ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Хромосомные болезни - большая группа наследственных болезней с множественными врожденными пороками развития. В их основе лежат хромосомные или геномные мутации. Эти два разных типа мутаций для краткости объединяют термином «хромосомные аномалии».

Нозологическое выделение по меньшей мере трех хромосомных болезней как клинических синдромов врожденных нарушений развития сделано до установления их хромосомной природы.

Наиболее часто встречающаяся болезнь, трисомия 21, клинически была описана в 1866 г. английским педиатром Л. Дауном и получила название «синдром Дауна». В дальнейшем причина синдрома не раз подвергалась генетическому анализу. Высказывались предположения о доминантной мутации, о врожденной инфекции, о хромосомной природе.

Первое клиническое описание синдрома моносомии по Х-хромосоме как отдельной формы болезни было сделано русским клиницистом Н.А. Шерешевским в 1925 г., а в 1938 г. Г. Тернер также описал этот синдром. По фамилии этих ученых моносомию по Х-хромосоме называют синдромом Шерешевского-Тернера. В зарубежной литературе в основном используют название «синдром Тернера», хотя никто не оспаривает заслугу Н.А. Шерешевского.

Аномалии в системе половых хромосом у мужчин (трисомия XXY) как клинический синдром впервые описал Г. Клайнфелтер в 1942 г.

Перечисленные заболевания стали объектом первых клиникоцитогенетических исследований, проведенных в 1959 г. Расшифровка этиологии синдромов Дауна, Шерешевского-Тернера и Клайнфелтера открыла новую главу в медицине - хромосомные болезни.

В 60-х годах XX в. благодаря широкому развертыванию цитогенетических исследований в клинике полностью оформилась как специальность клиническая цитогенетика. Была показана роль хро-

* Исправлено и дополнено при участии д-ра биол. наук И.Н. Лебедева.

мосомных и геномных мутаций в патологии человека, расшифрована хромосомная этиология многих синдромов врожденных пороков развития, определена частота хромосомных болезней среди новорожденных и при спонтанных абортах.

Наряду с изучением хромосомных болезней как врожденных состояний начались интенсивные цитогенетические исследования в онкологии, особенно при лейкозах. Роль хромосомных изменений в опухолевом росте оказалась очень значимой.

По мере совершенствования цитогенетических методов, особенно таких, как дифференциальная окраска и молекулярная цитогенетика, открывались новые возможности для обнаружения ранее не описанных хромосомных синдромов и установления связи между кариотипом и фенотипом при небольших изменениях хромосом.

В результате интенсивного изучения хромосом человека и хромосомных болезней на протяжении 45-50 лет сложилось учение о хромосомной патологии, которая имеет большое значение в современной медицине. Данное направление в медицине включает не только хромосомные болезни, но и патологию внутриутробного периода (спонтанные аборты, выкидыши), а также соматическую патологию (лейкозы, лучевую болезнь). Число описанных типов хромосомных аномалий приближается к 1000, из них несколько сот форм имеют клинически очерченную картину и называются синдромами. Диагностика хромосомных аномалий необходима в практике врачей разных специальностей (генетик, акушер-гинеколог, педиатр, невропатолог, эндокринолог и др.). Во всех многопрофильных современных больницах (более 1000 коек) в развитых странах имеются цитогенетические лаборатории.

О клинической важности хромосомной патологии можно судить по частоте аномалий, представленных в табл. 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1. Примерная частота новорожденных с хромосомными аномалиями

Таблица 5.2. Исходы родов на 10 000 беременностей

Как видно из таблиц, цитогенетические синдромы составляют большую долю в репродуктивных потерях (50% среди спонтанных абортов первого триместра), врожденных пороках развития и умственного недоразвития. В целом хромосомные аномалии встречаются у 0,7-0,8% живорожденных детей, а у женщин, рожающих после 35 лет, вероятность рождения ребенка с хромосомной патологией возрастает до 2%.

ЭТИОЛОГИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Этиологическими факторами хромосомной патологии являются все виды хромосомных мутаций и некоторые геномные мутации. Хотя геномные мутации в животном и растительном мире многообразны, у человека обнаружены только 3 типа геномных мутаций: тетраплоидия, триплоидия и анеуплоидия. Из всех вариантов анеуплоидий встречаются только трисомии по аутосомам, полисомии по половым хромосомам (три-, тетра- и пентасомии), а из моносомий встречается только моносомия Х.

Что касается хромосомных мутаций, то у человека обнаружены все их типы (делеции, дупликации, инверсии, транслокации). С клинико-цитогенетической точки зрения делеция в одной из гомологичных хромосом означает нехватку участка или частичную моносомию по этому участку, а дупликация - избыток или частичную трисомию. Современные методы молекулярной цитогенетики позволяют выявлять мелкие делеции на уровне гена.

Реципрокная (взаимная) транслокация без потери участков вовлеченных в нее хромосом называется сбалансированной. Как и инверсия, она не ведет к патологическим проявлениям у носителя. Однако

в результате сложных механизмов кроссинговера и редукции числа хромосом при образовании гамет у носителей сбалансированных транслокаций и инверсий могут образовываться несбалансированные гаметы, т.е. гаметы с частичной дисомией или с частичной нуллисомией (в норме каждая гамета моносомна).

Транслокация между двумя акроцентрическими хромосомами с потерей их коротких плеч приводит к образованию одной метаили субметацентрической хромосомы вместо двух акроцентрических. Такие транслокации называются робертсоновскими. Формально их носители имеют моносомию по коротким плечам двух акроцентрических хромосом. Однако такие носители здоровы, потому что потеря коротких плеч двух акроцентрических хромосом компенсируется работой таких же генов в остальных 8 акроцентрических хромосомах. У носителей робертсоновских транслокаций может образовываться 6 типов гамет (рис. 5.1), но нуллисомные гаметы должны приводить к моносомии по аутосомам в зиготе, а такие зиготы не развиваются.

Рис. 5.1. Типы гамет у носителей робертсоновской транслокации 21/14: 1 - моносомия 14 и 21 (норма); 2 - моносомия 14 и 21 с робертсоновской транслокацией; 3 - дисомия 14 и моносомия 21; 4 - дисомия 21, моносомия 14; 5 - нуллисомия 21; 6 - нуллисомия 14

Клиническая картина простых и транслокационных форм трисомии по акроцентрическим хромосомам одинаковая.

В случае концевых делеций в обоих плечах хромосомы возникает кольцевая хромосома. У индивида, унаследовавшего кольцевую хромосому от одного из родителей, будет частичная моносомия по двум концевым участкам хромосомы.

Рис. 5.2. Изохромосомы Х по длинному и короткому плечу

Иногда разрыв хромосомы проходит через центромеру. Каждое плечо, разъединенное после репликации, имеет две сестринские хроматиды, соединенные оставшейся частью центромеры. Сестринские хроматиды одного и того же плеча становятся плечами одной хро-

мосомы (рис. 5.2). Со следующего митоза эта хромосома начинает реплицироваться и передаваться из клетки в клетку как самостоятельная единица наряду с остальным набором хромосом. Такие хромосомы называют изохромосомами. У них одинаковые по набору генов плечи. Каков бы ни был механизм образования изохромосом (он еще полностью не выяснен), их наличие вызывает хромосомную патологию, потому что это одновременно и частичная моносомия (по отсутствующему плечу), и частичная трисомия (по присутствующему плечу).

В основе классификации хромосомной патологии лежат 3 принципа, позволяющие точно охарактеризовать форму хромосомной патологии и ее варианты у обследуемого.

Первый принцип - характеристика хромосомной или геномной мутации (триплоидия, простая трисомия по хромосоме 21, частичная моносомия и т.д.) с учетом конкретной хромосомы. Этот принцип можно назвать этиологическим.

Клиническая картина хромосомной патологии определяется типом геномной или хромосомной мутации, с одной стороны, и

индивидуальной хромосомой - с другой. Нозологическое подразделение хромосомной патологии основывается, таким образом, на этиологическом и патогенетическом принципе: для каждой формы хромосомной патологии устанавливается, какая структура вовлечена в патологический процесс (хромосома, сегмент) и в чем состоит генетическое нарушение (недостаток или избыток хромосомного материала). Дифференциация хромосомной патологии на основании клинической картины не имеет существенного значения, поскольку разным хромосомным аномалиям свойственна большая общность нарушений развития.

Второй принцип - определение типа клеток, в которых возникла мутация (в гаметах или зиготе). Гаметические мутации ведут к полным формам хромосомных болезней. У таких индивидов все клетки несут унаследованную с гаметой хромосомную аномалию.

Если хромосомная аномалия возникает в зиготе или на ранних стадиях дробления (такие мутации называют соматическими, в отличие от гаметических), то развивается организм с клетками разной хромосомной конституции (два типа и более). Такие формы хромосомных болезней называют мозаичными.

Для возникновения мозаичных форм, по клинической картине совпадающих с полными формами, нужно не менее 10% клеток с аномальным набором.

Третий принцип - выявление поколения, в котором возникла мутация: возникла она заново в гаметах здоровых родителей (спорадические случаи) или родители уже имели такую аномалию (наследуемые, или семейные, формы).

О наследуемых хромосомных болезнях говорят тогда, когда мутация имеется в клетках родителя, в том числе и в гонадах. Это могут быть и случаи трисомии. Например, у индивидов с синдромами Дауна и трипло-Х образуются нормальные и дисомные гаметы. Такое происхождение дисомных гамет - следствие вторичного нерасхождения, т.е. нерасхождения хромосом у индивида с трисомией. Большая часть наследуемых случаев хромосомных болезней связана с робертсоновскими транслокациями, сбалансированными реципрокными транслокациями между двумя (реже более) хромосомами и инверсиями у здоровых родителей. Клинически значимые хромосомные аномалии в этих случаях возникли в связи со сложными перестройками хромосом в процессе мейоза (конъюгация, кроссинговер).

Таким образом, для точной диагностики хромосомной болезни необходимо определить:

Тип мутации;

Вовлеченную в процесс хромосому;

Форму (полную или мозаичную);

Встречаемость в родословной - спорадический или наследуемый случай.

Такая диагностика возможна только при цитогенетическом обследовании пациента, а иногда и его родителей и сибсов.

ЭФФЕКТЫ ХРОМОСОМНЫХ АНОМАЛИЙ В ОНТОГЕНЕЗЕ

Хромосомные аномалии вызывают нарушение общего генетического баланса, той скоординированности в работе генов и системности регуляции, которые сложились в процессе эволюции каждого вида. Неудивительно, что патологические эффекты хромосомных и геномных мутаций проявляются на всех стадиях онтогенеза и, возможно, даже на уровне гамет, влияя на их формирование (особенно у мужчин).

Для человека характерна высокая частота репродуктивных потерь на ранних стадиях постимплантационного развития по причине хромосомных и геномных мутаций. Подробные сведения о цитогенетике эмбрионального развития человека можно найти в книге В.С. Баранова и Т.В. Кузнецовой (см. рекомендуемую литературу) или в статье И.Н. Лебедева «Цитогенетика эмбрионального развития человека: исторические аспекты и современная концепция» на компакт-диске.

Изучение первичных эффектов хромосомных аномалий началось в начале 1960-х годах вскоре после открытия хромосомных болезней и продолжается до сих пор. Главные эффекты хромосомных аномалий проявляются в двух связанных между собой вариантах: летальности и врожденных пороках развития.

Летальность

Имеются убедительные свидетельства того, что патологические эффекты хромосомных аномалий начинают проявляться уже со стадии зиготы, будучи одним из главных факторов внутриутробной гибели, достаточно высокой у человека.

Выявить количественный вклад хромосомных аномалий в гибель зигот и бластоцист (первые 2 нед после оплодотворения) в полной мере трудно, поскольку в этот период беременность ни клинически, ни лабораторно еще не диагностируется. Однако некоторая информация о разнообразии хромосомных нарушений на самых ранних этапах развития зародыша может быть получена из результатов предымплантационной генетической диагностики хромосомных заболеваний, проводимой в рамках процедур искусственного оплодотворения. С использованием молекулярно-цитогенетических методов анализа показано, что частота числовых нарушений хромосом у предымплантационных зародышей варьирует в пределах 60-85% в зависимости от обследуемых групп пациентов, их возраста, показаний для проведения диагностики, а также числа анализируемых хромосом при проведении флюоресцентной гибридизации in situ (FISH) на интерфазных ядрах отдельных бластомеров. До 60% зародышей на стадии 8-клеточной морулы имеют мозаичную хромосомную конституцию, а от 8 до 17% эмбрионов, по данным сравнительной геномной гибридизации (CGH), обладают хаотичным кариотипом: разные бластомеры в составе таких зародышей несут различные варианты числовых хромосомных нарушений. Среди хромосомных аномалий у предымплантационных эмбрионов выявлены трисомии, моносомии и даже нуллисомии аутосом, все возможные варианты нарушений числа половых хромосом, а также случаи три- и тетраплоидии.

Столь высокий уровень аномалий кариотипа и их разнообразие, безусловно, негативно влияют на успешность протекания предымплантационных этапов онтогенеза, нарушая ключевые морфогенетические процессы. Около 65% эмбрионов с хромосомными аномалиями останавливают свое развитие уже на этапе компактизации морулы.

Такие случаи ранней остановки развития можно объяснить тем, что нарушение геномного баланса вследствие развития какой-то определенной формы хромосомной аномалии приводит к дискоординации включения и выключения генов на соответствующей стадии развития (временной фактор) или в соответствующем месте бластоцисты (пространственный фактор). Это вполне понятно: поскольку в процессах развития на ранних стадиях участвуют примерно 1000 генов, локализованных во всех хромосомах, хромосомная ано-

малия нарушает взаимодействие генов и инактивирует какие-то конкретные процессы развития (межклеточные взаимодействия, дифференцировка клеток и др.).

Многочисленные цитогенетические исследования материала спонтанных абортов, выкидышей и мертворожденных позволяют объективно судить об эффектах разных типов хромосомных аномалий во внутриутробном периоде индивидуального развития. Летальный или дисморфогенетический эффект хромосомных аномалий обнаруживается на всех стадиях внутриутробного онтогенеза (имплантации, эмбриогенеза, органогенеза, росте и развитии плода). Суммарный вклад хромосомных аномалий во внутриутробную гибель (после имплантации) у человека составляет 45%. При этом чем раньше прерывается беременность, тем вероятнее, что это обусловлено аномалиями развития эмбриона, вызванными хромосомным дисбалансом. У 2-4-недельных абортусов (эмбрион и его оболочки) хромосомные аномалии обнаруживают в 60-70% случаев. В I триместре гестации хромосомные аномалии встречаются у 50% абортусов. У плодоввыкидышей II триместра такие аномалии находят в 25-30% случаев, а у плодов, погибших после 20-й недели гестации,- в 7% случаев.

Среди перинатально погибших плодов частота хромосомных аномалий составляет 6%.

Наиболее тяжелые формы по дисбалансу хромосомного набора встречаются у ранних абортусов. Это полиплоидии (25%), полные трисомии по аутосомам (50%). Трисомии по некоторым аутосомам (1; 5; 6; 11; 19) встречаются крайне редко даже у элиминированных эмбрионов и плодов, что свидетельствует о большой морфогенетической значимости генов в этих аутосомах. Данные аномалии прерывают развитие в доимплантационном периоде или нарушают гаметогенез.

Высокая морфогенетическая значимость аутосом еще более отчетлива при полных аутосомных моносомиях. Последние редко обнаруживаются даже в материале ранних спонтанных абортов из-за летального эффекта такого дисбаланса.

Врожденные пороки развития

Если хромосомная аномалия не дает летального эффекта на ранних стадиях развития, то ее последствия проявляются в виде врожденных пороков развития. Практически все хромосомные аномалии (кроме сбалансированных) приводят к врожденным порокам

развития, сочетания которых известны как нозологические формы хромосомных болезней и синдромов (синдромы Дауна, Вольфа- Хиршхорна, кошачьего крика и т.д.).

С эффектами, вызываемыми однородительскими дисомами, подробнее можно ознакомится на компакт-диске в статье С.А. Назаренко «Наследственные болезни, детерминированное однородительскими дисомами, и их молекулярная диагностика».

Эффекты хромосомных аномалий в соматических клетках

Роль хромосомных и геномных мутаций не ограничивается их влиянием на развитие патологических процессов в ранних периодах онтогенеза (незачатие, спонтанный аборт, мертворождение, хромосомная болезнь). Их эффекты прослеживаются в течение всей жизни.

Хромосомные аномалии, возникающие в соматических клетках в постнатальном периоде, могут вызывать различные последствия: остаться нейтральными для клетки, обусловить гибель клетки, активировать деление клетки, изменить функцию. Хромосомные аномалии возникают в соматических клетках постоянно с невысокой частотой (около 2%). В норме такие клетки элиминируются иммунной системой, если они проявляют себя чужеродно. Однако в некоторых случаях (активация онкогенов при транслокациях, делециях) хромосомные аномалии становятся причиной злокачественного роста. Например, транслокация между хромосомами 9 и 22 вызывает миелолейкоз. Облучение и химические мутагены индуцируют хромосомные аберрации. Такие клетки гибнут, что наряду с действием других факторов способствует развитию лучевой болезни, аплазии костного мозга. Имеются экспериментальные доказательства накопления клеток с хромосомными аберрациями в процессе старения.

ПАТОГЕНЕЗ

Несмотря на хорошую изученность клиники и цитогенетики хромосомных болезней, их патогенез даже в общих чертах еще неясен. Не разработана общая схема развития сложных патологических процессов, обусловленных хромосомными аномалиями и приводящих к появлению сложнейших фенотипов хромосомных болезней. Ключевое звено в развитии хромосомной болезни ни при одной

форме не выявлено. Некоторые авторы предполагают, что это звено - несбалансированность генотипа или нарушение общего генного баланса. Однако такое определение ничего конструктивного не дает. Несбалансированность генотипа - условие, а не звено патогенеза, она должна реализовываться через какие-то специфические биохимические или клеточные механизмы в фенотип (клиническую картину) болезни.

Систематизация данных о механизмах нарушений при хромосомных болезнях показывает, что при любых трисомиях и частичных моносомиях можно выделить 3 типа генетических эффектов: специфические, полуспецифические и неспецифические.

