Содержание к диссертации
Введение
Глава первая. Обзор литературы
1.0. Клинический полиморфизм наследственных мозжечковых атаксий
1.1. История исследования наследственных мозжечковых атаксий (НМА) в зарубежной и отечественной литературе
1.2. Клинические и генетические исследования НМА в различных этнических группах и регионах
1.3. Клинико-генетические исследования НМА в якутской популяции
1.4. Медико-генетическое консультирование
Гліва вторая. Материал и методы
2.1. Краткая характеристика якутской популяции
2.2. Статистическая характеристика изученного материала
2.3. Методика исследования
Глава третья. Результаты исследования и обсуждение
3.1. Генетическая структура наследственной мозжечковой атаксии в Якутии
3.2. Молекулярно-генетическая характеристика спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции
3.3. Распространенность спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в Якутии
3.4. Клинико-генеалогическая характеристика спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции 51
3.5. Феногенотипическая связь при спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции 75
3.6. Нестабильность тандемных CAG триплетов мутированного гена SCA1 при наследовании 84
3.7. Клинический полиморфизм спиноцеребеллярной атаксии 1 типа 88
3.8. Популяционные причины накопления и природа клинического разнообразия спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции . 105
3.9. Медико-генетическое консультирование при спиноцеребеллярной атаксии 1 типа 112
3.10. Прогноз развития СЦА1 в якутской популяции 116
Заключение 120
Выводы 130
Практические рекомендации 132
Приложения 134
Список литературы
- История исследования наследственных мозжечковых атаксий (НМА) в зарубежной и отечественной литературе
- Статистическая характеристика изученного материала
- Молекулярно-генетическая характеристика спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции
- Популяционные причины накопления и природа клинического разнообразия спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции
История исследования наследственных мозжечковых атаксий (НМА) в зарубежной и отечественной литературе
Медико-генетическое консультирование (МГК) является специализированной медицинской помощью, направленной на профилактику наследственных болезней. Как вид медицинской помощи оно впервые было организовано С.Н.Давиденковым в конце 20-х годов XX столетия в России. Суть медико-генетического консультирования заключается в определении прогноза рождения ребенка с наследственной патологией, объяснении вероятности такого события консультирующимся и помощи семье в принятии решения о дальнейшем деторождении. В практике медико-генетическое консультирование сводится к подсчету вероятности рождения ребенка с определенной наследственной патологией. Врач-генетик не может запретить или разрешить консультируемьм семьям деторождение. Решение данного вопроса полностью принадлежит самим консультируемым. В классическом варианте медико-генетическая консультация состоит из 4-х этапов: диагностика, прогноз, заключение и совет. Каждый из этапов претерпевает определенные изменения с внедрением качественно иных методов диагностики той или иной наследственной патологии. Развитие молекулярной генетики, картирование генов ряда наследственных заболеваний открыли новые возможности решения проблем медико-генетического консультирования. В частности, пресимптомная прямая ДНК-диагностика при спиноцеребеллярной атаксии 1 типа значительно облегчает решение медицинской части медико-генетического консультирования. С одной стороны, это сужение когорты отягощенных семей за счет исключения супружеских пар, где один из супругов является прямым родственником больного СЦА1, когда пресимптомное ДНК-тестирование дало отрицательные результаты на носительство мутированного гена SCA1. С другой стороны, своевременная пренатальная ДНК-диагностика плода на носительство мутации в гене SCA1 дает положительный ответ по поводу вероятности реального развития заболевания в онтогенезе. В то же время однозначное решение медицинских вопросов медико-генетического консультирования в генетической диагностике моногенных наследственных заболеваний обусловило большую значимость проблем социально-этического плана. Во-первых, это вопрос о том, кто имеет право (или не имеет такового) знать (или не знать) о будущих генетически обусловленных состояниях самого себя, своих детей, других потомков, родственников, работников, пациентов, клиентов и т.