Хромосомные болезни

1.

ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ.
МОЛЕКУЛЯРНОЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ
ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

2.

Хромосомные болезни – большая группа
наследственных врожденных заболеваний,
характеризующихся врожденными
множественными пороками развития. Они
появляются в результате крупных
повреждений ДНК (хромосомные мутации).
Эти повреждения возникают при созревании
гамет, при оплодотворении, на ранних стадиях
дробления оплодотворенной яйцеклетки
(зиготы). Сбой может случиться даже в
момент слияния абсолютно здоровых клеток
родителей. Этот процесс не поддается
контролю и является еще не до конца
изученным.

3.

Хромосомные мутации – это один из типов мутаций
(существуют еще генные, геномные, цитоплазматические и
соматические), характеризующийся изменением структуры
хромосом.
Эти изменения происходят в результате нарушения
целостности хромосомы – из-за разрывов, которые
сопровождаются перестройками (мутациями или
аберрациями).

4.

Причина хромосомных мутаций – это воздействие факторов
окружающей среды (мутагенов), вызывающих
индуцированные мутации.
Мутагены:
физические (рентгеновские и гамма лучи,
ультрафиолетовое излучение, низкие и
высокие температуры, давление,
электромагнитное излучение и т.д.);
химические (цитостатики, фенолы, спирты,
соли тяжелых металлов и т.д.);
биологические (вирусы и бактерии).

5.

Все хромосомные перестройки случайны. Они меняют
генные функции, осуществляют распределение генов по
геному случайно, в результате чего возникают новые
многообразные «генные коалиции», приспособительная
ценность которых определяется отбором.

6.

Классификация хромосомных мутаций
Хромосомных мутации бывают:
внутрихромосомные;
межхромосомные;
Внутрихромосомные мутации отличаются
аберрациями (отклонениями от нормы) в
пределах одной хромосомы. К ним относятся
делеции, инверсии, дупликации.

7.

Делеция — утрата концевого или внутреннего участка
хромосомы. Такая мутация может повлечь за собой множество
аномалий в период эмбрионального развития (например,
врожденный порок сердца).
Инверсия - это поворот фрагмента хромосомы на 180° и
встраивание его после этого на прежнее место. Порядок
расположения генов нарушается, но без дополнительных
условий это не влияет на фенотип.

8.

Дупликация — умножение участка хромосомы. Такая
аберрация приводит к появлению врожденных пороков
развития.
Межхромосомные мутации (транслокации) — обмен
фрагментами между хромосомами, имеющими несходные
гены (негомологичные).

9.

хромосомные мутации подразделяют на:
численные - делятся на анеуплоидии (утрата
(моносомия) или появление (трисомия)
дополнительных хромосом) и полиплоидии
(кратное увеличение количества хромосом).
структурные (транслокации, делеции, инверсии,
дупликации, изохромосомы, центрические кольца
(когда фрагмент хромосомы замкнут в кольцо).

10. ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ

ГРУППЫ
ЧАСТОТА ХРОМОСОМНЫХ
АНОМАЛИЙ
Ранние доимплантационные
потери
около 50%
Спонтанные выкидыши
В среднем около 30%
5-7%
Младенческая и детская
смертность
Врожденные пороки развития
4-8%
Врожденные пороки сердца
13%
Умственная отсталость средней
и тяжелой степени
15-20%
Мужское бесплодие
2%
(до 15% в группе с азооспермией)
Привычное невынашивание
беременности
2-5%

11. Фенотипические проявления хромосомных болезней

ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Нарушение бластогенеза с аномальной
имплантацией или с невозможностью имплантации
бластоцисты
Нарушение эмбриогенеза со спонтанным
прерыванием беременности обычно в I триместре
беременности
Нарушения внутриутробного морфогенеза,
приводящие к мертворождению или ранней
неонатальной гибели
Нарушения внутриутробного морфогенеза
различной степени тяжести у жизнеспособного
индивидуума
Минимальные или отсутствующие фенотипические
проявления хромосомного дисбаланса

12.

Сочетание:
Умственной отсталости
Врожденных пороков развития
Множественных стигм дисэмбриогенеза (малых аномалий
развития)
Задержки полового развития, бесплодия
Позволит заподозрить хромосомный синдром и направит
пациента на цитогенетическое исследование.

