УДК: 616.155+616-018.1-092
Год издания: 2008
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ В КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКЕ НЕКОТОРЫХ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ФОРМ АНЕМИЙ И ИММУНОДЕФИЦИТНЫХ СОСТОЯНИЙ
Политыко А.Д., Егорова Т.М., Хурс О.М., Наумчик И.В.
Рубрики: 76.03.39
Республиканский научно-практический центр "Мать и дитя"
Тема НИР: установить частоту и специфичность цитогенетических маркеров при различных синдромах хромосомной нестабильности у жителей Беларуси и разработать комплексную программу их клинико-цитогенетической диагностики.
Сроки выполнения НИР: 2004–2006 гг.
Научный руководитель: канд. мед. наук И.В. Наумчик.
Источник финансирования: госбюджет.
Важной задачей клинико-лабораторной диагностики пациентов с анемиями неясного генеза и иммунодефицитными состояниями остается выявление из их числа наследственных форм, являющихся синдромами хромосомной нестабильности (СХН). Клиническими симптомами СХН выступают анемия, иммунодефицитное состояние, отмечаются задержка физического и умственного развития, повышенная чувствительность хромосом к ДНК-повреждающим агентам (ультрафиолет, радиация, рентгеновские лучи, химические мутагены, радиомиметики и др.). Для отдельных синдромов характерны специфические аномалии фенотипа и врожденные пороки развития. Общей чертой, характерной почти для всех СХН, является высокий риск возникновения новообразований. При одних синдромах опухоли развиваются очень рано и характеризуются высокой агрессивностью, при других злокачественный рост регистрируется в более поздние периоды онтогенеза. Для многих СХН характерны глубокие поражения иммунитета, часто проявляющиеся с раннего детского возраста. Так, иммунодефицитное состояние при синдроме ICF становится главным фактором ограничения продолжительности жизни, и в литературе отсутствуют данные о новообразованиях у таких больных.
Цитогенетическое исследование выступает важным этапом диагностики и верификации клинически предполагаемого синдрома. Важно, что для всех наследственных заболеваний этой группы характерен нормальный конституциональный кариотип, поэтому его стандартное цитогенетическое исследование малоинформативно. Основополагающим в цитогенетической диагностике является анализ частоты аберраций хромосом (АХ) в соматических клетках больного.
Работа по исследованию СХН в Беларуси была выполнена на репрезентативной группе из пациентов с клиническим симптомокомплексом СХН и членов их семей (всего 77 человек). Возраст пациентов с установленным диагнозом СХН колебался от 1 года до 17 лет. Контрольные данные по нестабильности хромосом получены на основе анализа показателей в различных контингентах здорового населения Республики Беларусь (493 человека).
Основы цитогенетической диагностики. Диагностика всех СХН на первом этапе предполагает сравнение уровня спонтанной хромосомной нестабильности пациента с соответствующими значениями мутабельности у здоровых лиц. Вторым этапом цитогенетической диагностики является установление маркерных видов АХ, специфичных для конкретного синдрома. Для определения частоты и спектра АХ анализировались 100 метафаз, в части случаев анализ был расширен до 200 метафаз. Использован метод кариотипирования каждой взятой в цитогенетический анализ метафазной пластинки.
Спонтанная частота АХ у здорового населения Беларуси. Мы провели анализ частоты АХ, их спектра, а также диапазоны вариабельности цитогенетических показателей в различных группах населения Республики Беларусь: дети в возрасте до года, дети школьного возраста, мужчины и женщины без очевидных отклонений в состоянии здоровья. В практической работе приведенные средние показатели цитогенетической нестабильности генома служат стандартом при оценке цитогенетического статуса лиц с СХН (табл. 1).
