Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Наследственных болезней )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Генетическое заболевание представляет собой проблемы со здоровьем , вызванные одним или несколькими нарушениями в геноме . Это может быть вызвано мутацией в одном гене (моногенный) или нескольких генов (полигенный) или хромосомной аномалией . Хотя полигенные расстройства являются наиболее распространенными, этот термин чаще всего используется при обсуждении расстройств, имеющих единственную генетическую причину, либо в гене, либо в хромосоме . [1] [2] Ответственная мутация может произойти спонтанно до эмбрионального развития ( мутация de novo ) или унаследована от двух родителей, которые являются носителями дефектного гена (аутосомно-рецессивное наследование) или от родителя с заболеванием ( аутосомно-доминантное наследование). Когда генетическое заболевание передается по наследству от одного или обоих родителей, оно также классифицируется как наследственное заболевание . Некоторые заболевания вызваны мутацией в Х - хромосоме и Х-хромосомой наследование. Очень немногие нарушения наследуются по Y-хромосоме или митохондриальной ДНК . [3]

Существует более 6000 известных генетических нарушений [4], и в медицинской литературе постоянно описываются новые генетические нарушения. [5] Более 600 из этих заболеваний поддаются лечению. [6] Примерно 1 из 50 человек страдает известным моногенным заболеванием, а примерно 1 из 263 страдает хромосомным заболеванием . [7] Около 65% людей имеют проблемы со здоровьем в результате врожденных генетических мутаций. [7] Из-за значительного количества генетических заболеваний примерно каждый 21 человек страдает генетическим заболеванием, классифицируемым как « редкое»."(обычно определяется как поражение менее 1 человека из 2000). Большинство генетических нарушений редки сами по себе. [5] [8]

Все генетические нарушения присутствуют до рождения, а некоторые генетические нарушения вызывают врожденные дефекты , но многие врожденные дефекты являются скорее пороками развития , чем наследственными . Противоположность наследственному заболеванию - приобретенное заболевание . Большинство видов рака , хотя и связаны с генетическими мутациями в небольшой части клеток организма, являются приобретенными заболеваниями. Некоторые синдромы семейного рака , такие как мутации BRCA , являются наследственными генетическими нарушениями. [9]

Диаграмма с примерами болезни, расположенной на каждой хромосоме

Единственный ген [ править ]

Расстройства одного гена (или моногенные расстройства ) является результатом одного мутантного гена. Одногенные расстройства могут передаваться последующим поколениям несколькими способами. Однако геномный импринтинг и однопородительская дисомия могут повлиять на паттерны наследования. Разделение между рецессивным и доминантным типами не является «жестким и быстрым», хотя разделение между аутосомным и X-сцепленным типами является (поскольку последние типы различаются исключительно на основе хромосомного местоположения гена). Например, распространенная форма карликовости , ахондроплазия., обычно считается доминантным заболеванием, но дети с двумя генами ахондроплазии имеют тяжелое и обычно летальное заболевание скелета, носителями которого можно считать ахондроплазию. Серповидно-клеточная анемия также считается рецессивным заболеванием, но гетерозиготные носители обладают повышенной устойчивостью к малярии в раннем детстве, что можно охарактеризовать как родственное доминантное состояние. [16] Когда пара, в которой один или оба партнера являются больными или носителями моногенного заболевания, желает иметь ребенка, они могут сделать это с помощью экстракорпорального оплодотворения, что позволяет провести предимплантационную генетическую диагностику, чтобы проверить, есть ли у эмбриона генетическое расстройство. [17]

Большинство врожденных нарушений обмена веществ , известных как врожденные нарушения обмена веществ, являются результатом дефектов одного гена. Многие такие единичные генные дефекты могут снизить физическую форму пораженных людей и, следовательно, присутствуют в популяции с меньшей частотой по сравнению с тем, что можно было бы ожидать на основе простых вероятностных расчетов. [18]

Аутосомно-доминантный [ править ]

