY), сгруппированы в 22 пары и 1 пара половых. Геном имеет нормальный размер и структуру. Аномалий не выявлено.
• Геном нарушен, выявлено более/менее чем 46 хромосом. Формы и размеры одной/нескольких хромосом ненормальны. Пары генома нарушены/неправильно сгруппированы.

Что касается патологических отклонений в кариотипе, то выделяют такие распространенные нарушения:

• Трисомия – лишняя соматическая хромосома. Синдром Дауна, синдром Эдвардса.
• Моносомия – утрата одной хромосомы.
• Делеция – отсутствие участка генома. -46, хх, 5p- синдром кошачьего крика.
• Транслокация – перемещение одного участка генома на другой.
• Дупликация – удвоение фрагмента.
• Инверсия – поворот фрагмента хромосомы.

На основании результатов анализа на кариотип врач делает вывод о состоянии генотипа и степени генетического риска. При малейших изменениях в структуре нитей ДНК назначается комплекс дополнительных исследований. Выявленные аберрации могут ничем не проявляться, но повышают риск рождения малышей с генетическими отклонениями.

Заболевание может иметь несколько названий: часто его именуют женской гонадальной дисгенезией, либо просто гонадальной дисгенезией.

источник