Анализ кариотипа лимфоцитов периферической крови (количественные и структурные аномалии хромосом), с фотографией в Москве

Подробное описание исследования

Кариотипирование (цитогенетическое обследование) — это анализ на выявление нарушений хромосомного набора человека. При кариотипировании выявляется количество и строение хромосом, что позволяет выявить хромосомные аномалии, которые могут стать причиной бесплодия, невынашивания беременности, другой наследственной болезни и рождения больного ребенка.

Каждый организм характеризуется определенным набором хромосом, который называется кариотипом. Кариотип человека состоит из 46 хромосом — 22 пары аутосом и две половые хромосомы. У женщины — это две X хромосомы (кариотип: 46, ХХ), а у мужчин одна Х хромосома, а другая — Y (кариотип: 46, ХY). В каждой хромосоме находятся гены, ответственные за наследственность. Исследование кариотипа проводится с помощью цитогенетических и молекулярно-цитогенетических методов. Вне процесса деления клетки хромосомы в её ядре расположены в виде «распакованной» молекулы ДНК, и они трудно доступны для осмотра в световом микроскопе. Для того, чтобы хромосомы и их структура стали хорошо видны используют специальные красители, позволяющие выявлять гетерогенные (неоднородные) участки хромосом и проводить их анализ — определять кариотип. Хромосомы в световом микроскопе на стадии метафазы представляют собой молекулы ДНК, упакованные в плотные палочковидные структуры. Таким образом, большое число хромосом упаковывается в маленький объём и помещается в относительно небольшом объёме ядра клетки. Расположение хромосом, видимое в микроскопе, фотографируют и из нескольких фотографий собирают систематизированный кариотип — нумерованный набор хромосомных пар гомологичных хромосом. Изображения хромосом при этом ориентируют вертикально, короткими плечами вверх, а их нумерацию производят в порядке убывания размеров. Пару половых хромосом помещают в самом конце изображения набора хромосом. Современные методы кариотипирования обеспечивают детальное обнаружение хромосомных аберраций (внутрихромосомных и межхромосомных перестроек), нарушения порядка расположения фрагментов хромосом — делеции, дупликации, инверсии, транслокации. Такое исследование кариотипа позволяет диагностировать ряд хромосомных заболеваний, вызванных как грубыми нарушениями кариотипов (нарушение числа хромосом), так и нарушением хромосомной структуры или множественностью клеточных кариотипов в организме. Нарушения нормального кариотипа у человека возникают на ранних стадиях развития организма. Если это происходит в половых клеток будущих родителей, то кариотип зиготы образовавшейся при слиянии родительских клеток, также оказывается нарушенным. При дальнейшем делении такой зиготы все клетки эмбриона и развившегося из него организма окажутся с одинаково аномальным кариотипом. Однако, нарушения кариотипа могут возникнуть и на ранних стадиях дробления зиготы. Развившийся из такой зиготы организм содержит несколько линий клеток (клеточных клонов) с разными кариотипами. Такое многообразие кариотипов во всём организме или только в некоторых его органах называют мозаицизмом. Как правило, нарушения кариотипа у человека сопровождаются различными, в том числе комплексными, пороками развития, и большинство таких аномалий несовместимо с жизнью. Это приводит к самопроизвольным абортам на ранних стадиях беременности. Однако достаточно большое число плодов (~2,5%) с аномальными кариотипами донашивают до окончания беременности. Хромосомные аномалии у новорожденных являются причиной 45-50% множественных врожденных пороков развития, около 35% случаев умственной отсталости и 50% отсутствия менструации у женщин. У взрослых хромосомные аномалии клинически могут не проявляться и вовсе, или иметь место в стертых формах. Часто человек считает себя абсолютно здоровым и не подозревает о каких-либо генетических нарушениях. Но он не может иметь детей. Поэтому исследование кариотипа лимфоцитов крови рекомендуется обязательно делать всем бесплодным парам.

Для процедуры определения кариотипа могут быть использованы любые популяции делящихся клеток

. Для определения человеческого кариотипа используется либо одноядерные лейкоциты, извлечённые из пробы крови, деление которых провоцируется добавлением митогенов, либо культуры клеток, интенсивно делящихся в норме (фибробласты кожи, клетки костного мозга). Обогащение популяции клеточной культуры производится остановкой деления клеток на стадии метафазы митоза добавлением
колхицина
— алкалоида, блокирующего образование микротрубочек и «растягивание» хромосом к полюсам деления клетки и препятствующего тем самым завершению митоза.

Полученные клетки в стадии метафазы фиксируются, окрашиваются и фотографируются под микроскопом

; из набора получившихся фотографий формируется
систематизированный кариотип
— нумерованный набор пар гомологичных хромосом (аутосом), изображения хромосом при этом ориентируются вертикально короткими плечами вверх, их нумерация производится в порядке убывания размеров, пара половых хромосом помещается в конец набора.

Исторически первые недетализованные кариотипы, позволявшие проводить классификацию по морфологии хромосом получались окраской по Романовскому — Гимзе, однако дальнейшая детализация структуры хромосом в кариотипах стала возможной с появлением методик дифференциального окрашивания хромосом. Классический и спектральный кариотипы

Классический и спектральный кариотипы

Для получения классического кариотипа используется окраска хромосом различными красителями или их смесями: в силу различий в связывании красителя с различными участками хромосом окрашивание происходит неравномерно и образуется характерная полосчатая структура (комплекс поперечных меток, англ. banding), отражающая линейную неоднородность хромосомы и специфичная для гомологичных пар хромосом и их участков (за исключением полиморфных районов, локализуются различные аллельные варианты генов). Первый метод окраски хромосом, позволяющий получить такие высокодетализированные изображения, был разработан шведским цитологом Касперссоном (Q-окрашивание). Используются и другие красители, такие методики получили общее название дифференциального окрашивания хромосом:Q-окрашивание — окрашивание по Касперссону акрихин-ипритом с исследованием под флуоресцентным микроскопом. Чаще всего применяется для исследования Y-хромосом (быстрое определения генетического пола, выявление транслокаций между X- и Y-хромосомами или между Y-хромосомой и аутосомами, скрининг мозаицизма с участием Y-хромосом)

G-окрашивание

— модифицированное окрашивание по Романовскому — Гимзе. Чувствительность выше, чем у Q-окрашивания, поэтому используется как стандартный метод цитогенетического анализа. Применяется при выявлении небольших аберраций и маркерных хромосом (сегментированных иначе, чем нормальные гомологичные хромосомы)

R-окрашивание

— используется акридиновый оранжевый и подобные красители, при этом окрашиваются участки хромосом, нечувствительные к G-окрашиванию. Используется для выявления деталей гомологичных G- или Q-негативных участков сестринских хроматид или гомологичных хромосом.

C-окрашивание

— применяется для анализа центромерных районов хромосом, содержащих конститутивный гетерохроматин и вариабельной дистальной части Y-хромосомы.

T-окрашивание

— применяют для анализа теломерных районов хромосом.

Анализ кариотипов

Сравнение комплексов поперечных меток в классической кариотипии или участков со специфичными спектральными характеристиками позволяет идентифицировать как гомологичные хромосомы, так и отдельные их участки, что позволяет детально определять хромосомные аберрации — внутри- и межхромосомные перестройки, сопровождающиеся нарушением порядка фрагментов хромосом (делеции, дупликации, инверсии, транслокации). Такой анализ имеет большое значение в медицинской практике, позволяя диагностировать ряд хромосомных заболеваний, вызванных как грубыми нарушениями кариотипов (нарушение числа хромосом), так и нарушением хромосомной структуры или множественностью клеточных кариотипов в организме (мозаицизмом).

Интерпретация результатов исследования

Исследование кариотипа позволяет определить характеристики хромосом:

• форма;
• количество;
• размеры;
• структура;
• принадлежность;
• перетяжки;
• неоднородность.

Во время процедуры фотографируется каждый фрагмент. После этого участки соединяются в одну схему для сравнения кариотипа с нормами. В итоге выявляются причины бесплодия, дается прогноз здоровья ребенка.

Варианты заключений:

• 46, XY — нормальный мужской;
• 46, XX — нормальный женский.

Основные заболевания, обусловленные нарушениями в кариотипе:

Что выявляет кариотипирование

Интерпретацию анализа на кариотипирование проводит врач-генетик. Анализ в норме выглядит как 46ХХ или 46ХУ. Но если выявлена какая-либо генетическая патология, например выявление третьей лишней 21 хромосомы у женщины, то результат будет выглядеть как 46ХХ21+.

Что позволяет определить анализ хромосомного набора:

• трисомия — третья лишняя хромосома в паре (например, синдром Дауна);
• моносомия — в паре отсутствует одна хромосома;
• делеция — утрата участка хромосомы;
• дупликация — удвоение какого-либо фрагмента хромосомы;
• инверсия — разворот участка хромосомы;
• транслокация — перемещение участков (рокировка) хромосомы.

Например, обнаружение делеции в У-хромосоме часто является причиной нарушенного сперматогенеза и, следовательно, мужского бесплодия. Также известно, что делеции являются причиной некоторых врожденных патологий у плода.

Для удобства отображения на бумаге результата анализа при обнаружении изменения структуры хромосомы, длинное плечо записывается латинской буквой q, а короткое t. Например, при потере фрагмента короткого плеча 5-ой хромосомы у женщины, результат анализа будет выглядеть так: 46ХХ5t, что означает синдром —кошачьего крика— (генетическое отклонение, характеризующееся характерным плачем ребенка и другими врожденными нарушениями).

Кроме того, кариотипирование позволяет оценить состояние генов. Путем данного метода исследования можно выявить:

• генные мутации, которые влияют на тромбообразование, что нарушает кровоток мелких сосудах при формировании плаценты или имплантации и может стать причиной выкидыша/бесплодия;
• генная мутация У-хромосомы (в данном случае необходимо использовать сперму донора);
• мутации генов, отвечающих за детоксикацию (низкая способность организма к обеззараживанию окружающих токсических факторов);
• генная мутация в гене муковисцидоза помогает исключить возможность данного заболевания у ребенка.

Кроме того, кариотипирование помогает диагностировать генетическую предрасположенность ко многим заболеваниям, например, к инфаркту миокарда, сахарному диабету, гипертонической болезни, патологии суставов и пр.

Цитогенетические исследования

Уважаемые пациенты! Обратите внимание на то, что услуги цитогенетической лаборатории ЦНМТ — сложные, т.е. окончательная стоимость складывается из нескольких компонентов. Уточняйте информацию у операторов и администраторов!

Преимущества цитогенетической лаборатории ЦМНТ:

• Оперативность: выдача результата исследования уже через две недели с момента забора крови, а в срочных случаях — через неделю; для дородовой диагностики — самые краткие сроки в городе — всего через 2-15 дней (в зависимости от вида исследования).
• Удобство расположения: есть четыре филиала, где можно сдать кровь — ул. Пирогова 25/4 и пр. Коптюга, 13 в Академгородке, м-н Горский, 51 и ул. Титова,7.
• Высокий уровень сервиса. Забор крови осуществляется без предварительной записи в течение всей недели без выходных с 8:30 до 10:30, а при необходимости до 15:00 (на Пирогова 25/4)
• Прием ворсин хориона для исследования при замершей беременности проводится как в рабочие дни, так и в выходные (по предварительной договоренности)
• Результат может быть выдан третьему лицу по кодовому слову, которое устанавливается пациентом
• Результат исследования может быть отправлен пациенту по электронной почте

Многие врожденные болезни связаны с количественными и структурными аномалиями хромосом и носят название «хромосомные синдромы». Среди них такие хорошо известные, как синдромы Дауна, Эдвардса, Патау, Тернера, Клейнфельтера, связанные с нарушением числа хромосом. Кроме количественных нарушений, выявляется огромный спектр структурных аномалий хромосом.

Основные показания для исследования кариотипа:

• репродуктивные проблемы (бесплодие, повторные выкидыши, мертворождение);
• аменорея у женщин;
• аномальная спермограмма у мужчин (азооспермия, олигоспермия);
• пороки развития;
• задержка умственного, физического, полового, речевого развития у детей;
• подозрение на хромосомную патологию по клинической картине.

Диагностика для будущих родителей

Настоятельно рекомендуется исследование кариотипа супругам, планирующим деторождение, для выявления скрытой хромосомной патологии сбалансированного типа.

Исследование достаточно провести один раз в жизни, так как кариотип в течение жизни не изменяется. Материалом для исследования служит венозная кровь.

После проведения исследования пациенту выдается заключение. Оно содержит кариограмму высокого качества (фотографию хромосом, выстроенных парами), формулу кариотипа (краткую запись цитогенетического диагноза согласно существующим международным правилам), заключение (расшифровку формулы кариотипа), при необходимости — рекомендации врача-цитогенетика.

При выявлении хромосомной патологии пациенту предоставляется бесплатная консультация врача-генетика для получения своевременного прогноза в связи с поставленным диагнозом.

Пренатальная (дородовая) диагностика хромосомных нарушений

Каждый двухсотый новорожденный имеет хромосомную аномалию. Большинство таких аномалий сопровождается умственной отсталостью и пороками развития. Поэтому дородовая диагностика хромосомных нарушений имеет огромное значение.

Основные показания для исследования кариотипа плода (дородовая диагностика):

• ультразвуковые маркеры хромосомных аномалий у плода;
• возраст беременной более 35 лет;
• высокий риск хромосомной патологии у плода по результатам биохимического скрининга;
• семейное носительство хромосомных перестроек;
• наличие хромосомной аномалии или множественных врожденных пороков развития (МВПР) у предыдущего ребенка или плода в семье.

Существуют методы анализа хромосом плода во всех триместрах беременности, начиная с 11 недель. Все они используются в ЦНМТ. Выбор метода определяется сроком беременности, в зависимости от которого используются различные ткани (ворсины хориона, амниотическая жидкость либо пуповинная кровь). Цель при этом одна — исключить хромосомную патологию у плода.

Все перечисленные ткани получают инвазивным способом — с помощью внутриматочного вмешательства, выполняемого под ультразвуковым контролем в операционных условиях.

Если есть показания к проведению дородовой диагностики, беременная попадает в группу повышенного риска по хромосомной патологии плода. Однако повышенный риск ни в коем случае не означает патологию у плода (она выявляется в 7-10% случаев). Это означает лишь, что надо пройти диагностику для того, чтобы эту патологию исключить. Проводить ли ее — решает сама женщина, врач может только дать свои рекомендации. Беременным, находящимся в группе риска, следует пройти консультацию генетика. Квалифицированный специалист оценит риск, даст прогноз, рекомендации и обязательно учтет противопоказания к проведению диагностики.

Если у беременной есть тревога по поводу возможного наличия у плода синдрома Дауна либо других хромосомных аномалий, ее обязательно следует снять. Можно провести диагностику по желанию женщины при отсутствии противопоказаний.

Исследование кариотипа плода с 11 до 16 недель

Чтобы прибегнуть при выявлении тяжелой патологии к прерыванию беременности на раннем сроке, важно проводить дородовую диагностику хромосомной патологии в первом триместре. На ранних сроках беременности — с 11 до 16 недель — проводится исследование ворсин хориона. Срок беременности устанавливается с помощью УЗИ.

