Что такое синдром хромосомной этиологии

Хромосомные болезни – это большая группа врожденных наследственных болезней, занимающих одно из ведущих мест в структуре наследственной патологии человека. Как правило, при хромосомных болезнях нарушаются сбалансированность набора генов и строгая детерминированность нормального развития организма. Это приводит к внутриутробной гибели эмбрионов и плодов, появлению врожденных пороков развития и других элементов клинической картины хромосомных болезней. Этиологическими факторами хромосомной патологии являются все виды хромосомных мутаций и некоторые геномные мутации.

Хромосомные мутации – это структурные изменения отдельных хромосом. В хромосомную мутацию вовлекается большое число (от десятков до нескольких сотен) генов, что приводит к изменению нормального диплоидного набора. Различают две большие группы хромосомных мутаций: внутрихромосомные и межхромосомные. Отдельно выделяют изохромосомы и ring-хромосомы (рис. 3).

Рисунок 3. Виды хромосомных мутаций

Внутрихромосомные мутации – это аберрации в пределах одной хромосомы. К ним относятся:

– делеция – утрата одного из участков хромосомы, внутреннего или терминального;

– инверсия – встраивание на прежнее место участка хромосомы после поворота его на 180°;

– дупликация – удвоение какого-либо участка хромосомы;

Межхромосомные мутации (мутации перестройки, или транслокации) представляют собой обмен фрагментами между негомологичными хромосомами. К ним относятся:

– реципрокная транслокация (две хромосомы обмениваются своими фрагментами);

– нереципрокная транслокация (франгмент одной хромосомы транспортируется на другую);

– «центрическое слияние» – робертсоновская транслокация (соединение двух акроцентрических хромосом в районе их центромер с потерей коротких плеч).

Изохромосомы представляют собой аберрантные моноцентрические хромосомы с двумя генетически идентичными плечами. Они образуются в результате поперечного разрыва хроматид через центромеры.

Ring-хромосомы – это хромосомы, образованные в результате разрывов коротких и длинных хромосомных плеч, утраты терминальных участков с последующим замыканием их в кольцо.

Что касается геномных мутаций, то у человека обнаружено только два их типа: полиплоидии и анеуплоидии.

Полиплоидия– увеличение числа наборов хромосом, кратное гаплоидному (3n, 4n, 5n и т.д.) Причиной этих нарушений являются двойное оплодотворение и отсутствие первого мейотического деления. Тетраплоидии (92, ХХХХ) приводят к развитию хромосомной болезни. Триплоидии (69, ХХХ – девочка или 69, ХУУ – мальчик) приводят к прерыванию беременности (репродуктивная потеря) и являются летальными состояниями.

Анеуплоидия – изменение (уменьшение (моносомия) или увеличение (трисомия, полисомия)) числа хромосом в диплоидном наборе (2n+ 1, 2n-1 и т.д.). Причина этих нарушений связана с нерасхождением хромосом при делении или их «анафазное отставание». Из всех вариантов анеуплоидий встречаются только трисомии по аутосомам (синдром Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса и др.), полисомии по половым хромосомам (три-, тетра- и пентасомии), а из моносомий встречается только моносомия Х (синдром Шерешевского-Тернера). В основе классификации хромосомной патологии лежат три основных принципа, которые позволяют точно охарактеризовать форму хромосомной патологии у обследуемого индивида, а также ее варианты.

Характеристика хромосомной или геномной мутации (этиологический принцип): полиплоидии (тетраплоидии и триплоидии); анеуплоидии (недостаток (полная или частичная моносомия) или избыток (три- или полисомия) хромосомного материала по аутосомам или половым хромосомам).

Определение типа клеток, в которых возникла мутация (в гаметах или зиготе): гаметические (вызывают полные формы хромосомных болезней); соматические (развивается организм с клетками разной хромосомной конституции – мозаицизм).

Выявление поколения, в котором возникла мутация: спорадические хромосомные болезни (возникают вновь в гаметах здоровых родителей); наследуемые (семейные) хромосомные болезни.

