Что делать с наследственными болезнями: лечить или предотвращать? Можно ли избежать наследственных заболеваний? Как вылечить наследственную болезнь.

Мы согласны подарить детям свою не слишком блестящую внешность и невыдающиеся мозги. Даже допускаем у наследника немного оттопыренные уши. Но вот чего бы нам, ни при каких условиях не хотелось передать малышу, так это какое-нибудь заболевание. Можно ли избежать «плохого наследства»? Ведь наследственные болезни человека, их профилактика и лечение зачастую избегаются при помощи некоторых средств.
Научный подход
Объективно говоря, от данного риска не застрахован ни один родитель. Каждый из нас несет в себе в среднем ю-12 дефектных генов, которые мы получили от своих родных и, возможно, передадим собственным детям. Сегодня науке известно около 5000 наследственных заболеваний, которые развиваются из-за неполадок в генетическом аппарате человека - в генах или хромосомах.
Они подразделяются на три основные группы: моногенные, полигенные и хромосомные.
Сегодня практически любую патологию можно объяснить с точки зрения генетики. Хронический тонзиллит - наследственным дефектом иммунитета, желчнокаменную болезнь - наследственным нарушением обмена веществ.

Виды заболеваний
Моногенные болезни обусловлены дефектом одного гена. На сегодня известно порядка 1400 таких болезней. Хотя распространенность их невысока (5-10 % от общего числа наследственных болезней), полностью они не исчезают. Среди наиболее распространенных в России - муковисцидоз, фенилкетонурия, адреногенитальный синдром, га-лактоземия. Для выявления перечисленных патологий все новорожденные в нашей стране проходят специальные анализы (к сожалению, проверить малышей на наличие всех дефектных генов не может ни одна страна мира). Если выявляется отклонение, младенца переводят на специальную диету, которую надо соблюдать до ю-12, а иногда и до 18 лет. Если же у больных родителей рождаются здоровые дети, то все потомство последних будет «без дефекта».
Полигенные (или мультифакторные) болезни связаны с нарушением взаимодействия нескольких генов, а также факторами окружающей среды. Это самая многочисленная группа - включает около 90 % всех наследственных болезней человека их профилактики и последующего лечения.

Пути передачи
Основной передатчик болезни - больные мама или папа. Если заболеванием страдают оба, риск возрастает в несколько раз. Вместе с тем, даже если вы с супругом здоровы, в вашем организме присутствует ряд дефектных генов. Просто они подавлены нормальными и «молчат». В случае, если у вас с мужем один и тот же «молчащий» ген, у ваших детей может развиться наследственная болезнь.
Своя особенность наследования есть у болезней, «сцепленных с полом», - гемофилии, болезни Гюнтера. Их контролируют гены, которые находятся в половой хромосоме. Родители больного некоторые виды онкологии, пороки развития (в том числе заячья губа и волчья пасть). В ряде случаев родители передают не саму болезнь, а предрасположенность к ней (сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, алкоголизм). Дети получают неблагоприятную комбинацию генов, которая в определенных условиях (стресс, серьезная травма, плохая экология) может привести к развитию болезни. Причем чем сильнее выражено заболевание у мамы или папы, тем выше риск.
Хромосомным наследственным болезням человека, их профилактике и лечению уделяется огромное количество времени и сил, они возникают из-за изменения числа и структуры хромосом. Например, самая известная аномалия - болезнь Дауна - является следствием утроения 2 хромосомы. Подобные мутации не так редки, они встречаются у 6-ю из новорожденных. Другие распространенные заболевания - синдромы Тернера, Эдвардса, Патау. Все они характеризуются множественными пороками: задержкой физического развития, умственной отсталостью, пороками сердечнососудистой, мочеполовой, нервной и других систем. Лечение хромосомных аномалий еще не найдено.
ребенка могут быть здоровы, но, если мама является носительницей мутантного гена, вероятность рождения больного мальчика составляет 5° %. Девочки рождаются здоровыми, но половина из них, в свою очередь, становятся носительницами дефектного гена. Больной отец не передает болезнь сыновьям. Дочери же могут заболеть, только если и мать является носительницей.
Из египетской гробницы
Фараона Эхнатона и царицу Нефертити древние изображали с довольно нестандартной внешностью. Оказывается, дело не только в художественном видении живописцев. По неестественно удлиненной, «башенной» форме черепа, маленьким глазам, ненормально длинным конечностям (так называемые «пальцы паука»), невыраженному подбородку («птичье лицо») ученые опознали синдром Минковского-Шафара - один из наследственных видов анемии (малокровия).
Из русской истории
Нарушение свертываемости крови (гемофилия) у сына последнего русского царя Николая II царевича Алексея тоже наследственной природы. Эта болезнь передается по материнской линии, но проявляется исключительно у мальчиков. Скорее всего, первой обладательницей гена гемофилии стала королева Великобритании Виктория, прабабка Алексея.
Сложности выявления
Наследственные заболевания не всегда проявляются с самого рождения. Некоторые виды умственной отсталости становятся заметны только тогда, когда ребенок начнет говорить или пойдет в школу. А вот хорею Геттингтона (разновидность прогрессирующей умственной отсталости) вообще можно распознать только после до лет.
Кроме того, подводными камнями способны стать и «молчащие» гены. Их действие может проявиться в течение жизни - под влиянием негативных внешних факторов (нездоровый образ жизни, прием ряда лекарственных препаратов, радиация, загрязнение окружающей среды). Если ваш малютка попадает в группу риска, вы можете пройти молекулярно-генетическое обследование, которое поможет выявить вероятность развития заболевания в каждом конкретном случае. Далее специалист может назначить меры профилактики. Если же больные гены оказываются доминирующими, избежать заболевания невозможно. Можно лишь облегчить симптомы болезни. Еще лучше - постараться их предупредить до момента родов.

