Геном человека и наследственные болезни III. Профилактика, пренатальная диагностика ЛЕКЦИЯ 4
ВКЛАД ГЕНЕТИКИ В АКУШЕРСТВО И ГИНЕКОЛОГИЮ • Идентифицированы многие гены, мутации которых приводят к наследственным болезням и к нарушениям репродуктивной функции • Разработаны эффективные молекулярно – генетические и цитогенетические методы пренатальной диагностики генных и хромосомных болезней • Накапливаются данные о связи генных мутаций и полиморфизмов с частой акушерско-гинекологической патологией • Первые попытки клеточной и генной терапии плода.
ПЛАН ЛЕКЦИИ • Виды профилактики НБ • Определение пренатальной диагностики • Организация службы ПД в Санкт. Петербурге • Методы оценки состояния плода • Скрининговые программы в ПД • Инвазивные методы ПД • Показания к направлению на инвазивную ПД • Близкие и отдаленные перспективы ПД
Генетические основы профилактики НБ и ВПР • Первичная профилактика - предупреждение рождения больного ребенка: - планирование деторождения - улучшение среды обитания • Вторичная профилактика - пренатальная диагностика • Третичная профилактика - коррекция проявления патологических генотипов (нормокопирование) - лечебные мероприятия - создание условий для непроявления наследственной патологии (предиктивная медицина)
«Совокупность всех методов диагностики состояния плода, которая направлена на выявление врожденных дефектов и любых аномалий, диагностируемых при рождении» ВОЗ, Европейская Ассоциация перинатальной медицины
Пренатальная диагностика - научно-практическое направление, возникшее как новый раздел медицинской генетики в 80 -х гг. ХХ в. на стыке клинических дисциплин (акушерства, гинекологии, неонаталогии) и фундаментальных наук (патофизиологии, эмбриологии, биохимии, молекулярной биологии, генетики). ПД в Санкт-Петербурге с 1987 г. в Лаборатории Пренатальной Диагностики
Пренатальная диагностика научно-практическое направление медицинской генетики Задачи пренатальной диагностики Научные Практические эффективная диагностика, профилактика и лечение наследственных и врожденных болезней познание механизмов биологии раннего развития человека, включая гаметогенез, эмбриогенез и фетальный период
Пренатальная диагностика ПД - раздел медицинской генетики на стыке прикладных и фундаментальных наук. Цель ПД : ранняя диагностика, профилактика и лечение наследственных и врожденных заболеваний плода. Служба ПД в Ст-Петербурге началась в 1987 г. с открытия лаборатории ПД в НИИ АГ им. Д. О. Отта СЗО РАМН и её тесного союза с Городским Медико-генетическим центром
Служба пренатальной диагностики России Приказы МЗ РФ № 316 от 30. 12. 1993 и № 457 от 28. 12. 2000 "О дальнейшем развитии медико-генетической службы МЗ РФ" 3 уровень - 5 Федеральных МГЦ УЗИ второго уровня Пренатальная диагностика хромосомных болезней Пренатальная ДНК-диагностика генных болезней 2 уровень - 15 региональных и межрегиональных МГЦ УЗИ второго уровня Биохимический скрининг Пренатальная диагностика хромосомных болезней Регистр наследственных болезней 1 уровень: Женские консультации 75 МГК - Медико-генетическое консультирование
Служба пренатальной диагностики в Санкт-Петербурге Распоряжение № 496 от 28 сентября 2007 -2010 3 уровень - НИИАГ им. Д. О. Отта (Федеральный МГЦ) Пренатальная генетическая диагностика ПД хромосомных болезней у женщин старше 35 лет 2 уровень - Диагностический МГЦ УЗИ высокого уровня, УЗ-го Iго триместра беременности Биохимический скрининг 1 го и 2 го триместров ПД хромосомных болезней у женщин до 35 лет Женские консультации и другие родовспомогательные учреждения: Трехкратный УЗ скрининг - 10 -12; 20 -22; 30 -31 недели беременности Забор проб крови для биохимического скрининга