Патогенез хромосомных болезней, несмотря на хорошую изученность клиники и цитогенетики, даже в общих чертах остается открытым. Ключевое звено в развитии хромосомной болезни ни при одной форме не выявлено. Основным звеном патогенеза хромосомных заболеваний считается несбалансированность генотипа в результате геномных и хромосомных мутаций, что проявляется внутриутробной гибелью эмбрионов и плодов, развитием специфических синдромов, проявляющихся нарушениями физического и психического здоровья.

Изменение числа половых хромосом может возникать в результате нарушения расхождения как в первом, так и во втором делении мейоза. Нарушение расхождения в первом делении приводит к образованию аномальных гамет: у женщин – ХХ и 0 (в последнем случае яйцеклетка не содержит половых хромосом); у мужчин – ХУ и 0. При слиянии гамет во время оплодотворения возникают количественные нарушения половых хромосом (табл. 3).

Таблица 3

Нарушения половых хромосом, обусловленных изменением их количества

Отец Мать	У	Х	ХУ
Х	ХУ норма	ХХ норма	ХХУ*	Х0**
ХХ	ХХУ*	ХХХ	ХХХУ*	ХХ норма?
	У0 летальность	Х0 летальность	ХУ летальность	летальность

* – синдром Клайнфельтера.

** – синдром Шерешевского-Тернера.

Синдром Шерешевского-Тернера (моносомия Х-хромосомы).Это единственная форма моносомии у человека, которая может быть выявлена у живорожденных. Популяционнаячастота – 1:3000 новорожденных девочек. Кроме простой моносомии по X-хромосоме (45,ХО), составляющей 50%, встречаются мозаичные формы, делеции длинного и короткого плеча X-хромосомы, изо-Х-хромосомы, а также кольцевые X-хромосомы.

Клинические проявления. Ребенок с данным синдромом рождается только в случае утраты отцовской Х-хромосомы, при утрате материнской – эмбрион погибает на ранних этапах развития. Синдром проявляется в трех направлениях: 1) гипогонадизм – недоразвитие половых органов и вторичных половых признаков (гипоплазия матки, первичная аменорея, недоразвитие молочных желез и др.); 2) врожденные пороки развития (сердца и почек); 3) низкий рост (1м 30см – 1м 50 см). Внешний вид больных имеет характерные симптомы: короткая шея с избытком кожи и крыловидными складками, лимфатический отек стоп, голеней, кистей рук и предплечий.

Синдром полисомии Х-хромосомы(синдром «суперженщины»).Популяционная частота – 1:1000 новорожденных девочек. Цитогенетически выявляются формы 47,ХХХ; 48,ХХХХ и 49,ХХХХХ.

Клинические проявления. Женщины с кариотипом 47,ХХХ в полной или мозаичной форме в основном имеют нормальное физическое и психическое развитие, интеллект – в пределах нижней границы нормы. Как правило, не отмечается отклонений в половом развитии, характерна нормальная плодовитость. С увеличением числа X-хромосом нарастает степень отклонений от нормы. У женщин с тетра- и пентасомией X описаны отклонения в умственном развитии, аномалии скелета и половых органов. Они имеют высокий рост, телосложение по мужскому типу, челюстно-лицевые дисплазии (эпикант, гипертелоризм, готическое небо), нарушения менструального цикла, бесплодие, преждевременный климакс, снижение интеллекта различных степеней (2/3 больных), нередки психические заболевания (шизофрения, маниакально-депрессивный психоз) эпилепсия.

Синдром Клайнфельтера. Популяционная частота – 2-2,5:1000 мальчиков. Цитогенетические варианты синдрома могут быть различны: 47,XXY; 48,XXXY; 49,XXXXY и др. Чаще встречается вариант 47,XXY. Отмечены как полные, так и мозаичные формы.

Клинические проявления. Больные высокого роста с непропорционально длинными конечностями, выраженной гинекомастией и оволосением по женскому типу. В детстве отличаются хрупким телосложением, а после 40 лет страдают ожирением. Важными диагностическими признаками являются гипогонадизм, гипогенитализм, бесплодие. Коэффициент интеллекта ниже 80 (чем больше в кариотипе добавочных хромосом, тем более выражено отклонение от нормы).

