Дифференциация хромосомных аномалий. Трисомия 21

Обновлено: 17.05.2024

Синдром Дауна или трисомия по 21 хромосоме является самой частой хромосомной патологией. Из других трисомий встречаются также трисомии по 13 и 18 хромосомам.

Что такое анеуплоидия, трисомия, транслокация, мозаицизм

В каждой клетке человеческого организма находится 46 хромосом, в которых выделяют две группы: 22 пары аутосом (пронумерованных с 1 по 22, в зависимости от размера) и пара половых хромосом (XX у женщин, XY у мужчин). Каждая хромосома в паре является гомологичной другой хромосоме в паре.

В норме человек имеет диплоидный набор хромосом, то есть в каждой клетке содержится двойной комплект каждой из 23 хромосом.

Но есть ситуации, в которых клетки содержат ненормальный, не кратный 46, набор хромосом, что называется анеуплоидией. Анеуплоидия может выражаться, например, в наличии добавочной хромосомы (n + 1, 2n + 1 и т. п.) или в нехватке какой-либо хромосомы (n — 1, 2n — 1 и т. п.).

Формы анеуплоидии:

моносомия (наличие одной из пары хромосом, например, синдром Шерешевского-Тернера, выражающийся в наличие одной половой Х-хромосомы)
трисомия (наличие трех вместо 2 хромосом пары).
тетрасомия (4 гомологичные хромосомы вместо пары в диплоидном наборе)
пентасомия (5 вместо встречаются чрезвычайно редко.

Дальше речь пойдет о самых частых хромосомных аномалиях — трисомиях. В некоторых случаях дополнительная хромосома представлена целой отдельной хромосомой (полная трисомия), а в некоторых этот генетический материал переносится на другую хромосому, что называют транслокацией.

Среди транслокаций также выделяют:

реципроктную транслокацию, когда неготомологичные хромосомы обмениваются участками
робертсоновскую транслокацию (см.рис), при которой две неготомологичные хромосомы объединяются в одну.
Сбалансированная транслокация не сопровождается утратой генетического материала.

Мозаицизмом называют ситуацию, когда среди всех клеток организма есть нормальные, а есть клетки с патологией (например, с трисомией). В этом случае степень отклонений зависит от количества клеток, которые имеет ненормальный генетический материал.

Хромосомы в случае синдрома Патау - Трисомия 13

Хромосомы в случае синдрома Эдвардса - Трисомия 18

Факторы риска

Основными факторами риска являются возраст (особо значимо для синдрома Дауна), а также воздействие радиации, некоторых тяжелых металлов. Следует учитывать, что даже без факторов риска плод может иметь патологию.

Как видно из графика, зависимость величины риска от возраста наиболее значима для синдрома Дауна, и менее значима для двух других трисомий.

Синдром Эдвардса

Синдром Эдвардса характеризуется трисомией по 18 хромосоме и комплексом множественных пороков развития.

В одном случае из 10 наблюдается мозаицизм, то есть лишняя хромосома есть не во всех клетках организма. Возможна и частичная трисомия с присоединением части 18 хромосомы к другой хромосоме.

Во время беременности наблюдается малый вес плода, многоводие, небольшая плацента и наличие одной артерии плаценты.

Новорожденные имеют изменение формы черепа, маленькие рот и целюсть, лицевой дисфорфизм, дефекты глаз и низкие деформированные ушные раковины. Также наблюдаются численные аномалии пальцев рук и ног, деформация стопы («стопа-качалка»).

Из дефектов внутренних органов наиболее часто встречаются пороки сердца и сосудов. У всех наблюдается гипоплазия мозжечка.

Синдром Эдвардса характеризуется умственной отсталостью и задержкой в развитии.

Большая часть детей умирает в первые месяцы жизни.

Синдром Патау

Синдром Патау обусловлен наличием лишней 13 хромосомы.

Это заболевание встречается примерно 1 на Частота встречаемости меняется в связи с возможностями пренатального скрининга и диагностики. Большая часть детей умирают в первые недели/месяцы жизни.

Дети с синдромом Патау небольшого роста, с микроцефалией, имеют покатый лоб, суженные глазные щели, микрофтальмия, миеломенингоцеле, помутнение роговицы, запавшая переносица и широкое основание носа, деформированные ушные раковины, расщелина верхней губы и нёба, полидактилия, короткая шея, флексорное положение кистей, сморщенная кожа задней поверхности шеи. Характерна умственная отсталость. Внутренние органы имеют дефекты: пороки сердца, сосудов, поджелудочной железы, селезенки, почек.

Во время беременности в большинстве случаев наблюдается многоводие.

Синдром Патау может быть обусловлен как простой трисомией, так и робертсоновской транслокацией. Мозаицизм и неробертсоновская транслокация встречаются редко.

Синдром Дауна. Что мы знаем об этой патологии?

Синдром Дауна, или трисомия 21-й хромосомы, встречается с частотой 1:600 новорожденных детей. Это самая частая численная хромосомная аномалия. С возрастом риск родить ребенка с данной патологией повышается. Например, для женщины 45 лет частота возникновения трисомии 21-й хромосомы у плода составляет 1:19.

95% случаев синдрома Дауна представлено простой трисомной (регулярной) формой, 4% - транслокационной и 2-3% - мозаичной. В чем же отличия всех этих форм, и каков механизм появления лишней 21-й хромосомы у ребенка?

Что есть норма?

В норме хромосомный набор человека состоит из 46 хромосом. 23 хромосомы мы получаем от мамы, 23 - от папы. В том случае, когда вместо обычных 2-х хромосом в ядре клетки появляется лишняя 3-я хромосома по какой-то паре, возникает трисомия. Если обнаружена 3-я копия по хромосоме 21, то данная хромосомная аномалия называется синдромом Дауна.

Простая трисомная форма возникает в результате случайной «ошибки» - нерасхождения хромосом во время деления ядер половых зародышевых клеток. В норме из одной зародышевой половой клетки образуются 2 клетки, и каждая несет 23 хромосомы. При оплодотворении нормальным спермием, также несущим 23 хромосомы, образуется эмбрион с нормальным численным набором - 46 хромосомами.

