В процессе исследования хромосомного набора (кариотип) определяются изменения в количественном составе и выявляются нарушения структур (качество) хромосом.
Кариотипирование проводится один раз в жизни и позволяет определить геном мужчины и женщины, состоящих в браке, выявить несоответствие хромосом супругов, что может явиться причиной рождения ребенка с пороком развития или тяжелым генетическим заболеванием, а также позволяет установить причину, по которой невозможно иметь детей у данной семейной пары.
Кариотип — это набор хромосом человека с полным описанием всех их признаков (размер, количество, форма и прочее). Геном каждого человека в норме состоит из 46 хромосом (23 пары). 44 хромосомы являются аутосомными и отвечают за передачу наследственных признаков в роду (цвет волос, строение ушей, острота зрения и так далее). Последняя, 23-я пара представлена половыми хромосомами, которые и определяют кариотип женщины 46ХХ и мужчины 46ХУ.
Показания для кариотипирования
В идеале, кариотипирование необходимо пройти всем супругам, желающим стать родителями, даже если показания для проведения анализа отсутствуют.
Многие наследственные заболевания, которыми страдали прадедушки и прабабушки могут не проявляться у человека, а кариотипирование поможет выявить патологическую хромосому и рассчитать риск рождения ребенка с патологией.
К обязательным показаниям для проведения процедуры относятся:
- возраст будущих родителей (35 лет и старше, даже если этому пункту отвечает только один из супругов);
- бесплодие неустановленного происхождения;
- многократные и безуспешные попытки искусственного оплодотворения (ЭКО);
- наличие наследственного заболевания у одного из супругов;
- расстройства гормонального баланса у женщины;
- нарушение образования сперматозоидов (сперматогенеза) с неустановленной причиной;
- неблагоприятное экологическое окружение;
- контакт с химическими веществами и облучающее воздействие;
- воздействие вредных факторов на женщину, особенно в недавнем прошлом: курение, алкоголь, наркотики, прием лекарственных препаратов;
- наличие самопроизвольного прерывания беременности (выкидыши, преждевременные роды, замершие беременности);
- близкородственные браки;
- наличие ребенка/детей с хромосомными патологиями или врожденными пороками развития.
Процедуру исследования кариотипов супругов необходимо провести еще на этапе планирования беременности. Но не исключается возможность кариотипирования в том случае, если женщина беременна. Тогда проводится кариотипирование не только супругов, но и будущего ребенка (пренатальное кариотипирование).
Что это такое
Кариотипирование – это методы цитогенетической диагностики, суть которой заключается изучении хромосом человека. В ходе диагностики хромосомного набора (кариотип) удается определить изменения в численном составе и обнаружить нарушения структуры хромосом.
Выполнять кариотипирование необходимо раз в жизни. Благодаря ему удается определить у супругов несоответствие хромосом супругов. Именно это и может быть основополагающим фактором появления на свет крохи с пороком развития или тяжелой формой генетического заболевания, по причине которой супруги так и не могут обзавестись ребенком.
Подготовка к анализу
Так как для анализа на определение кариотипа используются кровяные клетки, необходимо исключить влияние различных факторов, которые осложняют их рост, что делает анализ неинформативным.
Примерно за 2 недели до сдачи крови на анализ кариотипирования следует предотвратить или отказаться от воздействия следующих факторов:
- наличие острых заболеваний или обострение хронических;
- прием лекарственных препаратов, особенно антибиотиков;
- употребление алкоголя и курение.
Как проводится исследование?
Перед проведением анализа на кариотип специальная подготовка не требуется – кариотип человека постоянен и не меняется под влиянием диет, климатических условий или физических нагрузок. Для сохранности качества крови за 5-7 дней до анализа желательно воздержаться от алкоголя, сильнодействующих лекарств (по возможности), аппаратных процедур.
При кариотипировании супругов или отдельно взятого человека исследуют венозную кровь. Ее берут из вены, используя стерильные одноразовые инструменты. Чтобы выделить из общей массы генетический материал, отсеивают одноядерные лимфоциты в фазе деления и в течение нескольких суток методом световой микроскопии отслеживают процесс митоза (деления).