Синдром полисомии Y-хромосомы(синдром «супермужчины»). Популяционная частота – 1:1000 мальчиков. Цитогенетически отмечены полные и мозаичные формы.

Клинические проявления. Большинство индивидов по физическому и умственному развитию не отличается от здоровых мужчин. Заметных отклонений ни в половом развитии, ни в гормональном статусе, ни в плодовитости у большинства ХУУ-индивидов нет. В 30-40% случаев отмечаются определенные симптомы – грубые черты лица, выступающие надбровные дуги и переносица, увеличенная нижняя челюсть, высокое небо, аномальный рост зубов, большие ушные раковины, деформация коленных и локтевых суставов. Интеллект или негрубо снижен, или в норме. Характерны эмоционально-волевые нарушения: склонность к агрессивным и даже криминальным поступкам. Продолжительность жизни не отличается от среднепопуляционной.

Источник

Хромосомные болезни (греческий chroma цвет, окраска + soma тело) — группа болезней, в основе развития которых лежат нарушения числа или структуры хромосом, возникающие в гаметах (зрелых половых клетках) родителей или на ранних стадиях дробления зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).

История изучения хромосомных болезней берет начало с клин, исследований, проводившихся задолго до описания хромосом человека (см. Хромосомы) и открытия хромосомных аномалий. Некоторые хромосомные болезни (например, болезнь Дауна) были описаны клиницистами как самостоятельные нозологические формы еще до раскрытия их хромосомной природы.

С 1959 года, когда франц. исследователи Ж. Лежен, Готье (М. Gauthier) и Тюрпен (R. Turpin) впервые описали нарушение кариотипа при болезни Дауна (см. Дауна болезнь, Кариотип), началось быстрое развитие клинической цитогенетики человека. Вскоре была раскрыта этиология синдромов Шерешевского — Тернера (см. Тернера синдром), Клайнфелтера (см. Клайнфелтера синдром), синдромов Патау (см. Патау синдром) и Эдвардса (см. Эдвардса синдром).

С разработкой методов авторадиографии (см.) стала возможной идентификация некоторых индивидуальных хромосом, что способствовало открытию группы хромосомных болезней, связанных со структурными перестройками хромосом — синдромы делеции (см.) коротких плеч 4-й и 5-й хромосом, синдром делеции 13-й хромосомы и др. В течение нескольких лет было открыто более десяти хромосомных болезней, детализированы особенности проявлений каждой из них на клиническом, цитологическом, биохимическом уровнях, определена их частота.

Интенсивное развитие учения о хромосомных болезнях началось в 70-х годах 20 века после разработки методов дифференциального окрашивания хромосом, что позволило точно идентифицировать индивидуальные хромосомы человека и даже их участки. Это обеспечило быстрое накопление клинико-цитогенетического материала и вычленение новых форм хромосомных болезней. В настоящее время известна клинико-цитогенетическая характеристика около ста хромосомных болезней и синдромов.

Классификация хромосомных болезней основана на типах мутаций (см. Мутация) вовлеченных в них хромосом. Мутации в половых клетках приводят к развитию полных форм Хромосомные болезни при которых все клетки организма имеют одну и ту же хромосомную аномалию. Мутации, возникшие в эмбриогенезе (особенно на начальных стадиях дробления зиготы), обусловливают возникновение мозаичных форм, при которых только часть клеток имеет хромосомную аномалию (см. Мозаицизм).

У человека обнаружены все основные формы и типы хромосомных аномалий. В настоящее время описано 2 варианта нарушений числа хромосомных наборов (см. Хромосомный набор) — тетраплоидия и триплоидия как в виде полных форм, так и мозаичных. Другая группа синдромов обусловлена нарушениями числа отдельных хромосом — трисомиями (когда имеется добавочная хромосома в диплоидном наборе) или моносомиями (одна из хромосом отсутствует). Моносомии аутосом (любые хромосомы, кроме X- и Y-хромосом) несовместимы с жизнью. Трисомии — более часто встречающаяся патология у человека. Так, наблюдаются хромосомные болезни, вызванные трисомией аутосом: по 13-й паре хромосом — синдром Патау, по 18-й паре — синдром Эдвардса, по 21-й паре — болезнь Дауна; значительно реже встречаются хромосомные болезни, вызванные трисомиями 8,9, 10,14,16,22-й пар хромосом. Ряд хромосомных болезней связан с нарушением числа половых хромосом. Так, моносомия X-хромосомы (генотип ХО) лежит в основе синдрома Шерешевского — Тернера, трисомия половых хромосом (генотип XXY) является причиной развития синдрома Клайнфелтера.

