В очень редких случаях триплоидный кариотип формируется в результате эндорепликации одного из родительских геномов в зиготе. Практически в 90% случаев дополнительный хромосомный набор в зиготе имеет отцовское происхождение, причем в 50-65% случаев он связан с диспермией. Теоретически ожидаемое соотношение частот кариотипов 69,XXX; 69,XXY и 69,XYY при условии формирования триплоидии вследствие диспермного оплодотворения должно составлять 1:2:1.
В действительности оно стремится к соотношению 1:2. Это обусловлено тем, что кариотип 69,XYY обнаруживают очень редко, что связано с его ранним летальным эффектом.
Фенотипические признаки триплоидии достаточно вариабельны. В одних случаях в материале спонтанных абортов обнаруживают пустые плодные мешки, в других - патологические плодные мешки с остатками резорбирующегося эмбриона, в третьих - плоды с множественными пороками развития. Известны редкие случаи рождения детей с триплоидным хромосомным набором. Такие новорожденные имеют небольшую массу тела, широкий задний родничок с недоразвитыми затылочными и теменными костями черепа, расщелину нёба, синдактилию III и IV пальцев рук, а также пороки сердца.
В большинстве случаев их относят к триплоидно-диплоидным мозаикам. Вместе с тем описаны уникальные случаи рождения детей с мозаичными вариантами триплоидии, но без клона нормальных диплоидных клеток, например 69,XXX/47,XX,+8 и 69,XXX/47,XX,+15. Оба ребенка имели комплекс аномалий, характерных как для триплоидии, так и для трисомии по соответствующим хромосомам.
Первая девочка прожила 58 дней, а вторая - 2,5 года.
При характеристике фенотипических признаков триплоидии в эмбриогенезе человека принципиально важно подчеркнуть, что ее эффекты во многом связаны с родительским происхождением дополнительного хромосомного набора вследствие эффекта геномного импринтинга. В случае триплоидного кариотипа диандрогенетического происхождения формируется клиническая картина частичного пузырного заноса, сопровождающаяся гиперплазией клеток трофобласта и кистозной трансформацией ворсин хориона.
В случае отсутствия материнского хромосомного набора и при существовании двух гаплоидных наборов отцовского происхождения развивается полный пузырный занос, характеризующийся более выраженными гиперпролиферативными изменениями трофобласта, отсутствием сформированного эмбриона и высоким риском трансформации в хорионэпителиому. В связи с этим для прогноза риска развития онкологических осложнений у женщины существенное значение имеет своевременная цитогенетическая и молекулярно-генетическая диагностика пузырного заноса с целью дифференциации двух форм патологических изменений.
Тетраплоидия
(присутствие в кариотипе четырех гаплоидных наборов хромосом) возникает преимущественно вследствие нарушений цитокинеза при дроблении бластомеров.
Реже она является результатом слияния двух диплоидных гамет или оплодотворения яйцеклетки тремя гаплоидными сперматозоидами. Тетраплоидия - летальная мутация на организменном, но не на клеточном уровне. Так, например, известно, что ряд клеток (гепатоциты, кардиомиоциты, клетки эпителия мочевого пузыря и трофобласта плаценты) могут иметь не только тетраплоидный хромосомный набор, но и более высокие степени полиплоидизации. Фенотипически тетраплоидия часто ассоциирована с пустыми плодными мешками (анэмбриония).
Ее присутствие на стадии бластомеров замедляет темпы их дробления и приводит к нарушению их миграции внутрь бластоцисты, что делает невозможным нормальное формирование и дифференцировку внутренней клеточной массы. Вместе с тем известны редкие случаи рождения детей с тетраплоидным хромосомным набором, в том числе и в чистой (немозаичной) форме. К настоящему времени в литературе описаны десять новорожденных с чистой формой тетраплоидии.
Для большинства из них характерны внутриутробная задержка развития, гипотония, лицевые аномалии (выступающий лоб, микрофтальмия, низко посаженные уши, расщелина нёба), пороки сердца и нарушения психомоторного развития.
Продолжительность жизни варьирует от 30 ч до 26 мес. Мозаичный вариант тетраплоидии имеет, как правило, более мягкое фенотипическое проявление, что может быть связано с присутствием полиплоидии только в части клеток или тканей.
Анеуплоидия - наиболее распространенная геномная мутация у человека. Среди всех клинически распознаваемых беременностей частота ее обнаружения составляет около 5%. Теоретически в кариотипе человека анеуплоидия может быть представлена следующими формами:
Нуллисомия - полное отсутствие гомологов какой-либо пары хромосом;
моносомия - отсутствие одной из гомологичных хромосом;
трисомия - присутствие в кариотипе дополнительной гомологичной хромосомы;
тетрасомия и полисомия - присутствие четырех и более копий гомологичных хромосом;
двойные и тройные трисомии - наличие в кариотипе дополнительных копий двух или трех пар гомологичных хромосом одновременно.
Большинство этих вариантов приводит к нарушениям внутриутробного развития. Нередко их обнаруживают при исследовании материала спонтанных абортов или в бластомерах при проведении преимплантационной генетической диагностики. Только немногие варианты анеуплоидий (трисомии по некоторым аутосомам и половым хромосомам, моносомия по хромосоме Х) совместимы с живорождением и приводят к формированию клинически хорошо очерченных хромосомных болезней.