Миодистрофия Дюшенна — одно из нечасто встречающихся, но все же относительно распространенных генетических заболеваний. Болезнь диагностируется в трех-пятилетнем возрасте, обычно у мальчиков, проявляясь поначалу лишь в затрудненных движениях, к десяти годам страдающий такой миодистрофией уже не может ходить, к 20−22 годам его жизнь заканчивается. Она вызвана мутацией гена дистрофина, который находится в Х-хромосоме. Он кодирует белок, соединяющий мембрану мышечной клетки с сократительными волокнами. Функционально это своеобразная пружина, обеспечивающая плавное сокращение и целостность клеточной мембраны. Мутации в гене приводят к дистрофии скелетных мышечных тканей, диафрагмы и сердца. Лечение заболевания носит паллиативный характер и позволяет лишь немного облегчить страдания. Однако с развитием генной инженерии появился свет в конце тоннеля.

О войне и мире

Генная терапия — это доставка внутрь клетки конструкций на основе нуклеиновых кислот для лечения генетических заболеваний. С помощью такой терапии можно исправить генетическую проблему на уровне ДНК и РНК, меняя процесс экспрессии нужного белка. Например, в клетку можно доставить ДНК с исправленной последовательностью, с которой синтезируется функциональный белок. Или, напротив, возможны удаления определенных генетических последовательностей, что также поможет уменьшить вредные последствия мутации. В теории это просто, однако на практике генная терапия базируется на сложнейших технологиях работы с объектами микромира и представляет собой совокупность передовых ноу-хау в области молекулярной биологии.

Инъекция ДНК в пронуклеус зиготы — одна из самых ранних и наиболее традиционных технологий создания трансгенов. Инъекция производится вручную с помощью сверхтонких игл под микроскопом с 400-кратным увеличением.

«Ген дистрофина, мутации которого порождают миодистрофию Дюшенна, огромный, — рассказывает директор по развитию биотехнологической компании «Марлин Биотех», кандидат биологических наук Вадим Жерновков. — Он включает в себя 2,5 млн пар нуклеотидов, что можно было бы сравнить с количеством букв в романе «Война и мир». И вот представим себе, что мы вырвали из эпопеи несколько каких-то важных страниц. Если на этих страницах описываются существенные события, то понимание книги было бы уже затруднено. Но с геном все сложнее. Найти другую копию «Войны и мира» несложно, и тогда недостающие страницы можно было бы прочитать. Но ген дистрофина находится в X-хромосоме, а у мужчин она одна. Таким образом, в половых хромосомах у мальчиков при рождении хранится лишь одна копия гена. Другую взять негде.

Наконец, при синтезе белка из РНК важно сохранение рамки считывания. Рамка считывания определяет, какая группа из трех нуклеотидов считывается как кодон, что соответствует одной аминокислоте в белке. Если произошло удаление в гене фрагмента ДНК, не кратное трем нуклеотидам, происходит сдвиг рамки считывания — кодировка изменяется. Это можно было бы сравнить с ситуацией, когда после вырванных страниц во всей оставшейся книге все буквы заменятся на следующие по алфавиту. Получится абракадабра. Вот то же самое происходит с неправильно синтезируемым белком».

Биомолекулярный пластырь

Один из эффективных методов генной терапии для восстановления нормального синтеза белка — пропуск экзонов с помощью коротких нуклеотидных последовательностей. В «Марлин Биотех» уже отработана технология работы с геном дистрофина с помощью такого метода. Как известно, в процессе транскрипции (синтеза РНК) сначала формируется так называемая прематричная РНК, заключающая в себе как кодирующие белок участки (экзоны), так и некодирующие (интроны). Далее начинается процесс сплайсинга, в ходе которого интроны и экзоны разъединяются и формируется «зрелая» РНК, состоящая только из экзонов. В этот момент некоторые экзоны можно заблокировать, «залепить» с помощью особых молекул. В итоге в зрелой РНК не окажется тех кодирующих участков, от которых мы предпочли бы избавиться, и таким образом восстановится рамка считывания, белок будет синтезироваться.

