Моногенные заболевания — это патологии, вызванные изменением только одного гена.
Ген — это небольшой участок ДНК. Все гены помещены в хромосомы — это длинные молекулы, находящиеся в клеточном ядре.
Ген — это инструкция, по которой организм формирует себя
Генетические изменения возникают либо случайно, либо передаются от родителей.
Категории наследования моногенных заболеваний
В сфере медицины выделяются различные формы наследования генетических заболеваний.
Основные формы наследования генетических заболеваний:
- аутосомные — не зависящие от пола ребенка;
- сцепленные с полом ребенка.
Вероятность наследования генетической мутации от родителей зависит от типа наследования заболевания — будет ли оно аутосомно-доминантным или аутосомно-рецессивным.
При аутосомно-доминантном распределении болезнь, значит ребенок унаследует от родителей одну нормальную копию гена и одну поврежденную. При этом с 50%-ной вероятностью мутация окажется более сильной и подавит здоровый ген.
Шанс рождения ребенка с патологией при аутосомно-доминантном наследовании равен 50%
В случае аутосомно-рецессивного заболевания ребенок получает по копии поврежденного гена от каждого родителя — носителя мутации. У матери и отца признаков патологии может и не быть, однако у ребенка болезнь проявится.
Вероятность унаследования рецессивного заболевания составляет 25%. В 50% случаев дети, у которых есть такие мутации, становятся лишь носителями. В 25% случаев генетической мутации не будет.
Шанс рождения ребенка с патологией при аутосомно-рецессивном наследовании составляет 25%
Муковисцидоз и спинальная мышечная атрофия (СМА) относятся к числу наиболее распространенных аутосомно-рецессивных заболеваний.
Генетические заболевания, связанные с полом, возникают, когда у ребенка происходит мутация в одной из половых хромосом — X или Y.
Научные изыскания установили, что один из генов X-хромосомы отвечает за восприятие цвета. Если детище получает от матери версию этого гена с мутацией, то у него возникает дальтонизм: малышу в основном удаётся различать жёлтый и голубой цвета, но красный и зелёный ему кажутся схожими.
Тест Ишихары поможет выявить дальтонизм. Люди с таким вариантом зрения не смогут распознать цифры 8, 9, 12, 7 на представленном изображении
Наличие моногенных заболеваний
У носителей моногенных заболеваний нарушена лишь одна копия гена. Вторая копия компенсирует дефект, и болезнь не проявляется.
Тем не менее, опасность наличия моногенных заболеваний заключается в том, что индивид может передать дефектный ген своим потомкам. В таком случае заболевание может проявиться у них.
Если оба родителя стали носителями генетической мутации, то вероятность появления у них больного ребенка значительно возрастает.
Данные по моногенным заболеваниям
Частота моногенных заболеваний различается от 1 случая на 2 000 новорожденных (муковисцидоз) до 1 случая на 350 000 (анемия Фанкони).
Опасность таких заболеваний заключается в том, что ребенок может унаследовать их от внешне здоровых родителей — носителей патологии. При этом заболевания протекают очень тяжело, а лекарства от них до сих пор не разработаны.
Популярные моногенные заболевания
Существует около 500 моногенных заболеваний, и примерно половина из них наследуется по аутосомно-доминантному типу.
Наследственная нейросенсорная тугоухость — одно из самых распространенных моногенных заболеваний, оно обнаруживается у одного ребенка из 1 000 новорожденных.
Заболевание возникает из-за изменений в одном из следующих генов: SLC26A4, GJB2, LOXHD1, OTOGL, TMPRSS3, MYO6.
Оно обычно проявляется в раннем детстве. Основные признаки включают нарушения слуха и проблемы с речью.
Муковисцидоз (кистозный фиброз) распространенное генетическое заболевание (1 случай на 2 000–2 500 новорожденных), вызванное мутациями в гене CFTR.