Перед этим врач определяет набор необходимых процедур. Существует 2 базовых варианта исследования кариотипа: без аберраций и с аберрациями.
Кариотипирование без аберраций – стандартный анализ общего кариотипа организма – набора хромосом, характерного для большинства клеток. Этот метод позволяет выявить большинство регулярных изменений, передающихся по наследству от родителей к детям или возникающих в процессе зачатия (или в первые дни после зачатия – эффект мозаицизма).
Кариотипирование с аберрациями представляет собой расширенное исследование, где изучение общего кариотипа дополнено выявлением нерегулярных (случайных) мутаций, которые появились при воздействии на организм неблагоприятных факторов внешней среды. Чаще всего это они возникают вследствие радиационного облучения, отравления химикатами, тяжелыми и радиоактивными металлами. В этом случае на фоне благополучной генетики случайные разрывы хромосом могут провоцировать выкидыши, нарушения мейоза и митоза, бесплодие.
Кариотипирование с аберрациями проводят повторно только после серьезных мутагенных воздействий на организм (воздействие химикатов, радиации). Стандартное кариотипирование достаточно провести один раз в жизни.
При исследовании плода могут использовать инвазивные (взятие крови плода) и неинвазивные (исследование крови матери сочетают с процедурой УЗИ) методы. Инвазивные методы более показательны, однако они могут оказывать последствия на развивающийся плод, поэтому их целесообразно использовать только для окончательного подтверждения диагноза.
Кариотипирование – длительный процесс, но сколько конкретно по времени делается анализ на кариотип, зависит от лаборатории, а также цели и методики исследования. В среднем, от взятия крови и до выдачи результатов проходит 2-3 недели.
Механизм проведения
Предпочтение отдается венозной крови, которую забирают у обоих супругов. Из венозной крови отсеиваются лимфоциты, которые находятся в фазе митоза (деления). В течение трех суток анализируется рост и размножение клеток, для чего лимфоциты обрабатывают митогеном, который стимулирует митоз. В процессе деления исследователь может наблюдать хромосомы, но процесс митоза останавливают путем специальной обработки. Затем готовятся специальные препараты хромосом на стекле.
Чтобы лучше выявить структуру хромосом, их окрашивают. Каждая хромосома имеет свою индивидуальную исчерченность, что становится хорошо заметным после окрашивания. Затем проводится анализ окрашенных мазков, во время которого определяется общее количество хромосом и структура каждой. При этом сопоставляется исчерченность парных хромосом, а полученный результат с нормами цитогенетических схем хромосом.
Для анализа обычно требуется не более 12-15 лимфоцитов, данное количество клеток позволяет выявить количественное и качественное несоответствие хромосом, а, следовательно, наследственное заболевание.
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).
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.
Кому и зачем назначают анализ на кариотип
В зависимости от диагноза специалист может рекомендовать кариотипирование пары, которая хочет родить здорового ребенка или плода, если есть риски врожденных патологий. Лабораторные исследования хромосом врачом-генетиком позволяет выявить возможные отклонения:
- трисомию, при которой в паре появляется третья хромосома;
- моносомию — отсутствие одной из хромосом в паре;
- делецию, при которой утрачен один из хромосомных участков (наиболее распространенная причина мужского бесплодия из-за нарушенного сперматогенеза);
- дупликацию — аномалии со сдвоенным фрагментом хромосомного набора;
- транслокацию: перемещение участков (рокировка) в ДНК цепочке;
- инверсию, при которой измененный участок разворачивается по оси.
Поскольку в хромосомных парах человека заложена наследственная информация: особенности телосложения, рост, цвет волос и глаз и даже склонность к заболеваниям, видоизменения в качестве или количестве хромосом приводят к «сбоям» в генетической программе. Если провести ассоциацию, подобные нарушения похожи на вирус в компьютерных файлах: незаметные на первый взгляд изменения приводят к серьезным поломкам.
Природой в организм заложена защита от серьезных патологий. Если есть отклонения от нормы, «блокировка» беременности наступает естественным путем. Результат: бесплодие (невозможность зачатия или выкидыш на ранних сроках).