«Эту технологию мы отладили in vitro, — рассказывает Вадим Жерновков, то есть на клеточных культурах, выращенных из клеток пациентов с миодистрофией Дюшенна. Но отдельные клетки — это не организм. Вторгаясь в процессы клетки, мы должны наблюдать последствия вживую, однако привлечь к испытаниям людей не представляется возможным по разным причинам — от этических до организационных. Поэтому возникла необходимость получения модели миодистрофии Дюшенна с определенными мутациями на основе лабораторного животного».

Как уколоть микромир

Трансгенные животные — это полученные в лаборатории животные, в геном которых целенаправленно, осознанно внесены изменения. Еще в 70-е годы прошлого века стало понятно, что создание трансгенов — это важнейший метод исследования функций генов и белков. Одним из самых ранних методов получения полностью генно-модифицированного организма стала инъекция ДНК в пронуклеус («предшественник ядра») зигот оплодотворенных яйцеклеток. Это логично, так как модифицировать геном животного проще всего в самом начале его развития.

На схеме продемонстрирован процесс CRISPR/Cas9, в котором участвуют субгеномная РНК (sgRNA), ее участок, работающий как РНК-гид, а также белок-нуклеаза Cas9, который рассекает обе нити геномной ДНК в указанном РНК-гидом месте.

Инъекция в ядро зиготы — весьма нетривиальная процедура, ведь речь идет о микромасштабах. Яйцеклетка мыши имеет диаметр 100 мкм, а пронуклеус — 20 мкм. Операция происходит под микроскопом с 400-кратным увеличением, однако инъекция — это самая что ни на есть ручная работа. Разумеется, для «укола» применяется не традиционный шприц, а специальная стеклянная игла с полым каналом внутри, куда набирается генный материал. Один ее конец можно держать в руке, а другой — сверхтонкий и острый — практически не виден невооруженным глазом. Конечно, такая хрупкая конструкция из боросиликатного стекла не может храниться долго, поэтому в распоряжении лаборатории есть набор заготовок, которые непосредственно перед работой вытягиваются на специальном станке. Используется особая система контрастной визуализации клетки без окрашивания — вмешательство в пронуклеус само по себе травматично и является фактором риска для выживания клетки. Краска стала бы еще одним таким фактором. К счастью, яйцеклетки достаточно живучи, однако количество зигот, которые дают начало трансгенным животным, составляют лишь несколько процентов от общего числа яйцеклеток, в которые была сделана инъекция ДНК.

Следующий этап — хирургический. Проводится операция по трансплантации микроинъецированных зигот в воронку яйцевода мыши-реципиента, которая станет суррогатной матерью будущим трансгенам. Далее лабораторное животное естественным путем проходит цикл беременности, и на свет появляется потомство. Обычно в помете находится около 20% трансгенных мышат, что также говорит о несовершенстве метода, ибо в нем присутствует большой элемент случайности. При инъекции исследователь не может контролировать, как именно внедренные фрагменты ДНК встроятся в геном будущего организма. Высока вероятность таких комбинаций, которые приведут к гибели животного еще на эмбриональной стадии. Тем не менее метод работает и вполне годен для ряда научных целей.

Развитие трансгенных технологий позволяет производить животные белки, востребованные фармацевтической промышленностью. Эти белки экстрагируются из молока трансгенных коз и коров. Также есть технологии получения специфических белков из куриного яйца.

Ножницы для ДНК

Но есть более эффективный способ на основе целевого редактирования генома по технологии CRISPR/Cas9. «Сегодня молекулярная биология в чем-то подобна эпохе дальних морских экспедиций под парусами, — говорит Вадим Жерновков. — Практически каждый год в этой науке происходят значительные открытия, которые могут изменить нашу жизнь. Например, несколько лет назад микробиологи обнаружили у давно, казалось бы, изученного вида бактерий иммунитет к вирусным инфекциям. В результате дальнейших исследований выяснилось, что ДНК бактерий содержат в себе особые локусы (CRISPR), с которых синтезируются фрагменты РНК, умеющие комплементарно связываться с нуклеиновыми кислотами чужеродных элементов, например с ДНК или РНК вирусов. С такой РНК связывается белок Cas9, представляющий собой фермент-нуклеазу. РНК служит для Cas9 гидом, помечающим определенный участок ДНК, в котором нуклеаза совершает разрез. Примерно три-пять лет назад появились первые научные труды, в которых разрабатывалась технология CRISPR/Cas9 для редактирования генома».

Трансгенные мыши позволяют создавать живые модели тяжелых генетических заболеваний человека. Люди должны быть благодарны этим крохотным существам.

По сравнению со способом введения конструкции для случайного встраивания, новый метод позволяет подобрать элементы системы CRISPR/Cas9 таким образом, чтобы точно нацелить РНК-гиды на нужные участки генома и добиться целенаправленной делеции или вставки нужной последовательности ДНК. В этом методе тоже возможны ошибки (РНК-гид иногда соединяется не с тем участком, на который его нацеливают), однако при использовании CRISPR/Cas9 эффективность создания трансгенов составляет уже около 80%. «Этот метод имеет широкие перспективы, и не только для создания трансгенов, но и в других областях, в частности в генной терапии, — говорит Вадим Жерновков. — Однако технология находится только в начале пути, и представить себе, что в ближайшее время исправлять генный код людей будут с помощью CRISPR/Cas9, довольно сложно. Пока есть вероятность ошибки, есть и опасность, что человек лишится какой-то важной кодирующей части генома».