Взаимодействие учереждений здравоохранения службы пренатальной диагностики Санкт-Петербурга Распоряжение № 496 от. УЗИ маркеры • 28. 09. 2007 Федеральный МГЦ ГУ НИИАГ им. Д. О. Отта Инвазивная ПД Хромосомные болезни и МВПР в анамнезе • Хромосомные перестройки у родителей • Моногенные болезни >35 лет + Биохим. скр. < 35 лет Медико-генетический центр УЗ-скрининг (11 н. -13 н. б. ) + Биохимический скрининг (15 -18 н. б. )+ Инвазивная ПД беременных35 -39 лет Женские консультации и другие родовспомогательные учреждения Трехкратный УЗ-скрининг (сроки 10 -14; 18 -22, 32 -34 н. б. ) УЗИ 2 уровня • Уточнение ВПР у плода • Кровь на биохимический скрининг всех беременных
Рост инвазивной пренатальной диагностики в Санкт-Петербурге трансабдоминальная хорионбиопсия I триместр 2005 г. - 1217 2004 г. – 1 2003 г. – 2002 г. – 857 (3 – 0, 35%) 897 (2 – 0, 22%) 2001 г. – 620 (2 – 0, 32%) 2000 г. - 542 II триместр трансабдоминальные плацентобиопсия, кордоцентез 003 (5 – 0, 49%)
Методы оценки состояния плода ПРЯМЫЕ НЕПРЯМЫЕ (обследование плода) (обследование беременной) 1 Клиническое (акушерско-гинекологическое) 2. ИНВАЗИВНЫЕ НЕИНВАЗИВНЫЕ Бактерио- и серологическое 3/ 3. Медико-генетическое · генеалогическое · цитогенетическое · молекулярно-биологическое 4. Анализ эмбрионспецифических белков · · ПОЛУЧЕНИЕ ПЛОДНОГО МАТЕРИАЛА 1. Ультразвуковое сканирование 2. Электрокардиография 3. Рентгенография a -фетопротеин хорионический гонадотропин эстриол другие 1. Хорионбиопсия (I триместр) 2. Плацентобиопсия (II триместр) 3. Амниоцентез · ранний (13 -14 н. б. ) · обычный (15 -22 н. б. ) 4. Кордоцентез (II-III триместр) 5. Фетоскопия (II-III триместр) ЛАБОРАТОРНЫЕ 1. 2. 3. 4. Цитогенетические Молекулярно-генетические Биохимические Иммуноцитохимические 6. Биопсия тканей плода (кожа, мышцы, печень, селезенка и пр. ) (II-III триместр)
Инвазивные методы пренатальной диагностики Доимплантационный период Методы ЭКО Преконцепционная диагностика Доимплантационная (полярные тельца) диагностика (бластомеры или т I триместр беременности (период органогенеза) Хорионбиопсия Трансцервикальный способ (7 -12 недели) Трансабдоминальный способ (с 9/10 недели) II триместр беременности (плодный период) Плацентобиопсия (14 -26 недели) Амниоцентез (с 14 недели) Кордоцентез (с 20 недели)
СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПД 1. Медико-генетическое консультирование 2. УЗ-скрининг (10 -11; 20 -21 и 30 -31 н. б. ) 3. Биохимический скрининг (10 -12; 15 -18 н. б. ) 4. Получение плодного материала ( I - II тр. б ) 5. Лабораторная диагностика цитогенетическая молекулярная биохимическая 6. Рекомендации по результатам ПД
Скринирующие программы Скринирование беременных • Биохимический скрининг – «маркерные» белки крови α-Фетопротеин, хориальный гонадотропин, эстрадиол, РАРР-1 • Ультразвуковой скрининг (3 -х кратный для каждой беременной, • Цитогенетический скрининг, • Иммунологический (Rh) , Бактериологический, • ДНК-скрининг Скринирование новорожденных (врожденный гипотиреоз, фенилкетонурия, муковисцидоз, галактоземия, адрено-генитальный синдром)
СТРУКТУРА РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП ВПР, ВЫЯВЛЕННЫХ В ХОДЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРЕНАТАЛЬНОГО СКРИНИНГА В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ в 1999 -2008 г Вид ВПР Выявлено ВПР на УЗИ 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 ЦНС (грубые, изолир. ) 51 54 42 51 60 51 50 59 56 50 ВПС (изолир. ) 10 9 12 12 22 28 21 30 35 44 МВПР 29 33 26 35 42 40 23 33 47 56 Мочевыдел. сист. (изолир. ) 66 56 41 84 64 66 90 89 105 115 ЖКТ (изолир. ) 10 2 11 6 3 10 10 11 24 5 Костносуст. сист. (изолир. ) - 5 16 14 25 25 16 35 38 47 Передней. бр. cт. (изолир. ) - 5 7 14 19 15 9 20 10 25 Расщелины губы и неба (изолир. ) - 8 4 3 10 20 16 5 12 20 Прочие 37 32 35 41 41 51 52 71 82 106 ВСЕГО 203 204 194 260 286 306 287* 353* 409* 468* * без учета ХА.