Если же при делении происходит ошибка, то в одну половую клетку попадает 3 хромосомы (одна лишняя), а в другую - ни одной хромосомы (нулисомная гамета). При оплодотворении такой яйцеклетки с 3-мя хромосомами образуется трисомия, и ребенок будет болен.

Нерасхождение хромосом в мейозе - это случайное событие, которое предугадать невозможно. Примерно в 90% случаев ошибки при делении происходят во время оогенеза (деления женских половых клеток) и в 10% во время сперматогенеза (деления мужских половых клеток).

Транслокационная форма синдрома Дауна может передаться ребенку от родителя, являющегося носителем сбалансированной перестройки в своем хромосомном наборе (транслокации). В этом случае происходит перенос дополнительной (третьей) копии хромосомы или ее части на другие хромосомы.

Мозаичной форма возникает в результате нерасхождения хромосом на ранней стадии развития оплодотворенной яйцеклетки. В организме образуется 2 клона клеток: в одной части клеток определяется нормальный набор хромосом, а в другой - лишняя хромосома по 21-й паре.

Клиническая картина

Клинически для синдрома Дауна характерны брахицефалия, плоское лицо, монголоидный разрез глаз, пигментные пятна по краю радужки, аномалии зубов, короткая широкая шея, короткие конечности и другие особенности фенотипа. В 40% случаев у больных диагностируют врожденные пороки сердца, в 8% - атрезию или стеноз двенадцатиперстной кишки, лейкоз. В большинстве случаев больным ставят диагноз «умственная отсталость». Продолжительность жизни варьирует в зависимости от наличия пороков сердца и желудочно-кишечного тракта.

Детей с синдромом Дауна также называют «солнечными». Они добрые и радушные. Зачастую семьи рассказывают о достижениях своих детей благодаря постоянным занятиям, направленным на развитие крупной и мелкой моторики, а также развития речи. Некоторые дети ходят в обычный детский сад и общеобразовательную школу, играют в театре.

Как можно обнаружить синдром Дауна у плода на ранних сроках беременности, и каким образом снизить риск рождения ребенка с данной патологией?

В качестве «профилактики» транслокационной формы синдрома Дауна супругам рекомендуется при планировании беременности сдать кровь для анализа кариотипа с целью исключения сбалансированных перестроек в хромосомном наборе.

Во время беременности существует диагностика, направленная на раннее выявление трисомий по 21, 13 и 18 хромосомам. В первом триместре на сроке 11-13,6 недель беременная женщина сдает кровь и проходит УЗИ для выявления маркеров хромосомной патологии у плода (скрининг 1-го триместра). При определении женщины в группу высокого риска по хромосомной аномалии у плода (по результатам скрининга или обнаружении маркеров хромосомной патологии на УЗИ) рекомендовано проведение инвазивной пренатальной диагностики с целью определения кариотипа плода.

В некоторых случаях врач-генетик может рекомендовать неинвазивный пренатальный тест. У беременной женщины из венозной крови выделяют внеклеточную ДНК плода и с точностью до 99,9% определяют риск трисомии 21 хромосомы. Если по результатам теста определяют высокий риск, то для исключения хромосомной аномалии у плода также рекомендовано проведение инвазивной пренатальной диагностики.

Перед началом применения любого препарата посоветуйтесь со специалистом и ознакомьтесь с инструкцией по применению.

Дифференциация хромосомных аномалий. Трисомия 21

ФГБУ "Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова" Минздравсоцразвития России, Москва

Структура хромосомной патологии при неразвивающейся беременности, наступившей в ходе использования вспомогательных репродуктивных технологий

Журнал: Проблемы репродукции. 2012;(2): 51‑56

Александрова Н.В., Доронина О.А., Баев О.Р. Структура хромосомной патологии при неразвивающейся беременности, наступившей в ходе использования вспомогательных репродуктивных технологий. Проблемы репродукции. 2012;(2):51‑56.
Aleksandrova NV, Doronina OA, Baev OR. CHROMOSOME PATHOLOGY REVEALED IN ABORTIONS AFTER MISSED ART PREGNANCIES. Russian Journal of Human Reproduction. 2012;(2):51‑56. (In Russ.).

Результаты цитогенетического исследования абортивного материала пациенток с неразвивающейся беременностью после применения вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) показали, что частота хромосомных аномалий достоверно не превышает аналогичный показатель при самопроизвольной беременности. Проанализирована взаимосвязь хромосомной аномалии плода и фактора бесплодия.

Невынашивание беременности является одной из наиболее значимых проблем практического акушерства. Частота данной патологии в структуре репродуктивных потерь составляет 15—20%, из них на I триместр приходится 75—80% наблюдений. Этиология невынашивания разнообразна, нередко имеет место сочетание нескольких причин. К факторам, влияющим на частоту невынашивания беременности, относят экстрагенитальные заболевания, состояние органов репродуктивной системы, гормональный фон, а также инфекции, лекарственные препараты и др. Известно, что частота данной патологии в популяции остается относительно стабильной. Цитогенетические исследования абортного материала показали, что ведущей причиной прерывания беременности в I триместре является хромосомная патология, на долю которой приходится примерно 60% наблюдений. Так, в первые 6—7 нед беременности аномальный кариотип имеют 60—75% абортусов, в 12—17 нед — 20—25%, в 17—28 нед — только 2—7%. Среди хромосомных аберраций у абортусов 45—55% составляют аутосомные трисомии, 20—30% — моносомия 45,Х0, 15—20% — триплоидия и 5% — тетраплоидия [1].

Стремительный прогресс в области эмбриологии последних десятилетий позволил широко применять различные вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ), благодаря чему значительное количество бесплодных пар могут иметь детей. Тем не менее до настоящего времени нет единого мнения в вопросе, отличается ли частота прерывания беременности после ВРТ от таковой у женщин с бесплодием в анамнезе, но забеременевших самостоятельно. В настоящее время лишь единичные работы посвящены изучению неразвивающейся беременности у женщин после ВРТ [2].