Молоко-лекарство

Российской компании «Марлин Биотех» удалось создать трансгенную мышь, в которой полностью воспроизведена мутация, приводящая к миодистрофии Дюшенна, и следующим этапом станут испытания технологий генной терапии. Вместе с тем создание моделей генетических заболеваний человека на основе лабораторных животных — не единственное возможное применение трансгенов. Так, в России и западных лабораториях ведутся работы в области биотехнологий, позволяющие получать важные для фарминдустрии лекарственные белки животного происхождения. В качестве продуцентов могут выступать коровы или козы, у которых можно изменять клеточный аппарат производства содержащихся в молоке белков. Из молока можно экстрагировать лекарственный белок, который получен не химическим способом, а с помощью природного механизма, что повысит эффективность лекарства. В настоящее время разработаны технологии получения таких лекарственных белков, как лактоферрин человека, проурокиназа, лизоцим, атрин, антитромбин и другие.

Страница 84 из 100

Глава 22
ЛЕЧЕНИЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Как, вероятно, спросите вы, разве можно лечить наследственную болезнь? Разве она не является неизлечимой и необратимой? Разве подобного рода нарушения организма могут быть излечимы?
Действительно, излечить полностью генетическое нарушение в настоящее время еще невозможно, но некоторый прогресс в этом направлении уже имеется. По крайней мере сейчас можно лечить подобного рода расстройства. В этой области медицины достигнуты большие успехи и установлены известные пределы. Больным можно оказать помощь, и помощь немалую; их жизни могут быть спасены, если будет распознана угрожающая им опасность. Многие из них могут прожить нормальный срок жизни. Цель лечения: не дать генетическому нарушению проявиться или постараться свести до минимума его тяжелые осложнения.
Какие же способы и методы лечения возможны по отношению к наследственным заболеваниям?

ПИТАНИЕ

То, что некоторые продукты питания утяжеляют проявления наследственных болезней, известно уже давно. Так, очень многие негры рождаются с недостаточностью фермента лактазы, необходимой для усвоения молока и молочных продуктов. Это нарушение может не проявляться до старшего детского или даже подросткового возраста. У таких индивидов при приеме молока или молочных продуктов нарушается пищеварение. Однако, избегая употребления этих продуктов, они могут жить вполне здоровыми всю жизнь.
При некоторых наследственных заболеваниях определенные продукты оказывают на организм токсическое действие и даже могут привести к смерти или к умственной отсталости. Профессор Хсиа из Йеля составил список диет при различных болезнях, распределив виды лечения по категориям. Применим его подход и рассмотрим эти категории последовательно.

Дополнения

Чтобы защитить больного от последствий биохимических нарушений в организме, можно использовать определенные виды продуктов и жидкостей. Некоторые указания по применению такого лечения выполнить очень просто. Например, при серповидноклеточной анемии красные клетки крови приобретают характерный вид вследствие обезвоживания организма. Поэтому очень важно, чтобы больной выпивал ежедневно большое количество воды. Вода также очень существенна при лечении цистинурии - наследственного дефекта обмена, при котором образуются камни в почках. Предотвращать образование камней в почках и мочевом пузыре помогает прием внутрь щелочей. Некоторые наследственные нарушения приводят к снижению в крови сахара (так называемой гипогликемии). Чтобы предохранить больного от осложнений, следует всего лишь обеспечить его сладким.
При других биохимических нарушениях такого простого лечения диетой, к сожалению, недостаточно. Некоторые сахара, такие, как глюкоза и галактоза, могут привести к серьезным осложнениям у людей с наследственным нарушением углеводного обмена. У новорожденного с таким состоянием организма, которое называется галактоземией, молочный сахар (галактоза) может вызвать повреждение мозга, цирроз печени, катаракту и даже смерть сразу после рождения. Всего этого можно избежать путем строгого исключения из питания с самых первых дней жизни ребенка, а еще лучше из диеты будущей матери этих видов сахаров. В таких случаях очень важен пренатальный диагноз, поскольку возможно лечение плода через организм матери.
В состоянии, называемом непереносимостью фруктозы, организм не способен воспринимать сахара, содержащегося в фруктах. Лечение облегчается тем, что часто больной сам испытывает отвращение к сладким продуктам.
Как мы уже упоминали, исключение из питания продуктов, содержащих холестерин, таких, как яйца и насыщенные жиры, очень важно для лечения некоторых сердечно-сосудистых болезней. Имеется даже такое нарушение, при котором химические вещества, родственные хлорофиллу, способны вызвать серьезное повреждение мозга и слепоту. Предотвратить болезнь или по крайней мере облегчить состояние больного можно, исключив из питания все зеленые фрукты и овощи.

