Кариотипирование с выявлением аберраций

Показания для кариотипирования

В идеале кариотипирование нужно пройти всем супругам, которые мечтают стать родителями. Причем сделать это нужно даже, если условия для проведения диагностики отсутствуют. Большинство наследственных заболеваний, которые были у дедушек и бабушек, могут не давать о себе знать, а вот кариотипирование позволит определить аномальную хромосому и рассчитать риск появления малыша с заболеваниями.

Обязательными показателями для проведения манипуляции служат:

1. Возраст супругов. Если им уже больше 35 лет, то это уже повод для сдачи анализа.
2. Бесплодие, которые имеет неустановленное происхождение.
3. Многочисленные и безрезультатные попытки забеременеть при помощи ЭКО.
4. Присутствие наследственного недуга у одного из супругов.
5. Гормональный дисбаланс у женщины.
6. Нарушенное образование сперматозоидов по неустановленной причине.
7. Отрицательная экологическая обстановка.
8. Контактирование с химическими компонентами и облучающим влиянием.
9. Влияние вредных факторов на организм женщины: курение, наркотические и алкогольные средства, прием препаратов.
10. Самопроизвольный аборт или преждевременные роды.
11. Брак, заключаемый между родственниками.
12. Когда в семье уже есть ребенок с хромосомными патологиями и врожденными пороками развития.

Манипуляцию, которая предполагает диагностику кариотипов супругов стоит проводить еще на стадии планировании беременности. Не стоит исключать возможность выполнения кариотипирования на момент беременности. Тогда диагностика будет выполняться не только у супругов, но и будущего ребенка. Такая процедура получила название перинатальное кариотипирование.

Как проводят исследование кариотипа классическим методом

Классическое цитогенетическое кариотипирование предполагает микроскопический анализ целых хромосом в метафазной стадии. Хромосомы обычно получают из культивируемых in vitro лимфоцитов, выделенных из периферической крови и подвергнутых воздействию ферментов и окрашиванию с использованием красителей, выбранных для метода.

Благодаря окрашиванию на микроскопическом изображении в системе, характерной для данной пары хромосом, образуются более темные и светлые полосы (Q, G, R, C, T). 

Когда в исследовании используется методика, предотвращающая полосатость, микроскопический анализ основан на классификации хромосом на одну из семи групп (A-G) по длине и расположению центромеры хромосомы (характерное сужение, разделяющее два плеча хромосомы).

Что берут на анализ?

Ядро и хромосомы есть во всех клетках организма, кроме некоторых узкоспециализированных, таких как эритроциты. Для кариотипирования теоретически можно использовать любые ткани человека. Проще всего взять кровь из вены.

У беременных женщин на анализ берут околоплодные воды (процедура называется амниоцентезом, её проводят при помощи специальной иглы) или фрагмент плаценты.
Иногда исследуют образец красного костного мозга.

Полученные клетки помещают на специальную питательную среду и выращивают в лаборатории. Затем их обрабатывают веществами, которые окрашивают хромосомы, и изучают под микроскопом.

Как проходит кариотипирование

Для анализа сдается венозная кровь, из которой выделяют лейкоциты. Их отбирают, фиксируют в мазках и особым образом окрашивают, после чего их ядра фотографируют под электронным микроскопом. На полученных снимках ищут хорошо расправленные и четко видимые хромосомы, оценивают их количество, размер и структуру, идентичность участков в парах и правильность положения отдельных частей. При кариотипировании семьи необходима и кровь супруга.

Возможно проведение цитогенетического анализа и на основе другого биологического материала. Но при этом используются более дорогостоящие технологии, и цена на такое исследование будет выше. Кариотипирование по клеткам периферической крови – доступный и достоверный метод диагностики, именно его используют для обследования взрослых.

Кариотип составляется в виде суммарного пронумерованного изображения всех соматических и половых хромосом. В заключении хромосомный набор выглядит как карта, а выявленные дефекты описываются специальными числовыми и знаковыми обозначениями, с указанием локализации аномалии. Например, 46XY21+ – это удвоение 21 хромосомы (болезнь Дауна) у мужчины, а 46X0 – отсутствие одной половой хромосомы у женщины (синдром Шерешевского-Тернера).

