Цитогенетика эмбрионального развития - часть 36

Цитогенетика эмбрионального развития человека

284

II  триместра  и  снижаются  по  мере  прогрессирования  беременности 

[799]. Диаметр сосудов (две артерии и одна вена) и длина пуповины, 

которая во II триместре имеет структуру канатика, линейно растут до 

32–35  недель,  а  затем  за  счет  естественного  уменьшения  вартонова 

студня — прогрессивно уменьшаются. Оказалось, что при некоторых 

анеуплоидиях  (трисомии  18  и  21,  моносомия  Х)  толщина  пуповины  

в 14–23 недели может превышать нормальную [720]. Кроме того, при 

синдроме  Дауна  пуповина  характеризуется  уменьшением  числа  пе-

тель, т. е. снижением индекса спирализации [799]. Однако в настоящее 

время лишь гипоплазия артерии пуповины во II триместре беремен-

ности завоевала признание в качестве УЗМ хромосомной патологии.

При оценке структуры хориона и плаценты основное внимание об-

ращается на их толщину в области пуповины. Утолщение плаценты 

наблюдается  при  водянке  плода,  гемолитической  болезни,  сахарном 

диабете и инфекциях, истончение — при плацентарной недостаточнос-

ти. Во II триместре по 4-балльной шкале оценивается также степень 

зрелости плаценты. Сроки выявления межворсинковых пространств, 

сопровождающихся  нарушением  маточно-плацентарного  кровотока, 

колеблются от 15 до 40 недель, и их оценка представляет определен-

ные трудности вследствие незначительных размеров. Увеличение меж-

ворсинковых  пространств  обычно  не  рассматривается  как  серьезное 

нарушение развития, хотя и влечет за собой углубленное динамичное 

обследование плода [133].

Основные  сведения  о  морфологических  особенностях  хориона  и 

плаценты при хромосомных нарушениях получены при исследовании 

этих тканей у спонтанных и медицинских абортусов. Отмечена тен-

денция к увеличению веса плаценты при трисомии 21 и ее уменьшение 

по сравнению с нормой при трисомиях 13 и 18 [815]. Характерным для 

всех  анеуплоидий  является  уменьшение  ветвления  ворсин  хориона, 

их слабая васкуляризация, отечность и гипоплазия трофобласта [522]. 

У 72,9

 

% зародышей с трисомией аутосом отмечается незрелость вор-

син, а в 62,5

 

% случаях — нарушения их созревания [239]. Изменения 

ворсин при кариотипе 69,ХХХ и 69,XXY, как правило, соответствуют 

частичному пузырному заносу, что отмечается практически у всех ме-

дицинских и спонтанных абортусов с триплоидией [116].

Одной  из  любопытных  находок  в  наших  исследованиях  оказалось 

устойчивое  изменение  структуры  синцития,  проявляющееся  в  много-

285

Глава 8. 

Фенотип эмбрионов и плодов с хромосомными аномалиями

слойном расположении ядер округлой формы в виде «щетки», зарегис-

трированное у плодов с трисомией 18 разных сроков развития (14, 22 и 

24 недели беременности). Эта аномалия свидетельствует, по-видимому, 

о  нарушениях  дифференцировки  цитотрофобласта  (рис. 8.15).  Однако 

специфичность этого признака для трисомии 18 требует подтверждения. 

В целом, как следует из обобщенных данных литературы и результатов 

собственных  исследований,  патоморфологические  изменения  плаценты 

при геномных мутациях неспецифичны и, скорее, отражают нарушения 

функций плаценты. Пока наблюдения за развитием гетероплоидных за-

родышей  и  их  провизорных  органов  на  разных  сроках  развития  носят 

ориентировочный характер. Однако они наглядно демонстрируют высо-

кую информативность комплексного цитогенетического и морфофункци-

онального подхода к проблеме раннего онтогенеза человека.

Причины нарушения морфогенеза в условиях хромосомного дисбаланса 

по-прежнему остаются малопонятными. Опыты in vitro на культурах анеуп-

лоидных клеток убедительно показали их низкую жизнеспособность, изме-

нения параметров клеточного цикла, нарушения подвижности и состава меж-

клеточного матрикса [47, 93, 96]. На основании этих данных К. Н. Гринбер-

гом и его учениками были сформулированы представления о специфическом 

фенотипе клеток с гетероплоидным кариотипом и высказано предположение 

о наличии клеточного «канализированного механизма» реализации хромо-

сомного дисбаланса [96]. Авторы этих исследований отмечают однотипный 

характер цитологических изменений, так называемый «клеточный синдром», 

многие проявления которого фактически не зависят от специфики хромосом, 

вовлеченных в трисомию. Признавая безусловную ценность этих исследо-

ваний, уместно обратить внимание на то, что они проведены на материале 

спонтанных абортов в условиях опытов in vitro.

До  сих  пор  в  литературе  отсутствует  обобщающая,  фундамен-

тальная теория патогенеза хромосомных болезней человека. В этой 

связи  уместно  отметить,  что  хромосомные  нарушения,  возника-

ющие в гаметогенезе или на ранних стадиях эмбриогенеза человека 

вполне могут быть сравнимы с повреждающими экзогенными фак-

торами, действующими на разных стадиях эмбриогенеза. Согласно 

теории  критических  периодов  развития  П.  Г. Светлова,  у  зароды-

шей млекопитающих и человека выделяют два критических пери-

ода  развития — период  бластуляции,  совпадающий  со  временем 

имплантации, и период активного органогенеза, соответствующий 

Цитогенетика эмбрионального развития человека

286

периоду плацентации [170]. Развитию каждого эмбрионального за-

чатка предшествует свой критический период, воздействие во время 

которого приводит к нарушениям процессов морфогенеза, результа-

том чего собственно и являются пороки развития (аномалии). 

Анализ  особенностей  фенотипического  проявления  хромосомных 

аберраций  в  эмбриогенезе  человека  хорошо  укладывается  в  теорию 

критических  периодов  развития  П.  Г. Светлова.  Так,  анализ  доимп-

лантационных  зародышей  человека  указывает  на  массовую  гибель 

зародышей с хромосомными аберрациями (бластопатии), в том числе с 

мозаицизмом хромосом, при переходе от стадии морулы к стадии бласто-

цисты. Элиминация гетероплоидных зародышей во время имплантации 

и  плацентации  (эмбриопатии),  скорее  всего,  обусловлена  «клеточным 

синдромом»  хромосомных  аберраций  (см. выше),  затрагивающим  и 

провизорные  органы  формирующегося  зародыша.  Наконец,  многочис-

ленные аномалии (ВПР и МВПР) и эмбриональная гибель гетероплоидных 

зародышей, регистрируемые на более поздних стадиях, являются резуль-

татом  структурных  повреждений  отдельных  эмбриональных  зачатков 

и  систем,  которые  влекут  за  собой  и  функциональные  расстройства. 

При  этом  спектры  морфологических  и  функциональных  повреждений 

при дисбалансе разных хромосом могут не совпадать. В постнатальном 

периоде они реализуются в те или иные синдромы хромосомных болезней. 

При  отсутствии  или  ослаблении  соответствующих  компенсаторных 

механизмов, такие нарушения могут быть причиной гибели зародышей с 

хромосомными аберрациями во II триместре беременности (фетопатии). 

Таким образом, фенотипические проявления хромосомных нарушений в 

эмбриогенезе человека можно рассматривать как еще одно подтверждение 

теории  критических  периодов  развития,  которая  объясняет  механизмы 

реализации не только повреждающего действия экзогенных факторов, но 

и геномного дисбаланса.

Можно  надеяться,  что  по  мере  дальнейшего  совершенствования 

ультразвуковой  техники  и  заинтересованности  врачей  УЗД  и  пато-

морфологов, особенности эмбрионального развития гетероплоидных 

зародышей  будут  детально  изучены.  Возможно,  только  в  настоящее 

время на основе принципов функциональной геномики будет сформу-

лирована общая теория взаимоотношения фенотипа и кариотипа при 

хромосомном  дисбалансе.  Некоторые  аспекты  этой  интересной  про-

блемы будут рассмотрены в главах 10 и 11.

287

Глава 8. 

Фенотип эмбрионов и плодов с хромосомными аномалиями

Заключение

В последние годы, благодаря успехам пренатальной диагностики, 

разработке эффективных методов прижизненного исследования пло-

дов человека с хромосомными аберрациями, появились принципиаль-

но новые возможности и для решения проблем цитогенетики развития, 

в частности, для понимания роли отдельных хромосом и их сегментов 

в нормальном и патологическом эмбриогенезе человека. Обобщенный 

мировой опыт и результаты собственных исследований свидетельству-

ют о том, что на уровне развивающегося зародыша, как и в постна-

тальном периоде онтогенеза, ведущими в проявлении хромосомного 

дисбаланса являются неспецифические морфологические нарушения, 

такие  как  общая  задержка  развития,  укорочение  трубчатых  костей, 

расширение воротникового пространства, аномалии сердца, лицевого 

черепа, омфалоцеле и ряд других. Все эти аномалии могут быть обна-

ружены при любой хромосомной патологии, хотя их соотношение и 

частота могут существенно варьировать. К сравнительно редким спе-

цифическим типам аномалий можно отнести кистозную гигрому шеи 

при моносомии Х, омфалоцеле при трисомии 18 и лицевые расщелины 

при трисомии 13. Все эти данные уже сегодня позволяют существен-

но  повысить  эффективность  пренатальной  диагностики,  то  есть  они 

имеют большую практическую значимость. Вместе с тем, УЗИ любого 

уровня  сложности  и  даже  вычленение  определенных  УЗ-синдромов 

хромосомных  болезней  не  позволяют  с  полной  достоверностью  су-

дить о наличии хромосомных нарушений у плода и, тем более, ставить 

диагноз  того  или  иного  наследственного  синдрома.  Точный  диагноз 

хромосомной  болезни  может  быть  установлен  только  путем  цитоге-

нетического анализа. Несмотря на важные методические достижения 

в  цитогенетике  эмбрионального  развития  человека,  уже  имеющиеся 

данные убедительно доказывают, что на организменном, органном и 

даже тканевом уровнях загадка патологического эффекта хромосомно-

го дисбаланса вряд ли будет решена. Необходимы более совершенные, 

более тонкие исследования на молекулярном и субмолекулярном уров-

нях, чтобы понять механизмы повреждающих эффектов хромосомных 

аномалий.

ГлАвА 9 

ПреНАТАлЬНАЯ диАГНосТиКА

 ХроМосоМНЫХ БолеЗНеЙ

введение

В  соответствии  с  данными  Всемирной  организации  здравоохра-

нения (ВОЗ) 2,5–3

 

% всех новорожденных имеют различные пороки 

развития. При этом около 1

 

% составляют генные болезни, примерно 

0,5

 

% — хромосомные  болезни  и  в  среднем  1,5–2

 

%  приходится  на 

долю  врожденных  пороков  развития  (ВПР),  обусловленных  сочета-

нием неблагоприятных экзогенных и эндогенных факторов. Известно 

также, что частота ВПР с возрастом увеличивается и к 10 годам может до-

стигать 5–7

 

% за счет пороков развития органов зрения, слуха, нервной 

и эндокринной систем, не зарегистрированных при рождении.

Таким  образом,  очевидно,  что  профилактика  наследственной  и 

врожденной  патологии  имеет  не  только  медицинское,  но  и  большое 

социальное значение.

Решающая роль в комплексе мероприятий по профилактике и пре-

дупреждению наследственных и врожденных болезней принадлежит 

пренатальной диагностике, позволяющей предотвратить рождение де-

тей с тяжелыми некорригируемыми пороками развития, с социально 

значимыми генными и хромосомными болезнями, и тем самым умень-

шить генетический груз популяции. Естественно то внимание, которое 

уделяется развитию службы ПД в России со стороны Министерства 

здравоохранения  РФ  и  региональных  комитетов  по  охране  здоровья 

матери и ребенка. Главными российскими нормативными документа-

ми по пренатальной  диагностике являются Приказ МЗ РФ №

 

316 от 

30.12.1993 и Приказ МЗ РФ №

 

457 от 28.12.2000.

Многолетний  (18  лет)  опыт  практической  работы  нашей  лабо-

ратории  в  НИИ  акушерства  и  гинекологии  им. Д. О. Отта  РАМН 

289

Глава 9. 

Пренатальная диагностика хромосомных болезней

(Санкт-Петербург) по пренатальной диагностике хромосомных болез-

ней обобщен в соответствующих публикациях [13, 15, 17, 155, 727], 

методических рекомендациях [16, 151, 197], в практических лабора-

торных руководствах [14, 192] и в главах монографии [133].

Задача  данной  главы — дать  обзор  современного  состояния  ПД 

хромосомных болезней, рассмотреть ее современные диагностические 

возможности и алгоритмы, наметить перспективы дальнейших иссле-

дований по повышению эффективности ПД хромосомных болезней.

9.1. Предмет и задачи пренатальной диагностики

Пренатальная  диагностика  наследственных  и  врожденных  болез-

ней — новый раздел медицинской генетики, возникший в 80-е годы ХХ в. 

на стыке клинических дисциплин (акушерство, гинекология, неонатоло-

гия) и фундаментальных наук (генетика человека, цитогенетика, молеку-

лярная биология, эмбриология, биохимия, патофизиология).

В  плане  практической  медицины  ПД  представляет  собой  комплекс 

врачебных  мероприятий  и  диагностических  методов,  направленных  на 

выявление морфологических, структурных, функциональных или моле-

кулярных  нарушений  внутриутробного  развития  человека.  Последние 

проявляются  в  виде  изолированных  или  множественных  врожденных 

уродств, дизрупций, деформаций, недоразвитий, хромосомных или моно-

генных болезней, в виде пороков или дисфункций жизненно важных сис-

тем, органов и тканей, которые приводят к гибели плода или к тяжелым, 

нередко смертельным, заболеваниям в постнатальном периоде.

Основные задачи ПД.

Предоставление будущим родителям исчерпывающей информа-

• 

ции о степени риска рождения больного ребенка.

При наличии высокого риска — предоставление информации о 

• 

возможности прерывания беременности и последствиях приня-

того родителями решения — родить больного ребенка или пре-

рвать беременность.

Обеспечение ранней диагностики внутриутробной патологии и 

• 

оптимального ведения беременности.

Определение прогноза здоровья будущего потомства.

• 

Уместно отметить, что понимание ПД только как набора диагнос-

тических методов и приемов является весьма распространенным за-

Цитогенетика эмбрионального развития человека

290

блуждением многих клиницистов. Возможность получения зародыше-

вого материала и его анализ при помощи современных молекулярных, 

цитологических, биохимических и других методов практически на лю-

бой стадии внутриутробного развития позволяет не только установить 

точный диагноз, но и получить новую информацию о тонких механиз-

мах эмбрионального развития человека. Как было рассмотрено в пре-

дыдущей главе (см. главу 8), это, прежде всего, касается особенностей 

реализации  наследственной  программы  развивающегося  зародыша 

человека в норме и при патологии, разработки на этой основе опти-

мальных способов профилактики, диагностики, а в обозримом буду-

щем — и лечения наследственных болезней. Следовательно, имеются 

все основания рассматривать ПД не как простой набор диагностичес-

ких методов и приемов, но как вполне самостоятельное научное на-

правление в изучении фундаментальных проблем биологии развития 

(эмбриологии) человека.

9.2. Методы оценки состояния плода

Основные методы и подходы, применяемые в ПД наследственных 

и врожденных болезней (рис. 9.1), включают комплекс непрямых (объ-

ектом обследования является беременная женщина) и прямых (непо-

средственное обследование плода) методов обследования. Последние 

могут быть неинвазивными и инвазивными.

Главная цель всех непрямых и прямых неинвазивных методов — от-

бор беременных в группы высокого риска рождения детей с врожден-

ной и наследственной патологией, которые нуждаются в углубленных 

дополнительных  исследованиях,  включающих  специальные  лабора-

торные  (цитогенетические,  биохимические,  молекулярные)  исследо-

вания плодного материала.

Непрямые методы позволяют судить о состоянии плода на осно-

вании стандартных схем акушерско-гинекологического обследования, 

включающих  данные  бактериологических,  иммунологических  и  эн-

докринологических,  а  также  биохимических  анализов  крови  и  мочи 

беременной. Весьма желательным, а для женщин групп высокого рис-

ка хромосомной патологии у плода обязательным, является медико-ге-

нетическое консультирование (см. раздел 9.3), дополненное, при необ-

ходимости, обследованием супружеской пары методами лабораторной 

генетики.

291

Глава 9. 

Пренатальная диагностика хромосомных болезней

Рис. 9.1. Методы оценки состояния плода

Биохимические  исследования  маркерных  сывороточных  белков 

крови  беременной,  равно  как  ультразвуковое  сканирование,  в  насто-

ящее  время  рассматривают  как  обязательные  скринирующие  про-

граммы дородовой диагностики, направленные на выявление женщин 

групп высокого риска по рождению детей с хромосомными болезнями 

и пороками развития (см. главу 9.4).

Прямые методы направлены на исследование самого плода и под-

разделяются  на  неинвазивные  и  инвазивные.  Основным  и  наиболее 

эффективным прямым неинвазивным методом является исследование 

плода с помощью ультразвукового (УЗ) сканирования. УЗИ, безуслов-

но, следует рассматривать как наиболее эффективный неинвазивный 

метод ПД.

Важно отметить, однако, что многие отклонения в развитии пло-

да (УЗ-маркеры) и даже ВПР, определяемые при УЗИ, не позволяют 

судить о наличии хромосомных и, тем более, генных болезней. Более 

того, отсутствие характерных УЗ-маркеров хромосомных болезней не 

является гарантией их отсутствия у плода. Диагностика хромосомных 

и генных болезней возможна только путем специальных генетических 

исследований плодного материала. Для получения плодного материа-

ла разработаны и широко используются в ПД различные инвазивные 

методы, список которых приведен в таблице 9.1. Главные из них: хо-

рионбиопсия  и  плацентобиопсия —  получение  ворсин  хориона  или 

плаценты  (I  и  II  триместры  беременности  соответственно),  амнио-

 

ПРЯМЫЕ

( обследование плода)

НЕПРЯМЫЕ

( обследование беременной)

1. 

  . Клиническое

(акушерско-гинекологическое)

2.  Бактерио- и серологическое
3.  Медико-генетическое



  генеалогическое



   цитогенетическое



   молекулярно-биологическое

4.  Анализ эмбрионспецифических

белков



  - фетопротеин



  хорионический гонадотропин



  эстриол



  другие

НЕИНВАЗИВНЫЕ

ИНВАЗИВНЫЕ

1.   Ультразвуковое

сканирование

  2. Электрокардиография
  3. Рентгенография

ПОЛУЧЕНИЕ ПЛОДНОГО МАТЕРИАЛА

1.  Хорионбиопсия (I  триместр)
2.  Плацентобиопсия (II  триместр)
3.  Амниоцентез



   ранний (13–14 н. б.)



   обычный (15–22 н. б.)

4.  Кордоцентез (II–III  триместр)
5.  Фетоскопия (II–III  триместр)
6.  Биопсия тканей плода (кожа,

мышцы, печень, селезенка и пр.)

(II–III   триместр)

ЛАБОРАТОРНЫЕ

    1. 

 

Цитогенетические

2.  

Молекулярно-

генетические

3.  

Биохимические

4.  

Иммуноцитохимические