При наличии муковисцидоза нарушается функция желез внешней секреции, включая бронхиальные железы, поджелудочную железу, печень и потовые железы. Симптомы связаны с тем, что секрет желез становится очень вязким, трудноотделяемым. Это может привести к серьезным осложнениям, таким как тяжелая пневмония, сердечная и дыхательная недостаточность, сахарный диабет, цирроз печени, кровотечения из легких и желудка и другие проблемы.
Группа заболеваний Ушера 1C, 1D, 1B, 2A, 3A — это редкие генетические патологии, которые проявляются у одного из 6 000 новорожденных. Мутации в генах USH2A, CLRN1, MYO7A, CDH23, USH1C нарушают работу зрительных и слуховых рецепторов, что приводит к возникновению тугоухости и снижению зрения у ребенка, а в дальнейшем в большинстве случаев приводит к слепоглухоте.
Фенилкетонурия — это другое редкое генетическое заболевание (встречается у 1 из 10 000 новорожденных), вызванное мутацией в гене PAH. Дети с этим нарушением рождаются без внешних признаков патологии. Однако они не могут усваивать фенилаланин, который содержится в грудном молоке, молочных продуктах и других белках. Со временем фенилаланин накапливается в организме и наносит ущерб нервной системе.
Первые признаки фенилкетонурии включают в себя тошноту, запах плесени из мочи и кожи, а также задержку психомоторного развития. В более поздних стадиях могут наблюдаться задержка физического развития, судороги и экзема на коже.
Синдром Ретта — заболевание, которое проявляется у одной из десяти тысяч новорожденных девочек (у мальчиков встречается крайне редко). Из-за мутаций в гене MECP2 нарушается работа нервной системы, прогрессирует умственная отсталость, мышцы ослабевают. Дети с таким заболеванием не могут выполнять координацию движений, а их позвоночник искривляется.
Врожденные нарушения гликозилирования типов 1A, 1B, 1C, 1K, 1P — это группа моногенных заболеваний, вызванных мутациями в одном из генов: MPI, PMM2, ALG1, ATP7B, ALDOB. Статистика показывает, что такие патологии встречаются у одного из десяти тысяч новорожденных.
Гликозилирование представляет собой процесс, в ходе которого к белкам организма добавляются новые «строительные блоки» (сахарные остатки) с помощью ферментов, образуя гликопротеины. Этот процесс крайне важен для нормального развития детей.
Нарушение гликозилирования приводит к задержке в физическом и умственном развитии у ребенка, нарушает свертываемость крови и вызывает патологии сердца и печени.
Аутосомно-рецессивная поликистозная болезнь почек — это наследственное заболевание, которое диагностируется у одного из каждых 20 000 новорожденных. Причиной болезни являются мутации в гене PKHD1.
Патология, связанная с генетическими нарушениями в почках, приводит к образованию множественных кист. Эти кисты постепенно растут и замещают здоровые ткани, лишая почки способности правильно фильтровать кровь и выводить мочу. В результате развивается хроническая почечная недостаточность.
Мукополисахаридоз типов 1H, 2, 3A, 3C — это генетические расстройства, обусловленные мутациями в одном из генов: IDUA, IDS, HGSNAT, SGSH.
У пациентов с данной патологией нарушается обмен веществ из-за нехватки ферментов, необходимых для расщепления длинных молекул сахара — мукополисахаридов. В итоге сахар накапливается в тканях и органах, постепенно их разрушая. Основными симптомами этого расстройства являются задержка физического развития, умственная отсталость, дефекты костей и хрящей, грыжи, увеличение печени и селезенки, а также проблемы с сердцем.
Генетический дефект фруктозной обработки (непереносимость фруктозы) — довольно редкое генетическое заболевание, которое диагностируется у одного ребенка из 23 000-40 000. Из-за мутации в гене ALDOB нарушается метаболизм фруктозы — фруктового сахара, содержащегося, например, в меде, яблоках, грушах, черносливе. В результате продукты ее обработки накапливаются в организме и разрушают многие органы и системы.
