Методы изучения генетики человека

Наследственность и изменчивость, которые изучает генетика, являются свойствами всех живых существ нашей планеты. На человека, появившегося на Земле в результате эволюции жизни, распространяются, поэтому все общебиологические закономерности, в том числе закономерности наследственности и изменчивости. Изучение генетики человека имеет большое значение для медицинской науки и практического здравоохранения, так как наследственные заболевания составляют значительную долю патологии, особенно детской. Действительно, 4-5% родившихся в каждом поколении имеют генетически обусловленные отклонения в развитии. Прогноз здоровья будущих детей волнует каждую молодую семью.

Напомним, что главные закономерности наследования признаков открыты с помощью гибридологического метода, разработанного Менделем. Указанный метод легко осуществим в отношении организмов, которые хорошо скрещиваются в искусственных условиях, дают многочисленное потомство, быстро достигают полового созревания, имеют небольшое число групп сцепления, характеризуются незначительным модифицированием признаков под влиянием условий среды. Перечисленным требованиям удовлетворяют горох, кукуруза, кишечная палочка (бактерия), нейроспора (гриб), мышь, плодовая муха дрозофила и другие, растительные и животные организмы.

Человек не отвечает практически ни одному из этих требований. Прежде всего, в человеческом обществе невозможно организовать искусственный подбор брачных пар исходя из задач генетического опыта. В семьях рождается относительно немногочисленное потомство. Период половой зрелости у человека наступает в возрасте 13-14 лет, в связи, с чем смена поколений происходит каждые 25-30 лет. Число групп сцепления равно 23 у женщин и 24 у мужчин. Наконец, для людей характерна значительная фенотипическая изменчивость под влиянием условий среды. Все это делает неприемлемым гибридологический метод для изучения генетических особенностей человека. Вместе с тем большое преимущество человека как объекта для изучения закономерностей наследования и изменчивости признаков заключается в том, что усилиями анатомов, физиологов, биохимиков, иммунологов, врачей и других специалистов фенотип людей изучен гораздо более всесторонне, чем у других организмов, исключая, может быть, некоторые вирусы и микроорганизмыё. Невозможность применения гибридологического метода, на фоне большого интереса к наследственности человека, привела к разработке специальных методов изучения генетики человека, таких как: клинико-генеалогический, близнецовый, популяционно-статистический, цитогенетический, биохимический, онтогенетический и других.

Наиболее универсальным методом, используемым при изучении генетики человека является генеалогический. Он относительно прост, не требует специального сложного оборудования и может быть применен практическими врачами.

Его сущность заключается в прослеживании передачи патологического или нормального признака среди родственников больного в нескольких поколениях. То есть его основная задача- это установление наследственного характера болезни. Этот метод имеет большое значение для своевременной диагностики наследственных болезней. С помощью генеалогического метода можно определить тип наследования болезни, что позволяет выявить ранние клинические симптомы. Генеалогический метод позволяет выявить гетерозиготных носителей мутантного гена, лиц нуждающихся в дополнительном медицинском обследовании. Этот метод широко используется для определения прогноза потомства, в семье больного с наследственной патологией.

Клинико-генеалогический метод рекомендуется использовать в конкретных ситуациях, когда у больного и его родственников выявляются

-известное моногенное заболевание;

-болезни с наследственной предрасположенностью;

-сходные симптомы заболевания у нескольких членов семьи;

-кровное родство родителей больного;

-врожденные пороки развития, особенно множественные;

-хронические, не поддающиеся лечению заболевания (хроническая пневмония у ребенка может быть проявлением муковисцидоза - наследственной патологии эндокринных желез);

-непереносимость некоторых пищевых продуктов (например, молока при галактоземии);

-отягощенный акушерский анамнез (бесплодие, выкидыши, ранняя детская смертность, воздействие вредных факторов во время беременности).

Клинико-генеалогический метод условно разделяют на два этапа: составление родословной и её анализ. При составлении родословной необходимо собрать информацию о больном и его родственниках. Пациент, который первый попал в поле зрения исследователя, называется пробанд, с него начинается сбор сведений в семье. Его братья и сестры называются сибсами. Сбор информации включает в себя опрос, личное обследование пробанда и членов семьи. Кроме того, можно использовать выписки из истории болезни и протоколы патолого-анатомического исследования. Особое место уделяется опросу. Чем больше родственников будет опрошено и чем достовернее будет полученная информация, тем больше шансов у врача установить истинный характер наследования.

Опрос или сбор анамнестических данных проводят по определенной схеме:

1. Анамнестические данные о пробанде.

2. Беседу с пациентом необходимо начинать с выяснения фамилии, имени и отчества. Для женщин нужно указывать девичью фамилию, с целью выяснения близкородственных браков.

