Цитогенетика эмбрионального развития - часть 31

Цитогенетика эмбрионального развития человека

244

диагностики, а также отсутствием четких прогностических критериев, 

в настоящее время не существует алгоритмов ведения беременности 

при ограниченном плацентарном мозаицизме.

С  целью  выработки  оптимальной  тактики  ведения  беременности 

нами проведен комплексный анализ течения и исходов беременности 

при наличии ограниченного плацентой хромосомного мозаицизма, вы-

явленного в результате пренатальной диагностики [138]. Полученные 

данные свидетельствуют, что осложнения беременности практически 

не зависят от представительности аномальной клеточной линии и хро-

мосомы, задействованной в ее образовании. Повышенный (≥ 2 МоМ) 

уровень ХГЧ в сыворотке крови матери, отмечающийся примерно в 

половине  случаев  плацентарного  мозаицизма  [714],  может  служить 

маркером недостаточной зрелости трофобласта [545], которая сохра-

няется до конца беременности и регистрируется при гистологиче ском 

исследовании плаценты (табл. 7.4). Считается, что персистенция про-

межуточных незрелых ворсин при сохранении их морфофункциональ-

ной  активности  возникает  при  раннем  антенатальном  повреждении 

(8–18  недель  гестации).  При  этом  основным  патогенетическим  ме-

ханизмом нарушения является недостаточная инвазия трофобласта в 

миометральные  сегменты  спиральных  артерий  [110],  которая  может 

сопровождаться изменением кривых скоростей кровотока в маточных 

артериях [106]. Действительно, резистентность (ИП и СДО) в маточ-

ных артериях в срок 20 недель оказалась повышенной более чем в по-

ловине случаев и имела тенденцию к повышению на протяжении всей 

второй половины беременности. Полученные нами данные убедитель-

но  демонстрируют  целесообразность  углубленного  динамического 

УЗИ состояния фетоплацентарной системы для ранней диагностики и 

профилактики акушерских осложнений при плацентарном мозаицизме.

7.6. Теоретические аспекты

 хромосомного мозаицизма

Проблема хромосомного мозаицизма представляет не только боль-

шое практическое значение, но и привлекает интерес как одна из инт-

ригующих проблем биологии развития. Достаточно отметить, что для 

зародышей  человека  доимплантационных  стадий  развития  мозаицизм 

хромосом  рассматривается  как  нормальное  явление,  а  ОПМ,  скорее, 

следует трактовать как исключение. Является ли мозаицизм, регистриру-

245

Глава 7. 

Хромосомный мозаицизм

емый в клетках плаценты в период после имплантации следствием мо-

заицизма у зародышей на стадии морулы — бластоцисты или он возни-

кает de novo в отдельных клетках — на этот вопрос пока нет ответа. 

Если часть анеуплоидных клеток первичного трофобласта сохраняет 

способность к митотическому делению и формирует частично ане-

уплоидный  цитотрофобласт,  то  почему  возникающая  на  более  поз-

дних  стадиях  эмбриогенеза  внезародышевая  мезодерма  с  такой  же 

частотой образует анеуплоидные клоны? Одинаковы ли механизмы 

образования анеуплоидии при митотических делениях клеток цитот-

рофобласта и мезодермы? Почему в образование анеуплоидии чаще 

вовлечены хромосомы, для которых не известны клинические син-

дромы, а скорее, те хромосомы, которые принимают участие в опу-

холевых  процессах?  Возможно  ли,  что  хромосомный  дисбаланс  в 

плаценте отражает особенности этого органа как гормонозависимой 

опухоли? Имеют ли селективное преимущество в плаценте клоны с 

трисомией хромосом, несущие соответствующие онкогены или регу-

ляторы генов-супрессоров онкогенеза? Не является ли плацента тем 

полигоном, на котором тестируется активность онкогенов и испыты-

вается надежность генов-супрессоров? Если это так, то представля-

ется любопытным выяснить, существует ли корреляция между ОПМ 

и онкологическими заболеваниями у детей, рожденных после таких 

беременностей. На наш взгляд, эксперименты на модельных объек-

тах могли бы ответить на часть этих вопросов.