13. СИНДРОМ ДАУНА (ТРИСОМИЯ 21)

популяционная частота - 1:600-700 новорожденных
Регулярная трисомия
Транслокационная
форма трисомии 21
46,der (D;21)(q10;q10),+21
46,der (G;21)(q10;q10),+21
47,XX,+21
Критический район – 21q22

14. ОСНОВНЫЕ ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

Типичное плоское лицо, брахицефалия, аномалии
глаз (монголоидный разрез глаз), эпикант, ранняя
катаракта, миопия), открытый рот, аномалии
зубов, короткий нос и плоская переносица,
избыток кожи на шее, короткие конечности,
поперечная четырех-пальцевая ладонная складка,
широкий промежуток между первым и вторым
пальцами стоп.

15.

Пороки внутренних органов: часто отмечаются ВПС (дефекты
межжелудочковой и межпредсердной перегородок, открытый
артериальный проток) и желудочно-кишечного тракта.
Большинство больных имеет умеренную или тяжелую степень
умственной отсталости

16. Клинические признаки синдрома Дауна

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ДАУНА
“Обезьянья
складка”

17. Клинические признаки синдрома Дауна

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ДАУНА
Низко посаженные
уши
Гипоплазия
средней трети лица
Большой язык

18. Клинические признаки синдрома Дауна

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ДАУНА
Круглое лицо
Монголоидный
разрез глаз
Эпикант

19. Клинические признаки синдрома Дауна

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ДАУНА
Короткие кисти, брахидактилия

20. Клинические признаки синдрома Дауна

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ДАУНА
Деформация ушных
раковин

21. Клинические признаки синдрома Дауна

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ДАУНА
Низкий рост

22. Клинические признаки синдрома Дауна

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ДАУНА
Высокое
(готическое) нёбо

23. СИНДРОМ ЭДВАРДСА (ТРИСОМИЯ 18)

Популяционная частота - 1:6000-8000
Критический район
18q11
47,XX,+18

24. ОСНОВНЫЕ ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

Низкая масса тела у новорожденных.
Долихоцефалия, гипертелоризм,
низко посаженные уши
аномальной формы, микрогнатия, микростомия,
скошенный подбородок. Имеются аномалии развития
конечностей, отсутствие дистальной складки на мизинце,
гипоплазия ногтей.
Пороки внутренних органов: комбинированные пороки
сердечно-сосудистой системы, незавершенный поворот
кишечника, пороки развития почек, крипторхизм.
Отмечаются задержки психомоторного развития, идиотия,
имбецильность.

25. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Синдактилия,
сгибательная
деформация
пальцев рук

26. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Сгибательные контрактуры

27. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ СИНДРОМА
ЭДВАРДСА
Птоз, эпикант,
микрофтальм

28. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Расщелина нёба

29. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Низко сидящие, резко
деформированные
ушные раковины

30. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Деформации и частичное отсутствие пальцев на стопах

31. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Косолапость

32. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Стопа-качалка

33. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Короткие и изогнутые большие пальцы ног

34. Клинические признаки синдрома Эдвардса

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ЭДВАРДСА
Дефект скальпа

35. СИНДРОМ ПАТАУ (ТРИСОМИЯ 13)

популяционная частота - 1:7800 – 14000
Регулярная трисомия
Транслокационная
форма трисомии 13
46,der (13;D)(q10;q10),+13
46,der (13;G)(q10;q10),+13
47,XY,+13

36. ОСНОВНЫЕ ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

Микроцефалия, расщелины
верхней губы и неба, низко
посаженные деформированные
ушные раковины, микрогения,
гипотелоризм, дисплазия
сетчатки, полидактилия,
поперечная ладонная складка.
Множественные пороки внутренних органов
(ВПС – дефекты перегородок и крупных сосудов,
незавершенный поворот кишечника,
поликистоз почек, удвоение мочеточника).
Глубокая идиотия. Продолжительность жизни
составляет, как правило, 2-3 месяца и редко доходит до
одного года.

37. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Постаксиальная
полидактилия

38. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Высокий лоб
Расщелина нёба
Широкий нос

39. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Гипотелоризм

40. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Микрофтальм

41. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Хобот
Сглаженный фильтр
Маленький рот

42. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Хобот и циклопия
(проявления голопрозэнцефалии)

43. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Дефект скальпа

44. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Тяжелые черепнолицевые аномалии,
включая хобот, у
ребенка с
голопрозэнцефалией

45. Клинические признаки синдрома Патау

КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
СИНДРОМА ПАТАУ
Девочка 13 лет
Сглаженный фильтр
Глубоко посаженные
глаза
Крупный нос
Оттопыренная нижняя
губа

46. СИНДРОМ ШЕРЕШЕВСКОГО-ТЕРНЕРА (МОНОСОМИЯ X)

популяционная частота - 1:3000-5000 новорожденных
45,X
Клинические признаки:
нанизм, крыловидные
складки на шее, короткая
шея, бочкообразная
грудная клетка, снижение
зрения и слуха, отсутствие
вторичных
половых
признаков.
Первичная
аменорея, бесплодие.
Часто - пороки сердца и
почек. Интеллектуальное
развитие обычно находится
в пределах нормы.