Анализ литературы, посвященной цитогенетическим исследованиям абортивного материала после прерывания индуцированных беременностей, показал, что при использовании ВРТ риск невынашивания беременности повышается, в том числе за счет анеуплоидий. Ряд исследований [3—5] выявил, что при использовании процедуры ИКСИ увеличивается частота анеуплоидий и аберраций по половым хромосомам, формирующихся de novo. В своих публикациях R. McKinlay и соавт. [6] указывают, что выполнение процедуры ИКСИ увеличивает общепопуляционную частоту хромосомных аномалий у детей на 1%, в связи с чем авторы рекомендуют проводить процедуру преимплантационной диагностики (ПГД). Кроме того, в ряде исследований [7, 8] выявлено увеличение частоты больших аномалий развития у детей после процедуры ИКСИ.

Вместе с тем существуют публикации [9, 10], указывающие на отсутствие риска врожденных аномалий или больших аномалий развития как после ИКСИ, так и после традиционной программы ЭКО.

В то же время цитогенетический анализ хориона при неразвивающейся беременности показал, что частота хромосомной патологии в группе индуцированной беременности выше, чем при самопроизвольной [10—12]. Полученные противоречивые результаты исследований свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения данной проблемы.

По данным ежегодного отчета Center for Disease Control (Атланта, США) за 2008 г., перенос эмбрионов в полость матки осуществляется примерно в 80% случаев, частота наступления беременности — 30—35%, live birth rate — не превышает 30% [13]. По данным Human Fertilization Embryology Authority, частота прерывания беременностей после традиционного ЭКО у женщин 30—34 лет составляет 10,5%, 35—39 лет — 13,1%, 40—42 лет — 22,7%, старше 43 лет — 40,7%. FISH-анализ (fluorescent in situ hybridization) ооцитов и эмбрионов, полученных у пациенток старшего репродуктивного возраста (женщины старше 40 лет), показал наличие анеуплоидии более чем в 50% наблюдений [14]. Вместе с тем выявлена прямо пропорциональная зависимость между частотой анеуплоидий в морфологически нормальных эмбрионах и возрастом матери.

В настоящее время в этой области проведено много эпидемиологических исследований и накоплен большой объем статистического материала, однако сравнительный анализ затруднителен, так как методы сбора материала, учета данных и методы анализа хромосом в разных лабораториях были различными.

Цель настоящего исследования — изучение частоты хромосомных аномалий при неразвивающейся беременности, наступившей после применения ВРТ, а также взаимосвязи наличия хромосомных аномалий плода и фактора бесплодия.

Материал и методы

В исследование включены 154 пациентки с неразвивающейся беременностью на сроке 6—12 нед.

Абортивный материал был получен путем инструментального удаления плодного яйца у пациенток с подтвержденным диагнозом неразвивающейся беременности.

Критериями для постановки диагноза неразвивающейся беременности являлись: несоответствие предполагаемому сроку беременности размеров матки и/или плодного яйца и/или копчико-теменного размера плода при ультразвуковом исследовании, отсутствие сердцебиения и/или двигательной активности эмбриона; к дополнительным ультразвуковым критериям относили нечеткие контуры плодного яйца, его деформацию и/или неоднородную структуру содержимого плодного яйца. Кроме того, оценивали уровень хорионического гонадотропина, который был ниже нормативных показателей предполагаемого срока беременности.

В изучаемую группу были включены 87 пациенток с неразвивающейся индуцированной беременностью. Стимуляция суперовуляции по длинному протоколу проведена у 51 (58,6%) пациентки. У 73 (83,9%) женщин осуществлен перенос нативных эмбрионов, а у 14 (16,1%) — криоконсервированных.

Средний возраст женщин составил 35,2 года (27—41 год), средний возраст мужчин — 37,2 года (31—43 года).

У 47 (54,0%) женщин беременность наступила в результате ЭКО, у 40 (46,0%) — с применением технологии ИКСИ. У 27 (67,5%) женщин ИКСИ проведено в связи с патозооспермией (преимущественно астенотератозооспермией). Средняя длительность бесплодия составила 5,4±3,9 года в группе ЭКО и 4,9±3,3 года в группе ИКСИ. Среднее число ооцитов, полученных эмбрионов и число перенесенных эмбрионов в обеих группах не различались. Среднее число перенесенных эмбрионов в обеих группах составило 1,9±1,1.

Группу контроля составили 67 пациенток с неразвивающейся самопроизвольной беременностью на сроке 6—12 нед. Изучаемая и контрольная группы были сопоставимы по возрасту беременных и анамнезу.

Перед проведением процедуры ЭКО/ИКСИ оценка параметров эякулята проводилась в соответствии со стандартами, рекомендованными Всемирной организацией здравоохранения (объем, число, подвижность); характеристики сперматозоидов оценивались по морфологическим критериям Кругера [15]. При выявлении выраженных отклонений показателей (количество сперматозоидов, их морфология, подвижность) проводилась процедура ИКСИ.

Для цитогенетического исследования использовали «прямой» метод анализа кариотипа (некультивированных) спонтанно делящихся клеток цитотрофобласта хориона. Методика приготовления описана А.Н. Хохловым и О.Б. Барцевой в 1986 г. [16]. Суспензии клеток получали путем дезагрегации фиксированных (этанол — уксусная кислота, 3:1) клеток ворсинчатого хориона 60% уксусной кислотой.

Цитогенетические исследования выполняли с использованием стандартного анализа метафазных хромосом.

Статистическая обработка данных проведена на индивидуальном компьютере с помощью электронных таблиц Microsoft Excel и пакета прикладных программ Statistica for Windows v. 7.0, StatSoft Inc. (США).

Результаты

В ходе исследования хромосомные нарушения выявлены у 46 (52,3%) пациенток изучаемой группы и 32 (47,8%) — в контрольной.

При анализе частоты неразвивающейся беременности в зависимости от возраста матери мы не выявили достоверных различий в изучаемой и контрольной группах (ОР=1,35; р≥0,05) (см. рисунок). Рисунок 1. Распределение частоты неразвивающейся беременности в зависимости от возраста матери.

Результаты кариотипирования абортусов от пациенток с неразвивающейся беременностью представлены в табл. 1.

Среди нормального кариотипа превалировал женский кариотип (61%) по сравнению с мужским (39%).