Самая многочисленная группа хромосомных болезней — это синдромы, обусловленные структурными перестройками хромосом. Описано более 700 типов этих нарушений. Однако не все они могут рассматриваться как самостоятельные клинические синдромы, так как при единичных наблюдениях нельзя связывать клин, картину непосредственно с хромосомной аномалией как этиологическим фактором. Тем не менее только лишь по аутосомам можно выделить около 80 синдромов, вызванных перестройками, сопровождающимися либо утратой (делецией) части хромосомного материала, либо его избытком. В связи с этим выделяют хромосомные синдромы так называемых частичных моносомий и синдромы частичных трисомий (уменьшение или увеличение числа отдельных хромосом не на целую хромосому, а на ее часть).

В связи с тем, что подавляющая часть хромосомных аномалий относится к категории летальных мутаций, для характеристики их количественных параметров используются два показателя — частота распространения и частота возникновения.

Фактический материал цитогенетического обследования новорожденных, проведенного в нескольких странах (СССР, Дания, Шотландия, Канада, США), дает достаточно полное и точное представление об общей частоте хромосомных болезней в популяциях человека, которая достигает 1%. При этом частота отдельных типов составляет: аномалии в системе половых хромосом среди мальчиков — 0,3% (из них XXY—0,15%, XYY — 0,11%, структурные перестройки X-и Y-хромосомы — 0,04%); среди девочек — 0,22% (ХО полная форма — 0,01 %, ХО мозаичная форма — 0,07%, XXX — 0,14%); трисомии аутосом — 0,14% ( из них трисомия 13—0,007%, трисомия 18— 0,013%, трисомия 21—0,12%); структурные перестройки аутосом — 0,24% (робертсоновские транслокации — 0,1%; реципрокные транслокации — 0,09%; инверсии — 0,02%; дупликации — 0,03%).

Выяснено, что около 170 из 1000 эмбрионов и плодов погибают до рождения (подвергаются так называемому внутриутробному отбору, что клинически выражается спонтанным абортом или мертворождением), из них около 40% — вследствие влияния хромосомных нарушений. Тем не менее значительная часть мутантов (носителей хромосомной аномалии) минует действие внутриутробного отбора. В среднем у 7 из 1000 живорожденных детей определяются различные хромосомные аномалии. Вследствие тяжести морфологических, физиологических и биохимических нарушений большинство больных с синдромом Пата у и Эдвардса погибает в раннем возрасте, с болезнью Дауна — до достижения пубертатного возраста. Больные с аномалиями половых хромосом из-за нарушений полового развития и нередко выраженных эндокринопатий, как правило, не оставляют потомства. Следовательно, все аномалии кариотипа (числа хромосом) являются вновь возникшими и их можно отнести к мутациям, элиминирующимся в первом поколении, то есть они существуют в популяции с той частотой, с к-рой возникают. Действию естественного отбора на разных этапах онтогенеза подвергаются и аномалии структуры хромосом. Показано, что в общем случае хромосомные мутации почти полностью исчезают из популяции через 15—17 поколений после своего возникновения.

Для всех форм хромосомных болезней общим признаком является множественность морфологических, физиологических и биохимических нарушений. Основные клин, проявления характеризуются нарушениями морфогенеза в виде множественных врожденных пороков развития. Их формирование начинается со стадии гистогенеза и продолжается в органогенезе, что, вероятно, и объясняет сходство клинической картины при разных формах хромосомных болезней. Общими проявлениями разных хромосомных болезней являются: задержка физического и психомоторного развития, умственная отсталость различной степени выраженности, черепно-лицевые дисплазии, костномышечные аномалии, пороки сердечно-сосудистой, мочеполовой, нервной и других систем, отклонения в гормональном, биохимическом и иммунологическом статусе.

