- •Глава 1 история медицинской генетики
- •Глава 2
- •Типы наследственных болезней
- •Груз наследственных болезней в популяциях человека
- •Глава 3
- •Молекулярные основы
- •Генетический код
- •Информационная рнк и процесс транскрипции
- •Биосинтез полипептидной цепи
- •Тонкая структура гена
- •Общая характеристика генома человека
- •Глава 4 мутации в генах как причина моногенных заболеваний
- •Ггт гццлагцгтц тат цца цгг 7тцг цаг ата
- •Функциональные эффекты мутаций
- •Глава 5 моногенные наследственные болезни
- •Концепция фенотипа
- •Правила наследования менделя
- •Особенности проявления менделевских правил наследования в медицинской генетике
- •Аутосомно-доминантное наследование
- •Аутосомно-рецессивное наследование
- •Сегрегационный анализ
- •Механизмы аутосомной доминантности
- •Наследование, сцепленное
- •Генетические механизмы определения пола
- •Наследственные формы тугоухости
- •Тип наследования, ген, локализация
- •Клинические симптомы
- •Тип наследования, ген, локализация
- •Наследственные глазные болезни
- •Наследственные остеохондродасплазии
- •Наследственные заболевания нервной системы
- •Тип наследования, ген, его локализация
- •Т Белок, функции Клинические симптомы ип наследования, ген, его локализация
- •Тип наследования, ген, его локализация
- •Тип наследования, ген, его локализация Клинические симптомы
- •Клинические признаки (кроме атактической походки)
- •Аномаль
- •5.9.6. Наследственные кожные заболевания
- •Т Белок, функции Клинические симптомы ип наследования, ген, его локализация
- •Клинические симптомы
- •5.10. Молекулярная диагностика моногенных наследственных болезней
- •Глава 6 неменделевское наследование наследственных болезней
- •Глава 7 генетическая инженерия и проект «геном человека»
- •Рестрикционные ферменты
- •Рекомбинация фрагментов днк
- •Внедрение фрагментов днк в клетку хозяина с помощью векторов
- •Скрининг клеток-хозяев на рекомбинантный вектор и отбор интересующих исследователя клонов
- •Создание геномных библиотек
- •Клонирование последовательностей днк с помощью полимеразной цепной реакции (пцр)
- •Создание генетической карты генома
- •Создание физической карты генома
- •Некоторые особенности организации генома человека
- •Глава 8 хромосомы человека. Митоз и мейоз. Хромосомные мутации. Хромосомные болезни
- •50 Нм петли образуются нити диаметром 50 нм.
- •Клеточный цикл
- •Численные хромосомные мутации
- •Структурные хромосомные мутации
- •Пери центрическая инверсия
- •Номенклатура хромосомных мутаций
- •8.6. Хромосомные болезни
- •Глава 9 картирование и клонирование
- •Картирование с помощью гибридизации in situ
- •Гибридизация соматических клеток
- •Заболевание (иногда № в omim, если он отличен от номера в omim для гена, вызывающего заболевание)
- •X Тирозинемия, тип 1
- •9.6. Создание моделей наследственных болезней человека с помощью трансгенных животных
- •Глава 10 медицинская популяционная генетика
- •Равновесие харди-вейнберга
- •Глава и мультифакториальное наследование
- •Моногенный контроль метаболизма лекарственных препаратов
- •Генетический контроль
- •Ассоциации между генетическими полиморфизмами и метаболизмом лекарств
- •12.4. Патологические реакции на прием лекарственных препаратов у больных с некоторыми наследственными болезнями
- •Естественный иммунитет
- •Генетическая основа синтеза
- •Генетика рецепторов т-клеток
- •Тип наследования; символ гена, локализация
- •Тип наследования; символ гена, локализация
- •Механизмы превращения протоонкогенов в онкогены
- •Гены-супрессоры опухолевого роста
- •Медико-генетическое
- •15.4. Лечение наследственных болезней обмена веществ
- •Обмена веществ
- •Болезней обмена веществ
- •15*5. Генотерапия
- •Глава 16 этические, правовые
- •Часть 308 Последовательности днк 48 Потеря импринтинга 138 Правила наследования Менделя 61, 63
Груз наследственных болезней в популяциях человека
Представление о частоте наследственных болезней в популяциях человека дает табл. 2.1, в которой представлены данные, полученные Регистром врожденной и наследственной патологии канадской провинции Британская Колумбия. Этот Регистр существует уже более 30 лет, и в него в обязательном порядке поступают данные о всех зарегистрированных врачами провинции больных с наследственной и врожденной патологией в соответствии с Международной классификацией болезней. Регистр является, по-видимому, лучшим в мире источником информации о частоте наследственных болезней в популяциях человека, хотя он не лишен недостатков, в том числе существенных. В частности, так как регистр существует только 30 лет, то в нем недостаточно полно представлена наследственная патология, проявляющаяся в старших возрастных группах. Поэтому можно считать, что приведенные оценки частот менделирующих наследственных болезней в Регистре являются минимальными.