д. Во-вторых, это вопросы о том, кто имеет право и/или обязанность принимать решение о разрешении или недопущении клинической реализации того или иного патологического генотипа, о его участии в репродукции. В этой связи в 1995 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) распространила «Резюме по этическим аспектам медицинской генетики» (Summary Statement on Ethical Issues in Medical Genetics), которое определило общие этические принципы: - уважение личности: долг уважать самоопределение и выбор свободной личности и защита лиц с ограниченной дееспособностью; - польза: обязательное обеспечение благополучия личности, действия в её интересах наибольшей пользы; - непричинение вреда: по возможности исключение вреда и обязанность достижения наименее причиняемого вреда личности; - взвешенность: необходимость так сбалансировать риск от предпринимаемых действий, чтобы получение пользы имело большую вероятность, чем нанесение вреда пациентам и членам их семей; - справедливость: справедливое распределение пользы и бремени. Таким образом, развитие медико-генетической помощи населению имеет определенные медико-этические подходы, приемлемые для наследственной патологии, диагностируемой на генетическом уровне. Пресимптомное тестирование носительства мутации при моногенных заболеваниях значительно облегчает задачи медико-генетического консультирования. В частности, при спиноцеребеллярной атаксии 1 типа первичная профилактика в условиях Якутии приобрела более реальные очертания. В то же время имеющаяся в Якутии система медико-генетического консультирования общего профиля не в полной мере соответствует при столь высоком уровне и выраженной распространенности заболевания. МГК в г.Якутске функционирует согласно соответствующим приказам Министерства здравоохранения РФ. Скрининг новорожденных проводится на фенилкетонурию, врожденный гипотиреоз, адреногенитальный синдром. По остальным же нозологиям, как показывает практика, к врачу-генетику больные направляются врачами других специальностей при подозрении наследственного характера заболевания. В то же время медико-генетическое консультирование при наследственных мозжечковых атаксиях в условиях Якутии имеет свои особенности. Причиной тому широкая распространенность патологии и осведомленность местных врачей о клинических проявлениях заболевания. Возможность генетической диагностики при спиноцеребеллярной атаксии 1 типа во многом облегчает её диагностику в условиях Республики Саха(Якутия). Однако большая территория региона, обслуживаемого МГК, каковым является Якутия, затрудняет полноценный охват генетическим тестированием лиц 50% риска в отягощенных по СЦА1 семьях. Одной из причин этого, как нам видится, в том, что специалисты МГК общего профиля не могут провести клинико-генеалогические и генетические исследования в местах проживания кровных родственников больных СЦА1 в силу отдаленности населенных пунктов региона распространения заболевания.
Статистическая характеристика изученного материала
Как видно (табл.8), заболевание в молодом возрасте отличается непродолжительным клиническим течением. Примерно в половине случаев летального исхода из числа заболевших старше 30 лет смерть наступала от несчастных случаев или острой сердечно-сосудистой недостаточности у больных, не достигших 4-ой и 5-ой клинических стадий заболевания. Одна больная, заболевшая в возрасте 56 лет, умерла через 4 года внезапно, находясь в 3 клинической стадии, а мужчина, заболевший в возрасте 55 лет, умер через 16 лет от пневмонии. Таким образом, судить о возможной продолжительности течения непосредственно патологического процесса в случаях начала заболевания после 40 лет представлялось весьма затруднительным. Умершие больные не доживали до развития IV и V клинических стадий. Тем не менее, нет сомнения в том, что заболевание СЦА1 заметно укорачивает продолжительность жизни пораженных.
Для оценки степени прогрессирования патологического процесса были также анализированы данные КТ и МРТ обследования головного мозга в 2 9-и наблюдениях (табл. 9). Средний возраст обследованных больных составил 41,9 + 10,7 лет при средней длительности заболевания 4,7 + 3,2 года. Как видно на табл.9, КТ и МРТ выявили слабо выраженные гипотрофии червя и полушарий мозжечка у носителей мутации, находящихся в I клинической стадии. Причем у больной Д-вой М.М. с числом CAG-повторов 46 была обследована в возрасте 41 год, а II клиническая стадия заболевания - определена через один год. При единичных симптомах атаксии КТ исследование проведено целенаправленно, так как больная была из отягощенной семьи. Е-в Г.Р., с числом CAG-повторов 58, находящийся в 1-й клинической стадии заболевания, с минимальными проявлениями атаксии был обследован дважды с интервалом 15 месяцев(рис 8). Умеренное расширение борозд червя было выявлено как при первом обследовании, так и во втором без выраженной динамики. Как видно на табл. 9, степень нейроморфологических изменений как будто не имеет четкой зависимости от длительности течения патологического состояния и возраста больных на момент обследования. Тем не менее, более выраженные гипотрофические изменения центральной нервной системы все же отмечаются у больных, находящихся в 3 клинической стадии патологического процесса.