Людям с генетическим дефектом фруктозной обработки придется полностью исключить из рациона продукты, содержащие фруктозу
При употреблении продукта, содержащего фруктозу, пациент с таким диагнозом испытает тошноту, рвоту и боли в животе. Без коррекции рациона, со временем разовьется почечная и печеночная недостаточность.
Заболевание Баттена, также известное как нейрональный цероидный липофусциноз, связано с мутацией в одном из генов: TPP1, PPT1, CLN6. Частота встречаемости этой болезни составляет 1 случай на 25 000.
У пациентов, страдающих от болезни Баттена, происходит накопление липофусцина, который токсично воздействует на клетки, разрушая их. Симптомы этого заболевания включают приступы эпилепсии, ухудшение зрения, прогрессирующие нарушения движения и умственные расстройства.
Синдром Смита-Лемли-Опица — это нарушение обмена холестерина, вызванное дефектом в гене DHCR7. Это заболевание диагностируется у одного из 29 000 новорожденных.
Из-за генетического дефекта у ребенка могут возникнуть аномалии развития, например, дополнительные пальцы на руках (полидактилия).
Основные признаки данного генетического заболевания: низкий рост, умственная отсталость, деформации пальцев рук и ног, аномалии развития внутренних органов.
Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона — Вестфаля — Коновалова) — это наследственное заболевание, вызванное изменениями в гене ATP7B. Частота встречаемости: 1 случай на 30 000–100 000 новорожденных.
У пациентов с таким заболеванием медь не выводится из организма. Она накапливается во внутренних органах, постепенно разрушая их. Люди с болезнью Вильсона — Вестфаля — Коновалова часто сталкиваются с проблемами сердца и печени, нарушениями свертываемости крови, неврологическими расстройствами.
Галактоземия — это редкое заболевание, вызванное изменениями в гене GALT. Генетические дефекты мешают организму усваивать галактозу, содержащуюся в большинстве молочных продуктов.
У детей с галактоземией симптомы проявляются уже с первых дней жизни: желтуха, увеличенная печень, нистагмус (непроизвольные движения глаз), судороги, рвота. Постепенно появляется катаракта, а ребенок отстает в физическом и умственном развитии.
Частота встречаемости этого заболевания составляет 1 случай на 40 000–60 000 новорожденных.
Нейрофиброматоз II типа — это редкое аутосомно-доминантное наследственное заболевание, связанное с мутациями в гене NF2.
У пациентов, страдающих этим недугом, наблюдается дисфункция белка нейрофибромина-2, обычно подавляющего рост опухолей. Из-за неполадок в его функционировании возникают многочисленные доброкачественные опухоли, расположенные в центральной нервной системе и вдоль периферических нервов.
Тирозинемия I типа — редчайшее заболевание (1 случай на 100000–120000 новорожденных), поражающее людей с мутациями в гене FAN. У пациентов с этим диагнозом недостаточно фермента, участвующего в метаболизме аминокислоты тирозина. В результате в крови накапливаются токсичные вещества, негативно воздействующие на печень и нарушающие свертываемость крови. У детей, страдающих тирозинемией, часто отмечается отставание в умственном и физическом развитии.
Болезнь Андерсона — Фабри — это генетическое заболевание, вызванное дефектом гена GLA. Встречаемость этой болезни составляет 1 случай на 117 000 новорожденных.
При болезни Андерсона — Фабри происходит недостаток фермента α-галактозидазы A. В результате в органах накапливаются жировые продукты обмена, которые прежде всего разрушают почки, сердце и сосуды головного мозга.
Болезнь Тея — Сакса — это редкое заболевание, которое встречается у одного новорожденного из 120 000 (у ашкеназских евреев частота выше — 1 случай на 3 000 человек).
Ашкенази — это этническая группа евреев, проживающая исторически в Центральной и Восточной Европе.
В результате изменений в гене HEXA в нейронах происходит накопление осколков клеточных мембран. Это приводит к постепенному разрушению нейронов, что отражается на состоянии головного и спинного мозга.
Основные признаки болезни Тея-Сакса включают в себя затруднения при глотании, нарушение фокусировки взгляда, нарушения двигательной активности, ухудшение зрения и слуха, задержку умственного развития и судороги.
