Введение к работе
Актуальность проблемы
Одной из актуальных проблем медицинской генетики является проблема влияния генетически детерминированных признаков материнского организма на развитие плода. Как известно плацента человека относится к гемохориальному типу. Такое строение плаценты обеспечивает создание самого тесного контакта между кровью матери и плода. Многие метаболиты и питательные вещества проникают из материнской крови в кровь плода, обеспечивая его всем необходимым для роста, их концентрация в крови матери оказывает влияние на развитие плода. С другой стороны существование плацентарного барьера ограничивает трансплацентарный переход целого ряда веществ из крови матери в кровь плода и обратно. Биологически активные вещества из крови матери могут увеличивать или уменьшать проницаемость плаценты, тем самым изменяя скорость обмена различными веществами между материнской и плодной кровью. Для некоторых белков из материнского кровотока, например имуноглобулинов, существуют специальные механизмы транспорта через плацентарный барьер, и от их количества и качественного состава зависит благополучное развитие плода. Исследование данной проблемы представляет интерес для таких различных дисциплин, как генетика, биология развития и акушерство.
Одним из аспектов данной проблемы является изучение влияния генетически обусловленных факторов материнского организма на биохимические параметры, определяемые генотипом плода. Такая возможность предоставляется в связи с тем, что некоторые белки и гормоны, секретируемые тканями плода, не синтезируются в организме взрослого человека. Некоторые из них проникают в материнский кровоток в количествах, достаточных для их обнаружения. Наше исследование посвящено изучению влияния генотипа матери на такие биохимические параметры, определяемые
генотипом плода, как концентрация альфа-фетопротеина (АФП) и хорионического гонадотропина человека (ХГЧ).
Еще один аспект данного исследования связан с использованием АФП и ХГЧ материнской сыворотки в пренатальном скрининге на синдром Дауна (СД) и дефекты нервной трубки (ДНТ) у плода. В настоящее время большинство пренатальных скринирующих программ использует информацию о материнском возрасте в сочетании со значениями уровней АФП, ХГЧ, которые являются маркерами СД у плода и измеряются как правило во втором триместре беременности в сыворотке матери. Повышенный уровень АФП ассоциирует с увеличенным риском ДНТ у плода. Возрастание уровня ХГЧ в сочетании с понижением уровня АФП у беременной рассматриваются как сигнал о повышенном риске рождения ребенка с СД. В настоящее время имеются данные что, понижение уровня и ХГЧ и АФП у беременной ассоциируют с рождением ребенка с синдромом Эдвардса.
Использование данных биохимических маркеров позволяет формировать группу высокого риска по СД для последующей пренатальной цитогенетической диагностики. В результате цитогенетической диагностики, связанной с использованием инвазивных процедур, только у 2% плодов в отобранной группе риска выявляется СД. Использование инвазивных процедур сопряжено с риском прерывания беременности (1.5-2%). Поэтому принятой стратегией пренатальной профилактики СД является формирование среди беременных, в частности, с помощью пренатального скрининга, групп высокого риска, в которых риск рождения ребенка с СД равен или превышает риск прерывания беременности вследствие диагностической процедуры.
Такой подход позволяет обнаруживать до 90% пораженных плодов с ДНТ и до 67% всех беременностей, при которых у плода имеется СД, при уровне ложноположительных результатов скрининга 5%. Низкая эффективность обнаружения пораженных плодов с СД в группе риска и высокий уровень ложноположительных результатов связаны с необъясненнои высокой
вариабельностью концентраций используемых в скрининге сывороточных маркеров (СМ) как среди женщин со здоровым плодом, так и среди беременных с пораженным плодом.
Показано, что для женщин, имеющих необъяснимые отклонения уровней АФП и ХГЧ и, как следствие, находящихся в группе высокого риска по СД или ДНТ, значительно повышается риск вновь попасть в группу с положительным результатом скрининга в следующую беременность (Dar Н., Merksamer R., Berdichevsky D., David M., 1996). Это означает, что часть женщин может подвергаться инвазивным процедурам каждую беременность при здоровом плоде, тогда как другие будут рожать больных детей, при отрицательных результатах тестирования. Полученные данные говорят о существовании генетической предрасположенности беременной к определенному уровню маркера или о влиянии сходных факторов окружающей среды на женщин во время беременности. Точные причины вариации уровней маркеров и механизмы, приводящие к изменению уровней АФП и ХГЧ остаются до сих пор неизвестными. Однако такие факты как изменение уровней СМ у матерей с сахарным диабетом (Haddow J.E., 1992) и наличие расовых различий в уровнях CM (Crandal B.F., Lebherz Т.В., Schroth Р.С., et al., 1983) говорят о возможном влиянии генетически обусловленных факторов организма матери на концентрацию в ее крови маркеров, синтезируемых плодом.