Чтобы определить кариотип, анализ необходимо проводить в метафазу деления клетки. В этот период нити ДНК плотно скручены и компактно структурированы в пределах ядра, а образуемые ими хромосомы расправлены и хорошо визуализируются. Поэтому для кариотипирования отбираются только активно делящиеся клетки, что представляет определенные технические сложности и требует времени.

Ведь поиск лейкоцитов в подходящей фазе деления, их фотографирование и тщательный анализ хромосомного набора проводятся врачом вручную. Средний срок выдачи заключения в СПб – 21 день.

Симптомы

Визуальные признаки нарушения (специалисты называют их стигмами) часто заметны уже в первые дни жизни ребенка. Девочки с СШТ с самого рождения обладают маленькими размерами даже при доношенной беременности. Рост новорожденных не превышает 48 см, а вес колеблется в пределах 2800 г, у них наблюдается лимфостаз, выражающийся в отеках конечностей, и специфичное строение шеи. Более глубокое обследование выявляет пороки развития внутренних органов, главным образом сердечно-сосудистой и мочеполовой систем.

По мере взросления организма формируются более явные признаки синдрома:

• малый рост, редко превышающий 145 см;
• непропорциональное телосложение: короткая шея, иногда имеющая клиновидные складки, бочкообразная грудная клетка, деформация локтевых суставов;
• низкая плотность костной ткани и угроза развития остеопороза;
• недоразвитие внешних половых органов и молочных желез;
• многочисленные родинки и другие кожные образования;
• в психологическом состоянии наблюдается инфантилизм при успешной социальной адаптации.

Также в разделе

История открытия синдрома Дауна

Своё название синдром получил по имени Джона Дауна, врача, впервые описавшего черты, свойственные пациентам с таким заболеванием. Учёный разделил всех своих пациентов на пять групп, среди которых он выделил так называемую «монголоидную» группу. У пациентов этой группы наблюдались «плоское лицо», антимонголоидный разрез глаз (разрез глаз, при котором наружные углы глазных яблок опущены вниз), эпикантус (складка кожи у внутреннего угла глаза) и плоский затылок. Кроме того, Даун не останавливился на внешних проявлениях заболеваниях. Он отмечает высокую частоту пороков сердца и патологий эндокринной системы. С точки зрения психиатрии Даун замечает, что у «монголоидов» сохранена способность к обучению, а регулярные упражнения на дикцию существенно улучшают их социализацию благодаря развитию речи. Уже тогда врач замечает врождённый характер патологии, но связывает его с туберкулёзом у родителей. Сам синдром получает название «монгольского идиотизма».

В конце XIX века развитость теории расизма повлекла за собой начало стерилизации лиц с врождёнными уродствами и инвалидностью. Так, в Америке стерилизации подвергались лица с синдромом Дауна и приравненными к нему степенями инвалидности. Позже нацисты переняли евгеническую программу и изменили её под собственные нужды. Программа получила название «Акция Тиргартенштрассе-4». Судебные проблемы, научные достижения и протесты со стороны общества привели к отменам таких программ в течение десятилетия после окончания Второй Мировой Войны.

До середины XX века причины синдрома Дауна оставались неизвестными, но была установлена взаимосвязь между вероятностью рождения ребенка с этой болезнью и возрастом матери, равно как и отсутствие связи с расой.
Подтвердить или опровергнуть теории происхождения болезни вызвался французский врач-педиатр Жером Лежён. Он решил исследовать количество хромосом у своих пациентов с синдромом Дауна. Изучая культуру клеток, выращенную с фрагмента кожи, взятой у пациента с «монгольским идиотизмом», Жером обнаружил в клетках не 46, а 47 хромосом. Анализ кариотипа показал наличие 21-й хромосомы в количестве трёх, при норме в две. Впоследствии сама геномная аномалия была названа «трисомией по 21-й хромосоме».

В 1961 году журнал Lancet опубликовал обращение восемнадцати генетиков, требуя переименовать синдром «монголизма» по причине отсутствия связи с этнической принадлежностью, и в 1965 году ВОЗ официально присвоило заболеванию имя Джона Дауна.