Ограничения и замена

Подлинная проблема возникает в тех случаях, если токсичным для больного с наследственным нарушением оказывается какой-то из основных продуктов питания. Исключение этого существенно важного продукта может привести к истощению, задержке роста и даже к смерти. Большое значение приобретает в таком случае замена исключенного продукта питания синтетическими заменителями. Наглядным примером сказанному служит заболевание, называемое фенилкетонурией (ФКУ). Как мы уже говорили, диагноз, поставленный в первые дни жизни ребенка, позволяет немедленно ввести ограничения в пищу, что предоставляет больным детям возможность развиваться нормально и без тяжелой умственной отсталости, экземы, судорожных припадков и других осложнений, связанных с ФКУ.
В данном случае речь идет об ограничении фенилаланина- аминокислоты, присутствующей во всех высококачественных продуктах и необходимой для производства всех белков организма. При тщательном регулировании содержания этой аминокислоты в организме, постоянном наблюдении и замене синтетическим белком можно добиться успеха в лечении пораженного болезнью ребенка. Но лечение это чрезвычайно сложное, и его следует проводить в крупном медицинском центре. Правда, строгость ограниченного режима можно облегчить, когда ребенок начнет ходить в школу. Но многие родители отмечают огромное эмоциональное напряжение, которое вносит эта терапия в жизнь семьи. Строгая диета лишает ребенка многих продуктов, которые ему хотелось бы съесть; кроме того, некоторые синтетические заменители обладают неприятным вкусом. Систематическое врачебное наблюдение, повторяющиеся анализы крови, постоянная предосторожность в обращении с ребенком - все это болезненно затрагивает всех членов семьи. Однако нет сомнения, что без подобного рода тщательной диетотерапии и режима почти у всех пораженных ФКУ детей развились бы тяжелые повреждения мозга и их нельзя было бы вообще ни к чему приучить и ничему научить.
Когда больной фенилкетонурией вырастает, вступает в брак и решает иметь детей, появляются дополнительные заботы, связанные с новым образом жизни. В прошлом такие ситуации возникали весьма редко. Сейчас при условии, что питание больных строго контролируется, они оказываются способными вступать в брак и иметь детей. Прежде фактически все 100% детей, родившихся у женщины, которая больна ФКУ, были умственно отсталыми. Теперь мы знаем, что если больная ФКУ во время беременности содержится на ограничительной диете, можно ручаться, что токсичный фенилаланин в ее крови не повредит мозг плода. Также совершенно ясно, что если при ФКУ у плода будет обнаружено повреждение мозга, то это необратимо.
Другой пример наследственного нарушения, которое можно лечить ограничительной диетой,- болезнь Вильсона. Она возникает в результате дефекта в обмене меди, из-за чего в мозгу и печени накапливается большое количество меди. Из питания следует полностью исключить все продукты с высоким содержанием меди, такие, как вишни, шоколад и говядина. Необходимо также принимать лекарства для освобождения организма от меди.

При терапии наследственной болезни особые добавки в питании могут спасти жизнь больного. Существует множество биохимических нарушений организма, при которых добавочные аминокислоты и белки приобретают решающее значение. Другой тип добавок - при лечении несахарного диабета - включает в себя воду и гормон. Несахарный диабет - сцепленное с полом заболевание, его носители - женщины, тогда как поражает оно лишь мужчин. При этой болезни почки теряют способность концентрировать мочу (этот вид диабета отличается от сахарного). Больной теряет с мочой очень много жидкости, в итоге организм оказывается обезвоженным, и в конце концов больной может умереть. Своевременный прием воды продлевает жизнь больного. Но необходимо также замещение: неспособность почек нормально функционировать объясняется недостатком гормона, вырабатываемого гипофизом (шишковидной железой в основании мозга). Специальные исследования позволили получить этот гормон в виде порошка; больные втягивают его носом, как нюхательный табак. Из носа порошок всасывается в кровь и, циркулируя по телу, достигает почек и восстанавливает их способность к нормальной работе.
Добавка в пищу витаминов может иметь исключительное значение при наследственных нарушениях обмена веществ. При таком, например, заболевании, как кистофиброз поджелудочной железы, должным образом не происходит всасывания в кишечник жиров и жирорастворимых витаминов A, D, Е и К. Недостаток витамина К проявляется в обильных кровотечениях и кровоизлияниях. Поскольку в некоторых реакциях организма витамины жизненно необходимы, иногда их требуется принимать в очень больших дозах.
Достигнуты успехи в лечении так называемой метилмалоновой ацидурии плода (тяжелого биохимического нарушения) путем назначения ударных доз витамина B12 непосредственно самой беременной (см. гл. 16).
Это идеал, к которому мы стремимся: предотвратить необходимость аборта путем безопасной терапии плода еще в утробе матери. Нужно, твердо придерживаясь этой цели, проделать очень большую работу, чтобы избежать травмы, которую несет с собой аборт, и добиться того, чтобы дети, которых мы хотим иметь, рождались здоровыми.
Однако при кистофиброзе поджелудочной железы требуется не просто добавочное количество витаминов. Наряду с наиболее характерными для этой болезни проявлениями хронической легочной инфекции отмечается также недостаточное выделение поджелудочной железой особого фермента, необходимого для пищеварения. Поэтому больным обычно предписывают принимать внутрь экстракты из поджелудочной железы: не менее десяти таблеток с каждой едой пожизненно. Такой вид лечения не излечивает болезнь полностью, но обеспечивает больному почти нормальную работу кишечника.