Специфические эффекты должны быть связаны с изменением числа структурных генов, кодирующих синтез белка (при трисомии их число увеличивается, при моносомии уменьшается). Многочисленные попытки найти специфические биохимические эффекты подтвердили это положение лишь для немногих генов или их продуктов. Часто при числовых хромосомных нарушениях не происходит строго пропорционального изменения уровня экспрессии генов, что объясняется разбалансировкой сложных регуляторных процессов в клетке. Так, исследования больных с синдромом Дауна позволили идентифицировать 3 группы генов, локализованных на хромосоме 21, в зависимости от изменения уровня их активности при трисомии. В первую группу вошли гены, уровень экспрессии которых значительно превышает уровень активности в дисомных клетках. Предполагается, что именно эти гены определяют формирование основных клинических признаков синдрома Дауна, регистрируемых практически у всех пациентов. Вторую группу составили гены, уровень экспрессии которых частично перекрывается с уровнем экспрессии при нормальном кариотипе. Как полагают, эти гены определяют формирование вариабельных признаков синдрома, отмечаемых не у всех пациентов. Наконец, в третью группу вошли гены, уровень экспрессии которых в дисомных и трисомных клетках практически не различался. По всей видимости, эти гены наименее вероятно вовлечены в формирование клинических признаков синдрома Дауна. Следует отметить, что только 60% генов, локализованных на хромосоме 21 и экспрессирующихся в лимфоцитах и 69% генов, экспрессирующихся в фибробластах, принадлежали к первым двум группам. Некоторые примеры таких генов приведены в табл. 5.3.

Таблица 5.3. Дозозависимые гены, определяющие формирование клинических признаков синдрома Дауна при трисомии 21

Окончание таблицы 5.3

Биохимическое изучение фенотипа хромосомных болезней пока не привело к пониманию путей патогенеза возникающих вследствие хромосомных аномалий врожденных нарушений морфогенеза в широком смысле слова. Обнаруженные биохимические отклонения пока трудно связать с фенотипическими характеристиками болезней на органном и системном уровнях. Изменение числа аллелей гена не всегда вызывает пропорциональное изменение продукции соответствующего белка. При хромосомной болезни всегда существенно меняется активность других ферментов или количество белков, гены которых локализованы на не вовлеченных в дисбаланс хромосомах. Ни в одном случае не обнаружено белка-маркера при хромосомных болезнях.

Полуспецифические эффекты при хромосомных болезнях могут быть обусловлены изменением числа генов, в норме представленных в виде многочисленных копий. К таким генам относятся гены рРНК и тРНК, гистоновых и рибосомных белков, сократительных белков актина и тубулина. Эти белки в норме контролируют ключевые этапы метаболизма клетки, процессов ее деления, межклеточных взаимодействий. Каковы фенотипические эффекты дисбаланса этой

группы генов, как компенсируется их недостаток или избыток, пока неизвестно.

Неспецифические эффекты хромосомных аномалий связывают с изменением гетерохроматина в клетке. Важная роль гетерохроматина в клеточных делениях, клеточном росте и других биологических функциях не вызывает сомнений. Таким образом, неспецифические и частично полуспецифические эффекты приближают нас к клеточным механизмам патогенеза, безусловно, играющим важнейшую роль при врожденных пороках развития.

Большой фактический материал позволяет провести сопоставление клинического фенотипа болезни с цитогенетическими изменениями (фенокариотипические корреляции).

Общее для всех форм хромосомных болезней - множественность поражения. Это черепно-лицевые дисморфии, врожденные пороки развития внутренних и наружных органов, замедленные внутриутробные и постнатальные рост и развитие, отставание психического развития, нарушения функций нервной, эндокринной и иммунной систем. При каждой форме хромосомных болезней наблюдается 30-80 различных отклонений, частично перекрывающихся (совпадающих) при разных синдромах. Лишь небольшое число хромосомных болезней проявляется строго определенным сочетанием отклонений в развитии, что и используют в клинической и патолого-анатомической диагностике.

Патогенез хромосомных болезней развертывается в раннем внутриутробном и продолжается в постнатальном периодах. Множественные врожденные пороки развития как главное фенотипическое проявление хромосомных болезней формируются в раннем эмбриогенезе, поэтому к периоду постнатального онтогенеза все основные пороки развития уже налицо (кроме пороков развития половых органов). Раннее и множественное поражение систем организма объясняет некоторую общность клинической картины разных хромосомных болезней.

Фенотипическое проявление хромосомных аномалий, т.е. формирование клинической картины, зависит от следующих главных факторов:

Индивидуальности вовлеченной в аномалию хромосомы или ее участка (специфический набор генов);

Типа аномалии (трисомия, моносомия; полная, частичная);

Размера недостающего (при делеции) или избыточного (при частичной трисомии) материала;

Степени мозаичности организма по аберрантным клеткам;

Генотипа организма;

Условий среды (внутриутробной или постнатальной).

Степень отклонений в развитии организма зависит от качественной и количественной характеристики унаследованной хромосомной аномалии. При исследовании клинических данных у человека полностью подтверждается доказанная у других видов относительно невысокая биологическая ценность гетерохроматиновых районов хромосом. Полные трисомии у живорожденных наблюдаются только по аутосомам, богатым гетерохроматином (8; 9; 13; 18; 21). Так же объясняется полисомия (до пентасомии) по половым хромосомам, в которой Y-хромосома имеет мало генов, а добавочные Х-хромосомы бывают гетерохроматинизированы.

Клиническое сопоставление полных и мозаичных форм болезни показывает, что мозаичные формы протекают в среднем легче. По-видимому, это объясняется присутствием нормальных клеток, частично компенсирующих генетический дисбаланс. В индивидуальном прогнозе прямой связи тяжести течения заболевания и соотношения аномальных и нормальных клонов не обнаруживается.

По мере изучения фено- и кариотипических корреляций при разных протяженностях хромосомной мутации выясняется, что наиболее специфичные для того или иного синдрома проявления обусловлены отклонениями в содержании сравнительно небольших сегментов хромосом. Дисбаланс по значительному объему хромосомного материала делает клиническую картину более неспецифичной. Так, специфические клинические симптомы синдрома Дауна проявляются при трисомии по сегменту длинного плеча хромосомы 21q22.1. Для развития синдрома «кошачьего крика» при делециях короткого плеча аутосомы 5 наиболее важна средняя часть сегмента (5р15). Характерные черты синдрома Эдвардса связаны с трисомией сегмента хромосомы 18q11.

Каждой хромосомной болезни свойствен клинический полиморфизм, обусловленный генотипом организма и условиями среды. Вариации в проявлениях патологии могут быть очень широкими: от летального эффекта до незначительных отклонений в развитии. Так, 60-70% случаев трисомии 21 заканчиваются гибелью во внутриутробном периоде, в 30% случаев рождаются дети с синдромом Дауна, имеющим различные клинические проявления. Моносомия по Х-хромосоме среди новорожденных (синдром Шерешевского-

Тернера) - это 10% всех моносомных по Х-хромосоме зародышей (остальные погибают), а если учитывать еще доимплантационную гибель зигот Х0, то живорожденные с синдромом Шерешевского- Тернера составляют только 1%.

Несмотря на недостаточное понимание закономерностей патогенеза хромосомных болезней в целом, некоторые звенья общей цепи событий в развитии отдельных форм уже известны и их число постоянно увеличивается.

КЛИНИКО-ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

Синдром Дауна

Синдром Дауна, трисомия 21, - наиболее изученная хромосомная болезнь. Частота синдрома Дауна среди новорожденных равна 1:700-1:800, не имеет какой-либо временной, этнической или географической разницы при одинаковом возрасте родителей. Частота рождения детей с синдромом Дауна зависит от возраста матери и в меньшей мере от возраста отца (рис. 5.3).

С возрастом существенно увеличивается вероятность рождения детей с синдромом Дауна. Так, у женщин в возрасте 45 лет она составляет около 3%. Высокая частота детей с синдромом Дауна (около 2%) наблюдается у рано рожающих женщин (до 18 лет). Следовательно, для популяционных сравнений частоты рождения детей с синдромом Дауна надо принимать во внимание распределение рожающих женщин по возрасту (доля женщин, рожающих после 30-35 лет, в общем числе рожающих). Это распределение иногда меняется в течение 2-3 лет для одного и того же населения (например, при резком изменении экономической ситуации в стране). Рост частоты синдрома Дауна с увеличением материнского возраста известен, но большинство детей с синдромом Дауна все-таки рождены матерями моложе 30 лет. Это связано с большим числом беременностей в этой возрастной группе по сравнению с женщинами более старшего возраста.

Рис. 5.3. Зависимость частоты рождения детей с синдромом Дауна от возраста матери

В литературе описана «пучковость» рождения детей с синдромом Дауна в определенные промежутки времени в некоторых странах (городах, провинциях). Эти случаи можно объяснить скорее стохастическими колебаниями спонтанного уровня нерасхождения хромосом, чем воздействием предполагаемых этиологических факторов (вирусной инфекцией, низкими дозами радиации, хлорофосом).

Цитогенетические варианты синдрома Дауна разнообразны. Однако основную долю (до 95%) составляют случаи полной трисомии 21 вследствие нерасхождения хромосом в мейозе. Вклад материнского нерасхождения в эти гаметические формы болезни составляет 85-90%, а отцовского - только 10-15%. При этом примерно 75% нарушений возникает в первом делении мейоза у матери и только 25% - во втором. Около 2% детей с синдромом Дауна имеют мозаичные формы трисомии 21 (47,+21/46). Примерно 3-4% больных имеют транслокационную форму трисомии по типу робертсоновских транслокаций между акроцентриками (D/21 и G/21). Около 1 / 4 транслокационных форм наследуются от родителей-носителей, тогда как 3 / 4 транслокаций возникают de novo. Основные типы хромосомных нарушений, обнаруживаемых при синдроме Дауна, представлены в табл. 5.4.

Таблица 5.4. Основные типы хромосомных аномалий при синдроме Дауна

Соотношение мальчиков и девочек с синдромом Дауна составляет 1:1.

Клиническая симптоматика синдрома Дауна разнообразна: это и врожденные пороки развития, и нарушения постнатального развития нервной системы, и вторичный иммунодефицит и т.п. Дети с синдромом Дауна рождаются в срок, но с умеренно выраженной пренатальной гипоплазией (на 8-10% ниже средних величин). Многие симптомы синдрома Дауна заметны уже при рождении и в последующем проявляются более четко. Квалифицированный педиатр устанавливает правильный диагноз синдрома Дауна в родильном доме не менее чем в 90% случаев. Из черепно-лицевых дисморфий отмечаются монголоидный разрез глаз (по этой причине синдром Дауна долго называли монголоидизмом), брахицефалия, круглое уплощенное лицо, плоская спинка носа, эпикант, крупный (обычно высунутый) язык, деформированные ушные раковины (рис. 5.4). Мышечная гипото-

Рис. 5.4. Дети разного возраста с характерными чертами синдрома Дауна (брахицефалия, круглое лицо, макроглоссия и открытый рот, эпикант, гипертелоризм, широкая переносица, «карпий рот», косоглазие)

ния сочетается с разболтанностью суставов (рис. 5.5). Часто встречаются врожденный порок сердца, клинодактилия, типичные изменения дерматоглифики (четырехпальцевая, или «обезьянья», складка на ладони (рис. 5.6), две кожные складки вместо трех на мизинце, высокое положение трирадиуса и др.). Пороки ЖКТ наблюдаются редко.

Рис. 5.5. Резкая гипотония у пациента с синдромом Дауна

Рис. 5.6. Ладони взрослого мужчины с синдромом Дауна (усиленная морщинистость, на левой руке четырехпальцевая, или «обезьянья», складка)

Диагноз синдрома Дауна устанавливают на основании сочетания нескольких симптомов. Следующие 10 признаков наиболее важны для установления диагноза, наличие 4-5 из них достоверно указывает на синдром Дауна:

Уплощение профиля лица (90%);

Отсутствие сосательного рефлекса (85%);

Мышечная гипотония (80%);

Монголоидный разрез глазных щелей (80%);

Избыток кожи на шее (80%);

Разболтанность суставов (80%);

Диспластичный таз (70%);

Диспластичные (деформированные) ушные раковины (60%);

Клинодактилия мизинца (60%);

Четырехпальцевая сгибательная складка (поперечная линия) ладони (45%).

Большое значение для диагностики имеет динамика физического и умственного развития ребенка - при синдроме Дауна оно задерживается. Рост взрослых больных на 20 см ниже среднего. Задержка умственного развития может достигать уровня имбецильности без специальных методов обучения. Дети с синдромом Дауна ласковые, внимательные, послушные, терпеливые при обучении. Коэффициент умственного развития (IQ) у разных детей может составлять от 25 до 75.

Реакция детей с синдромом Дауна на воздействия окружающей среды часто патологическая в связи со слабым клеточным и гуморальным иммунитетом, снижением репарации ДНК, недостаточной выработкой пищеварительных ферментов, ограниченными компенсаторными возможностями всех систем. По этой причине дети с синдромом Дауна часто болеют пневмониями, тяжело переносят детские инфекции. У них отмечается недостаток массы тела, выражен гиповитаминоз.

Врожденные пороки внутренних органов, сниженная приспособляемость детей с синдромом Дауна часто приводят к смерти в первые 5 лет. Следствием измененного иммунитета и недостаточности репарационных систем (для поврежденной ДНК) являются лейкозы, часто возникающие у больных с синдромом Дауна.

Дифференциальная диагностика проводится с врожденным гипотиреозом, другими формами хромосомных аномалий. Цитогенетическое обследование детей показано не только при подозрении на синдром Дауна, но и при клинически установленном диагнозе, поскольку цитогенетическая характеристика пациента необходима для прогноза здоровья будущих детей у родителей и их родственников.

Этические проблемы при синдроме Дауна многоплановы. Несмотря на повышение риска рождения ребенка с синдромом Дауна и другими хромосомными синдромами, врач должен избегать прямых рекомен-

даций по ограничению деторождения у женщин старшей возрастной группы, так как риск по возрасту остается достаточно низким, особенно с учетом возможностей пренатальной диагностики.

Неудовлетворенность у родителей часто вызывает форма сообщения врачом о диагнозе синдрома Дауна у ребенка. Диагностировать синдром Дауна по фенотипическим признакам обычно можно сразу после родоразрешения. Врач, пытающийся отказаться от установления диагноза до исследования кариотипа, может потерять уважение родственников ребенка. Важно сообщить родителям как можно скорее после рождения ребенка, по крайней мере, о ваших подозрениях, но не следует полностью информировать родителей ребенка о диагнозе. Нужно дать достаточно сведений, отвечая на непосредственные вопросы, и поддерживать контакт с родителями до того дня, когда станет возможным более детальное обсуждение. Немедленная информация должна включать объяснение этиологии синдрома для исключения взаимных обвинений супругов и описание исследований и процедур, необходимых для того, чтобы полностью оценить здоровье ребенка.

Полное обсуждение диагноза нужно провести, как только родильница более или менее оправится от стресса родоразрешения, обычно в 1-е сутки после родов. К этому времени у матерей возникает множество вопросов, на которые необходимо отвечать точно и определенно. Важно приложить все усилия, чтобы на этой встрече присутствовали оба родителя. Ребенок становится предметом непосредственного обсуждения. В этот период еще рано нагружать родителей всей информацией о заболевании, так как новые и сложные понятия требуют времени для осмысления.

Не пытайтесь давать прогнозы. Бесполезно пытаться точно предвидеть будущее любого ребенка. Древние мифы вроде: «По крайней мере, он будет всегда любить и наслаждаться музыкой» - непростительны. Нужно представить картину, написанную широкими мазками, и отметить, что способности каждого ребенка развиваются индивидуально.

85% детей с синдромом Дауна, рожденных в России (в Москве - 30%), родители оставляют на попечение государства. Родители (а часто и педиатры) не знают, что при правильном обучении такие дети могут стать полноценными членами семьи.

Лечебная помощь детям с синдромом Дауна многопланова и неспецифична. Врожденные пороки сердца устраняются оперативно.

Постоянно проводится общеукрепляющее лечение. Питание должно быть полноценным. Необходимы внимательный уход за больным ребенком, защита от действия вредных факторов окружающей среды (простуда, инфекции). Большие успехи в сохранении жизни детей с синдромом Дауна и их развитии обеспечивают специальные методы обучения, укрепления физического здоровья с раннего детства, некоторые формы лекарственной терапии, направленные на улучшение функций ЦНС. Многие больные с трисомией 21 теперь способны вести самостоятельную жизнь, овладевают несложными профессиями, создают семьи. Средняя продолжительность жизни таких больных в промышленно развитых странах составляет 50-60 лет.

Синдром Патау (трисомия 13)

Синдром Патау выделен в самостоятельную нозологическую форму в 1960 г. в результате цитогенетического обследования детей с врожденными пороками развития. Частота синдрома Патау среди новорожденных равна 1: 5000-7000. Существуют цитогенетические варианты этого синдрома. Простая полная трисомия 13 как следствие нерасхождения хромосом в мейозе у одного из родителей (главным образом у матери) встречается у 80-85% больных. Остальные случаи обусловлены в основном передачей дополнительной хромосомы (точнее, ее длинного плеча) в робертсоновских транслокациях типа D/13 и G/13. Обнаружены и другие цитогенетические варианты (мозаицизм, изохромосома, неробертсоновские транслокации), но они встречаются крайне редко. Клиническая и патолого-анатомическая картина простых трисомных форм и транслокационных форм не различается.

Соотношение полов при синдроме Патау близко к 1: 1. Дети с синдромом Патау рождаются с истинной пренатальной гипоплазией (на 25-30% ниже средних величин), которую нельзя объяснить небольшой недоношенностью (средний срок гестации 38,3 нед). Характерное осложнение беременности при вынашивании плода с синдромом Патау - многоводие: оно встречается почти в 50% случаев. Синдром Патау сопровождается множественными врожденными пороками развития головного мозга и лица (рис. 5.7). Это патогенетически единая группа ранних (и, следовательно, тяжелых) нарушений формирования головного мозга, глазных яблок, костей мозговой и лицевой частей черепа. Окружность черепа обычно уменьшена, встречается и тригоноцефалия. Лоб скошенный, низкий; глазные щели узкие, переносье запавшее, ушные раковины низко расположенные и дефор-

Рис. 5.7. Новорожденные с синдромом Патау (тригоноцефалия (б); двусторонняя расщелина верхней губы и нёба (б); узкие глазные щели (б); низко расположенные (б) и деформированные (а) ушные раковины; микрогения (а); флексорное положение кистей)

мированные. Типичный признак синдрома Патау - расщелины верхней губы и нёба (обычно двусторонние). Всегда обнаруживаются пороки нескольких внутренних органов в разных комбинациях: дефекты перегородок сердца, незавершенный поворот кишечника, кисты почек, аномалии внутренних половых органов, дефекты поджелудочной железы. Как правило, наблюдаются полидактилия (чаще двусторонняя и на руках) и флексорное положение кистей. Частота разных симптомов у детей с синдромом Патау по системам следующая: лицо и мозговая часть черепа - 96,5%, опорно-двигательный аппарат - 92,6%, ЦНС - 83,3%, глазное яблоко - 77,1%, сердечнососудистая система - 79,4%, органы пищеварения - 50,6%, мочевая система - 60,6%, половые органы - 73,2%.