Частота нарушений по половым хромосомам составила в группе ЭКО и ИКСИ соответственно 2 (8,7%) и 3 (13%) случая. Во всех случаях выявлены моносомии 45, Х0. В группе пациенток с ИКСИ был проведен углубленный анализ кариотипа абортуса в зависимости от результатов спермиологического исследования эякулята (табл. 2).

В группе ИКСИ с патозооспермией хромосомные аномалии встречались в 1,72 раза чаще, чем в группе ИКСИ без патозооспермии (p=0,003, ОР= 1,32, 95% ДИ=1,092—2,141).

Анализ распределения частоты неразвивающейся беременности в зависимости от срока беременности показал, что большинство случаев приходится на срок 6—10 нед гестации при любом способе достижения беременности (ЭКО/ИКСИ/самопроизвольная беременность) (табл. 3).

Нами был проведен корреляционный анализ для наиболее часто встречающихся трисомий (22 и 16). Между частотой трисомии 16 и сроком беременности выявлена достоверная отрицательная корреляционная зависимость (r=-0,52, р≤0,05), в то время как для трисомии 22 значение коэффициента корреляции (r=-0,47, р≥0,05) было недостоверно. Однако нужно отметить, что наблюдали достоверную положительную корреляцию трисомии 22 и возраста матери (r=0,38, р≤0,05).

В целом мы не получили достоверных различий в частоте хромосомных аномалий при неразвивающейся индуцированной и спонтанной беременности. Однако особый интерес представляет анализ внутри подгруппы ИКСИ, где отмечается рост хромосомных аномалий в случаях, когда технология ИКСИ выполнена в связи с мужским фактором бесплодия.

Впервые хромосомные аберрации при неразвивающейся беременности после программы ИКСИ описаны в 1995 г. [17, 18]. P. In’t Veld и соавт. [18] впервые сообщили, что в 33% случаев при индуцированной беременности после ИКСИ встречаются хромосомные аномалии, которые они выявили в ходе ПГД. Следует отметить, что все выявленные авторами аномалии были связаны с половыми хромосомами. Такой относительно высокий риск анеуплоидий заставил провести дальнейшие исследования [17]. Полученные результаты показали, что частота хромосомной патологии при индуцированной беременности составляет 1%, при этом в 5 из 6 случаев диагностировались дефекты в половых хромосомах. Кроме того, ряд исследователей [3, 5, 6, 19] в дальнейшем опубликовали результаты, свидетельствующие о более высокой частоте хромосомных аберраций после процедуры ИКСИ. После процедуры ИКСИ частота анеуплоидий встречается чаще [3], чему способствует ряд факторов. Во-первых, во время процедуры не исключено воздействие на ооплазму и веретено деления, контаминация с биологическим материалом, попадание чужеродной ДНК. Кроме того, возможно введение сперматозоида с аномальным кариотипом или со структурными дефектами. В нашем исследовании в структуре патозооспермии преобладала астенотератозооспермия. Не исключено, что сам ооцит может нести генетические дефекты [4]. В связи с указанными фактами исследования в этой области ведутся достаточно активно [9, 10].

В нашей работе на достаточном количестве материала продемонстрировано отсутствие достоверных различий в аномальном кариотипе при индуцированной и спонтанной беременности, однако в группе беременности после ИКСИ эти показатели несколько выше, чем в группе традиционного ЭКО.

Известно, что ранние эмбриональные потери в значительном проценте случаев связаны с хромосомным дисбалансом, при этом на долю трисомий приходится около 30%, вклад полиплоидии и моносомии Х оценивается примерно по 10% [20].

В большинстве работ, посвященных ранним репродуктивным потерям, крайне редко выявляются трисомии по хромосомам 1 и 19, а самыми частыми оказываются трисомии по хромосомам 16 и 22 [21, 22]. Такая закономерность отмечена и в нашей работе.

Различия в выявляемой частоте и структуре хромосомной патологии при кариотипировании абортусов могут зависеть от ряда факторов. Согласно материалам ВОЗ, к числу наиболее значимых факторов относятся: сроки прерывания беременности; средний возраст беременных женщин в популяции; неустановленные индуцированные аборты; отбор образцов для исследования по сроку беременности, тяжести нарушения развития и качеству материала; методы культивирования тканей; контаминация культур тканей клетками матери [23—25].

Частота спонтанных геномных и хромосомных мутаций в хорионе при неразвивающейся беременности коррелирует со сроком беременности. В I триместре она составляет примерно 8—10%, а затем начинает постепенно снижаться и во II триместре не превышает 5%. При этом структура геномных и хромосомных мутаций у эмбрионов и плодов на более поздних стадиях развития сохраняется. Однако спектр хромосом, вовлеченных в геномные мутации, резко сужается и соответствует таковому при прогрессирующей беременности — после 10-й недели развития доминирует трисомия 21, за ней следуют трисомии 18 и 13, численные аномалии в системе половых хромосом и, наконец, триплоидия. У новорожденных хромосомные аберрации встречаются сравнительно редко — примерно у 0,5—0,9% [26].

Установлено, что риск хромосомной патологии у плода положительно коррелирует с возрастом матери. В нашем исследовании выявлено достоверное влияние возраста матери на частоту трисомий по хромосоме 22 у плода.

Важным показателем, отражающим величину генетического груза в популяции, является соотношение полов. Первичное соотношение полов, возникающее при оплодотворении, неизвестно. Вторичное соотношение полов, которое устанавливается у новорожденных, т.е. после пренатального естественного отбора, равно 1,05—1,07 [27, 28]. По данным разных авторов [29, 30], соотношение полов у спонтанных абортов варьирует от 1,32 до 0,34.

Соотношение женских и мужских кариотипов в нашем исследовании соотносится как 1,7: 1, при выявлении аномального кариотипа соотношение мужского и женского пола составляло 1:1, что в целом согласуется с данными [4], представленными ранее. Так, в частности, соотношение полов среди аномального кариотипа в группе традиционного ЭКО составило 0,8, в группе ИКСИ — 0,85 и в контрольной группе — 0,77.