От родителей ребенок может приобрести не только определенный цвет глаз, рост или форму лица, но и передающиеся по наследству. Какие они бывают? Как можно их обнаружить? Какая классификация существует?

Механизмы наследственности

Прежде, чем говорить о заболеваниях, стоит разобраться, что такое Вся информация о нас содержится в молекуле ДНК, которая состоит из невообразимо длинной цепочки аминокислот. Чередование этих аминокислот уникально.

Фрагменты цепочки ДНК называются генами. В каждом гене заключается целостная информация об одном или нескольких признаках организма, которая передается от родителей детям, например, цвет кожи, волос, черта характера и т. д. При их повреждении или нарушении их работы возникают генетические заболевания, передающиеся по наследству.

ДНК организовано в 46 хромосомах или 23 парах, одна из которых является половой. Хромосомы отвечают за активность генов, их копирование, а также восстановление при повреждениях. В результате оплодотворения в каждой паре присутствует одна хромосома от отца, а другая от матери.

При этом один из генов будет доминантным, а другой рецессивным или подавляемым. Упрощенно, если у отца ген, отвечающий за цвет глаз, окажется доминантным, то ребенок унаследует этот признак именно от него, а не от матери.

Генетические заболевания

Передающиеся по наследству болезни возникают, когда в механизме хранения и передачи генетической информации происходят нарушения или же мутации. Организм, чей ген поврежден, будет передавать его своим потомкам точно так же, как и здоровый материал.

В том случае, когда патологический ген является рецессивным, он может и не проявляться у следующих поколений, но они будут его переносчиками. Шанс, что не проявится, существует, когда здоровый ген тоже окажется доминантным.

В настоящее время известно больше 6 тысяч наследственных заболеваний. Многие из них проявляются после 35 лет, а некоторые могут никогда не заявить о себе хозяину. С крайне высокой частотой проявляется сахарный диабет, ожирение, псориаз, болезнь Альцгеймера, шизофрения и другие расстройства.

Классификация

Генетические заболевания, передающиеся по наследству, имеют огромное количество разновидностей. Для разделения их на отдельные группы может учитываться локация нарушения, причины, клиническая картина, характер наследственности.

Болезни могут классифицироваться по типу наследования и локации дефектного гена. Так, важно, расположен ген в половой или неполовой хромосоме (аутосоме), а также является он подавляющим или нет. Выделяют заболевания:

• Аутосомно-доминантные - брахидактилия, арахнодактилия, эктопия хрусталика.
• Аутосомно-рецессивные - альбинизм, мышечная дистония, дистрофия.
• Ограниченные полом (наблюдаются только у женщин или мужчин) - гемофилия А и Б, цветовая слепота, паралич, фосфат-диабет.

Количественно-качественная классификация наследственных болезней выделяет генные, хромосомные и митохондриальные виды. Последний относится к нарушениям ДНК в митохондриях за пределами ядра. Первые два происходят в ДНК, которая находится в ядре клетки, и имеют несколько подвидов:

Причины возникновения

Наши гены склонны не только накапливать информацию, но и изменять её, приобретая новые качества. Это и есть мутация. Происходит она довольно редко, примерно 1 раз на миллион случаев, и передается потомкам, если произошла в половых клетках. Для отдельных генов частота мутации составляет 1:108.

Мутации являются естественным процессом и составляют основу эволюционной изменчивости всех живых существ. Они могут быть полезными и вредными. Одни помогают нам лучше приспособиться к окружающей среде и способу жизни (например, противопоставленный большой палец руки), другие приводят к заболеваниям.

Возникновение патологий в генах учащают физические, химические и биологические Таким свойством обладают некоторые алкалоиды, нитраты, нитриты, некоторые пищевые добавки, пестициды, растворители и нефтяные продукты.

Среди физических факторов находятся ионизирующие и радиоактивные излучения, ультрафиолетовые лучи, чрезмерно высокие и низкие температуры. В качестве биологических причин выступают вирусы краснухи, кори, антигены и т. д.

Генетическая предрасположенность

Родители влияют на нас не только воспитанием. Известно, что одни люди имеют больше шансов появления некоторых заболеваний, чем другие из-за наследственности. Генетическая предрасположенность к заболеваниям возникает, когда кто-то из родственников имеет нарушения в генах.