Клиническая диагностика синдрома Патау основывается на сочетании характерных пороков развития. При подозрении на синдром Патау показано УЗИ всех внутренних органов.

В связи с тяжелыми врожденными пороками развития большинство детей с синдромом Патау умирают в первые недели или месяцы жизни (95% умирают до 1 года). Однако некоторые больные живут несколько лет. Более того, в развитых странах отмечается тенденция увеличения продолжительности жизни больных с синдромом Патау до 5 лет (около 15% больных) и даже до 10 лет (2-3% больных).

Другие синдромы врожденных пороков развития (синдромы Меккеля и Мора, тригоноцефалия Опитца) по отдельным признакам совпадают с синдромом Патау. Решающий фактор в диагностике - исследование хромосом. Цитогенетическое исследование показано во всех случаях, в том числе у умерших детей. Точный цитогенетический диагноз необходим для прогноза здоровья будущих детей в семье.

Лечебная помощь детям с синдромом Патау неспецифическая: операции по поводу врожденных пороков развития (по жизненным показаниям), общеукрепляющее лечение, тщательный уход, профилактика простудных и инфекционных болезней. Дети с синдромом Патау практически всегда глубокие идиоты.

Синдром Эдвардса (трисомия 18)

Почти во всех случаях синдром Эдвардса обусловлен простой трисомной формой (гаметическая мутация у одного из родителей). Встречаются и мозаичные формы (нерасхождение на ранних стадиях дробления). Транслокационные формы крайне редки, и, как правило, это частичные, а не полные трисомии. Клинических различий между цитогенетически различающимися формами трисомии нет.

Частота синдрома Эдвардса среди новорожденных составляет 1:5000-1:7000. Соотношение мальчиков и девочек 1: 3. Причины преобладания девочек среди больных пока неясны.

При синдроме Эдвардса отмечается выраженная задержка пренатального развития при нормальной продолжительности беременности (роды в срок). На рис. 5.8-5.11 показаны пороки при синдроме Эдвардса. Это множественные врожденные пороки развития лицевой части черепа, сердца, костной системы, половых органов. Череп долихоцефалической формы; нижняя челюсть и отверстие рта маленькие; глазные щели узкие и короткие; ушные раковины деформированные и низко расположенные. Из других внешних признаков отмечаются флексорное положение кистей, аномальная стопа (пятка выступает, свод провисает), I палец стоп короче II пальца. Спинно-мозговая

Рис. 5.8. Новорожденный с синдромом Эдвардса (выступающий затылок, микрогения, флексорное положение кисти)

Рис. 5.9. Характерное для синдрома Эдвардса положение пальцев (возраст ребенка 2 мес)

Рис. 5.10. Стопа-качалка (пятка выступает, свод провисает)

Рис. 5.11. Гипогенитализм у мальчика (крипторхизм, гипоспадия)

грыжа и расщелина губы встречаются редко (5% случаев синдрома Эдвардса).

Многообразная симптоматика синдрома Эдвардса у каждого больного проявляется лишь частично: лицо и мозговая часть черепа - 100%, опорно-двигательный аппарат - 98,1%, ЦНС - 20,4%, глаза - 13,61%, сердечно-сосудистая система - 90,8%, органы пищеварения - 54,9%, мочевая система - 56,9%, половые органы - 43,5%.

Как видно из представленных данных, наиболее значимы в диагностике синдрома Эдвардса изменения мозгового черепа и лица, опорно-двигательного аппарата, пороки развития сердечнососудистой системы.

Дети с синдромом Эдвардса умирают в раннем возрасте (90% до 1 года) от осложнений, обусловленных врожденными пороками развития (асфиксии, пневмонии, кишечной непроходимости, сердечно-сосудистой недостаточности). Клиническая и даже патолого-анатомическая дифференциальная диагностика синдрома Эдвардса сложна, поэтому во всех случаях показано цитогенетическое исследование. Показания для него те же, что и при трисомии 13 (см. выше).

Трисомия 8

Клиническая картина синдрома трисомии 8 впервые описана разными авторами в 1962 и 1963 гг. у детей с отставанием в умственном развитии, отсутствием надколенника и другими врожденными пороками развития. Цитогенетически был констатирован мозаицизм по хромосоме из группы С или D, поскольку индивидуальной идентификации хромосом в тот период еще не было. Полная трисомия 8, как правило, летальна. Ее часто обнаруживают у пренатально погибших эмбрионов и плодов. Среди новорожденных трисомия 8 встречается с частотой не более чем 1: 5000, преобладают мальчики (соотношение мальчиков и девочек 5: 2). Большинство описанных случаев (около 90%) относится к мозаичным формам. Заключение о полной трисомии у 10% больных основывалось на исследовании одной ткани, чего в строгом смысле недостаточно для исключения мозаицизма.

Трисомия 8 - результат вновь возникшей мутации (нерасхождение хромосом) на ранних стадиях бластулы, за исключением редких случаев новой мутации в гаметогенезе.

Различий в клинической картине полных и мозаичных форм не выявлено. Тяжесть клинической картины широко варьирует.

Рис. 5.12. Трисомия 8 (мозаицизм) (вывернутая нижняя губа, эпикант, аномальная ушная раковина)

Рис. 5.13. 10-летний мальчик с трисомией 8 (умственная недостаточность, большие оттопыренные ушные раковины с упрощенным рисунком)

Рис. 5.14. Контрактуры межфаланговых суставов при трисомии 8

Причины таких вариаций неизвестны. Корреляций между тяжестью заболевания и долей трисомных клеток не обнаружено.

Дети с трисомией 8 рождаются доношенными. Возраст родителей из общей выборки не выделяется.

Для болезни наиболее характерны отклонения в строении лица, пороки опорно-двигательного аппарата и мочевой системы (рис. 5.12-5.14). Это выступающий лоб (у 72%), косоглазие, эпикант, глубоко посаженные глаза, гипертелоризм глаз и сосков, высокое нёбо (иногда расщелина), толстые губы, вывернутая нижняя губа (у 80,4%), большие ушные раковины с толстой мочкой, контрактуры суставов (у 74%), камптодактилия, аплазия надколенника (у 60,7%), глубокие борозды между межпальцевыми подушечками (у 85,5%), четырехпальцевая складка, аномалии ануса. При УЗИ выявляются аномалии позвоночника (добавочные позвонки, неполное закрытие позвоночного канала), аномалии формы и положения ребер или добавочные ребра.

Число симптомов у новорожденных составляет от 5 до 15 и более.

При трисомии 8 прогноз физического, психического развития и жизни неблагоприятный, хотя описаны пациенты в возрасте 17 лет. Со временем у больных проявляются умственная отсталость, гидроцефалия, паховая грыжа, новые контрактуры, аплазия мозолистого тела, кифоз, сколиоз, аномалии тазобедренного сустава, узкий таз, узкие плечи.

Методов специфического лечения нет. Оперативные вмешательства проводят по жизненным показаниям.

Полисомии по половым хромосомам

Это большая группа хромосомных болезней, представленная различными комбинациями дополнительных Х- или Y-хромосом, а в случаях мозаицизма - комбинациями разных клонов. Общая частота полисомии по Х- или Y-хромосомам среди новорожденных составляет 1,5: 1000-2: 1000. В основном это полисомии XXX, XXY и XYY. Мозаичные формы составляют примерно 25%. В таблице 5.5 представлены типы полисомий по половым хромосомам.

Таблица 5.5. Типы полисомий по половым хромосомам у человека

Обобщенные данные по частоте детей с аномалиями по половым хромосомам представлены в табл. 5.6.

Таблица 5.6. Примерная частота детей с аномалиями по половым хромосомам

Синдром трипло-Х (47,ХХХ)

Среди новорожденных девочек частота синдрома составляет 1: 1000. Женщины с кариотипом XXX в полном или мозаичном варианте имеют в основном нормальное физическое и психическое развитие, обычно выявляются случайно при обследовании. Это объясняется тем, что в клетках две X-хромосомы гетерохроматинизированы (два тельца полового хроматина), а функционирует лишь одна, как и у нормальной женщины. Как правило, у женщины с кариотипом XXX нет отклонений в половом развитии, она имеет нормальную плодовитость, хотя риск хромосомных нарушений у потомства и возникновения спонтанных абортов повышен.

Интеллектуальное развитие нормальное или на нижней границе нормы. Лишь у некоторых женщин с трипло-Х есть нарушения репродуктивной функции (вторичная аменорея, дисменорея, ранняя менопауза и др.). Аномалии развития наружных половых органов (признаки дизэмбриогенеза) обнаруживаются лишь при тщательном обследовании, выражены незначительно и не служат поводом для обращения к врачу.

Варианты синдрома Х-полисомии без Y-хромосомы с числом Х-хромосом более 3 встречаются редко. С увеличением числа дополнительных Х-хромосом нарастают отклонения от нормы. У женщин с тетра- и пентасомией описаны отклонения в умственном развитии, черепно-лицевые дисморфии, аномалии зубов, скелета и половых органов. Однако женщины даже с тетрасомией по Х-хромосоме имеют потомство. Правда, у таких женщин есть повышенный риск родить девочку с трипло-Х или мальчика с синдромом Клайнфелтера, потому что триплоидные оогонии образуют моносомные и дисомные клетки.

Синдром Клайнфелтера

Включает случаи полисомии по половым хромосомам, при которых имеется не менее двух Х-хромосом и не менее одной Y-хромосомы. Наиболее часто встречающийся и типичный по клинической картине синдром - это синдром Клайнфелтера с набором 47,ХХY. Этот синдром (в полном и мозаичном вариантах) встречается с частотой 1: 500-750 новорожденных мальчиков. Варианты полисомии с большим числом Х- и Y-хромосом (см. табл. 5.6) встречаются редко. Клинически они также относятся к синдрому Клайнфелтера.

Присутствие Y-хромосомы определяет формирование мужского пола. До периода полового созревания мальчики развиваются почти нормально, лишь с небольшим отставанием в психическом развитии. Генетический дисбаланс в связи с добавочной Х-хромосомой клинически проявляется в период полового созревания в виде недоразвития яичек и вторичных мужских половых признаков.

Больные имеют высокий рост, женский тип телосложения, гинекомастию, слабое оволосение лица, подмышечных впадин и лобка (рис. 5.15). Яички уменьшены, гистологически обнаруживаются дегенерация герминативного эпителия и гиалиноз семенных канатиков. Больные бесплодны (азооспермия, олигоспермия).

Синдром дисомии

по Y-хромосоме (47,XYY)

Встречается с частотой 1:1000 новорожденных мальчиков. Большинство мужчин с таким набором хромосом слегка отличаются от лиц с нормальным хромосомным набором по физическому и умственному развитию. Ростом они немного выше среднего, умственно развиты, не дисморфичны. Заметных отклонений ни в половом развитии, ни в гормональном статусе, ни в плодовитости у большинства XYY- индивидов нет. Повышенного риска иметь хромосомно аномальных детей у XYY-индивидов нет. Почти для половины мальчиков 47, XYY требуется дополнительная педагогическая помощь в связи с задержкой речевого развития, затруднений в чтении и произношении. Коэффициент умственного развития (IQ) в среднем ниже на 10-15 пунктов. Из поведенческих особенностей отмечаются дефицит внимания, гиперактивность и импульсивность, но без выраженной агрессии или психопатологического поведения. В 1960-70 годы указывалось, что пропорция XYY мужчин повышена в тюрьмах и психиатрических больницах, особенно среди высоких. В настоящее время эти предположения считаются некорректными. Тем не менее невозможность

Рис. 5.15. Синдром Клайнфелтера. Высокий рост, гинекомастия, оволосение на лобке по женскому типу

предсказать исход развития в индивидуальных случаях делает идентификацию XYY-плода одной из наиболее трудных задач при генетическом консультировании в пренатальной диагностике.

Синдром Шерешевского-Тернера (45,Х)

Это единственная форма моносомии у живорожденных. Не менее 90% зачатий с кариотипом 45,Х абортируется спонтанно. Моносомия Х составляет 15-20% среди всех аномальных кариотипов абортусов.

Частота синдрома Шерешевского-Тернера равна 1: 2000-5000 новорожденных девочек. Цитогенетика синдрома многообразна. Наряду с истинной моносомией во всех клетках (45,X) встречаются другие формы хромосомных аномалий по половым хромосомам. Это делеции короткого или длинного плеча Х-хромосомы , изохромосомы , кольцевые хромо- сомы, а также различные варианты мозаицизма. Лишь 50-60% пациенток с синдромом Шерешевского-Тернера имеют простую полную моносомию (45,Х). Единственная Х-хромосома в 80-85% случаев имеет материнское происхождение и лишь в 15-20% - отцовское.

В остальных случаях синдром обусловлен разнообразным мозаицизмом (в целом 30-40%) и более редкими вариантами делеций, изохромосом, кольцевых хромосом.

Гипогонадизм, недоразвитие половых органов и вторичных половых признаков;

Врожденные пороки развития;

Низкий рост.

Со стороны половой системы отмечаются отсутствие гонад (агенезия гонад), гипоплазия матки и маточных труб, первичная аменорея, скудное оволосение лобка и подмышечных впадин, недоразвитие молочных желез, недостаточность эстрогенов, избыток гипофизарных гонадотропинов. У детей с синдромом Шерешевского-Тернера часто (до 25% случаев) встречаются разные врожденные пороки сердца и почек.

Внешний вид больных достаточно своеобразен (хотя и не всегда). У новорожденных и детей грудного возраста короткая шея с избытком кожи и крыловидными складками, лимфатический отек стоп (рис. 5.16), голеней, кистей рук и предплечий. В школьном и особенно в подростковом возрасте выявляется отставание в росте, в

Рис. 5.16. Лимфатический отек стопы у новорожденного с синдромом Шерешевского-Тернера. Маленькие выпуклые ногти

Рис. 5.17. Девочка с синдромом Шерешевского-Тернера (шейные крыловидные складки, широко расположенные и недоразвитые соски молочных желез)

развитии вторичных половых признаков (рис. 5.17). У взрослых отмечают нарушения скелета, черепно-лицевые дисморфии, вальгусную девиацию коленных и локтевых суставов, укорочение метакарпальных и метатарзальных костей, остеопороз, бочкообразную грудную клетку, низкий рост волос на шее, антимонголоидный разрез глазных щелей, птоз, эпикант, ретрогению, низкое расположение ушных раковин. Рост взрослых больных на 20-30 см ниже среднего. Тяжесть клинических (фенотипических) проявлений зависит от многих пока неизвестных факторов, в том числе от типа хромосомной патологии (моносомия, делеция, изохромосома). Мозаичные формы болезни, как правило, имеют более слабые проявления в зависимости от соотношения клонов 46ХХ:45Х.

В таблице 5.7 представлены данные о частоте основных симптомов при синдроме Шерешевского-Тернера.

Таблица 5.7. Клинические симптомы синдрома Шерешевского-Тернера и их встречаемость

Лечение больных с синдромом Шерешевского-Тернера комплексное:

Реконструктивная хирургия (врожденные пороки внутренних органов);

Пластическая хирургия (удаление крыловидных складок и т.п.);

Гормональное лечение (эстрогены, гормон роста);

Психотерапия.

Своевременное применение всех методов лечения, включая применение генно-инженерного гормона роста, дает больным возможность достичь приемлемого роста и вести полноценную жизнь.

Синдромы частичных анеуплоидий

Эта многочисленная группа синдромов обусловлена хромосомными мутациями. Какой бы вид хромосомной мутации ни был исходно (инверсия, транслокация, дупликация, делеция), возникновение клинического хромосомного синдрома определяется либо избытком (частичной трисомией), либо недостатком (частичной моносомией) генетического материала или одновременно тем и другим эффектом разных измененных участков хромосомного набора. К настоящему времени обнаружено около 1000 разных вариантов хромосомных мутаций, унаследованных от родителей или возникших в раннем эмбриогенезе. Однако клиническими формами хромосомных синдромов считают только те перестройки (их около 100), по которым

описано несколько пробандов с совпадением характера цитогенетических изменений и клинической картины (корреляция кариотипа и фенотипа).

Частичные анеуплоидии возникают главным образом в результате неточного кроссинговера в хромосомах с инверсиями или транслокациями. Лишь в небольшом числе случаев возможно первичное возникновение делеций в гамете или в клетке на ранних стадиях дробления.

Частичные анеуплоидии, как и полные, вызывают резкие отклонения в развитии, поэтому относятся к группе хромосомных болезней. Большинство форм частичных трисомий и моносомий не повторяют клиническую картину полных анеуплоидий. Они являются самостоятельными нозологическими формами. Лишь у небольшого числа пациентов клинический фенотип при частичных анеуплоидиях совпадает с таковым при полных формах (синдром Шерешевского- Тернера, синдром Эдвардса, синдром Дауна). В этих случаях речь идет о частичной анеуплоидии по так называемым критическим для развития синдрома районам хромосом.

Какой-либо зависимости тяжести клинической картины хромосомного синдрома от формы частичной анеуплоидии или от индивидуальной хромосомы нет. Величина вовлеченного в перестройку участка хромосомы может иметь значение, но случаи подобного рода (меньшая или большая длина) должны рассматриваться как разные синдромы. Общие закономерности корреляций клинической картины и характера хромосомных мутаций выявить трудно, потому что многие формы частичных анеуплоидий элиминируются в эмбриональном периоде.

Фенотипические проявления любых аутосомных делеционных синдромов состоят из двух групп аномалий: неспецифических находок, общих для многих различных форм частичных аутосомных анеуплоидий (задержка пренатального развития, микроцефалия, гипертелоризм, эпикант, явно низко расположенные уши, микрогнатия, клинодактилия и т.д.); комбинации находок, типичных для данного синдрома. Наиболее подходящее объяснение причин неспецифических находок (большинство из которых не имеют клинического значения) - это неспецифические эффекты аутосомного дисбаланса как такового, а не результаты делеций или дупликаций специфических локусов.