Степень поражения органов и систем при хромосомной болезни зависит от многих факторов — типа хромосомной аномалии, индивидуальности по генному составу вовлеченной в аномалию хромосомы, размера недостающего или избыточного материала индивидуальной хромосомы, степени мозаичности организма (см. Мозаицизм) по аномальному клеточному клону (см.), генотипа организма, условий среды, в которых развивается организм.

Диагностика хромосомных болезней основана на клинико-морфологических и цитогенетических методах. Нарушения морфогенеза, клинически определяемые как врожденные пороки развития, являются характерной чертой почти всех хромосомных болезней. При отдельных формах выявляется до 20 врожденных аномалий и пороков развития различных органов и систем. Одни признаки относительно постоянны для всех или большинства хромосомных аномалий, другие — встречаются только при определенных хромосомных болезнях, третьи — лишь при данной хромосомной болезни. Постановка диагноза по клин, картине не очень надежна и всегда требует цитогенетического подтверждения.

В зависимости от целей исследования применяют цитогенетические экспресс-методы — анализ X- и Y-хроматина (см. Половой хроматин) и методы точного хромосомного анализа со специальной дифференциальной окраской хромосом (см. Хромосомы). Выбор того или иного метода анализа хромосом зависит от цели исследования и требуемой степени точности. В случае необычной клинической картины синдромов с численными аномалиями хромосом или при подозрении на наличие структурной перестройки необходимо исследовать хромосомные наборы, используя несколько методов дифференциальной окраски хромосом. В ряде случаев для уточнения наличия микроперестройки или варианта хромосомы требуется применение высоко разрешающих методов анализа прометафазных или профазных хромосом.

Этиологическое лечение хромосомных болезней в настоящее время не разработано. Патогенетические методы лечения включают коррекцию метаболических и гормональных нарушений.

Симптоматическое лечение применяется практически при всех формах хромосомных болезней и включает физиотерапию, назначение витаминов и другие лечебные мероприятия. Необходимо при этом исключить факторы, усиливающие проявления хромосомных болезней, а также применять специальные методы воспитания и обучения, что позволяет во многих случаях обеспечить достаточную социальную адаптацию.

Прогноз при хромосомных болезнях зависит от тяжести поражения органов и систем, адекватности проводимых лечебных мероприятий. Основой профилактики хромосомных болезней является медико-генетическое консультирование, которое заключается в определении прогноза рождения ребенка с хромосомной патологией (см. Медико-генетическая консультация). Разработка методов пренатальной диагностики делает этот подход одним из самых эффективных в борьбе не только с хромосомными, но и с другими наследственными болезнями (см.).

Библиогр.: Бочков Н. П. Хромосомы человека и облучение, М., 1971; он же, Генетика человека, наследственность и патология, М.,1978; Бочков Н. П., 3ахаров А. Ф. и Иванов В. И. Медицинская генетика, М., 1984; Захаров А. Ф. и др. Хромосомы человека, Атлас, М., 1982; Перспективы медицинской генетики, под ред. Н. П. Бочкова, М., 1982; Тератология человека, под ред. Г. И. Лазюка, М., 1979; Hamerton J. L. Human cytogenetics, v. 1—2, N. Y.—L., 1971; Hamerton J. L. a. o. A cytogenetic survey of 14069 newborn infants, Clin. Genet., v. 8, p. 223, 1975; Jacobs P. A. a. o. A cytogenetic survey of 11680 newborn infants, Ann. hum. Genet., v. 37, p. 359, 1974; LejeuneJ., Gauthier M. et Turpin R. Les chromosomes humains en culture de tissus, C. R. Acad. Sci. (Paris), t. 248, p. 602, 1959; Nielsen J. a. Sillesen I. Incidence of chromosome aberrations among 11148 newborn children, Humangenetik, v. 30, p. 1, 1975.

H. П. Кулешов.

Источник