Качественное исследование хромосом дает возможность исключить:
- Вероятность генных мутаций. При подозрениях на высокий риск возможно образование тромбов и нарушение кровотока, что грозит нарушениями при формировании плаценты. Итог: отслоение защитной оболочки плода, выкидыш, бесплодие.
- Мужское бесплодие из-за изменений У хромосомы у партнера. При такой аномалии необходимо оплодотворение донорской спермой.
- Мутацию хромосом, которые отвечают за способность организма к детоксикацию (выведения токсичных веществ и защиту от негативных внешних факторов).
- Генные патологии, которые гарантированно передадутся ребенку.
Факт! Своевременно проведенное генетическое исследование — это возможность до беременности выявить скрытые патологии. Например, если у родителей нет заболеваний кровеносной, сердечно-сосудистой, эндокринной, нервной или опорно-двигательной систем, а в роду наблюдались такие отклонения, исследование поможет диагностировать и рассчитать риск врожденной склонности к инфаркту, сахарному диабету, гипертонии, патологиям суставов.
Что делать при отклонениях
В случае обнаружения генных мутаций или хромосомных аберраций у одного из супругов на этапе планирования беременности, врач-генетик объясняет паре вероятность рождения больного ребенка и возможные риски.
Как известно, хромосомная и генная патология неизлечима, поэтому дальнейшее решение ложится на плечи будущих родителей (воспользоваться донорской спермой или яйцеклеткой, рискнуть родить ребенка или остаться без детей).
При обнаружении хромосомных аномалий во время беременности, особенно у эмбриона, женщине предлагают ее прервать. Настаивать на прерывании беременности врачи не имеют права.
При некоторых хромосомных аномалиях (например, риск рождения ребенка с патологией не высокий) генетик может назначить курс определенных витаминов, которые снижают вероятность рождения больного ребенка.
Цена
Кариотипирование — дорогостоящий метод исследования. Позволить его себе может далеко не каждая пара. Стоимость сдачи анализа зависит от того, будут сдавать кровь только родители или еще будет происходит забор материала у плода, а также от месторасположения клиники. Примерная цена:
- диагностика кариотипа одного пациента— 4500-7500 рублей;
- сдача анализа крови на кариотип с изображениями хромосом — 5000-8000 рублей;
- кариотипирование с обнаружением аберраций (кровь с гепарином) — более информативная диагностика, но цена ее выше — от 5500-6000 рублей;
- кариотипирование с обнаружением аберраций с изображениями хромосом — примерно от 6000 рублей.
Кариотипирование – это важный и нужный метод диагностики для тех, кто делает родить здорового и полноценного ребенка. Суть методики в том, чтобы заранее определить имеющиеся генетические отклонения у родителей и направить все усилия на их устранение.
Цены на кариотипирование в Москве
Цена на процедуру рассчитывается в каждом персональном случае и зависит преимущественно от целей проведения кариотипирования. Стоимость цитогенетики (кариотипирование) вы можете узанть в разделе Цены / Генетика
Кариотипирование является чрезвычайно полезным и важным исследованием для пар, желающих обзавестись здоровым полноценным потомством. Его результат проинформирует вас о возможности развития геномных патологий у вашего ребенка, а также поможет предотвратить их. Обращение к нему исключительно важно и в том случае, если вы страдаете от привычного невынашивания беременности и других акушерских патологий неясного генеза. Наш специалист быстро определит природу проблемы и устранит все ваши препятствия на пути к счастливому материнству.
Как проходит пренатальное кариотипирование
Оптимальное время для проведения кариотипирования – с 9-10 недели беременности. Исследованию предшествует 2-х недельная подготовка: отказ от курения, алкоголя, лекарственных препаратов. Во время болезни анализ не проводится.
Венозную кровь, взятую у женщины, центрифугируют, выделяют одноядерные клетки, обогащенные эритробластами плода. На протяжении трёх суток генетики наблюдают процесс деления клеток. После завершения этого этапа проводится окрашивание биоматериала, выполняется цитогенетический анализ.
Результаты можно получить через 14 рабочих дней.