Только одна мутировавшая копия гена будет необходима человеку, страдающему аутосомно-доминантным заболеванием. У каждого пострадавшего обычно есть один пострадавший родитель. [19] : 57 Вероятность того, что ребенок унаследует мутировавший ген, составляет 50%. Аутосомно-доминантные состояния иногда имеют пониженную пенетрантность , что означает, что, хотя требуется только одна мутировавшая копия, не у всех людей, унаследовавших эту мутацию, развивается заболевание. Примеры этого типа расстройства болезнь Хантингтона , [19] : 58 нейрофиброматоз типа 1 , нейрофиброматоз типа 2 , синдрома Марфана , наследственным неполипозный колоректальный рак, Наследственные множественные экзостозы (очень пенетранта аутосомно - доминантное расстройство), клубневые склероз , болезнь фон Виллебранда , а также острой перемежающейся порфирии . Врожденные дефекты также называют врожденными аномалиями.

Аутосомно-рецессивный [ править ]

Две копии гена должны быть мутированы, чтобы человек пострадал от аутосомно-рецессивного заболевания. У пораженного человека обычно есть здоровые родители, каждый из которых несет одну копию мутировавшего гена и называется генетическими носителями . У каждого родителя с дефектным геном обычно нет симптомов. [20] Два здоровых человека, каждый из которых несет по одной копии мутировавшего гена, имеют 25% риск рождения ребенка с этим заболеванием при каждой беременности. Примеры этого типа расстройства альбинизм , со средней длиной цепи ацил-КоА - дегидрогеназы , муковисцидоз , серповидно - клеточной анемии , болезнь Тея-Сакса , Ниманна-Пика болезнь ,спинальная мышечная атрофия и синдром Робертса . Некоторые другие фенотипы, такие как влажная и сухая ушная сера , также определяются аутосомно-рецессивным образом. [21] [22] Некоторые аутосомно-рецессивные расстройства распространены, потому что в прошлом наличие одного из дефектных генов приводило к небольшой защите от инфекционного заболевания или токсина, такого как туберкулез или малярия . [23] Такие заболевания включают муковисцидоз , [24] серповидноклеточную анемию , [25] фенилкетонурию [26] и талассемию.. [27]

X-связанный доминант [ править ]

Х-сцепленные доминантные расстройства вызываются мутациями в генах Х-хромосомы . Только несколько заболеваний имеют этот образец наследования, ярким примером которого является Х-сцепленный гипофосфатемический рахит . Этим расстройствам подвержены как мужчины, так и женщины, причем мужчины, как правило, страдают более серьезно, чем женщины. Некоторые Х-сцепленные доминантные состояния, такие как синдром Ретта , пигментное недержание мочи типа 2 и синдром Айкарди , обычно приводят к летальному исходу у мужчин в утробе матери или вскоре после рождения, и поэтому преимущественно наблюдаются у женщин. Исключение составляют исключительно редкие случаи, когда мальчики с синдромом Клайнфельтера(44 + xxy) также наследуют Х-сцепленное доминантное состояние и проявляют симптомы, более похожие на женские по степени тяжести. Вероятность передачи Х-сцепленного доминантного расстройства у мужчин и женщин различается. Все сыновья мужчины с Х-сцепленным доминантным расстройством не будут затронуты (поскольку они получат Y-хромосому своего отца), но все его дочери унаследуют это заболевание. Женщина с Х-сцепленным доминантным расстройством имеет 50% -ный шанс иметь пораженный плод при каждой беременности, хотя в таких случаях, как пигментное недержание мочи, обычно жизнеспособны только потомки женского пола.