Таблица 1
Область/регион | Количество обследованных лиц | Интервал колебаний средней частоты АХ, % | Интервал колебаний индивидуальных частот АХ, % |
Витебская | 50 | 2,82-5,16 | 1-7,5 |
Гомельская | 153 | 1,90-4,02 | 0-9,5 |
Гродненская | 20 | 2,95-4,17 | 0,66-7,5 |
Могилевская | 57 | 2,02-5,56 | 0-9,7 |
г. Минск | 213 | 1,46-3,79 | 0-9 |
Средние показатели | 493 | 1,46-5,56 | 0-9,7 |
Цитогенетическая диагностика в группе пациентов с анемией неясного генеза. Эта многочисленная группа пациентов является контингентом риска по выявлению больных анемией Фанкони (АФ, OMIM #227645-227660). Наряду с анализом частоты спонтанных АХ проводится исследование индуцированных АХ, так как установлено, что для части больных с верифицированным диагнозом АФ не характерен повышенный уровень спонтанных АХ. Нередко у больных с анемиями неясного генеза показатели спонтанной мутабельности перекрываются с нормальными популяционными показателями, что также осложняет диагностику. Индукция хромосомной нестабильности in vitro информативна ввиду того, что добавление в культуру клеток больных АФ специфических мутагенных веществ- алкилирующих агентов - вызывает скачкообразное возрастание частоты АХ, значимо отличающееся от такового у пациентов с другими формами апластических анемий. В качестве мутагенов для установления уровня индуцированных АХ используются митомицин С (ММС), диэпоксибутан (DEB), реже тренимон (TRE). Установлено, что гиперчувствительность к химическим мутагенам наблюдается главным образом в G2-фазе клеточного цикла, поэтому подавляющее большинство АХ - это аберрации хроматидного типа, однако выявляются и дицентрические, кольцевые хромосомы, некоторые другие аберрации хромосомного типа. Отмечаются клональные АХ, характерные для острой миелоидной лейкемии, например, такие как моносомия хромосомы 7, транслокации и дупликации в q-плече хромосомы 1, некоторые другие АХ. Указанные цитогенетические характеристики являются основными критериями диагностики АФ. Нами установлены интервалы колебаний частот индуцируемых АХ в культуре лимфоцитов периферической крови у здоровых доноров, являющиеся в ходе диагностики основой для сравнения соответствующих показателей у больных (табл. 2). В нашем исследовании спонтанная нестабильность хромосом у больных АФ варьировала в пределах от 14 до 41% АХ, индуцированная - от 28 до 94% АХ.
Таблица 2
Время культивирования, ч | Интервал колебаний частот АХ в культуре лимфоцитов периферической крови, % | ||
без добавления мутагена | с добавлением ММС в конечной концентрации 0,05 мкг/мл | с добавлением ММС в конечной концентрации 0,1 мкг/мл | |
48 | 1-3 | 6-8 | 9-19 |
72 | 0-2 | 5-10 | 9-17 |
Цитогенетическая диагностика в группе пациентов с иммунодефицитными состояниями. Эта разновозрастная группа детей обследуется по специальным схемам с целью выявления таких СХН, как синдром Нижмеген (СН) (OMIM #251260), синдром атаксии-телеангиэктазии (АТ) или Луи-Бар (OMIM #208900), синдром ICF (OMIM #242860). При диагностике АТ и СН необходимо располагать данными двух цитогенетических тестов: спонтанный уровень хромосомной нестабильности пациента, а также частота и спектр стабильных сайт-специфических клоновых АХ, которые затрагивают строго определенные сегменты хромосом 7 и 14. Вкультуре ФГА-стимулированных лимфоцитов и в клетках фибробластов кожи пациентов с АТ и СН регистрируются следующие маркерные транслокации, инверсии и делеции: inv(7)(p13q35), inv(14)(q11q32), t(7;7)(p13;q35), t(14;14)(q11;q32), t(7;14)(p13;q11), t(7;14)(q35;q11), t(7;14)(q35;q32). Отмечаются также стабильные АХ, вовлекающие критические сегменты хромосом 7 и 14 в сочетании с другими хромосомами - 2p11, 22q11, Xq28 и др. В нашем исследовании частота стабильных сайт-специфических аберраций хромосом при АТ варьировала в пределах 4-12%, при СН - от 2 до 38%, а показатели неспецифической нестабильности хромосом для СН были 2-19% и АТ - 3-9%, преобладали аберрации хроматидного типа.
При синдроме ICF (OMIM #242860) в ФГА-стимулированных лимфоцитах пациента наряду с высокой спонтанной неспецифической мутабельностью отмечается характерная нестабильность перицентромерного гетерохроматина в хромосомах 1, 9 и 16. Это приводит к формированию многоплечевых фигур, возникновению делеций хромосом 1 и 16, образованию изохромосом, звездчатых хромосомных конструкций. В фибробластах кожи специфических цитогенетических маркеров обычно не обнаруживается.
Результаты исследования делают возможным сравнительный анализ данных пациента и значений генеральной популяции при диагностике СХН в условиях республики, где проживают значительные контингенты населения, получившие дополнительное воздействие ионизирующего излучения, и имеются регионы с осложненной эколого-радиационной обстановкой. Ранняя диагностика СХН позволяет решить ряд вопросов: клинический и витальный прогноз, генетический прогноз для семьи, выбор тактики лечения, меры профилактики и возможной пренатальной диагностики. При выполнении исследования требуется строгий регламент культивирования и анализа, поэтому внедрение в практику разработанных стандартизированных протоколов цитогенетической диагностики СХН позволит эффективно осуществлять дифференциальную диагностику данных заболеваний на ранних стадиях, проводить генетическое прогнозирование в пораженных семьях.
Область применения: медицинская генетика, цитогенетика, онкология, гематология.
Рекомендации по использованию: цитогенетические лаборатории.
Предложения по сотрудничеству: консультативная помощь при внедрении метода.