Гипотрофия червя мозжечка у пациента с 1 клинической стадией заболевания В целях выявления вероятной зависимости был проведен корреляционной анализ между клинической группой, возрастом манифестации, числом CAG-повторов, возрастом исследования и тяжестью поражения ЦНС (табл.10). Выявлены корреляции клинической стадии с длительностью течения заболевания, возраста начала заболевания с числом CAG-повторов, гипотрофии червя и полушарий мозжечка, возраста больного в момент исследования с поражением полушарий большого мозга. Иными словами, червь и полушария мозжечка поражались всегда вместе, признаки гипотрофических изменений полушарий большого мозга отмечались у больных старших возрастных групп. Корреляция клинических стадий с длительностью течения патологического процесса подтверждает неуклонность прогрессирования дегенеративных процессов ЦНС, ведущих к утяжелению клинических проявлений заболевания. Влияние числа CAG-повторов на возраст манифестации заболевания указывает на существование феногенотипической связи - обусловленности сроков начала проявления клинических признаков СЦА1 протяженностью патологических триплетов в мутантном гене SCA1. Генеалогические исследования в случаях заболевания в молодом возрасте были облегчены наличием точных сведений о составе и состоянии здоровья прямых кровных родственников. Обнаружение же больных, заболевших в пожилом возрасте, которые в части случаев не могли вспомнить состояние здоровья своих, давно умерших родителей (в части случаев от различных причин), и отсутствие близких родственников соответствующего (старшего) возраста затрудняли сбор генеалогических данных.
Молекулярно-генетическая характеристика спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции
Экспедиционные клинико-генеалогические и генотипические исследования СЦА1, проведенные нами в 1992-2000 годы, позволили полностью охватить все 57 отягощенных семей по состоянию на 01.01.2001 г. При этом в последние годы были обнаружены больные, не имеющие родственных связей с известными ранее «семьями». Как правило, эти пациенты не могли дать нам сведения о больных атаксией родителях вследствие их ранней кончины от различных причин, а также не имели какой-либо информации о существовании среди кровных родственников своих родителей больных атаксией. В большинстве случаев это были сироты или лица, воспитанные у небиологических родителей. Отсутствие родословных и недоказательность наследственного характера заболевания в указанных ситуациях не являлись препятствием в нозологической диагностике спиноцеребеллярной атаксии 1 типа, которая, как правило, проводилась следующим образом. Обнаружение участковыми неврологами прогрессирующего мозжечкового синдрома, толерантного к лечению, являлось показанием для их направления на консультацию в Республиканскую больницу. Если КТ или МРТ исследования головного мозга указывали на наличие гипотрофических изменений в мозжечке, то это служило показанием для нашей консультации с последующим прямым генетическим тестированием мутации в гене SCA1. Начиная с 2000 года, генетическое подтверждение СЦА1 в условиях г.Якутска проводится как в Институте здоровья АН PC(Я), так и в МГК Национального центра медицины МЗ PC(Я). Возможность нозологической диагностики СЦА1 хотя и облегчает проведение медико-генетического консультирования, основные задачи данной службы в рамках первичной профилактики СЦА1, все же имеют определенные трудноразрешимые проблемы. Количественный анализ экспансии CAG-повторов в гене SCA1 и феногенотипическая связь определяют несколько иную плоскость решения задач медико-генетического консультирования. В настоящее время медико-генетическая помощь при спиноцеребеллярнои атаксии 1 типа в условиях современного развития лечебно-профилактической помощи в Якутии должна иметь качественно иные принципы. Чисто медицинские задачи при этом решаются намного легче, чем организационные и социально-этические. В 108 случаях исследования лиц 50% и одного - 75% риска был выявлен нормальный SCA1 ген, и таким образом возможность развития заболевания была исключена. У обследованных и их близких был снят постоянный стрессирующий фактор ожидания развития заболевания. В 71 одном случае было выявлено носительство мутированного SCA1 гена. В таких случаях результат тестирования сообщался, как и было оговорено при взятии крови, только самим обследованным при их волеизъявлении. Важным и самым ответственным моментом при этом была оценка психологического состояния обследованных. В любом случае предварительно проводилась психотерапевтическая беседа. Наиболее приемлемая форма подачи информации подбиралась индивидуально. Со стороны жителей сельских местностей, каковым являлось большинство, желание знать результат генетического исследования было намного реже, чем горожан. Возможно, это было обусловлено низким образовательным уровнем жителей села. В некоторых случаях были отказы от генетического исследования, мотивированные нежеланием заранее знать свою судьбу и негативным отношением к самому исследованию.