Х-сцепленный рецессивный [ править ]

Х-сцепленные рецессивные состояния также вызваны мутациями в генах Х-хромосомы. Мужчины страдают гораздо чаще, чем женщины, потому что у них есть только одна Х-хромосома, необходимая для этого состояния. Вероятность передачи заболевания различается у мужчин и женщин. Сыновья мужчины с Х-сцепленным рецессивным заболеванием не пострадают (поскольку они получают Y-хромосому своего отца), но его дочери будут носителями одной копии мутировавшего гена. Женщина, которая является носительницей Х-сцепленного рецессивного заболевания (X R X r ), имеет 50% -ный шанс иметь сыновей, которые затронуты, и 50% -ный шанс иметь дочерей, которые являются носителями одной копии мутировавшего гена. Х-сцепленные рецессивные состояния включают тяжелые заболевания гемофилию А ,Мышечная дистрофия Дюшенна и синдром Леша – Найхана , а также распространенные и менее серьезные состояния, такие как облысение по мужскому типу и дальтонизм в отношении красного и зеленого цветов . Х-сцепленные рецессивные состояния могут иногда проявляться у женщин из-за искаженной Х-инактивации или моносомии Х ( синдром Тернера ).

Y-связанный [ править ]

Y-сцепленные расстройства вызваны мутациями в Y-хромосоме. Эти состояния могут передаваться только от гетерогаметного пола (например, люди мужского пола) потомству того же пола. Проще говоря, это означает, что Y-сцепленные расстройства у людей могут передаваться только от мужчин их сыновьям; женщины никогда не могут быть затронуты, потому что они не обладают Y-аллосомами.

Y-сцепленные расстройства чрезвычайно редки, но наиболее известные примеры обычно вызывают бесплодие. Воспроизведение в таких условиях возможно только путем предотвращения бесплодия с помощью медицинского вмешательства.

Митохондрии [ править ]

Этот тип наследования, также известный как наследование по материнской линии, является самым редким и применим к 13 генам, кодируемым митохондриальной ДНК . Поскольку только яйцеклетки вносят вклад в митохондрии развивающегося эмбриона, только матери (пораженные) могут передавать состояние митохондриальной ДНК своим детям. Примером этого типа расстройства является наследственная оптическая нейропатия Лебера .

Важно подчеркнуть, что подавляющее большинство митохондриальных заболеваний (особенно когда симптомы развиваются в раннем возрасте) на самом деле вызваны дефектом ядерного гена , поскольку митохондрии в основном развиваются немитохондриальной ДНК. Эти заболевания чаще всего возникают по аутосомно-рецессивному наследованию. [28]

Многофакторное расстройство[ редактировать ]

Генетические расстройства также могут быть сложными, многофакторными или полигенными, что означает, что они, вероятно, связаны с эффектами нескольких генов в сочетании с образом жизни и факторами окружающей среды. Многофакторные нарушения включают болезни сердца и диабет . Хотя сложные расстройства часто группируются в семьях, они не имеют четкой наследственности. Это затрудняет определение риска для человека унаследовать или передать эти расстройства. Сложные расстройства также трудно изучать и лечить, поскольку конкретные факторы, вызывающие большинство этих расстройств, еще не определены. В исследованиях, направленных на выявление причины сложных расстройств, можно использовать несколько методических подходов для определения генотипа - фенотипа.ассоциации. Один из методов, подход , основанный на генотипе , начинается с выявления генетических вариантов у пациентов и затем определения связанных клинических проявлений. Это противоположно более традиционному подходу, основанному на фенотипе, и может выявить причинные факторы, которые ранее были скрыты клинической гетерогенностью , пенетрантностью и экспрессивностью.

В родословной полигенные болезни имеют тенденцию «передаваться по наследству», но наследование не соответствует простым образцам, как в случае с менделевскими болезнями. Это не означает, что гены не могут быть обнаружены и изучены. У многих из них также есть сильный экологический компонент (например, артериальное давление ). К другим факторам относятся:

  • астма
  • аутоиммунные заболевания, такие как рассеянный склероз
  • раки
  • цилиопатии
  • волчья пасть
  • сахарный диабет
  • болезнь сердца
  • гипертония
  • воспалительное заболевание кишечника
  • Интеллектуальная недееспособность
  • перепады настроения
  • ожирение
  • рефракционная ошибка
  • бесплодие

Хромосомное расстройство [ править ]

Хромосомы при синдроме Дауна , наиболее распространенном заболевании человека, вызванном анеуплоидией. Есть три хромосомы 21 (в последнем ряду).