Заключение

Таким  образом,  влияние  плацентарного  мозаицизма  на  течение 

и  исход  беременности  неоднозначно.  Отчасти  это  объясняется  раз-

личными клиническими критериями оценки состояния  плода, а так-

же  цитогенетической  гетерогенностью  мозаицизма.  Реальный  вклад 

плацентарного мозаицизма в структуру перинатальной патологии до 

сих пор не определен. В связи с отсутствием четких прогностических 

критериев в настоящее время не существует алгоритмов ведения бере-

менности при плацентарном мозаицизме. Углубленное исследование 

фетоплацентарного комплекса в условиях хромосомного мозаицизма 

будет способствовать повышению эффективности профилактики, ран-

ней диагностики, лечения возможных осложнений и, в конечном ито-

ге, снижению частоты перинатальной патологии.

Цитогенетика эмбрионального развития человека

246

Вклад мозаицизма хромосом в патологию постнатальных стадий 

развития человека оценить достаточно трудно в связи с невозмож-

ностью объективной оценки величины и распределения в организ-

ме клеточного клона с аберрантным кариотипом. Наиболее подроб-

но изучено фенотипическое проявление хромосомного мозаицизма 

половых хромосом при синдроме Шерешевского–Тернера. Однако, 

несмотря на клиническую и цитогенетическую изученность синд-

рома  Шерешевского–Тернера,  следует  признать,  что  особенности 

фенотипических  проявлений  полной  или  мозаичной  форм  хромо-

сомного дисбаланса пока еще далеко не выяснены. До сих пор от-

сутствует  единая  схема  лабораторно-генетического  обследования 

пациенток,  не  унифицированы  диагностические  критерии  оценки 

хромосомного мозаицизма при использовании молекулярных и мо-

лекулярно-генетических методов анализа, не установлены причины 

высокой частоты возникновения и сохранения в онтогенезе мозаич-

ных форм моносомии Х.

Однако  по  мере  накопления  и  систематизации  сведений  о  час-

тоте истинного и ограниченного тканевого мозаицизма при хромо-

сомных болезнях в целом и у пациенток с синдромом Шерешевско-

го–Тернера, в частности, становится очевидным, что традиционные 

представления о частоте и фенотипических проявлениях мозаичных 

форм хромосомного дисбаланса в онтогенезе человека нуждаются в 

уточнении и пересмотре.

ГлАвА 8 

ФеНоТиПиЧесКие осоБеННосТи 

ЭМБриоНов и Плодов ЧеловеКА 

с ХроМосоМНЫМи АНоМАлиЯМи

введение

Анализ  взаимоотношений  генотип — фенотип  на  уровне  отде-

льных генов, генных ансамблей и целых генных сообществ, которы-

ми,  по  сути,  и  являются  хромосомы,  остается  центральной  пробле-

мой  современной  генетики  развития  [84,  85].  Сегодня  эта  проблема 

приобретает  особую  актуальность  в  связи  с  полной  расшифровкой 

первичной структуры генома человека [316] и началом планомерных 

исследований по функциональной геномике [79]. Неоднократные по-

пытки изучения роли отдельных хромосом в эмбриогенезе млекопи-

тающих предпринимались и раньше [11, 56, 380]. Благодаря достиже-

ниям в расшифровке генома человека, а также успехам нового научно-

практического  направления  медицинской  генетики —  пренатальной 

диагностики — стал  возможным  углубленный  комплексный  анализ 

сложных взаимоотношений генотипа (кариотипа) и фенотипа и в раз-

витии человека [12, 151].

Исследование  влияния  аномального  хромосомного  набора  на 

морфологические  и  функциональные  особенности  развивающегося 

организма — традиционный  подход  в  цитогенетике  развития.  Исто-

рически  первым  направлением  исследований  в  этой  области  можно 

считать клиническую цитогенетику, в задачи которой входит установ-

ление таких корреляций в постнатальном периоде жизни человека. Ро-

доначальниками этого направления являются Чарльз Форд, Патриция 

Джекобс и Джером Лежен, которые в 50-е годы ХХ века обнаружили 

численные  аномалии  кариотипа  у  пациентов  с  распространенными 

хромосомными болезнями (синдромы Дауна, Шерешевского–Тернера, 

Клайнфельтера) [134, 187, 483].

Цитогенетика эмбрионального развития человека

248

По  мере  накопления  сведений  о  множественных  пороках  разви-

тия у человека возникло и новое направление — синдромология [97]. 

Широкое  использование  в  последние  годы  молекулярно-цитогенети-

ческих методов исследования, прежде всего, различных модификаций 

методов  гибридизации  in situ,  позволило  установить  хромосомную 

природу  многих  наследственных  синдромов,  обусловленных  микро-

перестройками хромосом, не улавливаемых обычными стандартными 

цитогенетическими методами (cписок наиболее распространенных из 

них приведен в главе 3). В отдельную группу выделены моногенные 

нозологические формы, сопровождающиеся нестабильностью числа и 

структуры хромосом [124].