Хромосомным синдромам, обусловленным частичными анеуплоидиями, присущи общие свойства всех хромосомных болезней:

врожденные нарушения морфогенеза (врожденные пороки развития, дисморфии), нарушение постнатального онтогенеза, тяжесть клинической картины, сокращенная продолжительность жизни.

Синдром «кошачьего крика»

Это частичная моносомия по короткому плечу хромосомы 5 (5р-). Синдром моносомии 5р- был первым описанным синдромом, обусловленным хромосомной мутацией (делецией). Это открытие сделал Дж. Лежен в 1963 г.

У детей с такой хромосомной аномалией отмечается необычный плач, напоминающий требовательное кошачье мяуканье или крик. По этой причине синдром был назван синдромом «кошачьего крика». Частота синдрома достаточно высокая для делеционных синдромов - 1: 45 000. Описано несколько сотен больных, поэтому цитогенетика и клиническая картина этого синдрома изучены хорошо.

Цитогенетически в большинстве случаев выявляется делеция с утратой от 1 / 3 до 1 / 2 длины короткого плеча хромосомы 5. Потеря всего короткого плеча или, наоборот, незначительного участка встречается редко. Для развития клинической картины синдрома 5р - имеет значение не величина утраченного участка, а конкретный фрагмент хромосомы. За развитие полного синдрома ответствен лишь незначительный участок в коротком плече хромосомы 5 (5р15.1-15.2). Помимо простой делеции, при этом синдроме обнаружены и другие цитогенетические варианты: кольцевая хромосома 5 (естественно, с делецией соответствующего участка короткого плеча); мозаицизм по делеции; реципрокная транслокация короткого плеча хромосомы 5 (с потерей критического участка) с другой хромосомой.

Клиническая картина синдрома 5р- довольно сильно различается у отдельных больных по сочетанию врожденных пороков развития органов. Наиболее характерный признак - «кошачий крик» - обусловлен изменением гортани (сужение, мягкость хрящей, уменьшение надгортанника, необычная складчатость слизистой оболочки). Практически у всех больных имеются те или иные изменения мозговой части черепа и лица: лунообразное лицо, микроцефалия, гипертелоризм, микрогения, эпикант, антимонголоидный разрез глаз, высокое нёбо, плоская спинка носа (рис. 5.18, 5.19). Ушные раковины деформированы и расположены низко. Кроме того, встречаются врожденные пороки сердца и некоторых

Рис. 5.18. Ребенок с выраженными признаками синдрома «кошачьего крика» (микроцефалия, лунообразное лицо, эпикант, гипертелоризм, широкая плоская спинка носа, низко расположенные ушные раковины)

Рис. 5.19. Ребенок с маловыраженными признаками синдрома «кошачьего крика»

других внутренних органов, изменения костно-мышечной системы (синдактилия стоп, клинодактилия V пальца кисти, косолапость). Выявляют мышечную гипотонию, а иногда и диастаз прямых мышц живота.

Выраженность отдельных признаков и клинической картины в целом меняется с возрастом. Так, «кошачий крик», мышечная гипотония, лунообразное лицо с возрастом исчезают почти полностью, а микроцефалия выявляется более отчетливо, становятся заметнее психомоторное недоразвитие, косоглазие. Продолжительность жизни больных с синдромом 5р- зависит от тяжести врожденных пороков внутренних органов (особенно сердца), выраженности клинической картины в целом, уровня медицинской помощи и повседневной жизни. Большинство больных умирают в первые годы, около 10% больных достигают 10-летнего возраста. Имеются единичные описания больных в возрасте 50 лет и старше.

Во всех случаях больным и их родителям показано цитогенетическое обследование, потому что у одного из родителей может быть реципрокная сбалансированная транслокация, которая при прохождении через стадию мейоза может обусловливать делецию участка

5р15.1-15.2.

Синдром Вольфа-Хиршхорна (частичная моносомия 4р-)

Обусловлен делецией сегмента короткого плеча хромосомы 4. Клинически синдром Вольфа-Хиршхорна проявляется многочисленными врожденными пороками с последующей резкой задержкой физического и психомоторного развития. Уже внутриутробно отмечается гипоплазия плода. Средняя масса тела детей при рождении от доношенной беременности составляет около 2000 г, т.е. пренатальная гипоплазия выражена больше, чем при других частичных моносомиях. У детей с синдромом Вольфа-Хиршхорна отмечаются следующие признаки (симптомы): микроцефалия, клювовидный нос, гипертелоризм, эпикант, аномальные ушные раковины (часто с преаурикулярными складками), расщелины верхней губы и нёба, аномалии глазных яблок, антимонголоидный разрез глаз, малень-

Рис. 5.20. Дети с синдромом Вольфа-Хиршхорна (микроцефалия, гипертелоризм, эпикант, аномальные ушные раковины, косоглазие, микрогения, птоз)

кий рот, гипоспадия, крипторхизм, сакральная ямка, деформация стоп и др. (рис. 5.20). Наряду с пороками развития наружных органов более чем у 50% детей имеются пороки внутренних органов (сердца, почек, ЖКТ).

Жизнеспособность детей резко снижена, большинство умирают в возрасте до 1 года. Описан лишь 1 больной в возрасте 25 лет.

Цитогенетика синдрома довольно характерная, как и многих делеционных синдромов. Примерно в 80% случаев у пробанда выявляется делеция части короткого плеча хромосомы 4, а у родителей кариотипы нормальные. Остальные случаи обусловлены транслокационными комбинациями или кольцевыми хромосомами, но всегда при этом отмечается потеря фрагмента 4р16.

Цитогенетическое обследование больного и его родителей показано для уточнения диагноза и прогноза здоровья будущих детей, поскольку родители могут иметь сбалансированные транслокации. Частота рождения детей с синдромом Вольфа-Хиршхорна невысокая (1: 100 000).

Синдром частичной трисомии по короткому плечу хромосомы 9 (9р+)

Это наиболее частая форма частичных трисомий (опубликовано около 200 сообщений о таких больных).

Клиническая картина многообразна и включает внутриутробные и постнатальные нарушения развития: задержку роста, умственную отсталость, микробрахицефалию, антимонголоидный разрез глаз, энофтальм (глубоко посаженные глаза), гипертелоризм, округлый кончик носа, опущенные углы рта, низко расположенные оттопыренные ушные раковины с уплощенным рисунком, гипоплазию (иногда дисплазию) ногтей (рис. 5.21). Врожденные пороки сердца обнаружены у 25% больных.

Реже встречаются другие врожденные аномалии, свойственные всем хромосомным болезням: эпикант, косоглазие, микрогнатия, высокое арковидное нёбо, сакральный синус, синдактилии.

Больные с синдромом 9р+ рождаются в срок. Пренатальная гипоплазия выражена умеренно (средняя масса тела новорожденных 2900-3000 г). Жизненный прогноз сравнительно благоприятный. Больные доживают до пожилого и преклонного возраста.

Цитогенетика синдрома 9р+ многообразна. Большая часть случаев - результат несбалансированных транслокаций (семейных или спорадических). Описаны и простые дупликации, изохромосомы 9р.

Рис. 5.21. Синдром трисомии 9р+ (гипертелоризм, птоз, эпикант, луковицеобразный нос, короткий фильтр, большие, низко расположенные ушные раковины, толстые губы, короткая шея): а - ребенок 3 лет; б - женщина 21 года

Клинические проявления синдрома однотипны при разных цитогенетических вариантах, что вполне объяснимо, поскольку во всех случаях имеется тройной набор генов части короткого плеча хромосомы 9.

Синдромы, обусловленные микроструктурными аберрациями хромосом

В эту группу входят синдромы, обусловленные незначительными, размером до 5 млн п.о., делециями или дупликациями строго определенных участков хромосом. Соответственно их называют микроделеционными и микродупликационными синдромами. Многие из этих синдромов первоначально были описаны как доминантные заболевания (точечные мутации), однако позднее с помощью современных высокоразрешающих цитогенетических методов (особенно молекулярно-цитогенетических) была установлена истинная этиология данных заболеваний. С использованием CGH на микрочипах стало возможным обнаруживать делеции и дупликации хромосом протяженностью до одного гена с примыкающими областями, что позволило не только существенно расширить список микроделеционных и микродупликационных синдромов, но и приблизиться к

пониманию генофенотипических корреляций у пациентов с микроструктурными аберрациями хромосом.

Именно на примере расшифровки механизмов развития данных синдромов можно видеть взаимное проникновение цитогенетических методов в генетический анализ, молекулярно-генетических методов в клиническую цитогенетику. Это позволяет расшифровывать природу ранее непонятных наследственных болезней, а также выяснять функциональные зависимости между генами. Очевидно, что в основе развития микроделеционных и микродупликационных синдромов лежат изменения дозы генов в участке хромосомы, затронутом перестройкой. Однако пока не установлено, что именно составляет основу формирования большинства таких синдромов - отсутствие конкретного структурного гена или более протяженного участка, содержащего несколько генов. Болезни, которые возникают вследствие микроделеций участка хромосомы, содержащего несколько генных локусов, предложено называть смежными генными синдромами. Для формирования клинической картины данной группы заболеваний принципиально важно отсутствие продукта нескольких генов, затрагиваемых микроделецией. По своей природе смежные генные синдромы находятся на границе между менделирующими моногенными заболеваниями и хромосомными болезнями (рис. 5.22).

Рис. 5.22. Размеры геномных перестроек при различных типах генетических болезней. (По Stankiewicz P., Lupski J.R. Genome architecture, rearrangements and genomic disorders // Trends in Genetics. - 2002. - V. 18 (2). - P. 74-82.)

Типичным примером такого заболевания является синдром Прадера-Вилли, возникающий вследствие микроделеции размером 4 млн п.о. в регионе q11-q13 на хромосоме 15 отцовского происхождения. Микроделеция при синдроме Прадера-Вилли затрагивает 12 импринтированных генов (SNRPN, NDN, MAGEL2 и ряд других), которые в норме экспрессируются только с отцовской хромосомы.

Остается также пока неясным, как влияет на клиническое проявление микроделеционных синдромов состояние локуса в гомологичной хромосоме. По-видимому, природа клинических проявлений разных синдромов различна. Патологический процесс при некоторых из них развертывается через инактивацию опухолесупрессоров (ретинобластомы, опухоли Вильмса), клиника других синдромов обусловлена не только делециями как таковыми, но и явлениями хромосомного импринтинга и однородительских дисомий (синдромы Прадера-Вилли, Ангельмана, Беквита-Видемана). Клинические и цитогенетические характеристики микроделеционных синдромов постоянно уточняются. В таблице 5.8 приведены примеры некоторых синдромов, обусловленных микроделециями или микродупликациями небольших фрагментов хромосом.

Таблица 5.8. Общие сведения о синдромах, обусловленных микроделециями или микродупликациями хромосомных регионов

Продолжение таблицы 5.8

Окончание таблицы 5.8

Большинство микроделеционных/микродупликационных синдромов встречается редко (1: 50 000-100 000 новорожденных). Их клиническая картина, как правило, отчетливая. Диагноз можно поставить по совокупности симптомов. Однако в связи с прогнозом здоровья будущих детей в семье, в том числе у родственников

Рис. 5.23. СиндромЛангера-Гидеона. Множественные экзостозы

Рис. 5.24. Мальчик с синдромом Прадера-Вилли

Рис. 5.25. Девочка с синдромом Ангельмана

Рис. 5.26. Ребенок с синдромом ДиДжорджи

родителей пробанда, необходимо провести высокоразрешающее цитогенетическое исследование у пробанда и его родителей.

Рис. 5.27. Поперечные насечки на мочке уха - типичный симптом при синдроме Беквита-Видемана (указаны стрелкой)

Клинические проявления синдромов сильно варьируют в связи с разной протяженностью делеции или дупликации, а также в связи с родительской принадлежностью микроперестройки - унаследована ли она от отца или от матери. В последнем случае речь идет об импринтинге на хромосомном уровне. Это явление было открыто при цитогенетическом изучении двух клинически различающихся синдромов (Прадера-Вилли и Ангельмана). В обоих случаях микроделеция наблюдается в хромосоме 15 (участок q11-q13). Лишь молекулярноцитогенетическими методами установлена истинная природа синдромов (см. табл. 5.8). Участок q11-q13 в хромосоме 15 дает настолько выраженный эффект

импринтинга, что синдромы могут быть вызваны однородительскими дисомиями (рис. 5.28) или мутациями с эффектом импринтинга.

Как видно на рис. 5.28, дисомия по материнским хромосомам 15 вызывает синдром Прадера-Вилли (потому что отсутствует участок q11-q13 отцовской хромосомы). Такой же эффект дает делеция этого же участка или мутация в отцовской хромосоме при нормальном (биродительском) кариотипе. Прямо противоположная ситуация наблюдается при синдроме Ангельмана.

Более подробные сведения об архитектуре генома и наследственных болезнях, обусловленных микроструктурными нарушениями хромосом, можно найти в одноименной статье С.А. Назаренко на компакт-диске.

Рис. 5.28. Три класса мутаций при синдроме Прадера-Вилли (СПВ) и (СА) Ангельмана: М - мать; О - отец; ОРД - однородительская дисомия

ФАКТОРЫ ПОВЫШЕННОГО РИСКА РОЖДЕНИЯ ДЕТЕЙ С ХРОМОСОМНЫМИ БОЛЕЗНЯМИ

В последние десятилетия многие исследователи обращались к причинам возникновения хромосомных болезней. Не вызывало сомнений, что образование хромосомных аномалий (и хромосомных, и геномных мутаций) происходит спонтанно. Экстраполировались результаты экспериментальной генетики и предполагался индуцированный мутагенез у человека (ионизирующая радиация, химические мутагены, вирусы). Однако реально причины возникновения хромосомных и геномных мутаций в зародышевых клетках или на ранних стадиях развития зародыша до сих пор не расшифрованы.

Проверялись многие гипотезы нерасхождения хромосом (сезонность, расово-этническая принадлежность, возраст матери и отца, задержанное оплодотворение, порядок рождения, семейное накопление, лекарственное лечение матерей, вредные привычки, негормональная и гормональная контрацепция, флюридины, вирусные болезни у женщин). В большинстве случаев эти гипотезы не подтвердились, но генетическая предрасположенность к болезни не исключается. Хотя в большинстве случаев нерасхождение хромосом у человека спорадическое, можно предполагать, что оно в определенной степени генетически детерминировано. Об этом свидетельствуют следующие факты:

Потомство с трисомией появляется у одних и тех же женщин повторно с частотой не менее 1%;

Родственники пробанда с трисомией 21 или другими анеуплоидиями имеют несколько повышенный риск рождения ребенка с анеуплоидией;

Кровное родство родителей может повышать риск трисомии у потомства;

Частота зачатий с двойной анеуплоидией может быть выше, чем предсказывается в соответствии с частотой отдельных анеуплоидий.

К биологическим факторам повышения риска нерасхождения хромосом относится возраст матери, хотя механизмы этого явления неясны (табл. 5.9, рис. 5.29). Как видно из табл. 5.9, риск рождения ребенка с хромосомной болезнью, обусловленной анеуплоидией, с возрастом матери постепенно повышается, но особенно резко после 35 лет. У женщин старше 45 лет каждая 5-я беременность завершается рождением ребенка с хромосомной болезнью. Наиболее четко возрастная зависимость проявляется для трисо-

Рис. 5.29. Зависимость частоты хромосомных аномалий от возраста матери: 1 - спонтанные аборты при зарегистрированных беременностях; 2 - общая частота хромосомных аномалий во II триместре; 3 - синдром Дауна во II триместре; 4 - синдром Дауна среди живорожденных

мии 21 (болезнь Дауна). Для анеуплоидий по половым хромосомам возраст родителей либо совсем не имеет значения, либо его роль очень незначительна.

Таблица 5.9. Зависимость частоты рождения детей с хромосомными болезнями от возраста матери

На рис. 5.29 видно, что с возрастом повышается также частота спонтанных абортов, которая к 45 годам увеличивается в 3 раза и более. Такое положение можно объяснить тем, что спонтанные аборты во многом обусловлены (до 40-45%) хромосомными аномалиями, частота которых имеет возрастную зависимость.

Выше были рассмотрены факторы повышенного риска анеуплоидий у детей от кариотипически нормальных родителей. По существу, из многочисленных предполагаемых факторов только два имеют значение для планирования беременности, а точнее, являются строгими показаниями для пренатальной диагностики. Это рождение ребенка с анеуплоидией по аутосомам и возраст матери старше 35 лет.

Цитогенетическое исследование у супружеских пар позволяет выявить кариотипические факторы риска: анеуплоидию (в основном в мозаичной форме), робертсоновские транслокации, сбалансированные реципрокные транслокации, кольцевые хромосомы, инверсии. Повышение риска зависит от типа аномалии (от 1 до 100%): например, если у одного из родителей в робертсоновскую транслокацию вовлечены гомологичные хромосомы (13/13, 14/14, 15/15, 21/21, 22/22), то здорового потомства у носителя таких перестроек быть не может. Беременности будут заканчиваться либо спонтанными абортами (во всех случаях транслокаций 14/14, 15/15, 22/22 и частично при транс-

локациях 13/13, 21/21), либо рождением детей с синдромом Патау (13/13) или синдромом Дауна (21/21).

Для расчета риска рождения ребенка с хромосомной болезнью в случае аномального кариотипа у родителей были составлены таблицы эмпирического риска. Теперь в них почти нет необходимости. Методы пренатальной цитогенетической диагностики позволили перейти от оценки риска к установлению диагноза у эмбриона или плода.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА И ПОНЯТИЯ

Изохромосомы

Импринтинг на хромосомном уровне Изодисомии

История открытия хромосомных болезней

Классификация хромосомных болезней

Кольцевые хромосомы

Корреляция фено- и кариотипа

Микроделеционные синдромы

Общие клинические черты хромосомных болезней

Однородительские дисомии

Патогенез хромосомных болезней

Показания для цитогенетической диагностики

Робертсоновские транслокации

Сбалансированные реципрокные транслокации

Типы хромосомных и геномных мутаций

Факторы риска при хромосомных болезнях

Хромосомные аномалии и спонтанные аборты

Частичные моносомии

Частичные трисомии

Частота хромосомных болезней

Эффекты хромосомных аномалий

Баранов В.С., Кузнецова Т.В. Цитогенетика эмбрионального развития человека: научно-практические аспекты. - СПб.: Научная литература, 2007. - 640 с.

Гинтер Е.К. Медицинская генетика. - М.: Медицина, 2003. -

445 с.

Козлова С.И., Демикова Н.С. Наследственные синдромы и медикогенетическое консультирование: атлас-справочник. - 3-е изд., доп. и перераб. - М.: Т-во научных изданий КМК; Авторская академия, 2007. - 448 с.: 236 ил.