Наиболее часто встречалась трисомия по аутосомам во всех трех группах, при этом их частота была примерно одинаковой. И все же анеуплоидия по половым хромосомам диагностировалась чаще при беременности после ИКСИ по сравнению с традиционным ЭКО, что согласуется с данными других авторов [4, 12].

Ряд исследований [9, 31—33] указывает на более высокую частоту аномалий половых хромосом у мужчин с нарушенным сперматогенезом. Установлено, что у мужчин с бесплодием при наличии нормального кариотипа и аномальном сперматогенезе увеличен риск формирования сперматозоида с анеуплоидией, что особенно актуально в отношении половых хромосом. Результаты указанных исследований согласуются с увеличением частоты аномалий половых хромосом в группе ИКСИ. В нашей работе аномалии половых хромосом в группе ИКСИ встречались в 1,5 раза чаще, чем в группе ЭКО. Однако до конца не установлено, действительно ли увеличение частоты аномалий половых хромосом обусловлено непосредственно технологией ИКСИ. В предыдущих работах ряд авторов [5, 34] отмечают, что хромосомные аномалии чаще регистрируются при более выраженных степенях нарушения сперматогенеза, чем за счет самой процедуры ИКСИ.

Проводя дальнейшие исследования по изучению этого вопроса, М. Bonduelle и соавт. [5] предположили, что число анеуплоидий увеличивается за счет анеуплоидий сперматозоидов, в то время как, согласно точке зрения A. Calogero и соавт. [35], анеуплоидии в сперматозоидах отрицательно коррелируют с их концентрацией. Наличие нормального отцовского кариотипа не исключает возможности анеуплоидий у плода, так как нарушение интратестикулярного микроокружения повреждает не только сперматогенез, но и механизмы, контролирующие сегрегацию (расхождение) хромосом во время прохождения мейоза [35]. В подтверждение указанной теории мы проанализировали группу ИКСИ в зависимости от отсутствия или наличия патозооспермии. В последнем случае хромосомные аномалии диагностировались в 1,72 раза чаще.

Учитывая данные литературы и результаты нашего исследования, можно сделать вывод, что частота хромосомных аномалий при неразвивающейся беременности, наступившей с помощью ВРТ, достоверно не превышает аналогичный показатель при самопроизвольной беременности.

Дополнительный сравнительный анализ выявленных хромосомных аномалий плода при неразвивающейся беременности после ИКСИ (при наличии у супругов пациенток выраженной формы патозооспермии) показал, что при выраженном нарушении сперматогенеза частота аномалий половых хромосом выше не только по сравнению со спонтанной беременностью, но и по сравнению с группой традиционного ЭКО.

Пациенткам с двумя и более неразвивающимися беременностями после ВРТ необходимо проведение ПГД с помощью FISH-метода, чтобы минимизировать вероятность последующей неразвивающейся беременности.

Московский областной НИИ акушерства и гинекологии

Медико-генетическое отделение Московского областного НИИ акушерства и гинекологии

SPIN РИНЦ: 3366-5193
Scopus AuthorID: 54886347400
ORCID: 0000-0002-5649-0534

Курс пренатальной диагностики при кафедре медицинской генетики ГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования» Минздрава России, Москва, Россия

Пренатальные маркеры частых хромосомных синдромов. Оценка прогностической значимости

Журнал: Российский вестник акушера-гинеколога. 2016;16(6): 47‑53

Пренатальная диагностика патологических состояний является современным методом диспансеризации плода, позволяет определить медицинский и социальный прогноз для жизнеспособности и здоровья будущего ребенка. Поиск и практическое использование знаний о достоверных пренатальных признаках частых врожденных заболеваний определяют эффективность скрининговых программ. Основной целью настоящего исследования явилась оценка значимости известных и поиск новых ультразвуковых признаков, улучшающих диагностику частых хромосомных анеуплоидий для оптимизации скринингового обследования беременных в сроках беременности 11—14 нед. Материал и методы. Материалом для исследования послужили результаты ультразвукового обследования 266 779 беременных, жительниц Московской области, за период 2011—2015 гг., проведенного в рамках раннего пренатального скрининга в сроки беременности 11—14 нед (строго при показателе копчико-теменного размера плода от 45 до 84 мм). Одновременно проводились биохимический скрининг для выявления патологических пренатальных маркеров и расчет индивидуального риска выявления хромосомных анеуплоидий на основе единого программного обеспечения. Результаты. Были выявлены 433 плода с трисомией 21, 166 плодов с трисомией 18, 64 плода с трисомией 13. Впервые в российской популяции установлены медианы известных пренатальных ультразвуковых признаков трех частых хромосомных анеуплоидий (трисомии 21, 18 и 13): толщины воротникового пространства, частоты сердечных сокращений и состояния носовой кости. Изучена распространенность ряда врожденных пороков развития и особенностей фенотипа плода. Заключение. В перечень дополнительных пренатальных ультразвуковых маркеров могут входить следующие: патология лимфатической системы и дефекты межжелудочковой перегородки при трисомии 21; врожденный порок сердца, микрогнатия, расщелины лица, патологическое положение кистей плода при трисомии 18; пороки развития центральной нервной системы, врожденные пороки сердца, пороки развития и особенности строения лицевого черепа, полидактилия при трисомии 13. Авторы информируют об отсутствии конфликта интересов.

Спорадически возникающие врожденные дефекты развития у детей в настоящее время могут быть диагностированы при использовании доказательно эффективной системы ранней дородовой диагностики в рамках нового подхода при решении задач медицинского и социального прогноза в семье. Акушерская тактика при наблюдении за течением беременности должна определяться достоверным пренатальным диагнозом нарушений состояния плода, постановка которого реальна уже в сроки 11—14 нед беременности. При этом особое значение в системе пренатального скрининга имеют летальные и неизлечимые болезни, определяемые с помощью различных пренатальных методов. Поиск и изучение маркерных признаков патологических состояний плода и оценка их прогностической ценности составляют основу важнейшего направления медицины плода — пренатальной диагностики (ПД).

Цель исследования — оптимизация дородовой диагностики частых хромосомных синдромов как нового подхода к медико-социальному прогнозу исхода беременности посредством изучения прогностической значимости известных ультразвуковых маркеров и поиска новых достоверных ультразвуковых признаков хромосомных анеуплоидий (ХА) на основании их распространенности.