Кому и когда целесообразно исследовать кариотип

Кариотипирование в нашей Клинике в Санкт-Петербурге проводится по медицинским показаниям или по желанию пациента. В настоящее время этот анализ многие пары включают в план обследования при подготовке к беременности, даже если у них среди родственников не было никаких хромосомных болезней.

Медицинские показания для цитогенетического исследования:

• Выявление у родителя различных пороков развития, что может быть признаком хромосомной патологии.
• Подтвержденные хромосомные болезни в роду.
• Наличие в прошлом у женщины повторных спонтанных выкидышей на разных сроках, замершей беременности, мертворождений.
• Рождение в прошлом ребенка с пороками развития, нарушением интеллекта, множественными микроаномалиями и подтвержденными хромосомными болезнями. При этом учитывается и состояние здоровья детей и в предыдущих браках.
• Бесплодие в браке. Обследование желательно пройти не только женщине, для кариотипирования семьи требуется и генетический анализ супруга.
• Нарушение полового развития: гипогенитализм, первичные нарушения менструального цикла, недостаточная выраженность вторичных половых признаков.
• Работа на вредных производствах, радиоактивное облучение в прошлом. Это повышает риск нарушения процесса созревания половых клеток и развития хромосомных аномалий.
• Планирование беременности, если хотя бы один из супругов старше 40 лет.

Анализ кариотипа у взрослых – достоверный способ выявления хромосомных дефектов, которые были унаследованы или появились в течение жизни.

Какие патологии выявляются

Кариотип у человека в норме представлен 46 хромосомами и обозначается как как 46ХХ или 46ХУ. При выявлении отклонений результат выглядит иначе. Примером может стать определение у женщины третьей лишней 21 хромосомы, что будет обозначаться как 46ХХ21+.

Изучение наследственного материала позволяет выявить следующие отклонения от нормы:

1. Наличие третьей хромосомы в комплексе, что получило название трисомии (развивается синдром Дауна, при котором увеличен показатель ТВП). При наличии трисомии по 13 хромосоме возникает синдром Патау. При увеличении количества по 18-ой хромосоме — синдром Эдвардса. Появление лишней Х хромосомы (47 xxy или 48х xxy) в кариотипе у мужчины дает синдром Клайнфельтера (мозаичный кариотип).
2. Уменьшение числа хромосом в кариотипе, то есть отсутствие одной хромосомы в паре — моносомия;
3. Недостаток участка хромосомы, что называется делецией;
4. Удвоение отдельной области хромосомы, то есть дупликация;
5. Разворот хромосомного участка, получивший название инверсии;
6. Перемещение хромосомных участков — транслокация;

Не всегда люди придают значение исследованиям наследственности. Своевременное проведение кариотипирования поможет оценить состояние генов до планирования детей. Кариотип для генотипа представляет внешнее оформление заложенных признаков. Процедура исследования наследственного материала помогает выявить патологию вовремя

Геном для кариотипа несет половину важной информации. Ее знание необходимо многим парам, которые страдают бесплодием, либо имеют в анамнезе детей, страдающих генетическими аномалиями

Исследования кариотипа позволяют выявить следующие отклонения в состоянии генов:

• мутации, являющиеся причинами тромбообразования и прерывания беременности;
• изменения У-хромосомы;
• изменения генов, приводящие к детоксикации, когда организм не в состоянии обезвреживать токсические агенты;
• Изменения, приводящие к развитию муковисцидоза.

Помимо этого, в кариотипе человека заложена информация о предрасположенности к различным заболеваниям (инфаркт сердечной мышцы, сахарный диабет, гипертония). Исследование наследственного материала позволит вовремя начать профилактику данных болезней и сохранить высокое качество жизни на долгие годы.

Особенности проведения манипуляции

Для изучения кариотипа у супругов производится забор венозной крови. В лаборатории из крови выделяют те лимфоциты, для которых актуальна фаза деления. На протяжении трех дней они изучаются. Методы исследования включают обработку клеток специальным веществом — митогеном. Его предназначение заключается в том, чтобы повысить скорость деления клетки. В ходе этого процесса лаборант может наблюдать хромосомы, однако его останавливают с помощью специального воздействия.