8.1. Множественные

 врожденные пороки развития 

Полувековой  практикой  клинической  генетики  и  цитогенетики 

доказано, что для большинства хромосомных болезней, обусловлен-

ных численными или структурными аномалиями хромосом, харак-

терны множественные врожденные пороки развития (МВПР). Если 

среди всех врожденных пороков на долю хромосомного дисбаланса 

приходится около 6

 

% [534], то среди МВПР удельный вес хромо-

сомных болезней может достигать 51

 

% [181]. Именно поэтому ци-

тогенетические  исследования  являются  ведущими  при  выяснении 

причин МВПР.

Между тем МВПР могут быть следствием не только хромосом-

ных, но и генных мутаций, а также результатом воздействия различ-

ных  тератогенов,  либо  сочетанным  эффектом  этих  факторов.  Об-

щепринятой  классификации  нехромосомных  синдромов  МВПР  не 

существует,  и  при  их  описании  используются  различные  подходы. 

Отечественные синдромологи выделяют несколько групп нехромо-

сомных МВПР [28, 97].

Моногенные синдромы

• 

 — многочисленная группа (40

 

% от всех 

нехромосомных  синдромов),  представленная  как  доминант-

ными,  так  и  аутосомно-рецессивными  формами,  в  том  числе  

Х-сцепленными.

Синдромы с неуточненным типом наследования

• 

, к которым мо-

гут относиться и мультифакториальные болезни с полигенным 

наследственным компонентом.

249

Глава 8. 

Фенотип эмбрионов и плодов с хромосомными аномалиями

Синдромы, вызванные действием внешних факторов.

• 

 Так, около 

5 % МВПР обусловлено внутриутробными инфекциями и забо-

леваниями матери [534].

Неклассифицированные  комплексы  МВПР

• 

  (сочетание  пороков, 

не выделенных в синдромы), которые представляют отдельную 

группу нехромосомных синдромов.

Если  при  хромосомных  синдромах  для  диагностики  достаточно 

анализа  кариотипа,  то  цитогенетические  исследования  при  других 

формах МВПР лишь отвергают хромосомную природу данного ком-

плекса пороков развития, но не позволяют точно установить диагноз. 

Что  касается  диагностики  нехромосомных  синдромов,  то  за  послед-

ние десятилетия на биологических моделях лабораторных животных 

достигнут  значительный  прогресс  в  понимании  структуры  и  функ-

ций генов, ответственных за изолированные пороки у человека [894].  

Определенные  надежды  вселяют  успехи  в  изучении  на  эксперимен-

тальных объектах семейств генов SOX, HOX, PAX, которые принима-

ют участие в регуляции раннего эмбрионального развития у млекопита-

ющих (см. главу 11).

Как известно, большинство врожденных пороков развития, в том 

числе и МВПР, являются следствием новых мутаций. Так, с мутациями 

de novo связано более 90

 

% случаев хромосомных синдромов и свыше 

80

 

% синдромов с аутосомно-доминантным типом наследования [31]. 

При этом фенотипическая гетерогенность характерна для всех МВПР, 

независимо от их этиологической причины.

Следует иметь в виду, что в клинической генетике врачам прихо-

дится иметь дело с уже сформировавшимися пороками и синдромами, 

то есть с конечными фенотипическими эффектами геномных, хромо-

сомных и генных мутаций. Естественно ожидать, что более полная ин-

формация о контроле процессов онтогенеза может быть получена при 

исследовании особенностей фенотипического проявления мутаций на 

более ранних стадиях развития человека, то есть еще до рождения.

Цитогенетические  исследования  в  эмбриогенезе  представляют 

большой интерес еще и потому, что многие хромосомные нарушения 

у человека, летальные на ранних стадиях, уже не встречаются в бо-

лее поздние сроки и у новорожденных (см. главу 5). Предполагалось, 

что сравнительные цитогенетические и патоморфологические иссле-

дования позволят выяснить роль хромосомного дисбаланса не только 

Цитогенетика эмбрионального развития человека

250

в эмбриональной гибели, но и в формировании врожденных пороков 

развития, как совместимых, так и несовместимых с жизнью.