Риск возникновения конкретного заболевания у ребенка зависит от его пола, ведь некоторые болезни передаются только по одной линии. Он также зависит от расы человека и от степени родства с больным.

Если у человека с мутацией рождается ребенок, то шанс унаследования болезни будет 50%. Ген вполне может никак себя не проявить, будучи рецессивным, а в случае брака со здоровым человеком, его шансы передаться потомкам составят уже 25%. Однако если супруг тоже будет владеть таким рецессивным геном, шансы проявления его у потомков снова увеличатся до 50 %.

Как выявить болезнь?

Вовремя обнаружить заболевание или предрасположенность к нему поможет генетический центр. Обычно такой есть во всех крупных городах. Перед сдачей анализов проводится консультация с врачом, чтобы выяснить, какие проблемы со здоровьем наблюдаются у родственников.

Медико-генетическое обследование проводится путем взятия крови на анализ. Образец внимательно изучается в лаборатории на предмет каких-либо отклонений. Будущие родители обычно посещают подобные консультации уже после наступления беременности. Однако в генетический центр стоит прийти и во время её планирования.

Наследственные заболевания серьезно отражаются на психическом и физическом здоровье ребенка, влияют на продолжительность жизни. Большинство из них тяжело поддается лечению, а их проявление только корректируется медицинскими средствами. Поэтому лучше подготовиться к подобному ещё до зачатия малыша.

Синдром Дауна

Одна из наиболее распространенных генетических болезней - синдром Дауна. Она встречается в 13 случаях из 10000. Это аномалия, при которой человек имеет не 46, а 47 хромосом. Диагностировать синдром можно сразу при рождении.

Среди главных симптомов уплощенное лицо, приподнятые уголки глаз, короткая шея и недостаток мышечного тонуса. Ушные раковины, как правило, маленькие, разрез глаз косой, неправильная форма черепа.

У больных детей наблюдаются сопутствующие расстройства и болезни - пневмония, ОРВИ и т. д. Возможно возникновение обострений, например, потеря слуха, зрения, гипотериоз, заболевания сердца. При даунизме замедлено и часто остается на уровне семи лет.

Постоянная работа, специальные упражнения и препараты значительно улучшают ситуации. Известно много случаев, когда люди с подобным синдромом вполне могли вести самостоятельную жизнь, находили работу и достигали профессиональных успехов.

Гемофилия

Редкое наследственное заболевание, поражающее мужчин. Встречается один раз на 10 000 случаев. Гемофилия не лечится и возникает в результате изменения одного гена в половой Х-хромосоме. Женщины являются только переносчиками болезни.

Основной характеристикой является отсутствие белка, который отвечает за свертывание крови. В таком случае, даже незначительная травма вызывает кровотечение, которое не просто остановить. Иногда оно проявляет себя только на следующий день после ушиба.

Английская королева Виктория была носителем гемофилии. Она передала болезнь многим своим потомкам, в том числе и цесаревичу Алексею - сыну царя Николая II. Благодаря ей болезнь стали называть «царской» или «викторианской».

Синдром Ангельмана

Болезнь часто называют «синдромом счастливой куклы» или «синдромом Петрушки», так как у больных наблюдаются частые вспышки смеха и улыбки, хаотические движения рук. При данной аномалии характерно нарушение сна и психического развития.

Синдром возникает раз на 10 000 случаев из-за отсутствия некоторых генов в длинном плече 15-й хромосомы. Болезнь Ангельмана развивается только, если гены отсутствуют в хромосоме, доставшейся от матери. Когда те же гены отсутствуют в отцовской хромосоме, возникает синдром Прадера-Вилли.

Заболевание нельзя излечить полностью, но облегчить проявление симптомов возможно. Для этого проводятся физические процедуры и массажи. Полностью самостоятельными больные не становятся, но при лечении могут сами себя обслуживать.

Новый экспресс-тест, проходящий сейчас клинические испытания, способен выявлять у супружеских пар почти 600 генетических мутаций , чреватых развитием тяжелых недугов у их потомства. Но и он не является панацеей...

Людей , вообще не имеющих генетических дефектов, на свете просто не бывает - что вполне понятно, если иметь в виду огромное количество генов и сложность их структуры. Казалось бы, все мы должны по этой причине страдать множеством наследственных заболеваний . Однако у подавляющего большинства населения планеты этих недугов нет. Это объясняется тем, что в геноме каждого человека гены представлены двумя копиями, так называемыми аллелями - одной от отца, другой от матери, - и дефектные копии являются рецессивными , не проявляют себя, поскольку нейтрализуются здоровыми доминантными копиями . Лишь в ситуации, когда и у отца, и у матери имеется дефект одного и того же гена, а ребенок наследует от каждого из родителей именно рецессивную аллель этого гена, недуг себя проявит. Таких системных болезней с аутосомно-рецессивным типом наследования сегодня насчитывается более тысячи. Самая известная из них - муковисцидоз, или кистозный фиброз , однако подавляющее большинство встречается столь редко, что неспециалисты даже названий таких, как правило, не слышали, пишет dw-world.de .

Амавротическая идиотия - болезнь неизлечимая

Типичным примером такого экзотического заболевания может служить амавротическая ювенильная идиотия , она же нейронный восковидный липофусциноз , она же болезнь Штока-Шпильмайера-Фогта , она же болезнь Баттена-Мейо , она же болезнь Отмана . Стивен Кингсмор (Stephen F. Kingsmore), видный американский врач-педиатр, специалист в области наследственных заболеваний и директор Центра геномики и биоинформатики при Детском госпитале в Канзас-сити, рассказывает об одной из своих пациенток - 10-летней Кристиане Бенсон (Christiane Benson): "Заболевание было у нее диагностировано в марте 2008 года, ей тогда только-только исполнилось 8 лет. Она казалась совершенно здоровым ребенком, как вдруг у нее начались проблемы со зрением. Сегодня она практически полностью ослепла. Правда, девочка продолжает ходить в школу, на этом настаивают ее родители, но они сами же мне сказали, что она не в состоянии запомнить ничего из того, чему ее там учат".

Стивен Кингсмор знает, что прогноз неутешителен: физические и умственные способности несчастной девочки будут продолжать убывать, и она едва ли доживет до 18 лет. Родители ребенка понятия не имели о том, что страдают одним и тем же генетическим дефектом , пока он не проявился у их дочери, потому что у каждого из них доминантной была здоровая копия этого гена, она и возобладала, а Кристиана унаследовала и от матери, и от отца рецессивную дефектную аллель . Никакого лечения медицина таким больным предложить пока не может.

Один фонд - две цели

"Отец Кристианы возглавляет одну из биотехнологических компаний, - говорит Стивен Кингсмор. - Трагедия дочери побудила его к активным действиям. Он основал благотворительный фонд и собрал довольно много денег, преследуя при этом две цели: во-первых, найти хоть какой-то способ лечения того конкретного заболевания, которым страдает Кристиана, а во-вторых, побороть вообще все болезни с аутосомно-рецессивным типом наследования".

Эта вторая цель и побудила отца безнадежно больной девочки обратиться к Стивену Кингсмору. Глава благотворительного фонда поставил перед ученым задачу: разработать экспресс-тест, который позволил бы супружеским парам заранее узнавать об имеющихся в их геноме опасных мутациях , чреватых развитием тяжелых наследственных заболеваний у их потомства. В принципе, отдельные тесты на некоторые из таких заболеваний - например, на муковисцидоз - уже существуют, однако они не идут ни в какое сравнение с тем, что удалось теперь разработать Стивену Кингсмору и его коллегам: их тест "прочесывает" геном сразу на без малого 600 наследственных болезней, причем для этого анализа достаточно нескольких капель крови.

"Мы испытали наш тест на 104 пациентах, - говорит Стивен Кингсмор. - Про большинство из них было заранее известно, что в их геноме имеются опасные мутации , но нам было важно убедиться, что наш тест действительно функционирует и надежно выявляет все мутации . Так вот, надежность теста составила 99,98 процента".

Тест решает старые проблемы и создает новые

На середину нынешнего года намечен следующий, значительно более обширный этап испытаний. Вероятно, в нем примет участие и берлинская университетская клиника Charit&覡. Таким образом, недалек тот день, когда уникальный экспресс-тест войдет в повседневную клиническую практику. А это совершенно новая ситуация - и для пациентов, и для медиков, - считает Петер Проппинг (Peter Propping), профессор генетики Боннского университета: "Если оба родителя характеризуются смешанной наследственностью относительно одной и той же мутации , то вероятность, что их ребенок окажется больным, составляет 25 процентов.

Исходя из этого, они могут поступить следующим образом: либо вообще отказаться от намерения завести детей; либо рискнуть - в надежде, что им повезет; либо произвести пренатальную (до есть дородовую) диагностику на предмет выявления у плода данного заболевания и в случае неблагоприятного результата прервать беременность ; либо, наконец, решиться на искусственное оплодотворение с предимплантационной диагностикой, что позволит отсеять дефектные эмбрионы и получить здоровое потомство".

Иными словами, экспресс-тест , разработанный Стивеном Кингсмором, ставит супружеские пары перед очень непростым выбором. А кроме того, этот тест, хоть и способен идентифицировать почти 600 недугов, сам же порождает новые проблемы. "Некоторые из этих наследственных заболеваний вполне поддаются лечению, а потому, в общем-то, не должны служить поводом для беспокойства, - поясняет профессор Проппинг. - Не следует забывать и еще об одном аспекте: если такие тесты начнут проводиться в массовом масштабе, то исчезнет стимул к разработке терапии этих заболеваний. Клиники и фармацевтические концерны станут ссылаться на то, что новый тест позволяет просто-напросто избежать таких болезней".

Так или иначе, каждой супружеской паре предстоит самой решать, проводить такой тест или нет. Однако очень важно, считает Стивен Кингсмор, чтобы при этом они обязательно обратились за консультацией к специалисту.