Структурная организация хромосомы лучше видна после окрашивания. Это позволяет увидеть особенности строения каждой хромосомы. После процедуры окрашивания анализируются выполненные мазки: определяют число и структуру.

Кариотип и идиограмма — обязательные оставляющие исследования наследственного материала. Для изучения достаточно взятие не менее 12 клеток. В некоторых случаях изучают кариотип с аберрациями, когда проводят расширенное обследование 100 клеток.

Осложнения при лечении бесплодия

Некоторые методы лечения бесплодия могут вызвать осложнения, в том числе побочные эффекты препаратов, многоплодную беременность и стресс.

Побочные эффекты лекарственных препаратов

Некоторые препараты, используемые для лечения бесплодия, могут иметь следующие побочные эффекты:

• тошнота;
• рвота;
• понос;
• боли в желудке;
• головная боль;
• приливы жара.

Полный список возможных побочных эффектов смотрите в инструкции по применению, прилагаемую к препарату.

Синдром гиперстимуляции яичников

Синдром гиперстимуляции яичников может развиться после приема препаратов для стимулирования ваших яичников, например, кломифена и гонадотропина, а также может развиться после курса экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Синдром гиперстимуляции яичников заставляет ваши яичники опухать и вырабатывать слишком много фолликулов (наполненных жидкостью пузырьков, в которых развивается яйцеклетка).

Примерно у трети женщин после курса ЭКО разовьется синдром гиперстимуляции яичников в легкой форме. Примерно у 10% женщин после курса ЭКО разовьется синдром гиперстимуляции яичников в умеренной или тяжелой форме. Легкие симптомы включают в себя:

• тошнота;
• рвота;
• боль в животе;
• вздутие живота;
• запор (когда вы не можете опорожнить кишечник);
• понос;
• темная, концентрированная моча.

Синдром гиперстимуляции яичников в тяжелой форме потенциально смертелен и может привести к следующим последствиям:

• тромбоз (образование кровяного сгустка в артерии или вене);
• нарушение работы печени или почек;
• дыхательная недостаточность (затруднение дыхания).

Если у вас проявились любые симптомы синдрома гиперстимуляции яичников, вам следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Возможно, вам придется лечь в больницу, чтобы находиться под наблюдением и проходить лечение под контролем медицинских работников.

Внематочная беременность

«Внематочная» означает «возникшая за пределами матки». При внематочной беременности оплодотворенная яйцеклетка начинает развиваться за пределами вашей матки. Более 95% случаев внематочной беременности происходят в фаллопиевых (маточных) трубах.

Если оплодотворенная яйцеклетка прикрепляется к вашей фаллопиевой трубе и продолжает расти, это может привести к выкидышу, а также существует риск разрыва фаллопиевой трубы. Признаки внематочной беременности:

• задержка менструации;
• резкие боли в нижней части живота;
• влагалищное кровотечение.

Вызовите скорую помощь при подозрении на внематочную беременность, так как кровотечение, возникающее при разрыве маточной трубы может привести к смерти.

Если вы проходите лечение от бесплодия, риск внематочной беременности у вас составляет около 4%. Это выше, чем средний показатель частоты внематочной беременности, который составляет около 1%. Вы более подвержены развитию внематочной беременности, если ранее у вас уже были проблемы с маточными трубами.

Инфекция органов таза

Процедура извлечения яйцеклетки из яичника может стать причиной развития инфекции в области малого таза. Однако риск тяжелой инфекции очень низок. Например, на 500 проведенных процедур приходится менее одного случая развития тяжелой инфекции.

Многоплодная беременность

Вам может казаться, что рождение сразу нескольких детей — это хорошо, но это значительно повышает риск осложнений для вас и ваших детей. Многоплодная беременность — это самое частое осложнение при лечении бесплодия.