Таблица 2.1. Частота наследственной и врожденной патологии в провинции Британская Колумбия по данным Регистра состояния здоровья населения провинции [модифицировано из Baird Р.A. et al., 1988]
Категория заболеваний |
Частота на 1 млн : новорожденных |
Процент от числа новорожденных |
Аутосомно-доминантные |
1395,4 |
0,14 |
Аутосомно-рецессивные |
1655,3 |
0,17 |
^-сцепленные рецессивные |
532,4 |
0,05 |
Хромосомные |
1845,4 |
0,18 |
Частично наследственно обусловленные врожденные пороки развития |
26584,2 |
2,66 |
Как следует из табл. 2.1, собственно наследственная патология, которая включает менделирующую (понятия аутосом- но-доминантной, аутосомно-рецессивной и Х-сцепленной патологии, являющейся частями менделирующей патологии, будут даны в следующих главах книги) и хромосомную патологию, встречается примерно у 4 человек из 1000 новорожденных в течение примерно 35 лет жизни. Значительно чаще у новорожденных выявляют врожденные пороки развития, большинство из которых наследуются мультифакториаль- но — примерно у 30 из 1000 новорожденных.
Данные о частоте наследственных болезней в популяции Британской Колумбии — не единственные в мировой литературе. Впервые такие данные были получены еше в 1959 г. Стивенсоном для Северной Ирландии. Он, однако, использовал обзорный метод получения данных: одномоментно были получены сведения о больных с предположительно наследственной патологией от всех практикующих врачей в популяции Северной Ирландии. В этом случае речь идет о распространенности, а не о частоте наследственных болезней. Тем не менее значения распространенности аутосомно-доми- нантной и аутосомно-рецессивной патологии по Стивенсону были существенно выше, чем в Британской Колумбии. Результаты работы Стивенсона многократно подвергались критике, причем в основном она касалась точности установления типа наследования болезней. Значительное число тех болезней, которые Стивенсон считал аутосомно-доминантными, такими в настоящее время не считают, а, кроме того, многие состояния, включенные в перечень для регистрации Стивенсоном, лишь условно можно называть патологическими. Поэтому отягощенность популяции Северной Ирландии аутосомно-доминантными болезнями в работе Стивенсона скорее всего значительно завышена. В меньшей степени, но по тем же причинам в этом исследовании завышена частота ауто- сомно-рецессивных болезней. Ну, а что касается Аг-сцеплен- ных заболеваний, то их список так мал и очевиден, что их распространенность оказалась неискаженной.
В табл. 2.2 приведены оценки частоты менделирующих наследственных болезней в популяциях человека, полученных разными авторами или коллективами исследователей. В большинстве случаев эти оценки выведены путем суммирования данных из статей, посвященных эпидемиологии наслед-
Таблица
2.2. Частота
основных типов наследственных болезней
на 1000 новорожденных по данным ряда
источников
Категория
заболеваний
1
*2
3
4
5
6
АД
9,5
0,7
7,0
10,0
10,0
10,0
АР
2,1
2,5
2,1
1,0
1,1
2,5
А'-сц
0,4
0,5
0,5
0,5
—
Примечание.
Номера — разные источники: 1 —
А.С.Stevenson
(1959);
2 - A.Johnes,
W.F.Bodmer (1974);
3 - C.Carter
(1977); 4 - J.Neel (1978); 5 - UNSCEAR Report (1977); 6 - UNSCEAR
Report (1986). Таблица
и литература к ней взяты из кн.:
«Наследственные болезни в популяциях
человека» под ред. Е.К.Гинтера. М.,
Медицина. — 2002. АД, АР — соответственно
аутосомно-доминантные и аутосомно-рецессив-
ные болезни, А'-сц. — А'-сцепленные
рецессивные болезни.