В беседах среди членов отягощенных семей объяснялась возможность рождения в семье здорового ребенка. К сожалению, мы столкнулись с двумя наиболее значимыми, на наш взгляд, ситуациями в данной проблеме. Первая - это желание родить здорового ребенка в отягощенной семье, вторая - вопрос решения оплаты проездных расходов при значительной географической отдаленности населенных пунктов в условиях Якутии и материально низком уровне жизни большинства населения. Лечебно-профилактические учреждения на местах не имеют законных оснований воспользоваться статьей расходов на «спецлечение» для оплаты проезда до г.Якутска здоровых женщин из отягощенных семей на пренатальное тестирование при ранних сроках беременности. Дороговизна проездных расходов при наличии авиатранспорта, как единственного способа передвижения в отдаленных регионах Якутии, является значительным, чисто финансовым препятствием для потенциальных тестируемых. После преодоления вышеуказанных обстоятельств и получения позитивного количественного тестирования мутации в гене SCA1 остается решение вопроса сохранения данной беременности, которая целиком зависит от будущих родителей. По нашему мнению, эффективная первичная профилактика заболевания возможна лишь при всестороннем и полном освещении природы спиноцеребеллярнои атаксии 1 типа, как среди практических врачей, так и среди членов отягощенных семей. Именно знание ими наличия феногенотипической связи патологического состояния, клинических проявлений и прогноза заболевания при манифестации в различных возрастных группах могут иметь решающее значение в определении нормального или патологического исхода беременности.
Популяционные причины накопления и природа клинического разнообразия спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции
Определенную роль в данной ситуации могли играть гражданская и Вторая мировая войны, «сдвинув» послевоенный возрастной интервал вступивших в брак на более старший возраст, чем в мирное время. Таким образом, репродуцируемый интервал CAG-повторов постоянно оставался весьма «узким» для мужчин до начала 1950-х годов и со значениями соответствующими для манифестации в поздних сроках жизни. Дети женщин - «носителей» в силу стабильности размеров «передаваемых» аллелей не могли унаследовать большие значения CAG-повторов с ранними сроками проявления заболевания. Пол передающего родителя не имеет значения при «коротких» аллелях, «длинные» же аллели передаются исключительно по отцовской линии. Только при более выраженной нестабильности мутированного гена SCA1 при отцовском наследовании могут появиться крайние значения CAG-повторов и заболевание в ювенильном возрасте. Ранняя манифестация заболевания исключает дальнейшую передачу мутированного аллеля и является условием исключения (элиминация) ненужных для сохранения патологического гена особей. Социальные изменения в Якутии (укрупнение населенных пунктов, коллективных хозяйств, послевоенная стабилизация жизни населения) в 30-х и 50-х годах обусловили снижение среднего возраста начала репродуктивного периода мужчин в пораженных семьях. Число передающих мутацию мужчин стало увеличиваться за счет носителей средних значений CAG-повторов мутированного гена. Последние начали усиливать экспансию триплетов при репродукции и, таким образом, произошло выраженное накопление и появление случаев заболевания в молодом возрасте. Накопление спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в якутской популяции имеет генетическую основу в виде расширенной репродукции средних значений CAG-повторов, не ограничивающих фертильность. Так, в группах пораженных, родившихся до 1951 года, с 1951 до 1970 год и после 1970 года, среднее значение CAG-повторов составило 45,1 + 3,3, 49,3 + 4,2 и 52,1 + 6,0 соответственно. Пораженные с высокими значениями CAG-повторов могли родиться и до 1951 и 1970 годов, но в силу раннего возраста манифестации заболевания в таких случаях они не могли дожить до времени наших исследований. Таким образом, можно утверждать, что накопление СЦА1 в якутской популяции происходило с увеличением доли случаев заболевания в более молодых возрастных группах для последующих поколений пораженных семей и было обусловлено расширением спектра репродуцируемых аллелей в сторону увеличения CAG-повторов при омоложении начала брачного возраста у носителей мутации в последние 50 лет.