Хромосомное заболевание - это отсутствующая, лишняя или нерегулярная часть хромосомной ДНК. Это может быть из-за атипичного количества хромосом или структурной аномалии в одной или нескольких хромосомах. Примером этих нарушений является трисомия 21 ( синдром Дауна ), при которой имеется дополнительная копия хромосомы 21.

Диагноз [ править ]

Из-за большого количества известных генетических нарушений диагноз широко варьируется и зависит от заболевания. Большинство генетических нарушений диагностируются до рождения , при рождении или в раннем детстве, однако некоторые, такие как болезнь Хантингтона , могут не обнаруживаться, пока пациент не достигнет зрелого возраста.

Основные аспекты генетического расстройства основаны на наследовании генетического материала. Обладая подробным семейным анамнезом , можно предвидеть возможные расстройства у детей, которые направляют медицинских работников к конкретным тестам в зависимости от расстройства и дают родителям возможность подготовиться к потенциальным изменениям образа жизни, предвидеть возможность мертворождения или рассматривать возможность прерывания беременности . [29] Пренатальная диагностика может выявить наличие характерных аномалий в развитии плода с помощью ультразвука или выявить наличие характерных веществ с помощью инвазивных процедур, которые включают введение зондов или игл в матку, напримерамниоцентез . [30]

Прогноз [ править ]

Не все генетические нарушения напрямую приводят к смерти; однако известных лекарств от генетических заболеваний нет. Многие генетические нарушения влияют на стадии развития, такие как синдром Дауна , в то время как другие приводят к чисто физическим симптомам, таким как мышечная дистрофия . Другие заболевания, такие как болезнь Хантингтона , не проявляют признаков до зрелого возраста. В течение активного периода генетического нарушения пациенты в основном полагаются на поддержание или замедление деградации качества жизни и сохранение автономии пациента . Это включает физиотерапию , обезболивание и может включать выбор программ альтернативной медицины .

Лечение [ править ]

От личной геномики к генной терапии

Лечение генетических заболеваний - это непрекращающаяся битва, более 1800 клинических испытаний генной терапии завершены, продолжаются или были одобрены во всем мире. [31] Несмотря на это, большинство вариантов лечения сосредоточены на лечении симптомов расстройства в попытке улучшить качество жизни пациентов .

Генная терапия относится к форме лечения, при которой пациенту вводят здоровый ген. Это должно облегчить дефект, вызванный дефектным геном, или замедлить прогрессирование болезни. Основным препятствием была доставка генов к соответствующим клеткам, тканям и органам, пораженным заболеванием. Исследователи изучили, как они могут ввести ген в потенциально триллионы клеток, несущих дефектную копию. Поиск ответа на этот вопрос стал препятствием между пониманием генетического расстройства и его исправлением. [32]

Эпидемиология [ править ]

Примерно 1 из 50 человек страдает известным моногенным заболеванием, а примерно 1 из 263 человек страдает хромосомным расстройством . [7] Около 65% людей имеют проблемы со здоровьем в результате врожденных генетических мутаций. [7] Из-за значительного количества генетических нарушений примерно каждый 21 человек страдает генетическим заболеванием, классифицируемым как « редкое » (обычно определяемым как поражающее менее 1 человека из 2000). Большинство генетических нарушений редки сами по себе. [5] [8] Существует более 6000 известных генетических нарушений [4], и в медицинской литературе постоянно описываются новые генетические нарушения. [5]

История [ править ]

Самое раннее известное генетическое заболевание гоминида было у ископаемого вида Paranthropus robustus , причем более трети особей демонстрировали несовершенный амелогенез . [33]

См. Также [ править ]

  • FINDbase (база данных частоты наследственных заболеваний)
  • Генетическая эпидемиология
  • Список генетических нарушений
  • Группы населения в биомедицине
  • Менделирующая ошибка

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Генетические заболевания» . learn.genetics.utah.edu . Проверено 1 июля 2019 .
  2. ^ Львов, Д .; Фаворова, О.О .; Фаворов, А.В. (2012). «Полигенный подход к изучению полигенных заболеваний» . Acta Naturae . 4 (3): 59–71. DOI : 10.32607 / 20758251-2012-4-3-59-71 . ISSN 2075-8251 . PMC 3491892 . PMID 23150804 .   
  3. ^ Ссылка, Genetics Home. «Каковы различные способы наследования генетического заболевания?» . Домашний справочник по генетике . Проверено 14 января 2020 .
  4. ^ a b «Статистика карты генов OMIM» . www.omim.org . Проверено 14 января 2020 .
  5. ^ a b c d "Сиротка: О редких болезнях" . www.orpha.net . Проверено 14 января 2020 .
  6. ^ «Лечение генетических заболеваний» . Проверено 12 декабря 2020 .
  7. ^ a b c d Кумар, Панкадж; Радхакришнан, Веселый; Chowdhary, Maksud A .; Джампьетро, ​​Филипп Ф. (2001-08-01). «Распространенность и закономерности проявления генетических заболеваний в педиатрическом отделении неотложной помощи». Труды клиники Мэйо . 76 (8): 777–783. DOI : 10.4065 / 76.8.777 . ISSN 0025-6196 . 
  8. ^ a b Джексон, Мария; Маркс, Лия; Мэй, Герхард HW; Уилсон, Джоанна Б. (2018-12-03). «Генетическая основа болезни» . Очерки биохимии . 62 (5): 643–723. DOI : 10.1042 / EBC20170053 . ISSN 0071-1365 . PMC 6279436 . PMID 30509934 . (рассчитано на основе «1 из 17» редких заболеваний и «80%» редких заболеваний являются генетическими)   
  9. ^ "Генетика рака" . www.medschool.lsuhsc.edu . Проверено 14 января 2020 .
  10. ^ "Запись OMIM № 144010 - ГИПЕРХОЛЕСТЕРОЛЕМИЯ, СЕМЬЯ, 2; FCHL2" . www.omim.org . Проверено 1 июля 2019 .
  11. ^ Саймонс, М .; Вальц, Г. (сентябрь 2006 г.). «Поликистоз почек: деление клеток без ac (l) ue?». Kidney International . 70 (5): 854–864. DOI : 10.1038 / sj.ki.5001534 .
  12. ^ "Запись OMIM № 162200 - НЕЙРОФИБРОМАТОЗ, ТИП I; NF1" . www.omim.org . Проверено 1 июля 2019 .
  13. ^ Кин MG; Pyeritz RE (май 2008 г.). «Медицинское лечение синдрома Марфана» . Тираж . 117 (21): 2802–13. DOI : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.107.693523 . PMID 18506019 . 
  14. ^ Уокер FO (2007). "Болезнь Хантингтона". Ланцет . 369 (9557): 218–28 [221]. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (07) 60111-1 . PMID 17240289 . 
  15. ^ "Запись OMIM № 603903 - СЕРПОВАЯ КЛЕТОЧНАЯ АНЕМИЯ" . www.omim.org . Проверено 1 июля 2019 .
  16. ^ Уильямс TN; Обаро СК (2011). «Серповидноклеточная анемия и заболеваемость малярией: история с двумя хвостами». Тенденции паразитологии . 27 (7): 315–320. DOI : 10.1016 / j.pt.2011.02.004 . PMID 21429801 . 
  17. Кулиев, Анвер; Верлинский, Юрий (2005). «Преимплантационная диагностика: реалистичный вариант вспомогательной репродуктивной медицины и генетической практики». Curr. Opin. Акушерство. Гинеколь . 17 (2): 179–83. DOI : 10.1097 / 01.gco.0000162189.76349.c5 . PMID 15758612 . 
  18. ^ Simcikova D, Heneberg P (декабрь 2019). «Уточнение прогнозов эволюционной медицины на основе клинических данных о проявлениях менделевских болезней» . Научные отчеты . 9 (1): 18577. DOI : 10.1038 / s41598-019-54976-4 . PMC 6901466 . PMID 31819097 .  CS1 maint: uses authors parameter (link)
  19. ^ a b Гриффитс, Энтони Дж. Ф.; Wessler, Susan R .; Кэрролл, Шон Б.; Добли, Джон (2012). «2: Наследование одного гена». Введение в генетический анализ (10-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman and Company. ISBN 978-1-4292-2943-2.
  20. ^ «Паттерны наследования для заболеваний одного гена» . learn.genetics.utah.edu . Проверено 1 июля 2019 .
  21. Уэйд, Николас (29 января 2006 г.). «Японские ученые идентифицируют ген ушной серы». Нью-Йорк Таймс .
  22. ^ Йошиура К; Киношита А; Ishida T; и другие. (Март 2006 г.). «SNP в гене ABCC11 является детерминантой типа ушной серы человека». Nat. Genet . 38 (3): 324–30. DOI : 10.1038 / ng1733 . PMID 16444273 . 
  23. ^ Mitton, Джефри B (2002). «Гетерозиготное преимущество». eLS . DOI : 10.1038 / npg.els.0001760 . ISBN 0470016175.
  24. ^ Poolman Е.М., Гальвани А.П. (февраль 2007). «Оценка кандидатов в агенты селективного давления при муковисцидозе» . Журнал Королевского общества, Интерфейс . 4 (12): 91–8. DOI : 10,1098 / rsif.2006.0154 . PMC 2358959 . PMID 17015291 .  
  25. Allison AC (октябрь 2009 г.). «Генетический контроль устойчивости к малярии человека». Текущее мнение в иммунологии . 21 (5): 499–505. DOI : 10.1016 / j.coi.2009.04.001 . PMID 19442502 . 
  26. ^ Вульф, LI (1986). «Преимущество гетерозигот при фенилкетонурии» . Американский журнал генетики человека . 38 (5): 773–5. PMC 1684820 . PMID 3717163 .  
  27. ^ Weatherall, DJ (2015). «Талассемии: нарушения синтеза глобина» . Гематология Уильямса (изд. 9e). McGraw Hill Professional. п. 725. ISBN 9780071833011.
  28. ^ Нуссбаум, Роберт; Макиннес, Родерик; Уиллард, Хантингтон (2007). Томпсон и Томпсон Генетика в медицине . Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс. С. 144, 145, 146. ISBN 9781416030805.
  29. ^ Милунский, Обри, изд. (2004). Генетические нарушения и плод: диагностика, профилактика и лечение (5-е изд.). Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 978-0801879289.
  30. ^ «Диагностические тесты - Амниоцентез» . Гарвардская медицинская школа. Архивировано из оригинала на 2008-05-16 . Проверено 15 июля 2008 .
  31. ^ Ginn, Саманта L .; Александр, Ян Э .; Эдельштейн, Майкл Л .; Abedi, Mohammad R .; Уиксон, Джо (февраль 2013 г.). «Клинические испытания генной терапии в мире до 2012 года - обновленная информация». Журнал генной медицины . 15 (2): 65–77. DOI : 10.1002 / jgm.2698 . PMID 23355455 . 
  32. Перейти ↑ Verma, IM (22 августа 2013 г.). «Генная терапия, которая работает». Наука . 341 (6148): 853–855. Bibcode : 2013Sci ... 341..853V . DOI : 10.1126 / science.1242551 . PMID 23970689 . 
  33. ^ «Вероятное генетическое происхождение язвенной гипоплазии эмали на коренных зубах Paranthropus robustus» . ResearchGate . Проверено 9 марта 2019 .


Внешние ссылки [ править ]

  • Геномика общественного здравоохранения в CDC
  • OMIM - онлайн-Менделирующее наследование в человеке, каталог человеческих генов и генетических нарушений
  • Информационный центр по генетическим и редким заболеваниям (GARD), Управление редких заболеваний (ORD), Национальные институты здравоохранения (NIH)
  • Национальный центр CDC по врожденным дефектам и порокам развития
  • Информация о генетических заболеваниях из проекта "Геном человека"
  • Глобальный проект генов, Организация по генетическим и редким заболеваниям
  • Список генетических заболеваний - Genome.gov