ДИНАМИКА СРЕДНЕГОРОДСКОЙ ВЫЯВЛЯЕМОСТИ ВПР (0/00) ПО ДАННЫМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРЕНАТАЛЬНОГО СКРИНИНГА В 1998 -2008 гг
ФАКТОРЫ УСПЕХА ПД в СПб • Эффективные и простые инвазивные методы получения образцов плодного материала на разных сроках беременности • Оригинальные методы получения и анализа хромосомных препаратов • Оригинальные молекулярно-генетические методы диагностики наиболее частых генных болезней (муковисцидоз, ФКУ, АГС, гемофилии А и В, МДД, СМА, миотоническая дистрофия, хорея Гентингтона, синдром Мартина-Белла, др. ) • Оригинальные программы биохимического скрининга для выявления женщин групп высокого риска по рождению детей с болезнью Дауна • Тесный союз с городским Медико-генетическим Центром • Централизация службы ПД города
Итоги ПД хромосомных и генных болезней в НИИ А и Г им. Д. О. Отта СЗО РАМН октябрь 1987 - апрель 2011 гг Выполнено инвазивных ПД для исключения: хромосомных болезней - 12 989 генных болезней 960 ВСЕГО - 13 949 Предотвращено рождение больных детей с хромосомными болезнями с генными болезнями ВСЕГО - 690 - 284 - 974 12 976 - женщин групп высокого риска родили заведомо здоровых детей.
Цитогенетическая ПД • Разработаны и внедрены оригинальные методы кариотипирования по клеткам хориона и плаценты – ускоренный прямой метод и QFH/Ac. D окраска. • Этими методами выполнено более 9000 ПД. • Частота и спектр выявленной хромосомной патологии в Санкт. Петербурге, аналогичны таковым в Западной Европе. FISH Кузнецова Т. В. QFH/Ac. D Acridine 0 range
ОСОБЕННОСТИ ПД в СПб 2010 - 2011 гг. 1. Постепенное смещение ПД со 2 го в 1 -й триместр беременности 2. Использование Алгоритма Клиники Одного дня 3. Внедрение метода (QF- PCR) для ПД частых хромосомных болезней (Т 21; Ts 18; Ts 13; триплоидии, числовых нарушений гоносом) 4. Доимплантационная диагностика хромосомных и генных болезней
ПРЕНАТАЛЬНЫЙ БИОХИМИЧЕСКИЙ СКРИНИНГ (ПБС) САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 г. 1. ПБС (15 -17 н. б. ) αFP + ХГЧ (возраст < 35) – охват 85% (ЛПР 4, 8%) УЗ + ПБС 9 -13 н. б ХГЧ + РАРР-А. ( возраст > 35) – охват 83% (ЛПР 6, 4%) 2. ПБС в 2010 году проведен на 52 775 беременных выявлено 77 плодов с болезнью Дауна ПРОФИЛАКТИКА СИНДРОМА ДАУНА В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ УЗ маркеры • толщина воротникового пространства • визуализация носовых костей 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 выявлены пренатально по всем скринингам; положит. рез-ты ПБС – не проведена инвазивная ПД ложно отрицательные результаты ; не участвовали в ПБС; Т. К. Кащеева
ПРЕНАТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА В КЛИНИКЕ ОДНОГО ДНЯ 1. Первичное медико-генетическое консультирование Определение объема обследования и алгоритм – 20 -30 мин 2. УЗ обследование с определением срока беременности, выявление маркеров хромосомных болезней – 20 -30 мин УЗ маркеры : воротниковое пространство носовые косточки 3 Забор крови матери для биохимического скрининга, выполнение анализа и расчет комбинированного риска – 45 -60 мин Маркерные Сывороточные Белки - ХГЧ; РАРР-А 4 Заключительное консультирование, определение дальнейшего алгоритма обследования – 15 -20 мин с За одно посещение (2 -2, 5 часа) беременная получает всю информацию о состоянии плода и при наличии высокого риска наследственных и врожденных « болезней направляется на инвазивную пренатальную диагностику. В режиме клиники одного дня уже принято > 100 женщин Т. К. Кащеева, А. Л. Коротеев
Метод QF-PCR для ДНК диагностики частых хромосомных болезней у плода Время анализа 1 -2 дня Материал – амниотическая жидкость, ворсины хориона Производительность – 10 -30 образцов на 1 анализ Точность – 99% Эффективность – до 95% Метод позволяет проводить скрининг 5 частых хромосомных болезней у плодов всех женщин высокого риска Санкт. Петербурга В НИИАГ. Д. О. Отта СЗО РАМН ДНК- секвенатор ABI-3300 методом QF-PCR в 2010 -2011 гг. выполнено > 600 ПД, выявлено 18 плодов с хромосомными болезнями ( из них 14 Т. Э. Иващенко с синдромом Дауна)
Алгоритм доимплантационной диагностики Оплодотворение in vitro (IVF или ICSI) Обследование супружеской пары Генетическое заключение Диагностика хромосомных болезней : FISH QF- PCR ДЕНАТУРАЦИЯ Биопсия бластомеров ОТЖИГ TAQ праймер TAQ СИНТЕЗ Перенос эмбрионов 4 день 5 день Иващенко Т. Э. Федорова И. Д
ПЕРСПЕКТИВЫ ПД в Санкт - Петербурге 2010 -2015 гг. 1. Внедрение Генетической Карты Репродуктивного Здоровья 2. Внедрение количественной ПЦР (QFPCR) для массового скрининга наиболее частых хромосомных болезней на 15 -18 н. б. 3. Работа Клиники Одного Дня 4. Доимплантационная диагностика генных и хромосомных болезней 5. Разработка и внедрение методов
ПЕРСПЕКТИВЫ ПД в Санкт - Петербурге 2011 -2015 гг. 1. Субмикроскопические хромосомные аберрации ( метод array-CGH) 2. Разработка и внедрение методов неинвазивной ПД 3. Генетическая Карта Репродуктивного Здоровья
НЕИНВАЗИВНАЯ ПД • Определение пола и Rh-принадлежности плода по ДНК плода в крови матери • Неинвазивная диагностика генных и хромосомных болезней плода по ДНК/РНК плода в крови матери - метод ПЦР в реальном времени - метод digital PCR - метод глубокого секвенирования
«ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КАРТА РЕПРОДУКТИВНОГО (5) Тестирование наследственной ЗДОРОВЬЯ» минимизация генетического груза (2) Кариотип (3) Диагностика гетерозиготного носительства : • Муковисцидоз; • Миодистрофия Дюшенна; • Гемофилия А; • Фенилкетонурия; • Адреногенитальный синдром; • Спинальная мышечная атрофия. (1) Медико-генетическое консультирование супружеской пары (4) СВЕДЕНИЯ О СУПРУГЕ: 1. Кариотип (2); 2. Тесты на