Назаренко С.А. Изменчивость хромосом и развитие человека. - Томск: Изд-во Томского государственного университета, 1993. -

200 с.

Прокофьева-Бельговская А.А. Основы цитогенетики человека. - М.: Медицина, 1969. - 544 с.

Пузырёв В.П., Степанов В.А. Патологическая анатомия генома человека. - Новосибирск: Наука, 1997. - 223 с.

Смирнов В.Г. Цитогенетика. - М.: Высшая школа, 1991. - 247 с.

В основу статьи положены работы проф. Буэ.

Остановка развития зародыша в дальнейшем приводит к изгнанию плодного яйца, что проявляется в виде самопроизвольного выкидыша. Однако во многих случаях остановка развития происходит на очень ранних сроках и сам факт зачатия остается неизвестным для женщины. В большом проценте случаев такие выкидыши связаны с хромосомными аномалиями у зародыша.

Самопроизвольные выкидыши

Самопроизвольные выкидыши, определением которых служит "самопроизвольное прерывание беременности между сроком зачатия и сроком жизнеспособности плода", во многих случаях с большим трудом поддаются диагностике: большое число выкидышей происходит на очень ранних сроках: задержки месячных не происходит, или эта задержка настолько мала, что сама женщина не подозревает о беременности.

Клинические данные

Изгнание плодного яйца может произойти внезапно, или ему могут предшествовать клинические симптомы. Чаще всего угроза выкидыша проявляется кровянистыми выделениями и болями внизу живота, переходящими в схватки. Далее следуют изгнание плодного яйца и исчезновение признаков беременности.

Клиническое обследование может выявить несоответсвие между предполагаемым сроком беременности и размерами матки. Уровни гормонов в крови и моче могут быть резко снижены, указывая на отсутствие жизнеспособности зародыша. Ультразвуковое исследование позволяет уточнить диагноз, выявляя либо отсутствие зародыша ("пустое плодное яйцо"), либо отставание в развитии и отсутствие сердцебиения

Клинические проявления самопроизвольного выкидыша значительно варьируют. В одних случаях выкидыш проходит незамеченным, в других — сопровождается кровотечением и может потребовать выскабливания полости матки. Хронология симптоматики может косвенно указывать на причину самопроизвольного выкидыша: кровянистые выделения с ранних сроков беременности, остановка роста матки, исчезновение признаков беременности, "немой" период в течение 4-5 недель, а затем изгнание плодного яйца чаще всего свидетельствуют о хромосомных нарушениях зародыша, а соответствие срока развития зародыша сроку выкидыша говорит в пользу материнских причин невынашивания беременности.

Анатомические данные

Анализ материала самопроизвольных выкидышей, сбор которого был начат в начале двадцатого века в Институте Карнеги, позволил выявить огромный процент аномалий развития среди абортусов ранних сроков

В 1943 году Хертиг и Шелдон опубликовали результаты патологоанатомического исследования материала 1000 выкидышей на ранних сроках. Материнские причины невынашивания беременности были ими исключены в 617 случаев. Современные данные указывают на то, что мацерированные зародыши во внешне нормальных оболочках тоже могут быть связаны с хромосомными аномалиями, что в сумме составляет около 3/4 всех случаев данного исследования.

Дальнейшие исследования Микамо и Миллера и Полланда позволили уточнить связь между сроком выкидыша и частотой нарушений развития зародыша. Оказалось, что чем меньше срок выкидыша, тем частота аномалий выше. В материалах выкидышей, происшедших до 5-й недели после зачатия макроскопические морфологические аномалии плодного яйца встречаются в 90% случаев, при сроке выкидыша от 5 до 7 недель после зачатия — в 60%, при сроке больше 7 недель после зачатия — менее, чем в 15—20%.

Важность значения остановки развития зародыша в ранних самопроизвольных выкидышах была показана прежде всего фундаментальными исследованиями Артура Хертига, который в 1959 г. опубликовал результаты исследования человеческих зародышей до 17 дней после зачатия. Это был плод его 25-летней работы.

У 210 женщин в возрасте до 40 лет, идущих на операцию гистерэктомии (удаления матки) дата операции была сопоставлена с датой овуляции (возможного зачатия). После операции матки подвергались самому тщательному гистологическому исследованию на предмет выявления возможной беременности малого срока. Из 210 женщин только 107 были оставлены в исследовании в связи с обнаружением признаков овуляции, и отсутствием грубых нарушений труб и яичников, препятствующих наступлению беременности. Было обнаружено 34 плодных яйца, из них 21 плодное яйцо было внешне нормальным, а 13 (38%) имело явные признаки аномалий, которые, по мнению Хертига, обязательно привели бы к выкидышу или на этапе имплантации или вскоре после имплантации. Поскольку в то время не было возможности проведения генетического исследования плодных яиц, причины нарушений развития зародышей оставались неизвестными.

При обследовании женщин с подтвержденной фертильностью (все пациентки имели по несколько детей) было обнаружено, что одно из трех плодных яиц имеет аномалии и подвергается выкидышу до появления признаков беременности.

Эпидемиологические и демографические данные

Нечеткая клиническая симптоматика ранних самопроизвольных выкидышей приводит к тому, что достаточно большой процент выкидышей на малых сроках проходит незамеченным женщинами.

В случае клинически подтвержденных беременностей около 15% всех беременностей заканчивается выкидышем. Большая часть самопроизвольных выкидышей (около 80%) происходит в первом триместре беременности. Однако если принять во внимание тот факт, что выкидыши часто случаются спустя 4-6 недель после остановки развития беременности, можно сказать, что с первым триместром связано более 90% всех самопроизвольных выкидышей.

Специальные демографические исследования позволили уточнить частоту внутриутробной смертности. Так, Френч и Бирман в 1953 — 1956 гг. регистрировали все беременности у женщин острова Канаи и показали, что из 1000 беременностей, диагностированных при сроке после 5 недель, 237 не увенчались рождением жизнеспособного ребенка.

Анализ результатов нескольких исследований позволил Леридону составить таблицу внутриутробной смертности, включающей в себя и неудачи оплодотворения (половой акт в оптимальные сроки — в течение суток после овуляции).

Все эти данные указывают на огромную частоту самопроизвольных выкидышей и на важную роль нарушений развития плодного яйца в этой патологии.

Эти данные отражают общую частоту нарушений развития, не выделяя среди них конкретные экзо- и эндогенные факторы (иммунологические, инфекционные, физические, химические и т. д.).

Важно отметить, что независимо от причины повреждающего воздействия, при исследовании материала выкидышей обнаруживается очень большая частота генетический нарушений (хромосомных аберраций (на сегодня изучены лучше всего) и генных мутаций) и аномалий развития, как, например, дефекты развития нервной трубки.

Хромосомные аномалии, ответственные за остановку развития беременности

Цитогенетические исследования материала выкидышей позволили уточнить характер и частоту тех или иных хромосомных аномалий.

Общая частота

При оценке результатов больших серий анализов следует иметь в виду следующее. На результаты исследований подобного рода могут оказать значительное влияние следующие факторы: способ сбора материала, относительная частота более ранних и более поздних выкидышей, доля материала искусственных абортов в исследовании, часто не поддающаяся точной оценке, успех культивирования клеточных культур абортуса и хромосомного анализа материала, тонкие методы обработки мацерированного материала.

Общая оценка частоты хромосомных аберраций при невынашивании беременности составляет около 60%, а в первом триместре беременности — от 80 до 90%. Как будет показано ниже, анализ, основанный на стадийности развития зародыша, позволяет сделать гораздо более точные выводы.

Относительная частота

Практически все большие исследования хромосомных аберраций в материале выкидышей дали поразительно сходные результаты относительно характера нарушений. Количественные аномалии составляют 95% всех аберраций и распределяются следующим образом:

Количественные хромосомные аномалии

Различные типы количественных хромосомных аберраций могут возникать в результате:

• сбоев мейотического деления : речь идет о случаях "нон-дисджанкшн" (неразделения) парных хромосом, что приводит к появлению либо трисомии, либо моносомии. Неразделение может происходить как во время первого, так и во время второго мейотического деления, и может касаться как яйцеклеток, так и сперматозоидов.
• сбои, возникающие при оплодотворении: : случаи оплодотворения яйцеклетки двумя сперматозоидами (диспермия), в результате чего возникает триплоидный зародыш.
• сбои, возникающие во время первых митотических делений : полная тетраплоидия возникает в случае, когда первое деление привело к удвоению хромосом, но неразделению цитоплазмы. Мозаики возникают в случае подобных сбоев на этапе последующих делений.

Моносомии

Моносомия X (45,X) представляет одну из часто встречающихся аномалий в материале самопроизвольных выкидышей. При рождении она соответствует синдрому Шерешевского-Тернера, и при рождении она встречается реже, чем другие количественные аномалии половых хромосом. Эта бросающаяся в глаза разница между относительно высокой частотой обнаружения лишних X-хромосом у новорожденных и относительно редким обнаружением моносомии X у новорожденных указывает на высокую частоту летальности моносомии X у зародыша. Кроме того, обращает на себя внимание очень большая частота мозаик у больных с синдромом Шерешевского-Тернера. В материале выкидышей, наоборот, мозаики с моносомией X крайне редки. Данные исследований показали, что только менее 1% всех моносомий X доходит до срока родов. Моносомии аутосом в материале выкидышей встречаются довольно редко. Это очень контрастирует с высокой частотой соответствующих трисомий.

Трисомии

В материале выкидышей трисомии представляют более половины всех количественных хромосомных аберраций. Обращает на себя внимание то, что в случаях моносомий недостающей хромосомой обычно оказывается X-хромосома, а в случаях избыточных хромосом, дополнительная хромосома чаще всего оказывается аутосомой.

Точная идентификация дополнительной хромосомы стала возможна благодаря методу G-бэндинга. Исследования показали, что все аутосомы могут принимать участие в нон-дисджанкшн (см. таблицу). Обращает на себя внимание, что три хромосомы, чаще всего встречающиеся при трисомиях новорожденных (15-я, 18-я и 21-я) чаще всего обнаруживаются и при летальных трисомиях у зародышей. Вариации относительных частот различных трисомий у зародышей отражают во многом сроки, на которых происходит гибель зародышей, поскольку, чем более летальной является комбинация хромосом, тем на более ранних сроках происходит остановка развития, тем реже будет обнаруживаться такая аберрация в материалах выкидышей (чем меньше срок остановки развития, тем труднее обнаружить такой зародыш).

Триплоидии

Крайне редко наблюдаемые при мертворождениях, триплоидии составляют пятую по частоте хромосомную аномалию в материале выкидыше. В зависимости от соотношения половых хромосом может быть 3 варианта триплоидий: 69XYY (самая редкая), 69, XXX и 69, XXY (самая частая). Анализ полового хроматина показывает, что при конфигурации 69, XXX чаще всего обнаруживается только одна глыбка хроматина, а при конфигурации 69, XXY чаще всего половой хроматин не обнаруживается.

Приведенный ниже рисунок иллюстрирует различные механизмы, приводящие к развитию триплоидии (диандрию, дигинию, диспермию). С помощью специальных методов (хромосомные маркеры, антигены тканевой совместимости) удалось установить относительную роль каждого из этих механизмов в развитии триплоидии у зародыша. Оказалось, что на 50 случаев наблюдений триплоидия была следствием дигинии в 11 случаях (22%), диандрии либо диспермии — в 20 случаях (40%), диспермии — в 18 случаях (36%).

Тетраплоидии

Тетраплоидии встречаются примерно в 5% случаев количественных хромосомных аберраций. Чаще всего встречаются тетраплоидии 92, XXXX. Такие клетки всегда содержат 2 глыбки полового хроматина. В клетках с тетраплоидией 92, XXYY никогда не бывает видно полового хроматина, но в них обнаруживают 2 флуоресцирующие Y-хромосомы.

Двойные аберрации

Большая частота хромосомных аномалий в материале выкидышей объясняет высокую частоту комбинированных аномалий в одном и том же зародыше. Напротив, у новорожденных комбинированные аномалии крайне редки. Обычно в таких случаях наблюдаются комбинации аномалии половой хромосомы и аномалии аутосомы.

В связи с более высокой частотой аутосомных трисомий в материале выкидышей, при комбинированных хромосомных аномалиях у абортусов чаще всего встречаются двойные аутосомные трисомии. Трудно сказать, связаны ли такие трисомии с двойным "нон-дисджанкшн" в одной и той же гамете, или со встречей двух аномальных гамет.

Частота сочетаний различных трисомий в одной и той же зиготе носит случайный характер, что позволяет предположить независимость друг от друга появления двойных трисомий.

Комбинация двух механизмов, приводящих к появлению двойных аномалий, позволяет объяснить появление других аномалий кариотипа, встречающихся при выкидышах. "Нон-дисджанкшн" при образовании одной из гамет в сочетании с механизмами образования полиплоидии объясняет появление зигот с 68 или 70 хромосомами. Сбой первого митотического деления у такой зиготы с трисомией может приводить к таким кариотипам, как 94,XXXX,16+,16+.

Структурные хромосомные аномалии

Согласно классическим исследованиям, частота структурных хромосомных аберраций в материале выкидышей составляет 4—5%. Однако многие исследования были сделаны до широкого использования метода G-бэндинга. Современные исследования указывают на более высокую частоту структурных хромосомных аномалий у абортусов. Обнаруживаются самые разные виды структурных аномалий. Примерно в половине случаев эти аномалии являются унаследованными от родителей, примерно в половине случаев они возникают de novo .

Влияние хромосомных аномалий на развитие зиготы

Хромосомные аномалии зиготы проявляются как правило уже в первые недели развития. Выяснение конкретных проявлений каждой аномалии сопряжено с целым рядом трудностей.

Во многих случаях установление срока беременности при анализе материала выкидышей крайне затруднено. Обычно сроком зачатия считается 14-й день цикла, но у женщин с невынашиванием беременности часто бывают задержки цикла. Кроме того, очень трудно бывает установить дату "смерти" плодного яйца, поскольку от момента гибели до выкидыша может пройти много времени. В случыае триплоидии этот период может составить 10—15 недель. Применение гормональных препаратов может еще более удлиннить это время.

С учетом этих оговорок, можно сказать, что чем меньше срок беременности на момент гибели плодного яйца, тем выше частота хромосомных аберраций. Согласно исследованиям Кризи и Лоритсена, при выкидышах до 15 недель беременности частота хромосомных аберраций составляет около 50%, при сроке 18 — 21 неделя — около 15%, при сроке более 21 недели — около 5—8%, что примерно соответствует частоте хромосомных аберраций в исследованиях перинатальной смертности.

Фенотипические проявления некоторых летальных хромосомных аберраций

Моносомии X обычно останавливаются в развитии к 6 неделям после зачатия. В двух третях случаев плодный пузырь размером 5—8 см не содержит зародыша, но существует шнурообразное образование с элементами эмбриональной ткани, остатками желточного мешка, плацента содержит субамниотические тромбы. В одной трети случаев плацента имеет такие же изменения, но обнаруживается морфологически неизмененный зародыш, погибший в возрасте 40—45 дней после зачатия.

При тетраплоидиях развитие останавливается к сроку 2-3 недели после зачатия, морфологически эта аномалия характеризуется "пустым плодным мешком".

При трисомиях наблюдаются различные типы аномалий развития, в зависимости от того, какая хромосома является лишней. Однако в подавляющем большинстве случаев развитие останавливается на очень ранних сроках, элементов зародыша не обнаруживается. Это классический случай "пустого плодного яйца" (анэмбрионии).

Трисомия 16, очень частая аномалия, характеризуется наличием маленького плодного яйца диаметром около 2,5 см, в полости хориона находится небольшой амниотический пузырек около 5 мм в диаметре и эмбриональный зачаток размером 1—2 мм. Чаще всего развитие останавливается на стадии эмбрионального диска.

При некоторых трисомиях, например, при трисомиях 13 и 14, возможно развитие зародыша до срока около 6 недель. Зародыши характеризуются циклоцефалической формой головы с дефектами закрытия верхнечелюстных холмиков. Плаценты гипопластичны.

Зародыши с трисомиями 21 (синдром Дауна у новорожденных) не всегда имеют аномалии развития, а если и имеют, то незначительные, не могущие служить причиной их гибели. Плаценты в таких случаев бывают бедны клетками, и представляются остановившимися в развитии на ранней стадии. Гибель зародыша в таких случаях представляется следствием плацентарной недостаточности.

Заносы. Сравнительный анализ цитогенетических и морфологических данных позволяет выделить два типа заносов: классический пузырный занос и эмбриональный триплоидный занос.

Выкидыши при триплоидиях имеют четкую морфологическую картину. Это выражается в сочетании полной или (чаще) частичной пузырной дегенерации плаценты и амниотического пузырька с зародышем, размеры которого (зародыша) очень малы по сравнению с относительно большим амниотическим пузырьком. Гистологическое исследование показывает не гипертрофию, а гипотрофию пузырно измененного трофобласта, образующего микрокисты в результате многочисленный инвагинаций.

Напротив, классический пузырный занос не затрагивает ни амниотический мешок, ни зародыш. В пузырьках обнаруживается избыточное образование синцитиотрофобласта с выраженной васкуляризацией. Цитогенетически большинство классических пузырных заносов имеет кариотип 46,XX. Проведенные исследования позволили установить хромосомные сбои, участвующие в образовании пузырного заноса. Было показано, что 2 X-хромосомы в классическом пузырном заносе идентичны и имеют отцовское происхождение. Наиболее вероятным механизмом развития пузырного заноса является истинный андрогенез, возникающий вследствие оплодотворения яйцеклетки диплоидным сперматозоидом, возникшим в результате сбоя второго мейотического деления и последующим полным выключением хромосомного материала яйцеклетки. С точки зрения патогенеза, такие хромосомные нарушения близки к нарушениям при триплоидии.

Оценка частоты хромосомных нарушений в момент зачатия

Можно попробовать расчитать количество зигот с хромосомными аномалиями при зачатии, основываясь на частоте хромосомных аномалий, обнаруживаемых в материале выкидышей. Однако прежде всего следует отметить, что поразительное сходство результатов исследований материала выкидышей, проведенное в разных частях света, говорит о том, что хромосомные сбои в момент зачатия являются очень характерным явлением в репродукции у человека. Кроме того, можно констатировать, что реже всего встречающиеся аномалии (например, трисомии A, B и F) связаны с остановкой развития на очень ранних стадиях.