Все вышеизложенное определило актуальность данного исследования, результаты которого смогут внести вклад в изучение взаимодействия материнского организма и организма плода. Кроме того, исследование данной проблемы поможет понять механизмы индивидуальной вариабельности значений АФП и ХГЧ и увеличить эффективность формирования групп высокого риска по СД и ДНТ при проведении пренатального биохимического скрининга. Цель работы
Изучение влияния материнского генотипа на уровень экспрессируемых плодом АФП и ХГЧ в материнском кровотоке в течение беременности. Задачи исследования
1. Изучить корреляции отдельных полиморфных генетических локусов
материнского организма с различными уровнями экспрессируемых плодом АФП
и ХГЧ.
2. Исследовать связь экспрессируемых плодом АФП и ХГЧ с
биохимическими параметрами материнского организма, зависящими от
материнского генотипа.
-
Оценить риск иметь отклонения АФП и ХГЧ для женщин с изучаемыми фенотипами.
-
Исследовать возможность увеличения эффективности биохимического скрининга во втором триместре беременности на наличие у плода СД.
Научная новизна.
В работе впервые проведено исследование влияния генетически обусловленных признаков материнского организма на уровень экспрессируемых плодом АФП и ХГЧ, определяемых в материнском кровотоке. Показано достоверное влияние, которое оказыванет материнский организм на концентрацию АФП и ХГЧ в крови матери. Продемонстрирована генетическая предрасположенность беременных к определенному уровню материнского сывороточного АФП и материнского сывороточного ХГЧ. Показано, что полиморфизм отдельных материнских' генов является одной из причин индивидуальной вариабельности значений АФП и ХГЧ во время беременности.
Были исследованы связи между количественными параметрами, напрямую определяемыми рассматриваемыми локусами, и значениями уровней АФП и ХГЧ. Впервые были получены данные о наличии связи уровня ХГЧ с концентрацией общего билирубина в крови, а также о связи уровня АФП с трипсин ингибирующей способностью сыворотки.
Практическая значимость работы.
Полученные данные имеют значение для дальнейшего исследования возможности увеличения эффективности пренатального биохимического скрининга на синдром Дауна. На основании данных, полученных в настоящем исследовании, был проведен расчет риска иметь отклонения в значениях сывороточных маркеров (СМ) у женщин с известными генотипами изучаемых локусов. Было показано, что женщины, несущие определенные генотипы полиморфных генетических локусов, имеют повышенный риск попасть в группу с отклоняющимися значениями АФП или ХГЧ во время беременности по сравнению с беременными, не несущими данных аллелей. Так женщины, несущие редкие факторы локуса ингибитора протеиназ (РІ) имеют в 6.3 раза больший относительный риск ложноотрицательного результата обследования на СД. Женщины с резус отрицательным фенотипом и фенотипами АСР1 АА и АСР1 АС имэют в 1.9 и в 1.96 раз, соответственно, больший риск ложноотрицательного результата обследования на СД. Женщины с фенотипами HP 2-2 напротив в 1.9 раза чаще попадают в группу высокого риска по СД.
Проведенное исследование по изучению эффективности коррекции значений АФП и ХГЧ, используя данные о таких параметрах сыворотки как трипсин ингибирующая способность сыворотки и общий билирубин, показало, что использование этих биохимических показателей дает возможность увеличить эффективность сывороточного скрининга на СД у плода.
Полученные в работе результаты позволяют выделить, наряду с уже известными (многоплодная беременность и сахарный диабет), дополнительные категории женщин с отклоняющимися значениями АФП и ХГЧ при здоровом плоде. Так резус фенотип определяется всем беременным женщинам, что позволяет использовать эту информацию без каких-либо дополнительных анализов. Определение фенотипов беременных по локусам PI, HP и АСР в группе высокого риска позволит увеличить эффективность
обследования на СД у плода и снизить число ложноположительных и ложноотрицательных результатов при биохимическом скрининге и, таким образом, более аргументировано осуществлять инвазивные процедуры.
Положения выносимые на защиту.
1. Существование связи между определенным генотипом матери и
уровнями сывороточных АФП и ХГЧ, экспрессируемых плодом.
2. Существование корреляции между уровнем АФП, трипсин
ингибирующей способностью сыворотки беременной и наличием
определенных факторов Р).
-
Существование корреляции между уровнем ХГЧ, концентрацией общего билирубина в крови беременной и наличием определенных фенотипов АСР1.
-
Формирование групп беременных с теми генотипами, при которых повышена вероятность ошибочного теста при скрининге на синдром Дауна.
Апробация работы. Результаты исследования были представлены на межлабораторном семинаре Института клинической генетики МГНЦ РАМН (1997). Материалы работы также представлялись на 2-ом PECO-EUCROMIC конгрессе (конференция по пренатальной диагностике, 1997) и на семинаре «Диагностические аспекты применения ИФА тест-систем «Roche» (1997). Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Структура и объем работы. Работа изложена на 136 листах машинописного текста; состоит из введения обзора литературы, материалов и методов, 5 глав, заключения, выводов и списка литературы (19 отечественных и 141 зарубежных работ). В тексте диссертации 10 рисунков и 30 таблиц.