70-е годы ХХ века были ознаменованы крупномасштабными иссле-

дованиями  спонтанных  абортусов  человека.  Патоморфологическому 

описанию были подвергнуты тысячи эмбрионов и зародышевых обо-

лочек, у которых были выявлены практически все типы геномных му-

таций и многие структурные хромосомные аберрации. Так, было пока-

зано, что хромосомный дисбаланс приводит к различным по характеру 

и  выраженности  патологическим  изменениям —  бласто-,  эмбрио-  и 

фетопатиям, которые проявляются на клеточном, тканевом и органи-

зменном уровнях [77, 91, 93]. Эти исследования сыграли важную роль 

в  понимании  специфичности  и  неспецифичности  пороков  развития,  

в формировании представлений о клеточном синдроме как патоморфо-

логической основе хромосомных болезней [46, 47, 93, 96].

Вместе с тем, уже первые исследования спонтанных абортов об-

наружили  безусловную  ограниченность  такого  подхода,  связанную  

с особенностями исследуемого материала. Главная трудность заклю-

чалась в дифференциации первичных нарушений морфогенеза от вто-

ричных,  посмертных  изменений.  Между  тем  такая  дифференциация 

имеет принципиальное значение при определении стадии, на которой 

прекратилось развитие, и тех изменений, которые привели к этой ос-

тановке [47]. Аутолиз тканей абортусов создает также определенные 

трудности при культивировании клеток, полученных из абортивного 

материала [93]. Успешное кариотипирование обычными методами воз-

можно только у 46

 

% спонтанных абортусов. Установить кариотип у 

остальных можно только на интерфазных клетках с использованием 

молекулярно-цитогенетических  методов  анализа  [100].  Естественно, 

что по своей точности «интерфазная» цитогенетика значительно усту-

пает стандартному метафазному анализу.

Реальные возможности прижизненного изучения эмбрионов чело-

века  с  хромосомными  аберрациями  появились  только  с  разработкой 

методов исследования плода с помощью ультразвукового сканирова-

ния в сочетании с их кариотипированием на образцах материала, полу-

ченных на разных стадиях внутриутробного развития.

За последнее десятилетие ультразвуковые исследования стали не-

отъемлемой частью обследования плода. Ультразвуковая диагностика 

применяется  как  в  качестве  рутинного  клинического  метода  опреде-

251

Глава 8. 

Фенотип эмбрионов и плодов с хромосомными аномалиями

ления сроков беременности и жизнеспособности плода, так и для вы-

явления  различных  аномалий  развития.  Следует  отметить,  что  изна-

чально УЗИ с целью выявления пороков развития у плода применяли, 

главным образом, во II триместре беременности [879].

В  настоящее  время  разрешающая  способность  ультразвуковых 

приборов и большой опыт многих тысяч УЗ-исследований позволяет 

подробно анализировать фенотипические особенности плода и в I три-

местре беременности [152, 178].

Такие  исследования  очень  быстро  привели  к  формированию 

представлений  об  ультразвуковых  маркерах  хромосомных  болезней 

(sonogram  indicators).  Термин  УЗ-маркеры  используется  для  обоз-

начения  отклонений  биометрических  параметров  и  анатомических 

структур, позволяющих предполагать наличие хромосомной болезни 

у плода [749]. Изначально к таким ультразвуковым маркерам (УЗМ) 

относили синдром ВЗРП, некоторые аномалии скелета и лицевого че-

репа. По мере накопления знаний и совершенствования техники число 

УЗМ, рекомендуемых для скрининговых УЗИ, постоянно пополняет-

ся. При этом прогностическая значимость для диагностики хромосом-

ной патологии у плода каждого из УЗМ различна и зависит от срока 

беременности. Однако, если спектр выявляемых аномалий во втором 

триместре достаточно велик, то основными УЗМ хромосомных болез-

ней у плода с 10-й по 14-ю недели беременности являются толщина 

воротникового пространства (ТВП) и состояние оссификации носовых 

костей, толщина и число сосудов пуповины, размеры нижней челюсти. 

Увеличение ТВП является ультразвуковым маркером не только хромо-

сомных болезней, но и таких достаточно частых аномалий как пороки 

сердца и магистральных сосудов, лимфатической и мочевыделитель-

ной систем и некоторых других [133, 152].

Дальнейшее совершенствование УЗ-техники (цветное сканиро-

вание, допплерометрия, трехмерное изображение и пр.) значитель-

но  увеличивает  возможности  детального  прижизненного  анализа 

анатомии  плода  практически  на  любой  стадии  развития  и  даже 

позволяет  получить  ценную  информацию  о  состоянии  и  функци-

ях некоторых органов и систем плода в развитии. Не случайно на 

сегодняшний  день  именно  ультразвуковое  исследование  является 

наиболее эффективным методом изучения фенотипа плода в норме 

и при патологии.