Возможные риски при многоплодной беременности:

• Дети рождаются раньше срока, недоношенными — так рождаются 50% двойняшек и около 90% тройняшек.
• Смерть ребенка на первой неделе жизни — риск этого в пять раз выше для двойняшек и в девять раз выше для тройняшек, чем для одного ребенка.
• Рождение ребенка с церебральным параличом (заболеванием, поражающим мозг и нервную систему) — риск этого в пять раз выше для двойняшек и в 18 раз выше для тройняшек, чем для одного ребенка.
• Высокое кровяное давление (гипертония) во время беременности — этому подвержены до 25% женщин, вынашивающих более одного ребенка.
• Развитие диабета во время беременности (диабет — это заболевание, вызываемое высоким содержанием глюкозы в крови) — риск этого в 2–3 раза выше для женщин, вынашивающих более одного ребенка, чем для женщин, вынашивающих одного ребенка.

Какие патологии можно выявить при помощи хромосомного анализа?

Некоторые примеры хромосомных нарушений, которые можно обнаружить при помощи кариотипирования:

Синдром Дауна. Вместо 46, больной имеет набор из 47-ми хромосом, за счет лишней двадцать первой хромосомы. У таких людей характерные черты лица, они страдают различными расстройствами, которые могут быть выражены в разной степени.

Синдром Клайнфельтера. Нарушение, при котором у мальчика имеется одна (или больше) лишняя «женская» X-хромосома. Самый распространенный симптом, который может стать поводом для хромосомного анализа — бесплодие.

Филадельфийская хромосома — перенос части девятой хромосомы на двадцать первую. Встречается в 85% случаев при хроническом миелоидном лейкозе.

Трисомия 18 — лишняя восемнадцатая хромосома. Проявляется разными врожденными дефектами, у девочек встречается примерно в 3 раза чаще, чем у мальчиков.

Синдром Шерешевского-Тернера. Возникает у девочек, если отсутствует одна из X-хромосом. Проявляется бесплодием, низким ростом, слабо выраженными вторичными половыми признаками. Месячные скудные или отсутствуют. Иногда диагноз устанавливают только во взрослом возрасте, когда женщина приходит к врачу с жалобами на отсутствие месячных или бесплодие.

Что выявляет кариотипирование

Интерпретацию анализа на кариотипирование проводит врач-генетик. Анализ в норме выглядит как 46ХХ или 46ХУ. Но если выявлена какая-либо генетическая патология, например выявление третьей лишней 21 хромосомы у женщины, то результат будет выглядеть как 46ХХ21+.

Что позволяет определить анализ хромосомного набора:

• трисомия — третья лишняя хромосома в паре (например, синдром Дауна);
• моносомия — в паре отсутствует одна хромосома;
• делеция — утрата участка хромосомы;
• дупликация — удвоение какого-либо фрагмента хромосомы;
• инверсия — разворот участка хромосомы;
• транслокация — перемещение участков (рокировка) хромосомы.

Например, обнаружение делеции в У-хромосоме часто является причиной нарушенного сперматогенеза и, следовательно, мужского бесплодия. Также известно, что делеции являются причиной некоторых врожденных патологий у плода.

Для удобства отображения на бумаге результата анализа при обнаружении изменения структуры хромосомы, длинное плечо записывается латинской буквой q, а короткое t. Например, при потере фрагмента короткого плеча 5-ой хромосомы у женщины, результат анализа будет выглядеть так: 46ХХ5t, что означает синдром —кошачьего крика— (генетическое отклонение, характеризующееся характерным плачем ребенка и другими врожденными нарушениями).

Кроме того, кариотипирование позволяет оценить состояние генов. Путем данного метода исследования можно выявить:

• генные мутации, которые влияют на тромбообразование, что нарушает кровоток мелких сосудах при формировании плаценты или имплантации и может стать причиной выкидыша/бесплодия;
• генная мутация У-хромосомы (в данном случае необходимо использовать сперму донора);
• мутации генов, отвечающих за детоксикацию (низкая способность организма к обеззараживанию окружающих токсических факторов);
• генная мутация в гене муковисцидоза помогает исключить возможность данного заболевания у ребенка.

Кроме того, кариотипирование помогает диагностировать генетическую предрасположенность ко многим заболеваниям, например, к инфаркту миокарда, сахарному диабету, гипертонической болезни, патологии суставов и пр.