В задачи исследования входило изучение закономерностей изменения таких известных эхомаркеров ХА, как толщина воротникового пространства (ТВП), состояние носовой кости (НК), частота сердечных сокращений (ЧСС) при наиболее частых анеуплоидиях (трисомиях по 21, 18, 13-й хромосомам), а также поиск новых достоверно значимых ультразвуковых маркеров: врожденных пороков развития (ВПР) и особенностей фенотипа плода для диагностики наиболее частых генетических синдромов хромосомной этиологии.

Материал и методы

В рамках современного акушерского мониторинга в России проводится массовый ранний пренатальный скрининг (РПС) беременных на частые ХА, трисомии по хромосомам 21, 18, 13 и рано манифестирующие пороки развития у плода. Алгоритм РПС основан на международном стандарте, разработанном независимой врачебной организацией «Фонд медицины плода» и признанном в большинстве стран мира [1]. В сроки 11—14 нед беременности на экспертном уровне ПД одновременно проводятся ультразвуковое исследование (УЗИ) и биохимический скрининг (БХС) для выявления патологических пренатальных маркеров, а также расчет индивидуального риска выявления ХА на основе единого программного обеспечения, позволяющего вести базу данных и проводить внутренний индивидуальный аудит всех пренатальных измерений с оценкой качества РПС в регионе в целом.

Источником данных для проведения настоящего исследования явились сведения об обследованиях, проведенных в рамках РПС в Московской области за 5 лет, с 2011 по 2015 гг. Всего были обследованы 270 087 беременных, взято в анализ 266 779 случаев одноплодных беременностей в связи с имеющимся различием подходов к расчету рисков и к интерпретации результатов при многоплодных беременностях.

В программе РПС были созданы базы данных, куда вводились результаты УЗИ (в том числе наличие и описание маркеров ХА и ВПР), показатели биохимического исследования материнских сывороточных маркеров ХА (РАРР-А и свободная β-субъединица ХГч) [11], расчетные риски ХА с учетом порогового значения cut-off 1:100, результаты медико-генетического консультирования (МГК), инвазивной пренатальной диагностики (ИПД): виды манипуляций и лабораторные данные по анализу плодного материала, а также исходы беременности у женщин, прошедших РПС.

ИПД (аспирация ворсин хориона, амниоцентез) для постановки окончательного диагноза была проведена в 3053 случаях: в 61% наблюдений — аспирация ворсин хориона, в 39% — амниоцентез. По результатам лабораторного исследования плодного материала, выполненного посредством молекулярно-цитогенетических, цитогенетических исследований, было выявлено 916 различных хромосомных аномалий при общей эффективности пренатального кариотипирования 30%. Структура пренатально установленных за период исследования ХА представлена на рис. 1. Число включенных в исследование частых анеуплоидий (трисомий по хромосомам 21, 18 и 13) составило 663.

Рис. 1. Структура пренатально выявленных ХА в Московской области (2011—2015 гг.).

Результаты и обсуждение

Основным, самым важным и статистически значимым ультразвуковым маркером для пренатальной оценки индивидуального риска развития хромосомной патологии является ТВП. Распространенность хромосомных или других дефектов зависит от величины, а не от внешнего вида воротникового пространства [1—3]. Аномальное увеличение ТВП ассоциируется с трисомией 21 и другими частыми хромосомными аномалиями, более чем с 50 различными пороками развития плода и генетическими синдромами, а также с внутриутробной гибелью плода. Превалирование хромосомных дефектов увеличивается экспоненциально с увеличением ТВП с 0,2% для тех, у кого ТВП находится между 5-м и 95-м перцентилями, до 65% при ТВП 6,5 мм и более [4—6].

Расширение протокола осмотра с оценкой дополнительных ультразвуковых маркеров (оценка НК, кровотока в венозном протоке и на трикуспидальном клапане) улучшает чувствительность РПС за счет увеличения частоты обнаружения и уменьшения частоты ложно-положительных результатов. В работах многих авторов установлена взаимосвязь между патологией НК и наличием у плода ХА [1, 7—10].

Трисомия 21 (синдром Дауна)

Суммарно у 433 плодов с пренатально установленной трисомией по 21-й хромосоме медиана ТВП составила 3,5 мм. Более 95-го перцентиля ТВП встречалась у 351 плода, что составило 81% (рис. 2, а). По данным литературы [1, 5, 6], значение ТВП более 95-го перцентиля встречается у 71% плодов с трисомией 21.

Рис. 2. График распределения ТВП (а) и ЧСС (б) при трисомии по 21-й хромосоме. Здесь и на рис. 3—4: указаны значения копчико-теменного размера (КТР) в пределах допустимого для проведения РПС в сроки беременности 11—14 нед.

Медиана ЧСС при трисомии по 21-й хромосоме составила 161 уд/мин (см. рис. 2, б), что соответствует общепопуляционному значению и не подтверждает опубликованные данные литературы, согласно которым ЧСС плода превышает 95-й перцентиль примерно в 15% случаев [1].

У 429 плодов с трисомией по 21-й хромосоме в качестве дополнительного маркера ХА оценивалась НК (99%). Патология Н.К. была отмечена в 342 (79,7%) случаях. По усредненным данным мультицентровых исследований Фонда медицины плода, в 11—14 нед беременности НК была изменена у 60% плодов с трисомией 21 [1, 7—10, 12—15].

Трисомия 18 (синдром Эдвардса)

Трисомия 13 (синдром Патау)

В 64 случаях трисомии по 13-й хромосоме медиана ТВП в среднем составила 3 мм (рис. 4, а), что ниже, чем при трисомии 21 (3,5 мм) и 18 (4 мм). Более 95-го перцентиля ТВП встречалась у 36 (56%) плодов. Полученный показатель ниже, чем по данным литературы (71%) [1, 5, 6].

Рис. 4. График распределения ТВП (а) и ЧСС (б) при трисомии по 13-й хромосоме.

Медиана ЧСС составила 179 уд/мин (см. рис. 4, б), что выше общепопуляционного значения и подтверждает литературные данные: превышение 95-го перцентиля в 85% случаев [1].