Анализ относительной частоты различных аномалий, возникающих при нерасхождении хромосом в процессе мейоза, позволяет сделать следующие важные выводы:

1. Единственной моносомией, обнаруживаемой в материале выкидышей, является моносомия X (15% всех аберраций). Напротив, аутосомные моносомии практически не обнаруживаются в материале выкидышей, хотя теоретически их должно быть столько же, сколько и аутосомных трисомий.

2. В группе аутосомных трисомий частота трисомий разных хромосом значительно варьирует. Исследования, выполненные с использованием метода G-бэндинга, позволили установить, что все хромосомы могут быть участницами трисомии, однако некоторые трисомии встречаются гораздо чаще, например, трисомия 16 встречается в 15% случаев всех трисомий.

Из этих наблюдений можно сделать вывод, что, скорее всего, частота нерасхождения разных хромосом приблизительно одинакова, а различная частота аномалий в материале выкидышей связана с тем, что отдельные хромосомные аберрации приводят к остановке развития на очень ранних стадиях и поэтому с трудом поддаются обнаружению.

Эти соображения позволяют приблизительно расчитать реальную частоту хромосомных нарушений в момент зачатия. Расчеты, сделанные Буэ, показали, что каждое второе зачатие дает зиготу с хромосомными аберрациями .

Данные цифры отражают среднюю частоту хромосомных аберраций при зачатии в популяции. Однако данные цифры могут значительно колебаться у разных супружеских пар. У некоторых супружеских пар вероятность возникновения хромосомных аберраций в момент зачатия значительно превышает средний риск в популяции. У таких супружеских пар невынашивание беременности на малых сроках происходит гораздо чаще, чем у остальных супружеских пар.

Данные расчеты подтверждаются другими исследованиями, проведенными с использованием других методов:

1. Классическими исследованиями Хертига
2. Определением уровня хорионического гормона (ХГ) в крови женщин после 10 после зачатия. Часто этот тест оказывается положительным, хотя менструация приходит вовремя или с небольшой задержкой, и субъективно наступления беременности женщина не замечает ("биохимическая беременность")
3. Хромосомный анализ материала, полученного при искусственных абортах показал, что при абортах на сроке 6—9 недель (4—7 недель после зачатия) частота хромосомных аберраций составляет примерно 8%, а при искусственных абортах на сроке 5 недель (3 недели после зачатия) эта частота возрастает до 25%.
4. Было показано, что нерасхождение хромосом в процессе сперматогенеза является очень частым явлением. Так Пирсон и сотр. обнаружили, что вероятность нерасхождения в процессе сперматогенеза для 1-й хромосомы составляет 3,5%, для 9-й хромосомы — 5%, для Y-хромосомы — 2%. Если и другие хромосомы имеют вероятность нерасхождения примерно такого же порядка, то тогда только 40% всех сперматозоидов имеют нормальный хромосомный набор.

Экспериментальные модели и сравнительная патология

Частота остановки развития

Хотя различия в типе плацентации и количестве плодов затрудняют сравнение риска неразвивающейся беременности у домашних животных и у человека, определенные аналогии проследить можно. У домашних животных процент летальных зачатий колеблется между 20 и 60%.

Изучение летальных мутаций у приматов дало цифры, сравнимые с таковыми у человека. Из 23 бластоцист, выделенных у макак до зачатия, у 10 были грубые морфологические аномалии.

Частота хромосомных аномалий

Только экспериментальные исследования позволяют провести хромосомный анализ зигот на разных стадиях развития и оценить частоту хромосомных аберраций. Классические исследования Форда выявили хромосомные аберрации у 2% зародышей мышей в возрасте от 8 до 11 дней после зачатия. Дальнейшие исследования показали, что это слишком продвинутая стадия развития зародышей, и что частота хромосомных аберраций гораздо выше (см. ниже).

Влияние хромосомных аберраций на развитие

Большой вклад в дело выяснения масштаба проблемы внесли исследования Альфреда Гроппа из Любека и Чарльза Форда из Оксфорда, проводившиеся на так называемых "табачных мышах" (Mus poschiavinus ). Скрещивание подобных мышей с нормальными мышами дает большой спектр триплоидий и моносомий, позволяющих оценить влияние обоих типов аберраций на развитие.

Данные профессора Гроппа (1973 г.) приведены в таблице.

Эти исследования позволили подтвердить гипотезу о равной вероятности возникновения моносомий и трисомий при зачатии: аутосомные моносомии возникают с такой же частотой, как и трисомии, но зиготы с аутосомными моносомиями погибают еще до имплантации и не обнаруживаются в материале выкидышей.

При трисомиях гибель зародышей происходит на более поздних сдадиях, но ни один зародыш при аутосомных трисомиях у мышей не доживает до родов.

Исследования группы Гроппа позволили показать, что в зависимости от типа трисомии, зародыши погибают на разных сроках: с трисомиями 8, 11, 15, 17 — до 12 дня после зачатия, с трисомиями 19 — ближе к сроку родов.

Патогенез остановки развития при хромосомных аномалиях

Исследование материала выкидышей показывает, что во многих случаях хромосомных аберраций эмбриогенез резко нарушается, так что элементов эмбриона не обнаруживается вообще ("пустые плодные яйца", анэмбриония) (остановка развития до срока 2-3 недель после зачатия). В других случаях удается обнаружить элементы зародыша, часто неоформленные (остановка развития на сроке до 3-4 недель после зачатия). При наличии хромосомных аберраций эмбриогенез часто или вообще невозможен, или резко нарушается с самых ранних стадий развития. Проявления таких нарушений выражены в гораздо большей степени в случае аутосомных моносомий, когда развитие зиготы останавливается в первые дни после зачатия, но и в случае трисомий хромосом, имеющих ключевое значение для эмбриогенеза, развитие также прекращается в первые дни после зачатия. Так, например, трисомия 17 обнаруживается только у зигот, остановившихся в развитии на самых ранних стадиях. Кроме того, многие хромосомные аномалии связаны вообще с пониженной способностью к делению клеток, как показывает изучение культур таких клеток in vitro .

В других случаях развитие может продолжаться до 5—6—7 недель после зачатия, в редких случаях — дольше. Как показали исследования Филиппа, в таких случаях гибель плода объясняется не нарушением эмбрионального развития (обнаруживаемые дефекты сами по себе не могут быть причиной смерти зародыша), а нарушением формирования и функционирования плаценты (стадия развития плода опережает стадию формирования плаценты.

Исследования культур клеток плаценты при различных хромосомных аномалиях показали, что в большинстве случаев деление плацентарных клеток происходит гораздо медленнее, чем при нормальном кариотипе. Это во многом объясняет, почему новорожденные с хромосомными аномалиями обычно имеют низкую массу тела и сниженную массу плаценты.

Можно предположить, что многие нарушения развития при хромосомных аберрациях связаны именно с пониженной способностью клеток к делению. При этом возникает резкая диссинхронизация процессов развития зародыша, развития плаценты и индукции дифференциации и миграции клеток.

Недостаточное и запоздалое формирование плаценты может приводить к нарушению питания и к гипоксии зародыша, а также — к снижению гормональной продукции плаценты, что может быть дополнительной причиной развития выкидышей.

Исследования клеточных линий при трисомиях 13, 18 и 21 у новорожденных показало, что клетки делятся медленнее, чем при нормальном кариотипе, что проявляется в снижении плотности клеток в большинстве органов.

Загадкой является то, почему при единственной аутосомной трисомии, совместимой с жизнью (трисомия 21, синдром Дауна), в одних случаях происходит задержка развития зародыша на ранних стадиях и самопроизвольный выкидыш, а в других — ненарушенное развитие беременности и рождение жизнеспособного ребенка. Сравнение клеточных культур материала выкидышей и доношенных новорожденных при трисомии 21 показало, что различия в способности клеток к делению в первом и втором случаях резко различается, что возможно объясняет разную судьбу таких зигот.

Причины количественных хромосомных аберраций

Изучение причин хромосомных аберраций крайне затруднено, прежде всего из-за высокой частоты, можно сказать, всеобщности этого явления. Очень трудно корректно собрать контрольную группу беременных женщин, с большим трудом поддаются изучению нарушения сперматогенеза и оогенеза. Несмотря на это, некоторые этиологические факторы повышения риска хромосомных аберраций выяснить удалось.

Факторы, напрямую связанные с родителями

Влияние возраста матери на вероятность рождения ребенка с трисомией 21 наводит на мысль о возможном влиянии возраста матери на вероятность возникновения летальных хромосомных аберраций у зародыша. Приводимая ниже таблица показывает связь возраста матери с кариотипом материала выкидышей.

Как видно из таблицы, не было обнаружено связи между возрастом матери и самопроизвольными выкидышами, связанными с моносомией X, триплоидией или тетраплоидией. Повышение среднего возраста матери отмечено для аутосомных трисомий в целом, но по разным группам хромосом цифры были получены разные. Однако общее число наблюдений в группах недостаточно, чтобы уверенно судить о каких-либо закономерностях.

Возраст матери в большей степени связан с повышенным риском выкидышей с трисомиями акроцентрических хромосом группы D (13, 14, 15) и G (21, 22), что совпадает и со статистикой хромосомных аберраций при мертворождениях.

Для некоторых случаев трисомий (16, 21) было определено происхождение лишней хромосомы. Оказалось, что возраст матери связан с повышением риска трисомий только в случае материнского происхождения лишней хромосомы. Не было обнаружено связи возраста отца с повышением риска трисомий.

В свете исследований на животных высказываются предположения о возможной связи старения гамет и задержки оплодотворения на риск возникновения хромосомных аберраций. Под старением гамет понимают старение сперматозоидов в половых путях женщины, старение яйцеклетки либо в результате перезрелости внутри фолликула или в результате задержки выхода яйцеклетки из фолликула, либо в результате трубной перезрелости (запоздалого оплодотворения в трубе). Скорее всего, подобные законы действуют и у человека, но достоверных подтверждений этого пока не получено.

Факторы окружающей среды

Было показано, что вероятность хромосомных аберраций при зачатии повышается у женщин, подвергшихся действию ионизирующей радиации. Предполагается связь между риском хромосомных аберраций и действием других факторов, в частности — химических.

Заключение

1. Не каждую беременность удается сохранить на малых сроках. В большом проценте случаев выкидыши обусловлены хромосомными нарушениями у плода, и родить живого ребенка невозможно. Гормональное лечение может отсрочить момент выкидыша, но не может помочь зародышу выжить.

2. Повышенная нестабильность генома супругов является одним из причинных факторов бесплодия и невынашивания беременности. Выявить такие супружеские пары помогает цитогенетическое обследование с анализом на хромосомные аберрации. В некоторых случаях повышенной нестабильности генома специальная антимутагенная терапия может помочь повысить вероятность зачатия здорового ребенка. В других случаях рекомендуется донорская инсеминация или использование донорской яйцеклетки.

3. При невынашивании беременности, обусловленном хромосомными факторами, организм женщины может "запомнить" неблагоприятный иммунологический ответ на плодное яйцо (иммунологический импринтинг). В таких случаях возможно развитие реакции отторжения и на зародыши, зачатые после донорской инсеминации или с использованием донорской яйцеклетки. В таких случаях рекомендуется проведение специального иммунологического обследования.

На постимплантационных стадиях не зарегистрировано ни одного плода с трисомией хромосом 1 или 19. Предполагается, что трисомия по этим хромосомам вообще не совместима с постимплантационным развитием Однако единичные случаи трисомии 1 обнаружены среди дробящихся зародышей, то есть их развитие возможно, по крайней мере, до стадии 10 бластомеров . Один случай мозаичной трисомии 1 в клетках цитотрофобласта зарегистрирован и в наших исследованиях. По-видимому, на более поздних стадиях такие зародыши либо погибают, либо происходит элиминация бластомеров с дисбалансом этих хромосом.
Трисомия 2 (Тс2) описана лишь у спонтанных абортусов. При этом считается, что Тс2 характерна для клеток мезенхимной стромы ворсин хориона и выявляется лишь на препаратах культивированных клеток хориона . Однако нами выявлен случай Тс2 в цитотрофобласте при развивающейся беременности (табл. 5.5), а в литературе описаны случаи пренатальной диагностики и живорождения детей с мозаичной формой Тс2 .
Тс3 - одна из наиболее частых трисомий, характерных для клеток цитотрофобласта (8 случаев в нашем исследовании), причем доля три- сомных клеток может варьировать от единичных находок до полной формы .
По-видимому, трисомии хромосом группы В, как и большинства хромосом группы С, также летальны и достаточно редки даже в клетках хориона. В наших исследованиях зарегистрирован один случай полной формы трисомии 4, ограниченной цитотрофобластом.
Особого внимания заслуживают хромосомы 7, 8 и 9, для которых отмечена несколько повышенная, по сравнению с остальными хромосомами группы С, частота соответствующих трисомий в материале спонтанных абортов. Случаи Тс7, Тс8 и Тс9, выявленные пренатально и у новорожденных, свидетельствуют о сублетальном эффекте избытка генетического материала этих хромосом. Следовательно, наличие даже мозаичной формы этих трисомий в клетках хориона требует исследования кариотипа плода. Известно, что Тс7 является одной из характерных для трофобласта трисомий (19 случаев в наших исследованиях). Между тем, мозаичные формы трисомии 7 описаны и в культурах клеток амниотической жидкости, а также в фибробластах кожи у детей после рождения . Поэтому мнение, что Тс7 всегда ограничена цитотрофобластом , требует корректировки. Ограниченные плацентой полные формы трисомии по хромосомам группы С
Таблица 5.5. Частота (%) и спектр хромосомных аномалий на разных стадиях онтогенеза

Примерно 1 из 150 детей рождается с хромосомной аномалией . Эти нарушения вызваны ошибками в количестве или структуре хромосом. Многие дети с хромосомными проблемами имеют психические и/или физические врожденные дефекты. Некоторые хромосомные проблемы в конечном итоге приводят к выкидышу или мертворождению.

Хромосомы – это нитевидные структуры, находящиеся в клетках нашего организма и содержащие в себе набор генов. У людей насчитывается около 20 – 25 тыс. генов, которые определяют такие признаки, как цвет глаз и волос, а также отвечают за рост и развитие каждой части тела. У каждого человека в норме 46 хромосом, собранных в 23 хромосомные пары, в которых одна хромосома – унаследованная от матери, а вторая – от отца.

Причины хромосомных аномалий

Хромосомные патологии обычно являются результатом ошибки, которая происходит во время созревания сперматозоида или яйцеклетки. Почему происходят эти ошибки, пока не известно.

Яйцеклетки и сперматозоиды в норме содержат по 23 хромосомы. Когда они соединяются, они образуют оплодотворенную яйцеклетку с 46 хромосомами. Но иногда во время (или до) оплодотворения что-то идет не так. Так, например, яйцеклетка или сперматозоид могут неправильно развиться, в результате чего в них могут быть лишние хромосомы, или, наоборот, может не хватать хромосом.

При этом клетки с неправильным числом хромосом присоединяются к нормальной яйцеклетке или сперматозоиду, вследствие чего полученный эмбрион имеет хромосомные отклонения.

Наиболее распространенный тип хромосомной аномалии называется трисомией. Это означает, что у человека вместо двух копий конкретной хромосомы имеется три копии. Например, имеют три копии 21-й хромосомы.

В большинстве случаев эмбрион с неправильным числом хромосом не выживает. В таких случаях у женщины происходит выкидыш, как правило, на ранних сроках. Это часто происходит в самом начале беременности, прежде чем женщина может понять, что она беременна. Более чем 50% выкидышей в первом триместре вызваны именно хромосомными патологиями у эмбриона.

Другие ошибки могут возникнуть перед оплодотворением. Они могут привести к изменению структуры одной или нескольких хромосом. У людей со структурными хромосомными отклонениями, как правило, нормальное число хромосом. Тем не менее, небольшие кусочки хромосомы (или вся хромосома) могут быть удалены, скопированы, перевернуты, неуместны или могут обмениваться с частью другой хромосомы. Эти структурные перестройки могут не оказывать никакого влияния на человека, если у него есть все хромосомы, но они просто переставлены. В других случаях такие перестановки могут привести к потере беременности или врожденным дефектам.

Ошибки в делении клеток могут произойти вскоре после оплодотворения. Это может привести к мозаицизму – состоянию, при котором человек имеет клетки с различными генетическими наборами. Например, людям с одной из форм мозаицизма – с синдромом Тернера – не хватает Х-хромосомы в некоторых, но не во всех, клетках.

Диагностика хромосомных аномалий

Хромосомные отклонения можно диагностировать еще до рождения ребенка путем пренатальных исследований, таких как, например, амниоцентез или биопсия хориона, или уже после рождения с помощью анализа крови.

Клетки, полученные в результате этих анализов, выращиваются в лаборатории, а затем их хромосомы исследуются под микроскопом. Лаборатория делает изображение (кариотип) всех хромосом человека, расположенных в порядке от большего к меньшему. Кариотип показывает количество, размер и форму хромосом и помогает врачам выявить любые отклонения.

Первый пренатальный скрининг заключается во взятии на анализ материнской крови в первом триместре беременности (между 10 и 13 неделями беременности), а также в специальном ультразвуковом исследовании задней части шеи ребенка (так называемого воротникового пространства).

Второй пренатальный скрининг проводится во втором триместре беременности и заключается в анализе материнской крови на сроке между 16 и 18 неделями. Этот скрининг позволяет выявить беременности, которые находятся на более высоких рисках по наличию генетических нарушений.

Тем не менее, скрининг-тесты не могут точно диагностировать синдром Дауна или другие. Врачи предлагают женщинам, у которых выявлены аномальные результаты скрининг-тестов, пройти дополнительные исследования – биопсию хориона и амниоцентез, чтобы окончательно диагностировать или исключить эти нарушения.

Самые распространенные хромосомные аномалии

Первые 22 пары хромосом называются аутосомами или соматическими (неполовыми) хромосомами. Наиболее распространенные нарушения этих хромосом включают в себя:

1. Синдром Дауна (трисомия 21 хромосомы) – одно из наиболее распространенных хромосомных отклонений, диагностируемое примерно у 1 из 800 младенцев. Люди с синдромом Дауна имеют различную степень умственного развития, характерные черты лица и, зачастую, врожденные аномалии в развитии сердца и другие проблемы.

Современные перспективы развития детей с синдромом Дауна намного ярче, чем были раньше. Большинство из них имеют ограниченные интеллектуальные возможности в легкой и умеренной форме. При условии раннего вмешательства и специального образования, многие из таких детей учатся читать и писать и с детства участвуют в различных мероприятиях.