гетерозиготное носительство мутаций наиболее частых моногенных болезней (3); КОНСУЛЬТАЦИИ ГЕНЕТИКА и АКУШЕРА; ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ВРАЧА И БЕРЕМЕННОЙ, ВЫРАБОТКА ТАКТИКИ ВЕДЕНИЯ БЕРЕМЕННОСТИ ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ “предрасположенности” : Нерасхождение хромосом в мейозе и дефекты заращения нервной трубки MTHFR; MTTR. (2) Привычное невынашивание : GSTM 1; GSTT 1; GSTPi. ; DRB 1; DQA 1, DQB 1, MTHFR (7) Плацентарная недостаточность e. NOS, GSTM 1; GSTT 1; GSTPi, HLA(5) Эндометриоз: GSTT 1; GSTM 1; CYP 19 mi. EPOX, NAT-2 ( 5) Гестозы: GSTPi; PAI-1, TNF-ά; e. NOS; ACE; PON; GP-IIIa. , HLA-G GSTV-1 , m. EPHX (10) Остеопороз - VDR 3; COL 1 A 1; CALCR; ER -1 (4) Диабет -HLA DR и DQ (DR 3 и DR 4) Mic-A; (4) Тромбофилия: FV, MTHFR, PAI-1, PLAT, GPIIIa , Pr, Fb (7)
ГОРИЗОНТЫ ПД 1. Генная терапия плода 2. Клеточная терапия плода 6. Стволовые клетки
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ – КАНДИДАТЫ ДЛЯ ВНУТРИУТРОБНОЙ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ • • Из 923 моногенных болезней 307 обусловлены дефектами ферментов Гемофилия А и В Муковисцидоз Мышечная дистрофия Дюшенна Спинальная мышечная атрофия (СМА) Фенилкетонурия ( ФКУ) Болезни накопления (мукополисахаридозы, гликогенозы, фосфолипидозы) Гемоглобинопатии ( таллассемия) Иммуннодефициты
ВОЗМОЖНЫЕ ОПАСНОСТИ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ ПЛОДА • • • ТОКСИЧНОСТЬ ГЕННЫХ ВЕКТОРОВ ТРАНСФЕКЦИЯ ПЕРВИЧНЫХ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК АНОМАЛИИ РАЗВИТИЯ ПЛОДА ВОЗМОЖНЫЙ ОНКОГЕННЫЙ ЭФФЕКТ ОТСУТСТВИЕ ИЛИ РЕЗКО ОСЛАБЛЕННЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ НА ВИРУСНЫЕ ВЕКТОРЫ, ПРИМЕНЕННЫЕ С ЦЕЛЬЮ АНТЕНАТАЛЬНОЙ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ • Соматические стволовые клетки Пуповинные клетки крови плода Лечение гемолитической анемии Лечение половых клеток • Эмбриональные стволовые клетки • IPSC (induced pluripotent stem cells) – индуцированные плюрипотентные стволовые клетки
ВЫВОДЫ 1. Пренатальная диагностика – раздел медицинской генетики 2. Служба ПД обеспечивает самую эффективную профилактику наследственных болезней 3. Основные методические проблемы ПД решены. 4. Особенности ПД в СПб сегодня : - переход со 2 -го в 1 -й триместр беременности - молекулярная диагностика хромосомных болезней - внедрение алгоритма клиники «Одного дня» - доимплантационная диагностика 5 5. Перспективы пренатальной диагностики: - диагностика генных и хромосомных болезней по ДНК и РНК плода в крови матери - молекулярное кариотипирование - генетическая карта репродуктивного здоровья 6. Генная и клеточная терапия плода – горизонты ПД ХХI века.
Скачать презентацию Геном человека и наследственные болезни III Профилактика пренатальная
лЕКЦИЯ 4. пренатальной д-ки 29 08 11.ppt