Как дополнительный маркер НК оценивалась у 61 (95,3%) плода с трисомией 13. Патология Н.К. встречалась в 35 (57%) случаях. По опубликованным данным [1, 7—10, 12—15], НК отсутствует у 40% плодов с трисомией по 13-й хромосоме.

Всего при трисомии 13 было выявлено 156 наблюдений ВПР и особенностей фенотипа плода. Обращала внимание высокая частота обнаружения в данной выборке патологии центральной нервной системы (ЦНС) — 39%. ВПР и особенности строения лица встречались у 42% всех пренатально выявленных трисомий 13, из них одно- и двусторонние расщелины лица составили 20 случаев из 27. Различные ВПС были отмечены у 64% плодов. В 40% случаев была диагностирована полидактилия. Таким образом, учитывая распространенность трисомии 13, можно рекомендовать использовать все эти маркеры для диагностики трисомии 13.

Таким образом, по результатам исследования, проведенного на материале Московской области, в России впервые установлены популяционные частоты ранее известных пренатальных эхо-маркеров при частых ХА, трисомии по 21, 18, 13-й хромосомам. Произведена оценка распространенности дополнительных ультразвуковых признаков данной патологии: ВПР и особенностей фенотипа плода. Использование полученных в исследовании результатов врачами ультразвуковой диагностики экспертного уровня в процессе выполнения ими мероприятий массового ультразвукового обследования беременных в сроках 11—14 нед позволит повысить эффективность раннего пренатального скрининга на частые хромосомные анеуплоидии у плода.

Выводы

1. В российской популяции (на примере региона «Московская область») при пренатально выявленной трисомии по 21-й хромосоме (синдром Дауна) медиана ТВП составила 3,5 мм, медиана ЧСС — 161 уд/мин, а патология носовой кости — в 342 (79,7%) из 433 выявленных случаев.

3. В случаях трисомии по 13-й хромосоме (синдром Патау) медиана ТВП в среднем составила 3 мм, медиана ЧСС — 179 уд/мин, а патология носовой кости была выявлена в 35 (57%) случаях из 64.

Синдром лишней хромосомы: какие бывают трисомии?

Человеческий организм — не машина, и в нем случаются сбои на всех уровнях: от органного до молекулярного. Особенно опасны некоторые поломки в геноме. Природа обеспечила наш вид защитными механизмами: даже если зачатие плода с тяжелыми генетическими аномалиями произойдет, с высокой долей вероятности в I триместре организм избавится от него. Но существуют тяжелые геномные патологии, при которых дети рождаются живыми, и тогда только от врачей и окружающих людей зависит, как этот ребёнок проживет свою, иногда очень короткую, жизнь. В Международный день людей с синдромом Дауна MedAboutMe разбирается, какие виды трисомий, кроме синдрома Дауна, существуют и какие шансы у таких детей на выживание.

Трисомии — хромосомные болезни

Хромосомы у людей бывают двух типов: половые хромосомы, которые различаются у мужчин (XY) и женщин (XX), и аутосомы — парные хромосомы, имеющиеся у обоих полов. Для правильного развития человека, начиная с момента зачатия, важно все: и правильность строения хромосом, и их количество. Если нарушено строение, говорят о хромосомных мутациях, а если количество не соответствует норме — то о мутациях на уровне генома. Хотя отдельные хромосомные нарушения встречаются нечасто, а некоторые из них смело можно отнести к редким заболеваниям, все же в целом хромосомные аномалии фиксируются у 6-7 новорожденных из каждой тысячи.

Подавляющее большинство числовых нарушений хромосомного набора приводит к аномальному развитию плода, и организм избавляется от такого эмбриона на ранних сроках. Эксперты утверждают, что четверть спонтанных выкидышей в I триместре — это как раз результат трисомий. Но при некоторых видах анеуплоидии (утрата или, наоборот, появление дополнительной хромосомы) женщины донашивают ребёнка до рождения.

Нас интересуют трисомии аутосом — ситуации, когда имеется дополнительная хромосома. Чаще всего это происходит на стадии образования яйцеклеток и сперматозоидов из-за неполного расхождения хромосом, но бывают и другие механизмы развития данной патологии. Согласно последним данным, существует даже мутация, которая существенно повышает риск передачи аномального числа хромосом потомству. В итоге, когда после оплодотворения наборы хромосом отца и матери объединяются, получившаяся клетка будет иметь трисомию — одну хромосому, как и положено, от одного родителя, и две хромосомы под тем же номером — от другого.

Трисомии могут возникать по любой из 22 аутосом человека. Но только для семи из них возможно рождение живого младенца, это 21, 18, 13, 14, 8, 9 и 22 хромосомы. В остальных случаях плод не выживает — ученые обнаруживали такие нарушения только при самопроизвольных выкидышах.

Все случаи трисомий выявляются сразу после рождения малыша. Такие дети обладают характерными чертами внешности, обычно имеют многочисленные и выраженные пороки развития, как внешних, так и внутренних органов, у них отмечается значительная задержка психомоторного развития и существенные дефекты интеллекта. Дети с большинством трисомий живут очень недолго.

Синдром Эдвардса: 3 месяца жизни

Синдром Эдвардса — результат трисомии по 18 хромосоме. Это редкое заболевание, которое встречается с частотой 1:2500-6766 среди живорожденных детей. Девочки с синдромом Эдвардса рождаются в 3 раза чаще, чем мальчики. Также доказано, что с возрастом матери риск рождения ребёнка с этим заболеванием растет, впрочем, не так сильно, как в случае синдрома Дауна. Вероятность родить малыша с синдромом Эдвардса у женщин старше 45 лет составляет 0,7%.

В 70% случаев трисомии по 18 хромосоме происходит самопроизвольный выкидыш еще в I триместре беременности. Половина живорожденных детей погибает в течение первой недели жизни. Лишь 5% доживают до своего первого дня рождения. Но при этом у них обычно наличествуют множественные тяжелые пороки развития, включая скелетные и черепно-лицевые аномалии, разнообразные патологии сердца и магистральных сосудов, нарушения развития пищевода, мочевыводящей системы, желудочно-кишечного тракта. Живут такие дети в среднем не более 3 месяцев, некоторые доживают до года.