Медико-генетическая помощь в Республике Саха (Якутия) осуществляется Медико-генетической консультацией общего профиля при Республиканской больнице №1 Министерства здравоохранения, оснащенной цитогенетической, биохимической и молекулярно-генетической лабораториями. Как любое лечебно-профилактическое учреждение она работает по принципу обращаемости (по направлениям практических врачей). Иными словами, консультирование начинается при наличии клинических проявлений того или иного заболевания, с подозрением на наследственную природу патологического процесса. В то же время внедрение в условиях Якутии пресимптомной диагностики спиноцеребеллярной атаксии 1 типа и клинико-генетические исследования, проведенные нами, в местах наибольшего накопления заболевания позволили выявить значительное количество носителей мутации в гене SCA1 не достигших возраста манифестации заболевания. Технические условия в МГК позволяют проведение пренатальной диагностики спиноцеребеллярной атаксии 1 типа в отягощенных семьях. Результаты наших исследований были использованы в обосновании Республиканской целевой программы «Развитие генодиагностики человека в Республике Саха(Якутия)» на 2001-2005 годы, принятой Постановлением Правительства Республики Саха (Якутия) от 11 мая 2001 года № 277, предусматривающей расширение объема комплексных профилактических мероприятий по дородовой диагностике наследственных заболеваний(п.3.3). Данная программа фактически предусматривает расширение объема медико-генетической консультации до уровня специализированной по отношению к спиноцеребеллярной атаксии 1 типа.
Соотношение различных значений CAG-повторов в когорте пораженных определяет тенденцию развития заболевания в популяции. Как бьшо показано, у выявленных нами носителей мутированного гена, не достигших возраста манифестации заболевания, доля CAG-повторов меньше 46 составила 42,3% от их общего количества. Данное значение экспансии не ограничивает репродуктивную функцию организма и, таким образом, не препятствует дальнейшему накоплению заболевания. Носительство коротких аллелей снижает медико-социальную значимость заболевания в силу поздних сроков проявления и торпидности течения. Высокая репродуктивная активность носителей коротких аллелей является естественным механизмом сохранения мутированного гена SCA1 в популяции. Уровень отрицательного генетического груза в популяции можно снизить лишь при полном охвате лиц риска тестированием на носительство мутированного гена в отягощенных семьях и своевременным медико-генетическим консультированием. Особое внимание должно быть уделено резервуару мутации в популяции, а именно носителям коротких аллелей мутированного гена SCA1. Однако при современных условиях развития лечебно-профилактической помощи в Якутии существуют вполне определенные препятствия. Отдаленность мест проживания носителей мутации в гене SCA1 и значительные проездные расходы затрудняют своевременное генетическое исследование плода у беременных женщин в ранние сроки. ЛПУ на местах не имеют законных оснований оплачивать проезд до Якутска беременным женщинам из отягощенных семей. Одним из путей выхода в данной ситуации, нам видится, создание благотворительного фонда, который бы взял на себя оплату такого рода транспортных расходов.