ственных болезней в различных популяциях с последующей дедукцией, так как все эти результаты могут быть усреднены.
Из табл. 2.2 следует, что наибольшим колебаниям подвержена оценка частоты аутосомно-доминантных болезней, которая, по данным разных источников, различается больше чем на порядок. Это связано с включением или не включением таких аутосомно-доминантных признаков, которые условно можно считать патологическими, как семейная гиперхоле- стеринемия, взрослый тип поликистоза почек и некоторых других. Пенетрантность этих признаков в терминах патологических состояний достаточно низкая, поэтому их включение в список регистрируемых доминантных состояний скорее отражает точку зрения конкретного автора или авторов. Частота аутосомно-рецессивных болезней колеблется, по данным разных источников, всего в 2 раза, что скорее всего связано с более строгими критериями отбора аутосомно-рецессивных заболеваний, а также с тем, что среди них реже встречаются такие состояния, которые только условно можно считать патологическими. Оценка частоты Z-cueпленных состояний практически не варьирует по причине, которая указана выше. Приведенные значения груза наследственной и врожденной патологии не включают такие относительно распространенные мультифакториальные заболевания, как сахарный диабет, бронхиальная астма и другие частые неинфекционные заболевания. Тем не менее они весьма впечатляют и показывают, насколько серьезной является проблема наследственных и врожденных заболеваний для современной медицины.
2.4. ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ МЕДИЦИНСКОЙ
ГЕНЕТИКИ НА ОТДЕЛЬНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Медицинская генетика является частью генетики человека. В отличие от других видов живых организмов, для которых не принято разделять генетику на отдельные разделы (мы знаем генетику дрозофилы или генетику кукурузы, или генетику микробов), для человека, когда он сам становится объектом'исследования, такое разделение генетики оправдано с прикладной точки зрения.
Медицинская генетика достаточно дифференцирована. Такая дифференциация отражает большой объем знаний, накопленный медицинской генетикой при изучении природы различных болезней человека и существование большого числа медицинских и биологических специальностей. В ней выделяют такие разделы, как молекулярная, биохимическая генетика, цитогенетика, клиническая генетика. Каждый из этих разделов имеет свой объект и методы изучения. Молекулярная медицинская генетика изучает патологические процессы на молекулярном уровне, начиная со структуры гена и ее изменений и кончая взаимодействием продуктов генов друг с другом на молекулярном уровне. Биохимическая генетика исследует природу наследственных болезней обмена веществ на уровне ферментов, ферментативных реакций и их продуктов. Цитогенетика изучает с помощью специфических методов структуру хромосом человека и ее нарушения в случае хромосомных болезней. Основной задачей клинической генетики являются разработка и реализация различных способов диагностики, а также помощи больным с наследственной патологией и профилактики возникновения наследственной патологии в семьях и в популяциях. Такое деление медицинской генетики на отдельные ветви в зависимости от используемых методов для изучения наследственной патологии, несомненно, является искусственным, и мы часто видим, особенно в последнее время, что методы, применяемые в одном разделе, проникают в другие разделы медицинской генетики.
Любой патологический процесс имеет определенную молекулярную основу, в которой гены и (или) их продукты обязательно играют важную роль. Поэтому понимание этиологии многих, а патогенеза всех болезней человека невозможно без представлений о том, какие гены и каким образом вовлечены в патологический процесс.
Медицинскую генетику можно определить как систему знаний о роли генетических факторов в патологии человека и систему методов диагностики, лечения и профилактики наследственной патологии в широком смысле.
Наследственными болезнями человека называют такие патологические состояния, причиной которых является изменение генетического материала. В зависимости от характера этих изменений различают менделирующие, или моногенные наследственные болезни, хромосомные болезни, митохондриальные и мультифакториальные болезни.
Наследственная патология, которая включает мендели- рующую и хромосомную патологию, встречается примерно у 4 из 1000 новорожденных. Значительно чаще у новорожденных выявляют врожденные пороки развития, большинство из которых наследуются мультифакториально — примерно у 30 из 1000 новорожденных.
Медицинская генетика достаточно дифференцирован- на. В ней выделяют такие разделы, как молекулярная и биохимическая генетика, цитогенетика, клиническая генетика и другие разделы.