3. Возраст. Наследственные заболевания могут проявиться в разном возрасте. Одни бывают врожденными (пороки развития, фенилкетонурия), другие развиваются в детстве и юности (близорукость, миоплегия- периодические параличи мышц, болезнь Вильсона- нарушение обмена меди, приводящие к поражению ядер мозжечка и клеток печени, муковисцидоз - поражение экзокринных желез и железистых клеток бронхов, поджелудочной железы, кишечника и потовых желез, проявляется выделением густого, измененного по составу секрета), а третьи в среднем и пожилом возрасте (подагра, глаукома, некоторые формы сахарного диабета, гипертонической болезни, язвенной болезни, хорея Гентингтона- хроническое прогрессирующее заболевание нервной системы, сопровождающееся изменением психики и гиперкинезом- беспорядочными, неритмичными движениями, пританцовывание, прихрамывание, гримасничание и т.д.).

4. Национальность. Её нужно выяснить, так как некоторые заболевания поражают лиц определенной национальности чаще, чем других. Например, серповидно-клеточная анемия чаще встречается у негров, болезнь Тея-Сакса у евреев-ашкенази (она характеризуется прогрессирующей умственной отсталостью), адрено-генетальный синдром чаще развивается у коряков.

5. Место жительство пробанда. Это позволяет установить болезни, вызванные какими-то эндемическими факторами (например, эндемический зоб, развивается у людей проживающих в районах, где почва бедна йодом, в частности Самарская область. При этом заболевании увеличивается масса щитовидной железы, снижается количество гормонов в крови и нарушаются функции сердечно-сосудистой и нервной систем. Кроме эндемических заболеваний можно выявить неблагополучные экологические местности и влияние мутагенных факторов.

6. Место жительство предков пробанда. Эти сведения важны,для установления наличия не только эндемических факторов, но и кровно-родственных браков. Если родители пробанда проживали в одном небольшом, географически изолированном селении, то можно предположить, что они имеют общих предков, а следовательно больше вероятность наличия общих патологических генов.

7. Профессия. Очень важно установить, где работает пробанд или работал ранее. Эти сведения помогут выявить наличие профессиональных вредностей, а также установить возможный контакт пробанда с мутагенными факторами. Врачи многих специальностей подвержены влиянию мутагенов, например, рентгенологи, анестезиологи, инфекционисты.

8. Армия. Для мужчин особенно необходимо выяснить, в каких войсках он служил. Особое внимание обращается на ракетные войска или службе на ядерной подводной лодке из-за возможности контакта с радиоактивными веществами. Если мужчина не проходил военную службу, то нужно выяснить причину, по которой его комиссовали, возможно, это связано с его настоящим заболеванием.

9. Для женщин необходимо подробно собрать гинекологический анамнез (отсутствие менструации или нерегулярность ее может быть следствием синдрома Шерешевского-Тернера или синдрома Мориса).

10. Акушерский анамнез. Когда пробандом является ребенок очень важно выяснить у матери, как протекала беременность, была ли угроза ее прерывания. Какими заболеваниями болела мать, вовремя беременности. Важно знать, как происходили роды, как развивался ребенок, были ли отставания в умственном и физическом развитии по сравнению со сверстниками. На каком вскармливании он находился на грудном или искусственном, не наблюдалось ли у него непереносимости некоторых продуктов, например, белка злаков при целиакии, или молока при галактоземии. Подробно спрашивают обо всех перенесенных заболевания пробанда и о том, как они протекали.

11. Наличие вредных привычек. Злоупотребление алкоголем, никотином или наркотическими веществами.

12. Социально-бытовые условия. Стрессы могут спровоцировать проявление заболеваний с наследственной предрасположенностью (таких как язвенная болезнь, псориаз).

13. Сбор анамнестических данных о сибсах.

Собрав все данные о пробанде, переходят к расспросу о сибсах пробанда. (Учитывают порядковый номер рождения, состояние здоровья и т.д.) При этом задаются те же вопросы, что и при сборе данных о пробанде. Особенно тщательно анализируются сходные клинические проявления.

После сбора анамнестических данных необходимо приступить к объективному обследованию пробанда и его родственников. Проводят тщательное клиническое обследование., обращают внимание на наличие группы симптомов - стигм или дисморфий, позволяющих заподозрить наследственные заболевания (например, при атаксии Фридрейха, которая передается по аутосомно- рецессивному типу и проявляется обычно в 13-14 лет сначала появляется неуверенная, словно пьяная походка, постепенно присоединяется дрожание в руках, речь становится замедленной. Кроме этих симптомов характерны костные и соматические аномалии: сколиоз, «стопа Фридрейха», боли в сердце, одышка, учащенное сердцебиение, катаракта, инфантилизм.