47. Синдром Шерешевского-Тернера

СИНДРОМ
ШЕРЕШЕВСКОГОТЕРНЕРА
Лимфатические отеки
кистей

48. Синдром Шерешевского-Тернера

СИНДРОМ
ШЕРЕШЕВСКОГОТЕРНЕРА
Крыловидные
кожные складки в
области шеи
Широко
расставленные
соски

49. Синдром Шерешевского-Тернера

СИНДРОМ
ШЕРЕШЕВСКОГОТЕРНЕРА
Короткая шея с крыловидными складками

50. Синдром Шерешевского-Тернера

СИНДРОМ
ШЕРЕШЕВСКОГОТЕРНЕРА
Низкий рост

51. СИНДРОМ КЛАЙНФЕЛЬТЕРА (ПОЛИСОМИЯ X У МУЖЧИН)

популяционная частота - 1:1000 новорожденных
мальчиков
47,XXY
48,XXYY, 48,XXXY, 49,XXXXY
Клинические признаки:
Высокий рост,
телосложение по женскому
типу, гинекомастия.
Гипогонадизм,
гипогинетализм,
отсутствие вторичных
половых признаков,
бесплодие.
Интеллектуальное
развитие обычно находится
в пределах нормы.

52. Синдром Клайнфельтера

СИНДРОМ
КЛАЙНФЕЛЬТЕРА
Евнухоидное телосложение:
Длинные руки, узкое
туловище

53. Синдром Клайнфельтера

СИНДРОМ
КЛАЙНФЕЛЬТЕРА
Маленький половой член

54. Синдром Клайнфельтера

СИНДРОМ
КЛАЙНФЕЛЬТЕРА
Маленький половой член
Гипогонадизм

55. Синдром Клайнфельтера

СИНДРОМ
КЛАЙНФЕЛЬТЕРА
Гинекомастия

56. СИНДРОМ «КОШАЧЬЕГО КРИКА» – делеция короткого плеча хромосомы 5 (5p-)

СИНДРОМ «КОШАЧЬЕГО КРИКА» – ДЕЛЕЦИЯ
КОРОТКОГО ПЛЕЧА ХРОМОСОМЫ 5 (5P-)
Популяционная частота - 1:20000 – 1:50000 новорожденных
Критический район - 5p15.2

57. ОСНОВНЫЕ ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

Необычный крик или плач,
напоминающий мяуканье
кошки, микроцефалия,
антимонголоидный разрез глаз,
лунообразное лицо,
гипертелоризм, широкая
переносица, низко посаженные
деформированные ушные
раковины. На ладонях имеется
поперечная складка, также
характерны клинодактилия
или синдактилия. Умственная
отсталость сильной степени.

58. Синдром кошачьего крика (5p-)

СИНДРОМ
КОШАЧЬЕГО КРИКА
(5P-)
Микроцефалия

59. Синдром кошачьего крика (5p-)

СИНДРОМ
КОШАЧЬЕГО КРИКА
(5P-)

60. СИНДРОМ ВОЛЬФА-ХИРШХОРНА – делеция короткого плеча хромосомы 4 (4p-)

СИНДРОМ ВОЛЬФА-ХИРШХОРНА – ДЕЛЕЦИЯ
КОРОТКОГО ПЛЕЧА ХРОМОСОМЫ 4 (4P-)
Популяционная частота - 1:20000 – 1:50000 новорожденных
Критический район - 4p16.3

61. ОСНОВНЫЕ ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

Задержка пре- и постнатального роста,
низкая масса тела при рождении.
Характерные
черты лица и черепа: высокий лоб
микроцефалия, высокое надпереносье,
клювовидный нос, гипертелоризм,
выступающие глаза, короткий фильтр,
микрогнатия, маленький рот с
опущенными уголками рта, крупные
оттопыренные уши. Расщелины губы и
неба. Пороки сердечно-сосудистой
системы. Задержка психомоторного
развития.