Забор ворсин происходит через живот беременной под контролем ультразвука. В ЦНМТ биопсия ворсин проводится в том же здании, где находится лаборатория. Цитогенетик присутствует в операционной и сразу оценивает взятый материал, что позволяет избежать повторного забора через несколько дней. Транспортировка хориона в лабораторию занимает всего несколько минут, что является существенным фактором для получения результата исследования. Срок выдачи заключения по исследованию ворсин диагностического хориона — 2-3 дня.

В лаборатории проводится также исследование ворсин хориона при неразвивающейся («замершей») беременности на сроке от 5 до 16 недель. Это позволяет во многих случаях установить причину, по которой беременность перестала развиваться (при «замершей» беременности в 70-75% случаев у плода выявляется хромосомная патология). Выявление патологии у плода в ряде случаев является показанием для кариотипирования родителей. Это исследование очень важно для прогноза дальнейшего деторождения у данной супружеской пары. Забор ворсин хориона производится врачом-гинекологом.

Исследование кариотипа плода с 15 до 20 недель

Амниоцентез (исследование хромосом плода в клетках амниотической жидкости) проводится с 15 по 20 неделю беременности. Этот метод является самым безопасным вариантом дородовой диагностики. Срок выдачи заключения по амниоцентезу в ЦНМТ — 12-16 дней. Такой срок обусловлен необходимостью культивирования (выращивания) клеток амниотической жидкости в течение 11-15 дней.

Исследование кариотипа плода с 21 недели

Кордоцентез (исследование хромосом плода в лимфоцитах пуповинной крови) проводится на сроке беременности c 21 недели. Срок выдачи заключения по кордоцентезу — 4-5 дней.

Безопасность

Беременных часто пугают осложнениями после процедуры забора материала для дородовой диагностики. Под послеоперационными осложнениями понимают угрожающие состояния, вплоть до самопроизвольного прерывания беременности в течение 10-14 дней после процедуры. Количество осложнений, в основном, зависит от квалификации акушера-гинеколога, выполняющего забор материала. В ЦНМТ истинный риск возникновения осложнений не превышает 0,5%, так как забор проводит Безбородов Дмитрий Павлович — специалист с огромным опытом работы в данной области. Операционная в ЦНМТ оснащена самым современным оборудованием, что также способствует снижению риска осложнений.

При необходимости проведения дородовой диагностики пациентке следует записаться на бесплатную предварительную консультацию к доктору Безбородову Д.П., по тел. 363-01-83 на ул. Пирогова 25/4 (в дни его приема). На консультацию необходимо принести обменную карту и результаты УЗИ (если есть).

После консультации необходимо записаться на соответствующее исследование по телефону 363-01-83. Забор материала для дородовой диагностики производится по субботам на ул. Пирогова 25/4. При выявлении хромосомной патологии пациентке предоставляется бесплатная консультация врача-генетика для получения своевременного прогноза в связи с поставленным диагнозом.

Как проходит кариотипирование?

В качестве исследуемого материала используется кровь из вены. Пациент в назначенное время посещает лабораторию и сдает кровь стандартным способом. В течение 3 суток взятый образец культивируют в специальных условиях, в результате чего клетки начинают активно делиться. Это необходимое условие, так как в обычном состоянии хромосома, находящая в ядре клетки, невидима. Затем кровь обрабатывают специальным составом, тормозящим процесс деления на требуемой для исследования стадии. Из материала готовят мазки, которые тщательно изучают с применением оптической техники. Каждая хромосома имеет индивидуальную исчерченность, и чтобы увидеть ее, пробу окрашивают. В ходе дальнейшего изучения определяют общее количество хромосом и их структуру.

По результатам проведенного исследования на кариотип проводится консультация генетика или репродуктолога. Специалист поясняет будущим родителям, есть ли риски рождения ребенка с генетическими патологиями и какие они. При обнаружении хромосомных аномалий у плода рекомендуется прерывание беременности, но окончательное решение остается за пациентами. При некоторых хромосомных аномалиях, поддающихся медикаментозной коррекции, назначается курс лечения.

Вся информация носит ознакомительный характер. Если у вас возникли проблемы со здоровьем, то необходима консультация специалиста.