Риск синдрома Дауна и других трисомий увеличивается с возрастом матери. Риск рождения ребенка с синдромом Дауна составляет примерно:

• 1 из 1300 – если возраст матери 25 лет;
• 1 из 1000 – если возраст матери 30 лет;
• 1 из 400 – если возраст матери 35 лет;
• 1 из 100 – если возраст матери 40 лет;
• 1 из 35 – если возраст матери 45 лет.

2. Трисомии 13 и 18 хромосом – эти трисомии обычно более серьезные, чем синдром Дауна, но, к счастью, довольно редкие. Примерно 1 из 16000 младенцев рождается с трисомией 13 (синдром Патау), и 1 на 5000 младенцев – с трисомией 18 (синдром Эдвардса). Дети с трисомиями 13 и 18, как правило, страдают тяжелыми отклонениями в умственном развитии и имеют множество врожденных физических дефектов. Большинство таких детей умирает в возрасте до одного года.

Последняя, 23-я пара хромосом – это половые хромосомы, называемые хромосомами X и хромосомами Y. Как правило, женщины имеют две Х-хромосомы, а у мужчины одна Х-хромосома и одна Y-хромосома. Аномалии половых хромосом могут вызвать бесплодие, нарушения роста и проблемы с обучением и поведением.

Наиболее распространенные аномалии половых хромосом включают в себя:

1. Синдром Тернера – это нарушение затрагивает приблизительно 1 из 2500 плодов женского пола. У девочки с синдромом Тернера есть одна нормальная Х-хромосома и полностью или частично отсутствует вторая Х-хромосома. Как правило, такие девочки бесплодны и не подвергаются изменениям нормального полового созревания, если они не будут принимать синтетические половые гормоны.

Затронутые синдромом Тернера девушки очень невысокие, хотя лечение гормоном роста может помочь увеличению роста. Кроме того, у них присутствует целый комплекс проблем со здоровьем, особенно с сердцем и почками. Большинство девочек с синдромом Тернера обладают нормальным интеллектом, хотя и испытывают некоторые трудности в обучении, особенно в математике и пространственном мышлении.

2. Трисомия по Х-хромосоме – примерно у 1 из 1000 женщин имеется дополнительная Х-хромосома. Такие женщины отличаются очень высоким ростом. Они, как правило, не имеют физических врожденных дефектов, у них нормальное половое созревание и они способны к деторождению. У таких женщин нормальный интеллект, но могут быть и серьезные проблемы с учебой.

Поскольку такие девушки здоровы и имют нормальный внешний вид, их родители часто не знают, что у их дочери есть . Некоторые родители узнают, что у их ребенка подобное отклонение, если матери во время вынашивания беременности был проведен один из инвазивных методов пренатальной диагностики (амниоцентез или хориоцентез).

3. Синдром Клайнфельтера – это нарушение затрагивает приблизительно 1 из 500 – 1000 мальчиков. У мальчиков с синдромом Клайнфельтера есть две (а иногда и больше) Х-хромосомы вместе с одной нормальной Y-хромосомой. Такие мальчики обычно имеют нормальный интеллект, хотя у многих наблюдаются проблемы с учебой. Когда такие мальчики взрослеют, у них отмечается пониженная секреция тестостерона и они оказываются бесплодными.

4. Дисомия по Y-хромосоме (XYY) – примерно 1 из 1000 мужчин рождается с одной или несколькими дополнительными Y-хромосомами. У такихх мужчин нормальное половое созревание и они не бесплодны. Большинство из них имеют нормальный интеллект, хотя могут быть некоторые трудности в обучении, поведении и проблемы с речью и усвоением языков. Как и в случае с трисомией по Х-хромосоме у женщин, многие мужчины и их родители не знают, что у них есть такая аномалия, пока не будет проведена пренатальная диагностика.

Менее распространенные хромосомные аномалии

Новые методы анализа хромосом позволяют определить крошечные хромосомные патологии, которые не могут быть видны даже под мощным микроскопом. В результате, всё больше родителей узнают, что у их ребенка есть генетическая аномалия.

Некоторые из таких необычных и редких аномалий включают в себя:

• Делеция – отсутствие небольшого участка хромосомы;
• Микроделеция — отсутствие очень небольшого количества хромосом, возможно, не хватает только одного гена;
• Транслокация – часть одной хромосомы присоединяется к другой хромосоме;
• Инверсия – часть хромосомы пропущена, а порядок генов изменен на обратный;
• Дублирование (дупликация) – часть хромосомы дублируется, что приводит к образованию дополнительного генетического материала;
• Кольцевая хромосома – когда на обоих концах хромосомы происходит удаление генетического материала, и новые концы объединяются и образуют кольцо.

Некоторые хромосомные патологии настолько редки, что науке известен только один или несколько случаев. Некоторые аномалии (например, некоторые транслокации и инверсии) могут никак не повлиять на здоровье человека, если отсутствует не генетический материал.

Некоторые необычные расстройства могут быть вызваны небольшими хромосомными делециями. Примерами являются:

• Синдром кошачьего крика (делеция по 5 хромосоме) – больные дети в младенчестве отличаются криком на высоких тонах, как будто кричит кошка. У них есть существенные проблемы в физическом и интеллектуальном развитии. С таким заболеванием рождается примерно 1 из 20 – 50 тыс. младенцев;
• Синдром Прадера-Вилл и (делеция по 15 хромосоме) – больные дети имеют отклонения в умственном развитии и в обучении, низкий рост и проблемы с поведением. У большинства таких детей развивается экстремальное ожирение. С таким заболеванием рождается примерно 1 из 10 – 25 тыс. младенцев;
• Синдром Ди Джорджи (делеция по 22 хромосоме или делеция 22q11) – с делецией в определенной части 22 хромосомы рождается примерно 1 из 4000 младенцев. Данная делеция вызывает различные проблемы, которые могут включать в себя пороки сердца, расщелину губы/неба (волчья пасть и заячья губа), нарушения иммунной системы, аномальные черты лица и проблемы в обучении;
• Синдром Вольфа-Хиршхорна (делеция по 4 хромосоме) – это расстройство характеризуется отклонениями в умственном развитии, пороками сердца, плохим мышечным тонусом, судорогами и другими проблемами. Это заболевание затрагивает примерно 1 из 50000 младенцев.

За исключением людей с синдромом Ди Джорджи, люди с вышеперечисленными синдромами бесплодны. Что касается людей с синдромом Ди Джорджи, то эта патология передается по наследству на 50% с каждой беременностью.

Новые методы анализа хромосом иногда могут точно определить, где отсутствует генетический материал, или где присутствует лишний ген. Если врач точно знает, где находится виновник хромосомной аномалии , он может оценить всю степень его влияния на ребенка и дать примерный прогноз развития этого ребенка в будущем. Часто это помогает родителям принять решение о сохранении беременности и заранее подготовиться к рождению немножко не такого, как все, малыша.

Синдром Эдвардса или трисомия 18 представляет собой тяжелое врожденное заболевание, вызванное хромосомными нарушениями. Оно является одной из наиболее распространенных патологий в данной категории (уступает по частоте лишь синдрому Дауна ). Заболевание характеризуется многочисленными нарушениями в развитии различных органов и систем. Прогноз для ребенка обычно неблагоприятный, но многое зависит от ухода, который ему способны обеспечить родители.

Распространенность синдрома Эдвардса по земному шару варьирует от 0,015 до 0,02%. Четкой зависимости от местности или расы не наблюдается. Статистически девочки болеют в 3 – 4 раза чаще мальчиков. Научного объяснения этой пропорции пока не выявлено. Тем не менее, отмечен ряд факторов, которые могут повысить риск возникновения этой патологии.

Как и другие хромосомные мутации, синдром Эдвардса является, в принципе, неизлечимым заболеванием. Самые современные методы лечения и ухода могут лишь поддерживать жизнь ребенка и способствовать определенному прогрессу в его развитии. Единых рекомендаций по уходу за такими детьми нет из-за огромного разнообразия возможных нарушений и осложнений.

Интересные факты

• Описание основных симптомов данной болезни было сделано еще в начале XX века.
• До середины 1900-х годов собрать достаточную информацию об этой патологи не представлялось возможным. Во-первых, для этого необходим был соответствующий уровень развития технологий, который позволил бы обнаружить лишнюю хромосому. Во-вторых, большинство детей умирало в первые дни или недели жизни из-за низкого уровня оказания медицинской помощи.
• Первое полное описание болезни и ее основной причины (появление лишней 18-й хромосомы ) было сделано только в 1960 году врачом Джоном Эдвардом, в честь которого тогда и назвали новую патологию.
• Реальная частота синдрома Эдвардса составляет 1 случай на 2,5 – 3 тысячи зачатий (0,03 – 0,04% ), однако официальные данные значительно ниже. Это объясняется тем, что почти половина эмбрионов с данной аномалией не выживают и беременность заканчивается спонтанным абортом или внутриутробной смертью плода. Подробная диагностика причины выкидыша при этом проводится редко.
• Трисомия представляет собой вариант хромосомной мутации, при которой у человека в клетках содержится не 46, а 47 хромосом. Существует всего 3 синдрома в данной группе заболеваний. Помимо синдрома Эдвардса это синдромы Дауна (трисомия 21 хромосомы ) и Патау (трисомия 13 хромосомы ). При наличии других добавочных хромосом патология несовместима с жизнью. Лишь в этих трех случаях возможно рождение живого ребенка и его дальнейший (хоть и замедленный ) рост и развитие.

Причины генетической патологии

В каждой клетке человека имеется ядро, которое отвечает за хранение и обработку генетической информации. В ядре содержится 46 хромосом (23 пары ), которые представляют собой многократно упакованную молекулу ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота ). Эта молекула содержит в себе определенные участки, называемые генами. Каждый ген является прототипом определенного белка в организме человека. При необходимости клетка считывает информацию с этого прототипа и вырабатывает соответствующий белок. Дефекты генов ведут к производству аномальных белков, которые и ответственны за появление генетических заболеваний.

Хромосомная пара состоит из двух идентичных молекул ДНК (одна отцовская, другая – материнская ), которые сцеплены между собой небольшим мостиком (центромерой ). Место сцепления двух хромосом в паре предопределяет форму всего соединения и его вид под микроскопом.

Все хромосомы хранят различную генетическую информацию (о разных белках) и подразделяются на следующие группы:

• группа А включает 1 – 3 пару хромосом, которые отличаются большими размерами и X-образной формой;
• группа В включает 4 – 5 пару хромосом, которые также являются крупными, но центромера лежит дальше от центра, из-за чего форма напоминает букву Х со смещенным вниз или вверх центром;
• группа С включает 6 – 12 пару хромосом, которые по форме напоминают хромосомы группы В, но уступают им по размерам;
• группа D включает 13 – 15 пару хромосом, для которых характерны средние размеры и расположение центромеры у самого конца молекул, что придает сходство с буквой V;
• группа Е включает 16 – 18 пару хромосом, которые характеризуются маленькими размерами и срединным расположением центромеры (форма буквы Х );
• группа F включает 19 – 20 хромосомные пары, которые несколько мельче хромосом группы Е и схожи с ними по форме;
• группа G включает 21 – 22 пару хромосом, которые характеризуются V-образной формой и очень маленькими размерами.

Синдром Эдвардса относится к так называемым хромосомным заболеваниям, когда проблема состоит не в дефекте гена, а в дефекте целой молекулы ДНК. Если быть более точным, то классическая форма этого заболевания подразумевает наличие лишней 18-й хромосомы. Кариотип в таких случаях обозначается как 47,ХХ, 18+ (для девочки ) и 47,ХY, 18+ (для мальчика ). Последняя цифра обозначает номер добавочной хромосомы. Излишек генетической информации в клетках приводит к появлению соответствующих проявлений болезни, которые и объединены под названием «синдром Эдвардса». Наличие дополнительной (третьей ) хромосомы под номером 18 дало другое (более научное ) название болезни – трисомия 18.

В зависимости от формы хромосомного дефекта различают три вида данного заболевания:

• Полная трисомия 18 . Полная или классическая форма синдрома Эдвардса предполагает, что все клетки в организме имеют дополнительную хромосому. Данный вариант заболевания встречается более чем в 90% случаев и является наиболее тяжелым.
• Частичная трисомия 18 . Частичная трисомия 18 является весьма редким феноменом (не более 3% от всех случаев синдрома Эдвардса ). При ней в клетках организма содержится не целая дополнительная хромосома, а лишь ее фрагмент. Такой дефект может быть результатом неправильного деления генетического материала, но встречается он очень редко. Иногда часть восемнадцатой хромосомы присоединяется к другой молекуле ДНК (внедряется в ее структуру, удлиняя молекулу, или просто «цепляется» с помощью мостика ). Последующее деление клеток приводит к тому, что в организме имеется 2 нормальные хромосомы номер 18 и еще часть генов с этих хромосом (сохранившийся фрагмент молекулы ДНК ). В этом случае количество врожденных дефектов будет намного ниже. Наблюдается избыток не всей генетической информации, закодированной в 18-й хромосоме, а лишь ее части. Для пациентов с частичной трисомией 18 прогноз лучше, чем для детей с полной формой, но все равно остается неблагоприятным.
• Мозаичная форма . Мозаичная форма синдрома Эдвардса встречается в 5 – 7% случаев данного заболевания. Механизм ее появления отличается от других видов. Дело в том, что здесь дефект образовался уже после слияния сперматозоида и яйцеклетки. Обе гаметы (половые клетки ) изначально имели нормальный кариотип и несли по одной хромосоме каждого вида. После слияния сформировалась клетка с нормальной формулой 46,ХХ или 46,XY. В процессе деления этой клетки произошел сбой. При удвоении генетического материала один из фрагментов получил дополнительную 18-ю хромосому. Таким образом, на определенном этапе сформировался зародыш, часть клеток которого имеют нормальный кариотип (например, 46,ХХ ), а часть – кариотип синдрома Эдвардса (47,ХХ, 18+ ). Доля патологических клеток никогда не превышает 50%. Их число зависит от того, на каком этапе деления начальной клетки произошел сбой. Чем позже это происходит, тем меньше будет доля дефектных клеток. Форма получила название из-за того, что все клетки организма представляют собой своеобразную мозаику. Часть из них здорова, а часть – с тяжелой генетической патологией. Закономерности в распределении клеток в организме при этом не наблюдается, то есть все дефектные клетки не могут локализоваться только в одном месте, чтобы их можно было удалить. Общее состояние пациента при этом легче, чем при классической форме трисомии 18.

Согласно последним исследованиям хромосома номер 18 содержит 557 генов, которые кодируют не менее 289 различных белков. В процентном отношении это примерно 2,5% всего генетического материала. Нарушения, которые вызывает столь большой дисбаланс, очень серьезны. Неправильное количество белков предопределяет множество аномалий в развитии различных органов и тканей. В случае синдрома Эдвардса чаще других страдают кости черепа, некоторые отделы нервной системы, сердечно-сосудистая и мочеполовая система. По всей видимости, это связано с тем, что гены, расположенные на этой хромосоме, имеют отношение к развитию именно этих органов и систем.

Таким образом, основной и единственной причиной синдрома Эдвардса является наличие дополнительной молекулы ДНК. Наиболее часто (при классической форме болезни ) она наследуется от одного из родителей. В норме каждая гамета (сперматозоид и яйцеклетка ) содержат по 22 непарные соматические хромосомы, плюс одна половая. Женщина всегда передает ребенку стандартный набор 22+Х, а мужчина может передать 22+Х либо 22+Y. Это предопределяет пол ребенка. Половые клетки родителей образуются в результате разделения обычных клеток на два набора. В норме материнская клетка делится на две равные части, но иногда не все хромосомы делятся пополам. Если 18-я пара не разошлась по полюсам клетки, то одна из яйцеклеток (или одни из сперматозоидов ) будет заранее дефектным. В нем будет не 23, а 24 хромосомы. В случае если именно эта клетка будет участвовать в оплодотворении, ребенок получит дополнительную 18-ю хромосому.

На неправильное деление клеток могут повлиять следующие факторы:

• Возраст родителей . Доказано, что вероятность хромосомных аномалий увеличивается прямо пропорционально с возрастом матери. При синдроме Эдвардса эта связь менее выражена, чем при других похожих патологиях (например, синдром Дауна ). Но для женщин старше 40 лет риск родить ребенка с данной патологией в среднем в 6 – 7 раз выше. Подобная зависимость от возраста отца наблюдается в значительно меньшей степени.
• Курение и алкоголь . Такие вредные привычки как курение и злоупотребление алкоголем могут действовать на половую систему человека, влияя на деление половых клеток. Таким образом, регулярное употребление этих веществ (а также других наркотических препаратов ) повышает риск неправильного распределения генетического материала.
• Прием лекарственных средств . Некоторые лекарственные препараты при неправильном приеме в первом триместре могут повлиять на деление зародышевых клеток и спровоцировать мозаичную форму синдрома Эдвардса.
• Заболевания половой сферы. Перенесенные инфекции с поражением репродуктивных органов могут отразиться на правильном делении клеток. Они повышают риск хромосомных и генетических заболеваний в целом, хотя специально для синдрома Эдвардса подобные исследования не проводились.
• Радиационное излучение. Облучение половых органов рентгеновским излучением или другими ионизирующими излучениями может повлечь генетические мутации. Особенно опасно такое внешнее воздействие в подростковом возрасте, когда деление клеток происходит наиболее активно. Частицы, формирующие излучение, легко проникают сквозь ткани и подвергают молекулу ДНК своеобразной «бомбардировке». Если это происходит в момент деления клетки, риск хромосомной мутации особенно высок.

Как выглядят новорожденные с синдромом Эдвардса?

Новорожденные с синдромом Эдвардса имеют следующие характерные аномалии развития:

• изменение формы черепа;
• изменение формы ушных раковин;
• аномалии развития неба;
• стопа-качалка;
• аномальная длина пальцев;
• изменение формы нижней челюсти;
• сращение пальцев;
• аномалии развития половых органов;
• флексорное положение кистей;
• дерматоглифические признаки.

Изменение формы черепа

Другим вариантом аномалии развития черепа является так называемая микроцефалия, при которой размеры головы в целом слишком малы по сравнению с остальным туловищем. Прежде всего, это касается не лицевого черепа (челюсти, скулы, глазницы ), а именно черепной коробки, в которой располагается мозг. Микроцефалия менее характерна для синдрома Эдвардса, чем долихоцефалия, но она тоже встречается с более высокой частотой, чем среди здоровых людей.