62. Синдром Вольфа-Хиршхорна

СИНДРОМ ВОЛЬФАХИРШХОРНА
Высокий лоб
Гипертелоризм
Двухсторонняя
расщелина губы

63. Синдром Вольфа-Хиршхорна

СИНДРОМ ВОЛЬФАХИРШХОРНА
Низко посаженные уши
Плоское лицо
Экзофтальм/неглубокие
глазницы

64. Синдром Вольфа-Хиршхорна

СИНДРОМ ВОЛЬФАХИРШХОРНА
Гипертелоризм
Косоглазие
Утолщенный кончик
носа

65. СИНДРОМЫ del 22q11.2 частота 1:4000

СИНДРОМЫ DEL 22Q11.2
ЧАСТОТА 1:4000
Синдром Ди Джорджи
Вело-кардиофасциальный синдром
Синдром
конотрункальных
и лицевых аномалий
CATCH 22
(Cardiac defects, Abnormal facies,
Thymic hypoplasia,
Cleft palate, Hypocalcemia, del 22)

66. МОЛЕКУЛЯРНО-ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

МОЛЕКУЛЯРНОЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
➢ФЛУОРЕСЦЕНТНАЯ IN SITU ГИБРИДИЗАЦИЯ (FISH)
➢МЕТАФАЗНАЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ГЕНОМНАЯ
ГИБРИДИЗАЦИЯ (CGH)
Молекулярное кариотипирование
➢ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ГЕНОМНАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ
НА МИКРОЧИПАХ (array-CGH)

67.

норма моносомия трисомия
Сбалансированная Несбалансированная
транслокация
транслокация
FISH c CEP ДНК-зондами
норма
делеция
трисомия
FISH с LSI ДНК-зондами
FISH c WCP ДНКзондами

68.

69.

FISH: 3 ОСНОВНЫХ ЭТАПА
1. ДЕНАТУРАЦИЯ
2. ГИБРИДИЗАЦИЯ
3. АНАЛИЗ

70. FISH-метод

FISH-МЕТОД
Пренатальная или предимплантационная
диагностика наиболее частых анеуплоидий
(интерфазная FISH)
Диагностика скрытого и/или низко-уровневого
мозаицизма по гоносомам (интерфазная FISH)
Диагностика известных микроделеционных
синдромов
Уточнение цитогенетического диагноза
Идентификация
сверхчисленных маркерных хромосом
Диагностика сложных комплексных хромосомных
аберраций

71.

72.

Многоцветный бэндинг хромосом
(multicolor banding – MCB, mBAND)

73.

Cравнительная геномная
гибридизация на микрочипах – array
Comparative Genomic Hybridization
(array –CGH или a-CGH)
1-2: ДНК пациента (опытная) и ДНК
здорового индивидуума
(контрольная) метятся различными
флуорохромами (Cy3 и Cy5) и
наносятся на микрочип
3: Конкурентная гибридизация
опытной и контрольной ДНК с
ДНК-зондами на микрочипе
4: Измерение флуоресцентного
сигнала (соотношение
интенсивности флуресценции
Сy3/Cy5) с использованием
сканнера для микрочипов
5: Анализ полученных данных с
использованием компьютерной
программы и получение
графического изображения

74. array-CGH

ARRAY-CGH
➢ Возможность одновременной детекции ануплоидий,
делеций, дупликаций и/или амплификации любого локуса,
представленного на микрочипе
1 анализ array CGH эквивалентен 1000 FISH-анализам!
➢ Мощный инструмент детекции субмикроскопических
хромосомных аномалий у пациентов с идиопатической
умственной отсталостью и множественными
врожденными пороками развития
➢ Обеспечивает более детальный, автоматизированный и
менее субъективный анализ аномального количества копий
ДНК по сравнению со стандартным цитогенетическим
исследованием
➢ Может быть использован при исследовании архивного
материала и тканей с неделящимися клетками

75. Выявляемость хромосомных аномалий у пациентов с умственной отсталостью средней и тяжелой степени и МВПР при использовании

ВЫЯВЛЯЕМОСТЬ ХРОМОСОМНЫХ АНОМАЛИЙ
У ПАЦИЕНТОВ С УМСТВЕННОЙ ОТСТАЛОСТЬЮ СРЕДНЕЙ
И ТЯЖЕЛОЙ СТЕПЕНИ И МВПР
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ
➢ Стандартное цитогенетическое исследование
(GTG-дифференциальное окрашивание)
5-10%
➢ Субтеломерный FISH-скрининг при нормальном
кариотипе
➢ 4-7%
➢Array- CGH при нормальном кариотипе
10-15%

76.

Ограничения array CGH
➢ Не выявляет сбалансированные хромосомные
перестройки
➢ Сложности интерпретации CNVs ( клинически
значимые или нейтральный полиморфизм?)
➢ Не выявляет изменения количества копий в регионах
генома, ДНК которых не присутствуют на микрочипе