Анемия Фанкони — это моногенное заболевание, вызванное мутациями в одном из генов: FANCA, FANCC, FANG. Встречаемость составляет 1 случай на 350 000 новорожденных.
<p У пациентов с анемией Фанкони нарушается образование крови, возникают злокачественные опухоли и пороки развития. Симптомы этого заболевания включают частые кровотечения, кровоподтеки на коже, вялость, бледность и повышенную склонность к инфекциям.
Методы диагностики моногенных заболеваний
Генетические исследования помогают выявить наличие мутаций в генах и оценить вероятность рождения ребенка с моногенным заболеванием.
Поиск мутаций в одном из генов, ответственных за наследственную нейросенсорную тугоухость (SLC26A4, GJB2, LOXHD1, OTOGL, TMPRSS3, MYO6), и подтверждение или опровержение данного диагноза облегчает целевой анализ.
Специальные генетические исследования помогают диагностировать муковисцидоз.
Моногенное заболевание синдрома Ушера типов 1C, 1D, 1B, 2A, 3A, которое часто приводит к слепоглухоте ребенка, может быть выявлено с помощью теста на генетические мутации.
Генетический тест помогает определить мутации в генах, которые могут привести к фенилкетонурии.
Выявление синдромов Ретта, синдрома Смита-Лемли-Опица, а также болезни Вильсона-Вестфаля-Коновалова, болезни Баттена, болезни Тея-Сакса и болезни Андерсона-Фабри помогают целенаправленные генетические исследования, которые можно провести в Лаборатории Гемотест.
Также генетические тесты позволяют выявить наследственную непереносимость фруктозы (фруктозу), чтобы своевременно разработать специальный рацион.
В Лаборатории Гемотест можно сдать анализы на самые редкие генетические патологии, такие как аутосомно-рецессивная болезнь почек, мукополисахаридоз, нейрофиброматоз II типа и другие.
Кроме того, всем, кто планирует беременность, собирается стать донором спермы или яйцеклеток, рекомендуется пройти комплексные исследования на наличие наиболее распространенных моногенных заболеваний.
Что делать после диагностики для носителя
Мутация у носителя генетического заболевания присутствует только в одной копии гена. Такой индивидуум, обычно, остается здоровым и не проявляет симптомов заболевания, поскольку неповрежденная копия гена компенсирует дефект.
По статистике, большинство людей — носители определенного количества генетических заболеваний.
Однако, если у партнеров, планирующих ребенка, одинаковая мутация, то болезнь с большой вероятностью проявится у малыша. Генетические исследования позволяют заранее оценить риск рождения больного ребенка.
Источники
- Бочков Н.П. Клиническая генетика. М., 2001.
- Thomson G., Esposito M.S. The genetics of complex diseases // Trends Cell Biol. 1999. Vol. 9(12). P. M17-20.
Видео по теме:
Вопрос-ответ:
Что такое моногенные заболевания?
Моногенные заболевания – это наследственные заболевания, вызванные дефектом или мутацией в одном гене. Они передаются по наследству по принципу моногенной передачи, то есть от родителей к потомкам через один ген.
Как проявляются моногенные заболевания?
Моногенные заболевания могут проявляться разнообразными симптомами, в зависимости от конкретного гена, в котором произошла мутация. Некоторые заболевания являются врожденными и проявляются сразу после рождения, в то время как другие могут проявиться в любом возрасте.
Каковы способы диагностики моногенных заболеваний?
Для диагностики моногенных заболеваний проводят генетическое тестирование, которое позволяет определить наличие мутации в конкретном гене. Также могут быть использованы различные методы обследования, включая клинические исследования и биохимические анализы.
Есть ли способы лечения моногенных заболеваний?
Некоторые моногенные заболевания могут быть поддерживающими методами лечения, направленные на смягчение симптомов и улучшение качества жизни пациента. В некоторых случаях возможно проведение генной терапии для коррекции дефектного гена.