Синдром Патау: несчастливая хромосома

Синдром Патау развивается при трисомии по 13 хромосоме, которая встречается в 1 случае на 7-14 тысяч новорожденных младенцев. Мальчики и девочки с синдромом Патау рождаются с одинаковой частотой. Существует связь между риском зачатия малыша с трисомией по 13 хромосоме и возрастом матери.

Младенцы, которым удалось дожить до появления на свет, имеют многочисленные тяжелые пороки развития. Это патологии центральной нервной системы вкупе с микроцефалией, болезни глаз, деформация и недоразвитие лицевых отделов, в 80% случаев — тяжелые пороки развития сердца и сосудов, полидактилия, болезни поджелудочной железы и селезенки, почек и половых органов. У детей отмечается задержка умственного развития и глубокая идиотия. Раньше подавляющее большинство детей умирало еще до 1 года. Но сегодня, по мере развития медицины, продолжительность жизни малышей с синдромом Патау растет. В развитых странах в наше время до 5 лет доживает уже 15% детей, а до 10 лет — от 2 до 3%.

Синдром Дауна: солнечные дети

Синдром Дауна развивается при полной трисомии по 21 хромосоме. Мальчики и девочки с этой патологией рождаются с одинаковой частотой, а в среднем на свет появляется 1 ребёнок с синдромом Дауна на 700 живорожденных детей. Достоверно известно, что на вероятность зачатия ребёнка с такой трисомией значительное влияние оказывает возраст матери. Чем старше женщина, тем выше риски.

Как и всех обладателей трисомий, детей с синдромом Дауна отличают характерные внешние черты, по которым «солнечного» малыша можно узнать, вне зависимости от его национальности. Как и в случае других хромосомных болезней из этой группы, такие дети имеют множество патологий, нарушения умственного развития и определенных физиологических особенностей. Но, в отличие от других анеуплоидий, эта патология может развиваться без тяжелых пороков внутренних органов. И тогда такие дети имеют все шансы прожить достаточно долгую жизнь — до 60-65 лет, хоть и демонстрируя признаки раннего старения. Такой срок, сравнимый с продолжительностью жизни здорового человек — победа современной медицины, науки и, конечно, показатель развития общества, ведь еще 30-35 лет назад средняя продолжительность жизни человека с синдромом Дауна не превышала 25 лет.

Вырастая, люди с синдромом Дауна способны и сами заводить детей. Большинство мужчин бесплодны, но не все, а среди женщин могут иметь детей примерно половина. И каждый второй ребёнок, рожденный матерью с трисомией по 21-й хромосоме, будет здоровым.

Другие трисомии

Другие трисомии, при которых дети имеют шанс родиться живыми, не столь известны, как вышеперечисленные три синдрома:

Трисомия по 8 хромосоме: встречается в 1 случае на 50 тысяч успешных родов. Среди проявлений патологии — макроцефалия, аномалии скелета, врожденные пороки развития мочевой системы, пороки сердца и сосудов, задержка речевого и психомоторного развития. Известны случаи, когда люди с такой патологией доживали до 17 лет.
Трисомия по 9 хромосоме: микроцефалия, тяжелые нарушения опорно-двигательного аппарата, патологии сердца и сосудов, почек, желудочно-кишечного тракта. Большинство таких детей погибает в возрасте до 4 месяцев.
Трисомия по 14 хромосоме: микроцефалия, пороки сердечно-сосудистой системы, тяжелые патологии почек, астма и заболевания кожи. Хотя обычно такие дети умирают достаточно рано, известны случаи, когда люди с трисомией по 14 хромосоме доживали до 13 лет.
Трисомия по 22 хромосоме: рождение детей с такой патологией — большая редкость. По частоте выкидышей в I триместре эта анеуплоидия стоит на втором месте (после трисомии по 16 хромосоме). Смерть ребёнка наступает обычно после рождения или в течение ближайших недель.

Лечение трисомий

Пока генетические заболевания такого плана не лечатся. Однако ученые уже говорят о потенциальной возможности лечить трисомии путем генной инженерии. Например, можно было бы использовать аденовирус, как транспорт для доставки в конкретный участок лишней хромосомы гена, способного привести к ее утрате (и такой ген уже известен, по крайней мере, для 21 хромосомы). В другом варианте рассматривается возможность активизации точечных мутаций, включающих этот ген при его наличии.

По мнению экспертов, не так уж много времени осталось до момента, когда можно будет избавлять людей с такими синдромами хотя бы от тяжелых сопутствующих болезней. Например, людям с синдромом Дауна, страдающим о лейкемии, можно будет вводить «исправленные» стволовые клетки, которые способны к производству здоровых и не склонных к болезням клетки.

Неожиданный эффект дает лечение болезней сердца, которые очень часто развиваются у детей с трисомиями. У 40% детей с синдромом Дауна отмечаются врожденные пороки сердца. Когда-то это состояние было дополнительным фактором риска преждевременной смерти человека. Но в наше время такие дети получают операцию на сердце, а вместе с ней возможность жить и в значительном числе случаев быть полноценными членами общества.

В прошлом году американские ученые выступили с заявлением о необходимости проведения операций на сердце также детям с трисомиями по 13 и 18 хромосомам, то есть с синдромами Патау и Эдвардса. Из-за того, что продолжительность жизни таких малышей невелика, обычно они получают лишь симптоматическую поддерживающую терапию. Считается, что не имеет смысла делать серьезную операцию на сердце, если в течение нескольких месяцев ребёнок все равно умрет. Однако врачи собрали статистику по тем детям, которые все же такую операцию получили. Оказалось, что при этом срок их жизни увеличивается на 33-67% — дети стали доживать до 2-х лет и более. Особенно выраженным эффект оказался для синдрома Эдвардса. Исследователи заявили, что это повод пересмотреть принципы проведения операций на сердце детям с трисомиями — ведь для многих родителей это шанс провести со своим ребёнком не 2 недели, а 2 года.

Пройдите этот тест и узнайте, во сколько баллов - по десятибалльной шкале - можно оценить состояние вашего здоровья.

Читайте также: