Цитогенетика эмбрионального развития - часть 25

Цитогенетика эмбрионального развития человека

196

хромосомного комплемента в сперматозоидах методом FISH [505] 

и  метафазных  пластинок  при  стандартном  кариотипировании  по 

ФГА-стимулированным лимфоцитам периферической крови [656]. 

Следует  подчеркнуть,  однако,  что  статистические  данные,  касаю-

щиеся  эффекта  9ph,  обычно  ограничены  сопоставлением  частот 

встречаемости той или иной патологии в группе носителей и в нор-

ме (в популяции). Эти исследования, как правило, не подкреплены 

изучением  происхождения  анеуплоидии,  что  принципиально  важ-

но для понимания эффекта изучаемой хромосомной аберрации. Ни  

в  одном  из  описанных  в  литературе  случаев  негативного  влияния 

9ph,  как  и  в  наших  исследованиях,  родительское  происхождение 

дополнительной хромосомы не было установлено. Более того, име-

ющиеся в нашем распоряжении анамнестические данные не позво-

ляют определить характер пороков развития у ребенка и, тем более, 

установить их природу. Невозможно также оценить вклад каждого 

из супругов в осложненный репродуктивный анамнез, т. к. отсутс-

твуют  данные  о  числе  браков  и  другие  данные  генеалогического 

анализа.  Поэтому  вопрос  о  влиянии  варианта  9ph  на  аномальную 

сегрегацию  хромосом,  равно  как  и  его  участие  в  других  репро-

дуктивных  проблемах  по-прежнему  нельзя  считать  окончательно 

решенным. Вместе с тем, анамнестические данные позволяют от-

нести носителей варианта 9ph в группу повышенного риска и реко-

мендовать им при отягощенном акушерском анамнезе пренатальное 

кариотипирование.

Таким  образом,  частота  несбалансированного  кариотипа  при 

наличии хромосомных перестроек у родителей зависит от многих 

факторов: хромосомой природы и размеров фрагментов, вовлечен-

ных в перестройку, наличия/отсутствия в них гетерохроматина; от 

частоты рекомбинации и локализации точек разрывов в R- или G-

сегментах хромосом. У гетерозигот по хромосомным перестройкам 

конъюгация хромосом несовершенна и создает условия для аномаль-

ной сегрегации хромосом. Эти аномалии ограничены хромосомами, 

вовлеченными в перестройку, и не затрагивают другие хромосомы. 

При наличии несбалансированного хромосомного набора механиз-

мы селекции препятствуют прохождению постмейотических стадий 

сперматогенеза,  поэтому  большая  часть  хромосомных  аберраций,  

в том числе и несбалансированных, наследуется от матери.

197

Глава 6. 

Факторы, влияющие на частоту хромосомных аномалий

6.3. Численные хромосомные

 аномалии кариотипа у родителей

Как ни парадоксально, но при кариотипировании супружеских пар 

с  репродуктивными  проблемами  (бесплодие,  невынашивание)  выяв-

ляются носители не только структурных перестроек хромосом, но и 

анеуплоидных кариотипов. Большинство численных аномалий карио-

типа,  не  сопровождающихся  фенотипическими  отклонениями,  пред-

ставлено анеуплоидией в системе половых хромосом. Однако многие 

из аутосом могут быть представлены мозаичной формой анеуплоидии 

с небольшим содержанием аномальных клеток в лимфоцитах перифе-

рической крови. Некоторые случаи «скрытого» соматического мозаи-

цизма могут оказаться истинными мозаиками. Существующее мнение 

о бесплодии, которое с неизбежностью входит в комплекс аномалий 

развития при анеуплоидии, нуждается в уточнении. Учитывая широ-

кие возможности вспомогательных репродуктивных технологий в пре-

одолении бесплодия, вопрос о необходимости включения кариотипи-

рования любой супружеской пары в программы обязательного обсле-

дования в рамках ЭКО становится особенно актуальным.

6.3.1. Мозаичные варианты трисомии 21

Как правило, носители аутосомных анеуплоидных наборов хромо-

сом у человека нежизнеспособны. Единственным исключением явля-

ется  Тс21,  при  которой  пациенты  могут  достигать  репродуктивного 

возраста. У мужчин с Тс21 обычно отмечаются тяжелые формы нару-

шения сперматогенеза (азооспермия и олигоспермия) [801]. Известно, 

что  дополнительная  хромосома  21  нарушает  процессы  конъюгации 

хромосом в профазе I (см. главу 4), приводит к блокированию гамето-

генеза и, в конечном счете, к бесплодию. Однако в случае преимущест-

венного формирования нормального бивалента и утраты унивалента 

хромосомы 21, как это было показано при исследовании мейотических 

хромосом у мужчины с синдромом Дауна [373], часть сперматоцитов 

способна завершить мейоз с образованием нормальных гамет. Однако 

сведения о частоте образования нормальных гамет у таких пациентов 

отсутствуют,  а  рождение  детей  пациентами  с  полной  цитогенетиче-

ской формой синдрома Дауна вследствие физиологических и психоло-

гических ограничений происходит крайне редко [134]. Скорее, такие 

пациенты являются носителями мозаичного кариотипа, который отме-

Цитогенетика эмбрионального развития человека

198

чается примерно в 5

 

% всех случаев синдрома Дауна [31]. Известны 

также случаи скрытого соматического мозаицизма Тс21, не имеющего 

клинических проявлений и не оказывающего негативного влияния на 

репродуктивную  функцию.  Так,  нами  проведена  пренатальная  диа-

гностика  у  двух  фенотипически  нормальных,  клинически  здоровых 

беременных, у которых в лимфоцитах периферической крови было ус-

тановлено присутствие клеточной линии с Тс21. Обе пациентки имели 

в анамнезе детей с синдромом Дауна и обращались на пренатальную 

диагностику дважды. Во всех четырех случаях у плодов была установ-

лена полная форма Тс21.

Следует  отметить,  что  многие  случаи  фенотипически  не  проявля-

ющегося  хромосомного  мозаицизма,  особенно  при  малой  пропорции 

аномальных клеток, остаются нераспознанными. Проблему диагностики 

«скрытого» мозаицизма, т. е. недоступного для выявления при стандарт-

ном кариотипировании, иногда удается решить при использовании более 

чувствительных методов FISH и ПЦР. Известно также, что мозаичный ка-

риотип может быть ограничен только какой-либо одной тканью (ограни-

ченный тканевой мозаицизм) или представлен во всех тканях организма 

(генерализованный, или истинный, мозаицизм). На практике заключение 

о кариотипе основано на результатах цитогенетического и ДНК-анализа 

лимфоцитов, а регистрируемый мозаицизм относится либо к истинному, 

либо к ограниченному лимфоидной тканью, т. е. соматическому мозаициз-

му. Очевидно, что установление характера мозаицизма требует изучения 

клеток различных тканей, что, как правило, не представляется возмож-

ным. Поэтому нельзя исключить, что случаи анеуплоидного потомства  

у родителей с нормальным соматическим кариотипом могут быть обус-

ловлены гонадным мозаицизмом (см. раздел 6.4). 

6.3.2. Аномалии числа половых хромосом

Большинство  численных  аномалий  кариотипа,  обусловленных  дис-

балансом гоносом или наличием дополнительных маркерных хромосом, 

совместимо с жизнью и даже с деторождением. Однако численные анома-

лии в той или иной мере влияют на процессы созревания гамет и часто ве-

дут к бесплодию. Многие носители этих аномалий являются пациентами 

центров по бесплодию, невынашиванию и репродуктологии.

Общая частота носителей численных аномалий половых хромосом 

в популяции оценивается в 0,43

 

% [810].

199

Глава 6. 

Факторы, влияющие на частоту хромосомных аномалий

6.3.2.1. синдром Клайнфельтера (47,XXY)

Полная  форма  синдрома  Клайнфельтера  сопровождается  азоос-

пермией, которая, как правило, и является причиной бесплодия [263]. 

При мозаичном XXY/XY кариотипе нарушения сперматогенеза могут 

быть менее выраженными. Исследование хромосом и синаптонемных 

комплексов на стадии пахитены показало, что клетки с набором гоно-

сом  XXY  способны  вступать  в  мейоз,  однако  половой  бивалент  ХY 

из-за преимущественной конъюгации двух Х-хромосом, не образует-

ся, что приводит к блоку мейоза [615]. При гетерологичном оплодот-

ворении яйцеклеток хомячка частота дисомных XY сперматозоидов у 

пациентов с мозаичным XXY/XY кариотипом составила 0,92

 

%, а при  

FISH-анализе сперматид и сперматозоидов — 8,09

 

%, т. е. частота ди-

сомных гамет оказалась существенно выше, чем в контрольной группе 

(0,11

 

%). Частота дисомных ХХ сперматозоидов также оказалась по-

вышенной (3,46

 

%) (контроль 0,10

 

%), тогда как частоты YY и дипло-

идных сперматозоидов не отличались от контрольных величин (0,10 и 

0,16

 

% соответственно) [451]. Эти результаты позволили предположить, 

что анеуплоидные XX и XY сперматозоиды не являются продуктами 

мейотического  деления  XXY  клеток,  а  скорее  возникают  вследствие 

аномальной  сегрегации  половых  хромосом  при  делениях  клеток  из 

нормальной 46,XY линии, представленной в тканях семенника у моза-

иков XXY/XY [200]. Аналогичная ситуация возможна и при гонадном 

мозаицизме у пациентов с полной формой синдрома Клайнфельтера, 

у которых сперматоциты XY возникают при митотических делениях 

сперматогоний с кариотипом 47,ХХY.

Таким  образом,  в  случаях  сохранения  репродуктивной  функции 

при  синдроме  Клайнфельтера  следует  помнить,  что  частота  сперма-

тозоидов с дисомией половых хромосом (ХХ и XY) на порядок пре-

вышает долю анеуплоидных по половым хромосомам сперматозоидов  

в образцах эякулята у пациентов с нормальным кариотипом 46,XY.

6.3.2.2. синдром дисомии по Y-хромосоме (47,XYY)

Влияние 47,XYY на сперматогенез варьирует от нормоспермии до 

азооспермии [801]. Поскольку сперматогенез у таких субъектов обычно 

не нарушен, предполагалось, что перед вступлением в мейоз дополни-

тельная Y-хромосома утрачивается. Однако в настоящее время убеди-

тельно доказано наличие клеток с XYY конституцией на всех стадиях 

сперматогенеза — от сперматогоний до сперматид [503]. При иссле-

Цитогенетика эмбрионального развития человека

200

довании мейотических хромосом показано, что конъюгация половых 

хромосом происходит преимущественно между двумя Y-хромосомами 

с  образованием  унивалента  Х-хромосомы  или  между  X-хромосомой 

и одной из Y-хромосом [503]. Такой тип конъюгации не препятствует 

образованию полового пузырька и нормальному завершению мейоза. 

Однако  при  образовании  тривалента,  что  происходит  гораздо  реже, 

мейоз блокируется [487]. Анализ хромосомного набора методом гете-

рологичного оплодотворения не выявил увеличения частот YY, однако 

обнаружил увеличение дисомных XY-сперматозоидов [599]. Методом 

FISH было также показано существенное увеличение частоты дисом-

ных XY и YY сперматозоидов, однако уровень ХХ и диплоидных спер-

матозоидов не превышал контрольных значений [451].

Таким образом, для индивидуумов с кариотипом 47,XYY, как и с 

47,XXY характерно увеличение частоты сперматозоидов, несущих од-

новременно X- и Y-хромосомы, что повышает вероятность рождения 

детей с синдромом Клайнфельтера и дисомией Y.

6.3.2.3. синдром Трипло-Х (47,ХХХ)

Частота синдрома трипло-Х среди новорожденных девочек состав-

ляет 1:1000 [31]. В большинстве случаев как его полная, так и моза-

ичная (ХХ/ХХХ) формы не сопровождаются отклонениями в психиче-

ском, физическом и половом развитии. Лишь у некоторых индивидов 

отмечаются нарушения репродуктивных функций (аменорея, дисмено-

рея, ранняя менопауза и др.) или слабо выраженные аномалии развития 

наружных половых органов и в редких случаях легкая форма умствен-

ной отсталости. В подавляющем большинстве женщины с кариотипом 

47,ХХХ выявляются случайно. Как правило, они имеют нормальную 

плодовитость, однако риск спонтанных абортов и анеуплоидии у по-

томства повышен [655].

6.3.2.4. синдром Шерешевского–Тернера

 (45,Х и другие аномалии кариотипа)

Моносомия Х (полная и мозаичная формы, а также частичная анеу-

плоидия,  обусловленная  аберрациями  второй  половой  хромосомы) 

сопровождается различными фенотипическими признаками синдрома 

Шерешевского–Тернера,  ведущими  из  которых  являются  аномалии 

развития гонад и недоразвитие половых органов.

201

Глава 6. 

Факторы, влияющие на частоту хромосомных аномалий

При отсутствии Y-хромосомы индифферентные гонады развивают-

ся в эмбриональные яичники с ооцитами I порядка. У таких эмбрио-

нов до конца 3-го месяца развития яичники не отличаются от яичников 

нормальных ХХ эмбрионов. Позже происходит прогрессирующая де-

генерация герминальных клеток и разрастание соединительной ткани 

[773]. Гонады взрослых пациентов представлены соединительноткан-

ными  тяжами,  содержащими  либо  недифференцированные  рудимен-

ты, половая принадлежность которых не устанавливается, либо руди-

менты женских гонад без овариальных элементов.

Спонтанное  развитие  вторичных  половых  признаков  выявляется,  

в среднем, у 5–20

 

% пациентов с синдромом Шерешевского–Тернера (у 

14

 

% пациентов с кариотипом 45,Х и у 32

 

% — с мозаичной формой мо-

носомии Х или со структурными перестройками Х-хромосомы) [811], 

тогда как спонтанные менструации — только у 2–5

 

% пациентов [773]. 

Морфологически нормальные яичники визуализируются у 18

 

% паци-

ентов [695], при этом значительно чаще у носителей мозаичных кари-

отипов 45,Х/46,ХХ и 45,Х/47,ХХХ [695, 711]. Крайне редко обнаружи-

ваются примордиальные фолликулы [48]. Отмечены отдельные случаи 

нормальной функции яичников у пациенток с моносомией Х [780].

Физиологическая  беременность  наступает  у  3,6–7,6

 

%  пациенток 

с синдромом Шерешевского–Тернера [423, 811]. Как правило, функ-

ция деторождения сохраняется у носительниц мозаичного кариотипа 

45,X/46,XX [471, 507, 590] и у носительниц аберрантных Х-хромосом 

[208, 219, 265, 825]. Оказалось, что для репродуктивной функции до-

статочно фрагмента второй Х-хромосомы, представленного минорной 

клеточной линией в лимфоцитах периферической крови [507, 590] и  

в тканях матки и яичников [723].

В последнее время появляются сообщения о наступлении беремен-

ности и рождении здоровых детей у женщин с синдромом Шерешев-

ского–Тернера при помощи вспомогательных репродуктивных техно-

логий (программы донорства яйцеклеток и суррогатного материнства) 

[272, 544, 858]. Однако 40

 

% беременностей заканчиваются выкиды-

шами [434], а в 30

 

% случаев прогрессирующих беременностей у пло-

дов обнаруживаются врожденные аномалии (спинномозговые грыжи, 

пороки сердца) и хромосомные болезни [773].

При структурных аберрациях Y-хромосомы в зависимости от типа 

хромосомной  перестройки  и  процентного  соотношения  различных 

Цитогенетика эмбрионального развития человека

202

клонов при мозаичной форме наблюдается варьирование фенотипа от 

женского с признаками синдромома Шерешевского–Тернера до мужс-

кого с нарушением фертильности [860]. С использованием внутрици-

топлазматической инъекции сперматозоидов человека в ооциты мыши 

мы  проанализировали  хромосомный  набор  сперматозоидов  от  паци-

ента с кариотипом 45,X/46,X,der(Y) и олигоастенотератозооспермией. 

Соотношение X- и Y-несущих сперматозоидов у пациента с кариоти-

пом 45,X/46,X,r(Y) не отличалось от 1:1, что дает основание полагать, 

что только сперматоциты с Y-хромосомой способны вступать в мей-

оз  и  завершать  его  с  образованием  зрелых  сперматозоидов.  Следует 

отметить, что частота анеуплоидных по аутосомам сперматозоидов у 

пациента не отличалась от контроля, что указывает на отсутствие ка-

кого-либо межхромосомного эффекта, однако было отмечено повыше-

ние  частоты  полиплоидии  и  гиперплоидии  по  половым  хромосомам 

(4,70 и 11,76

 

% соответственно). И если образование сперматозоидов 

24,X,der(Y)  связано  с  нарушением  расхождения  половых  хромосом  

в первом мейотическом делении, то полиплоидные сперматозоиды мо-

гут возникать вследствие задержки цитотомии как в первом, так и во 

втором  мейотических  делениях.  В  нашем  исследовании  также  было 

обнаружено повышение частоты сперматозоидов со структурными пе-

рестройками хромосом (29

 

%) по сравнению с контрольной группой, 

что, возможно, связано с аномальным спариванием хромосом в мейозе 

[185].

Случаи обращения на пренатальную диагностику пациентов с син-

дромом  Шерешевского–Тернера  при  физиологической  беременности 

крайне  редки.  Однако  по  мере  развития  медицинских  технологий,  

в том числе методов вспомогательной репродукции, возможности пре-

одоления бесплодия возрастают.

В  нашей  практике  зарегистрировано  4  случая  пренатальной  диа-

гностики  у  беременных,  являющихся  носителями  мозаичных  карио-

типов Х/ХХХ/ХХ с доминирующей клеточной линией 46,ХХ в лим-

фоцитах. У двух из пациенток в анамнезе при физиологических бере-

менностях отмечено наличие спонтанных выкидышей разного срока. 

По результатам пренатальной диагностики, во всех четырех случаях 

кариотип у плодов оказался нормальным.

Нами проведена также пренатальная диагностика у двух пациенток  

с  кариотипом  46,Х,del(Xp21→pter)  (рис. 6.7).  Сестры  (монозиготные 

203

Глава 6. 

Факторы, влияющие на частоту хромосомных аномалий

Рис.  6.7.  Наследование  аберрантной  Х-хромосомы  (а).  Метафазные  пластинки  из 

ФГА-стимулированных лимфоцитов периферической крови пробанда (б, в): б — FISH 

с локус-специфическим зондом Хр21(965С5) (кариотип 46,Х,del(X)(p21→pter); в – позд-

няя репликация аберрантной Х-хромосомы (метод RBA)

 

а)  

б) 

в)

близнецы) и их мать имели выраженные признаки синдрома Шерешевс-

кого–Тернера. Все беременности у носительниц аберрантных Х-хромосом 

в этой семье наступали естественным образом. У одной из сестер три бе-

ременности закончились спонтанными выкидышами в ранние сроки. При 

четвертой  беременности  проведена  пренатальная  диагностика.  Второй 

сестре  пренатальная  диагностика  проведена  при  первой  беременности.  

В обоих случаях был установлен нормальный женский кариотип у плода, 

и беременности завершились рождением здоровых девочек.

Таким образом, учитывая высокую вероятность образования несба-

лансированных гамет у пациентов с любой цитогенетической формой 

синдрома Шерешевского–Тернера, в случае наступления физиологи-

ческой  беременности  необходимо  пренатальное  кариотипирование. 

При использовании вспомогательных репродуктивных технологий для 

лечения  бесплодия  целесообразно  проведение  доимплантационной 

пренатальной диагностики.

6.3.3. сверхчисленные маркерные

 хромосомы (47,XX, + mar или 47,XY, + mar)

Маркерными принято называть аномальные неидентифицируемые 

хромосомы [510]. Частота носителей маркерных хромосом составля-

ет  1:1000  в  популяции;  3,27:1000  среди  пациентов  с  умственной  от-

сталостью; 1,95:1000 при бесплодном браке и 2,93:1000 у пациентов 

с аномалиями половой дифференцировки [433]. Сверхчисленные мар-

керные  хромосомы  в  пренатальном  периоде  выявляются  с  частотой 

0,6–0,96:1000 [482].