Изменение формы ушной раковины

Аномалии развития неба

Существует несколько вариантов данного дефекта:

• незаращение мягкого неба (задняя, глубокая часть неба, которая нависает над глоткой );
• частичное незаращение твердого неба (щель не тянется на протяжении всей верхней челюсти );
• полное незаращение твердого и мягкого неба;
• полное незаращение неба и губы.

Данные дефекты развития известны также под названием волчья пасть, расщепление неба, заячья губа. Все они могут встречаться и не в рамках синдрома Эдвардса, однако у детей с этой патологией их частота особенно высока (почти 20% новорожденных ). Значительно чаще (до 65% новорожденных ) обладают другой особенностью, известной как высокое или готическое небо. Оно может быть отнесено к вариантам нормы, так как встречается и у здоровых людей.

Наличие расщепленного верхнего неба или верхней губы еще не подтверждает синдром Эдвардса. Этот порок развития может встречаться с довольно высокой частотой и самостоятельно без сопутствующих нарушений со стороны других органов и систем. Для исправления данной аномалии существует ряд стандартных хирургических вмешательств.

Стопа-качалка

Внешне стопа у новорожденного ребенка выглядит следующим образом. Пяточный бугор, на который опирается задняя часть стопы, выдается назад. Свод при этом может полностью отсутствовать. Это легко заметить, посмотрев на стопу с внутренней стороны. В норме там вырисовывается вогнутая линия, направляющаяся от пятки к основанию большого пальца. При стопе-качалке этой линии нет. Стопа плоская или даже выпуклая. Это и придает ей сходство с ножками кресла-качалки.

Аномальная длина пальцев

У взрослых укорочение большого пальца на ноге не имеет такой диагностической ценности. Подобный дефект может быть индивидуальной особенностью у здорового человека или следствием воздействия других факторов (деформация суставов, заболевания костей, ношение обуви, не соответствующей по размеру ). В связи с этим данный признак нужно рассматривать как возможный симптом только у новорожденных детей при наличии других аномалий развития.

Изменение формы нижней челюсти

• невозможность долго держать рот закрытым (подтекание слюны );
• затруднения при кормлении;
• позднее развитие зубов и неправильное их расположение.

Сращение пальцев

Синдактилия встречается не только при синдроме Эдвардса, но и при многих других хромосомных заболеваниях. Известны и случаи, когда этот порок развития являлся единственным, и в остальном больной ничем не отличался от нормальных детей. В связи с этим сращение пальцев является лишь одним из возможных признаков синдрома Эдвардса, который помогает заподозрить диагноз, но не подтверждает его.

Аномалии развития половых органов

Флексорное положение кистей

Дерматоглифические признаки

• дуги на подушечках пальцев располагаются с большей частотой, нежели у здоровых людей;
• кожная складка между последней (ногтевой ) и предпоследней (срединной ) фалангами пальцев отсутствует;
• у 30% новорожденных на ладони имеется так называемая поперечная борозда (обезьянья линия, линия Симиан ).

Помимо вышеперечисленных признаков существует еще целый ряд возможных аномалий развития, которые могут помочь в предварительной диагностике синдрома Эдвардса. По некоторым данными при подробном внешнем осмотре можно обнаружить до 50 внешних признаков. Сочетание наиболее частых симптомов, представленных выше, с высокой вероятностью говорит о наличии у ребенка этой тяжелой патологии. При мозаичном варианте синдрома Эдвардса множественных аномалий может и не быть, однако наличие даже одного из них является показанием к проведению специального генетического теста.

Как выглядят дети с синдромом Эдвардса?

Большинство внешних проявлений синдрома, замеченных при рождении, остаются и становятся более заметными. Речь идет о форме черепа, стопе-качалке, деформации ушной раковины и т. п. Постепенно к ним начинают прибавляться и другие внешние проявления, которые невозможно было заметить сразу после рождения. В данном случае речь идет о признаках, которые могут появиться у детей в первый год жизни.

Дети с синдромом Эдвардса имеют следующие внешние особенности:

• отставание в физическом развитии;
• косолапость;
• аномальный тонус мышц;
• ненормальные эмоциональные реакции.

Отставание в физическом развитии

Заметить отставание ребенка можно по следующим антропометрическим показателям:

• рост ребенка;
• вес ребенка;
• окружность грудной клетки;
• окружность головы (данный показатель может быть в норме или даже увеличен, но на него нельзя полагаться из-за врожденной деформации черепа ).

Косолапость

Аномальный тонус мышц

Ненормальные эмоциональные реакции

Как выглядят взрослые с синдромом Эдвардса?

При более легкой мозаичной форме, когда лишь часть клеток в организме содержит аномальный набор хромосом, выживаемость несколько больше. Однако даже в этих случаях до взрослого возраста доживают единичные пациенты. Их внешний вид определяется врожденными аномалиями, которые присутствовали при рождении (заячья губа, деформированная ушная раковина, и др. ). Основным же симптомом, присутствующим у всех без исключения детей, является серьезнейшее отставание в умственном развитии. Дожив до взрослого возраста, ребенок с синдромом Эдвардса является глубоким олигофреном (IQ менее 20, что соответствует самой тяжелой степени умственной отсталости ). В целом же в медицинской литературе описываются единичные случаи, когда дети с синдромом Эдвардса доживали до совершеннолетнего возраста. Из-за этого накоплено слишком мало объективных данных, чтобы говорить о внешних признаках этого заболевания у взрослых.

Диагностика генетической патологии

Диагностика синдрома Эдвардса возможна на следующих этапах:

• диагностика до момента зачатия;
• диагностика во время внутриутробного развития;
• диагностика после рождения.

Диагностика до момента зачатия

Основными методами диагностики до момента зачатия являются:

• Семейный анамнез . Семейный анамнез представляет собой подробный опрос обоих родителей об их родословной. Врача интересуют любые случаи наследственных (и особенно хромосомных ) заболеваний в семье. Если хотя бы один из родителей припоминает случай трисомии (синдром Эдвардса, Дауна, Патау ), это сильно повышает вероятность рождения больного ребенка. Однако риск все равно составляет не более 1%. При повторных случаях этих заболеваний у предков риск многократно возрастает. По сути, анализ сводится к консультации у неонатолога или генетика. Предварительно родители могут постараться собрать более подробную информацию о своих предках (желательно на 3 – 4 колена ). Это повысит точность данного метода.
• Обнаружение факторов риска . Основным фактором риска, который объективно повышает риск хромосомных аномалий, является возраст матери. Как уже говорилось выше, у матерей после 40 лет вероятность рождения ребенка с синдромом Эдвардса многократно возрастает. По некоторым данным, после 45 лет (возраст матери ) почти каждая пятая беременность сопровождается хромосомной патологией. Большинство из них заканчивается выкидышем. Другими факторами являются перенесенные инфекционные заболевания, хронические болезни, вредные привычки. Однако их роль в диагностике значительно более низкая. Точного ответа на вопрос, будет ли зачат ребенок с синдромом Эдвардса, этот метод тоже не дает.
• Генетический анализ родителей . Если предыдущие методы сводились к опросу родителей, то генетический анализ представляет собой полноценное исследование, которое требует наличия специальной аппаратуры, реактивов и квалифицированных специалистов. У родителей берется кровь, из которой в лаборатории выделяют лейкоциты . После обработки специальными веществами в этих клетках становятся хорошо видны хромосомы на стадии деления. Таким образом составляется кариотип родителей. В подавляющем большинстве случаев он нормальный (при хромосомных нарушениях, которые могут быть здесь обнаружены, вероятность продолжения рода ничтожно мала ). Кроме того с помощью специальных маркеров (фрагменты молекулярных цепочек ) можно обнаружить участки ДНК с дефектными генами. Однако здесь будут обнаружены не хромосомные нарушения, а генетические мутации, которые не влияют напрямую на вероятность синдрома Эдвардса. Таким образом, генетический анализ родителей до момента зачатия, несмотря на сложность и высокую стоимость, также не дает однозначного ответа относительно прогнозов на данную патологию.

Диагностика во время внутриутробного развития

Основными методами исследования в рамках пренатальной диагностики являются:

• Ультразвуковое исследование (УЗИ ) . Данный метод является неинвазивным, то есть не предполагает повреждения тканей матери или плода. Он полностью безопасен и рекомендован для всех беременных женщин в рамках пренатальной диагностики (независимо от их возраста или повышенного риска для хромосомных заболеваний ). Стандартная программа предполагает, что УЗИ надо делать трижды (на 10 – 14, 20 – 24 и 32 – 34 неделе беременности ). Если лечащий врач предполагает возможность врожденных аномалий развития, могут быть проведены и незапланированные УЗИ. О синдроме Эдвардса может говорить отставание плода в размерах и массе, большое количество околоплодных вод, видимые аномалии развития (микроцефалия, деформация костей ). Эти нарушения с высокой вероятностью говорят о тяжелых генетических заболеваниях, но синдром Эдвардса окончательно подтвердить все же невозможно.
• Амниоцентез . Амниоцентез представляет собой цитологический (клеточный ) анализ околоплодных вод. Врач аккуратно вводит специальную иглу под контролем аппарата УЗИ. Прокол делается в месте, где нет петель пупочного канатика. С помощью шприца берется необходимое для исследования количество амниотической жидкости. Процедуру можно проводить во всех триместрах беременности, но оптимальным сроком для диагностики хромосомных нарушений является период после 15 недели беременности. Частота осложнений (вплоть до спонтанного прерывания беременности ) составляет до 1%, поэтому процедуру не стоит проводить при отсутствии каких-либо показаний. После забора околоплодных вод проводится обработка полученного материала. В них жидкости имеются клетки с поверхности кожи малыша, которые содержат образцы его ДНК. Именно их и проверяют на наличие генетических заболеваний.
• Кордоцентез . Кордоцентез представляет собой наиболее информативный метод пренатальной диагностики. После обезболивания и под контролем аппарата УЗИ врач прокалывает с помощью специальной иглы сосуд, проходящий в пуповине. Таким образом, получают образец крови (до 5 мл ) развивающегося ребенка. Техника выполнения анализа аналогична таковой для взрослых. Данный материал можно с высокой точностью исследовать на предмет различных генетических аномалий. В том числе можно сделать кариотипирование плода. При наличии дополнительной 18-й хромосомы можно говорить о подтвержденном синдроме Эдвардса. Данный анализ рекомендуется проводить после 18-й недели беременности (оптимально 22 – 25 недели ). Частота возможных осложнений после кордоцентеза составляет 1,5 – 2%.
• Биопсия хориона. Хорион представляет собой одну из зародышевых оболочек, содержащую клетки с генетической информацией плода. Данное исследование предполагает пункцию матки под наркозом через переднюю брюшную стенку. С помощью специальных биопсийных щипцов берут образец ткани для анализа. Затем проводится стандартное генетическое исследование полученного материала. Для диагностики синдрома Эдвардса делается кариотипирование. Оптимальным сроком для проведения биопсии хориона считают 9 – 12 неделю беременности. Частота осложнений составляет 2 – 3%. Основным преимуществом, отличающим его от других методов, является скорость получения результата (уже через 2 – 4 дня ).

Диагностика после рождения

Основной задачей при рождении ребенка с этой патологией является обнаружение аномалий в развитии внутренних органов, которые обычно приводят к смерти в первые месяцы жизни. Именно на их поиск направлено большинство диагностических процедур непосредственно после рождения.

Для обнаружения пороков в развитии внутренних органов применяют следующие методы исследования:

• ультразвуковое исследование брюшной полости;
• амниоцентез, кордоцентез и др. ) представляют определенную опасность осложнений и не проводятся без специальных показаний. Основными показаниями считается наличие в роду случаев хромосомных заболеваний и возраст матери старше 35 лет. Программа диагностики и ведения пациентки на всех этапах беременности может быть изменена лечащим врачом по необходимости.

  Прогноз для детей с синдромом Эдвардса

  Учитывая множественные нарушения развития, которые присущи синдрому Эдвардса, прогноз для новорожденных с этим диагнозом почти всегда неблагоприятный. Статистические данные (из различных независимых исследований ) говорят, что больше половины детей (50 – 55% ) не доживают до трехмесячного возраста. Первый день рождения удается отпраздновать меньше чем десяти процентам малышей. Те дети, которые доживают до старшего возраста, имеют серьезнейшие проблемы со здоровьем и нуждаются в постоянном уходе. Для продления жизни нередко необходимы сложные хирургические операции на сердце , почках или других внутренних органах. Исправление врожденных дефектов и постоянный квалифицированный уход, по сути, являются единственным лечением. У детей с классической формой синдрома Эдвардса (полной трисомией 18 ) шансов на нормальное детство или сколько-нибудь длительную жизнь практически нет.

  При частичной трисомии или мозаичной форме синдрома прогноз несколько лучше. Средняя продолжительность жизни при этом увеличивается до нескольких лет. Это объясняется тем, то аномалии развития при более легких формах не ведут так быстро к смерти ребенка. Тем не менее, основная проблема, а именно серьезное отставание в умственном развитии, присуща всем без исключения больным. При достижении подросткового возраста нет шансов ни на продолжение потомства (половая зрелость обычно не наступает ), ни на возможность работы (даже механической, не требующей особых навыков ). Существуют специальные центры для ухода за детьми с врожденными заболеваниями, где больным с синдромом Эдвардса обеспечивают уход и по возможности способствуют их интеллектуальному развитию. При достаточных усилиях со стороны врачей и родителей ребенок, проживший больше года, может научиться улыбаться, реагировать на движение, самостоятельно поддерживать положение тела или питаться (при отсутствии пороков системы пищеварения ). Таким образом, признаки развития все же наблюдаются.

  Высокая детская смертность при данном заболевании объясняется большим количеством пороков развития внутренних органов. Они незаметны непосредственно при рождении, но присутствуют практически у всех больных. В первые месяцы жизни дети обычно умирают от остановки сердца или дыхания.

  Чаще всего пороки развития наблюдаются в следующих органах и системах:

  • опорно-двигательный аппарат (кости и суставы, включая череп );
  • сердечно-сосудистая система;
  • центральная нервная система;
  • пищеварительная система;
  • мочеполовая система;
  • другие нарушения.

  Опорно-двигательный аппарат

  Основными пороками в развитии опорно-двигательного аппарата является аномальное положение пальцев и искривление стоп. В бедренном суставе наблюдается сведение ног таким образом, что колени почти соприкасаются, а стопы смотрят немного в стороны. Нередко у детей с синдромом Эдвардса обнаруживается необычно короткая грудина. Это деформирует грудную клетку в целом и создает проблемы с дыханием, которые усугубляются по мере роста, даже если сами легкие не затронуты.

  Дефекты развития черепа являются в основном косметическими. Однако такие пороки как волчья пасть, заячья губа и высокое небо создают серьезные трудности с кормлением ребенка. Нередко до проведения операций по исправлению этих дефектов ребенка переводят на парентеральное питание (в виде капельниц с питательными растворами ). Другим вариантом является использование гастростомы – специального зонда, через который пища попадает прямо в желудок. Его установление требует отдельного хирургического вмешательства.

  В целом пороки развития опорно-двигательного аппарата не создают прямой угрозы для жизни ребенка. Однако косвенно они влияют на его рост и развитие. Частота таких изменений у больных синдромом Эдвардса составляет около 98%.

  Сердечно-сосудистая система

  Пороки развития сердечно-сосудистой системы являются основной причиной смерти в раннем детском возрасте. Дело в том, что подобные нарушения встречаются почти в 90% случаев. Чаще всего они серьезно нарушают процесс транспорта крови по организму, приводя к выраженной сердечной недостаточности . Большинство сердечных патологий может быть исправлено хирургическим путем, но не каждому ребенку можно провести такую сложную операцию.

  Наиболее частыми аномалиями со стороны сердечно-сосудистой системы являются:

  • незаращение межпредсердной перегородки;
  • незаращение межжелудочковой перегородки;
  • сращение створок клапанов (или, наоборот, их недоразвитие );
  • коарктация (сужение ) аорты.
  Все эти пороки сердца ведут к серьезным нарушениям кровообращения. Артериальная кровь не поступает в нужном объеме к тканям, из-за чего клетки организма начинают гибнуть.

  Центральная нервная система

  Самым характерным пороком со стороны центральной нервной системы является недоразвитие мозолистого тела и мозжечка. Это причина самых разнообразных нарушений, в том числе и умственной отсталости, которая наблюдается у 100% детей. Кроме того, нарушения на уровне головного и спинного мозга вызывают аномальный тонус мышц и предрасположенность к судорогам или спастическим сокращениям мышц.

  Пищеварительная система

  Частота пороков пищеварительной системы при синдроме Эдвардса составляет до 55%. Чаще всего эти аномалии развития представляют серьезную угрозу жизни ребенка, поскольку не позволяют ему нормально усваивать питательные вещества. Питание же в обход естественных органов пищеварения сильно ослабляет организм и усугубляет состояние ребенка.

  Наиболее частыми пороками развития со стороны пищеварительной системы являются:

  • дивертикул Меккеля (слепой отросток в тонкой кишке );
  • атрезия пищевода (зарастание его просвета, из-за чего пища не проходит в желудок );
  • атрезия желчных путей (накопление желчи в пузыре ).
  Все эти патологии требуют хирургического исправления. В большинстве случаев операция помогает лишь немного продлить жизнь ребенку.

  Мочеполовая система

  Наиболее серьезные пороки со стороны мочеполовой системы связаны с нарушением работы почек. В ряде случаев наблюдается атрезия мочеточников. Почка с одной стороны может быть дублирована или сращена с лежащими рядом тканями. Если имеет место нарушение фильтрации, в организме со временем начинают накапливаться токсичные продукты жизнедеятельности. Кроме того может наблюдаться рост артериального давления и нарушения в работе сердца. Серьезные аномалии развития почек представляют прямую угрозу для жизни.

  Другие нарушения

  Другими возможными нарушениями развития являются грыжи (пупочная, паховая ) . Могут обнаруживаться и дисковые грыжи позвоночника , которые приведут к неврологическим проблемам. Со стороны глаз иногда наблюдается микрофтальмия (маленький размер глазных яблок ).

  Совокупность этих пороков развития предопределяет высокую детскую смертность. В большинстве случаев, если синдром Эдвардса диагностирован на ранних этапах беременности, врачи рекомендуют делать аборт по медицинским показаниям. Тем не менее, окончательное решение принимает сама пациентка. Несмотря на всю серьезность заболевания и плохой прогноз многие предпочитают надеяться на лучшее. Но, к сожалению, в ближайшее время серьезных сдвигов в методах диагностики и лечения синдрома Эдвардса, судя по всему, не предвидится.