Аномалии половых хромосом

Наиболее частыми аномалиями половых хромосом является синдром Тернера (моносомия Х, или 45, Х0, мозаицизм) и синдром Кляйнфельтера (47, ХХУ). Это может быть обусловлено тем обстоятельством, что кариотипы 47, ХХХ и 47, ХVV не имеют выраженных фенотипических различий и поэтому идентифицируются реже.

Синдром Тернера (Шерешевского — Тернера) может быть вызван потерей родительской хромосомы, мозаицизмом (45, Х / 46, ХХ или 45, Х / 46, ХУ) или структурными аномалиями Х-хромосомы (делеции, изохромосомы).

Индивиды с синдромом Тернера имеют женский фенотип, дисгенезию гонад, низкий рост, первичные, отсутствие вторичных половых признаков, крыловидные складки шеи, низко расположенные уши, низкую заднюю границу роста волос, дискообразную грудную клетку с широкой расстоянием между сосками, аномалии почек, лимфедему конечностей при рождении и кардиоваскулярные аномалии, чаще коарктацию аорты. Но при ультразвуковом исследовании может проявляться только одна аномалия — кистозная гигрома. Скрининг-теста синдромом Тернера еще не существует, и поэтому частота рецидивов не определена.

В случае синдрома Кляйнфельтера развитие яичек сначала является нормальным. Но присутствие не менее 1 лишней Х-хромосомы приводит к гибели зародышевых клеток на этапе их поступления в мейоз, что приводит к уменьшению яичек и гиалинизации семенных протоков. Итак, классические симптомы синдрома Кляйнфельтера включают бесплодие, гинекомастию, задержку умственного развития, повышения уровня гонадотропинов вследствие уменьшения уровня циркулирующих андрогенов. Скрининг-теста по выявлению синдрома Кляйнфельтера также не существует, следовательно, пренатальный диагноз этих хромосомных аномалий возможно только при использовании биопсии хориона или амниоцентеза.

Подготовка к анализу

Так как для анализа на определение кариотипа используются кровяные клетки, необходимо исключить влияние различных факторов, которые осложняют их рост, что делает анализ неинформативным.

Примерно за 2 недели до сдачи крови на анализ кариотипирования следует предотвратить или отказаться от воздействия следующих факторов:

• наличие острых заболеваний или обострение хронических;
• прием лекарственных препаратов, особенно антибиотиков;
• употребление алкоголя и курение.

Чтобы лучше выявить структуру хромосом, их окрашивают. Каждая хромосома имеет свою индивидуальную исчерченность, что становится хорошо заметным после окрашивания. Затем проводится анализ окрашенных мазков, во время которого определяется общее количество хромосом и структура каждой. При этом сопоставляется исчерченность парных хромосом, а полученный результат с нормами цитогенетических схем хромосом.

Для анализа обычно требуется не более 12-15 лимфоцитов, данное количество клеток позволяет выявить количественное и качественное несоответствие хромосом, а, следовательно, наследственное заболевание.

Если выявлены отклонения

При выявлении отклонений в кариотипе (например, таких синдромов, как синдром Эдвардса, синдром Клайнфельтера) врач обязан разъяснить особенности возникшей патологии и ее влияния на вероятность рождения ребенка с различными генетическими заболеваниями

При этом генетик акцентирует внимание на неизлечимости хромосомных и генных аномалий. Решение о рождении ребенка при выявлении патологии кариотипа на этапе вынашивания принимают сами родители

Врач только предоставляет всю необходимую информацию, рассказывая, что такое численность хромосом и постоянство их состава. Обнаружение аномалий у развивающегося плода — одно из медицинских показаний к прерыванию беременности. Однако окончательное решение принимает женщина.

К сожалению, патологии кариотипа не лечатся. Потому его своевременное определение поможет избежать множества проблем с планированием детей. Следует помнить, что генетики тоже могут ошибаться. Поэтому получив положительные результаты о наличии аномалии не следует опускать руки. Сдать анализ всегда можно повторно. Во время беременности дополнительно проводят УЗИ и исследование ТВП. Если же результаты подтвердились во второй раз, стоит подумать об альтернативных способах воспитания ребенка. Для многих они становятся способами реализации себя как родителя.