Самая частая геномная мутация у человека среди всех типов анеуплоидий - трисомия по аутосомам. Среди спонтанных абортусов I триместра беременности на ее долю приходится около 50% регистрируемых хромосомных нарушений. Частота трисомий по разным хромосомам существенно варьирует. Так, самая распространенная анеуплоидия - трисомия хромосомы 16, обнаруживаемая у 30% эмбрионов с трисомным хромосомным набором. Далее следуют трисомии по акроцентрическим хромосомам и хромосомам 2, 7 и 18. Трисомии по хромосомам 1, 5 и 19, напротив, чрезвычайно редки. Их практически не обнаруживают в материале спонтанных абортов, так как они приводят к остановке развития на самых ранних этапах эмбриогенеза.
Очевидно, что наблюдаемые различия в частоте трисомий отражают разную морфофункциональную значимость генного состава хромосом, воввлеченных в анеуплоидию. В основе возникновения трисомии лежат преимущественно ошибки сегрегации хромосом в мейотическом делении клеток, приводящие к формированию дисомных гамет. Среди них следует отметить нерасхождение гомологичных хромосом в первом делении или сестринских хроматид во втором делении мейоза, преждевременную сегрегацию хроматид в первом мейозе и нарушения кроссинговера, приводящие к ахиазматическому нерасхождению гомологов. Большинство ошибок сегрегации хромосом возникает в первом делении мейоза у женщины. Более того, вероятность формирования анеуплоидных гамет заметно увеличивается с возрастом матери, что считают одним из основных показаний для проведения пренатальной диагностики хромосомных болезней.
Двойные и тройные трисомии - редкий тип аномалий, формирующийся вследствие одновременного нерасхождения двух или трех хромосом. Частота их обнаружения в материале спонтанных абортов составляет 0,2-2,8 и 0,025% соответственно. Есть данные о более раннем прекращении развития зародышей с двойными трисомиями и о более старшем возрасте их матерей по сравнению с таковым при трисомиях по одной хромосоме. У живорожденных описаны двойные трисомии хромосом 13, 18, 21, X и Y. Известны тетрасомии по половым хромосомам, а также по хромосоме 21.
Моносомия - геномная мутация с очень ранним летальным эффектом. Элиминация большинства эмбрионов с аутосомными моносомиями происходит уже на доимплантационном этапе развития. Среди спонтанных абортусов I триместра беременности частота моносомий по аутосомам составляет менее 1% всех регистрируемых нарушений кариотипа. Как правило, это моносомии акроцентрических хромосом, преимущественно 21 и 22. Следует отметить, что применение методов молекулярно-цитогенетического анализа (FISH, CGH) для исследования кариотипа клеток спонтанных абортусов (особенно при невозможности получения препаратов метафазных хромосом) позволило обнаружить более широкий спектр аутосомных моносомий. Присутствуя, как правило, в мозаичном состоянии с нормальной клеточной линией, такие хромосомные нарушения оказываются совместимыми с прохождением ранних постимплантационных этапов развития. Более того, известны уникальные случаи рождения детей с моносомией 21.
Единственной совместимой с жизнью считают моносомию по хромосоме Х, которую обнаруживают среди новорожденных с частотой 0,04-0,07%. В 70-80% случаев единственная хромосома Х наследуется от матери, а отцовские хромосомы Х или Y теряются в гаметогенезе или на ранних этапах дробления. Существование в кариотипе моносомии Х приводит к формированию синдрома Шерешевского-Тернера. Тем не менее летальность при этом хромосомном нарушении все же велика и приближается к 100%. Большинство эмбрионов с моносомией Х погибают до 6-й недели гестации. В 60% случаев зародыши представлены пустыми плодными мешками.
Остальные эмбрионы в эти сроки не имеют видимых анатомических аномалий. На более поздних этапах формируется комплекс патоморфологических нарушений: генерализованный отек, билатеральная гигрома шеи, пороки сердца, аорты, мочеполовой системы, аномалии скелета, узловатый амнион и аплазия сосудов пуповины. Моносомия по хромосоме Х сопровождается нарушением формирования гонад, которое выражается в значительной редукции фолликулов и их замене соединительной тканью.
Нуллисомии по аутосомам регистрируют только у эмбрионов на преимплантационных этапах развития.
Хромосомные мутации - нарушения структуры хромосом. В основе их возникновения лежат разрывы сахарофосфатных связей в молекуле ДНК с вовлечением одной или нескольких хромосом. Воссоединение разорванных концов происходит с помощью ферментов репарации ДНК. Если концы фрагментов, принадлежащих к одной и той же хромосоме, объединятся без потери хромосомного материала и в прежней ориентации, то хромосома сохранит свою структуру. В случае утраты хромосомного материала, изменения ориентации фрагмента или его присоединения к другим негомологичным хромосомам будут возникать структурные перестройки. Существует несколько типов структурных аберраций хромосом.
Делеция - утрата части хромосомного материала. Она может возникать как на концевых участках хромосом (терминальная делеция), так и во внутрихромосомных регионах (интерстициальная делеция). Фенотипический эффект делеций обусловлен потерей хромосомного материала, содержащего определенный набор генов. Дополнительный вклад может вносить нарушение структурной последовательности гена, непосредственно вовлеченного в разрыв хромосомы.
В некоторых случаях размер делеций может составлять всего несколько миллионов пар азотистых оснований (1-3 Mb), что значительно затрудняет их цитогенетическую диагностику с использованием дифференциально окрашенных препаратов метафазных хромосом и требует применения высокоразрешающих методов молекулярно-цитогенетического анализа. Кроме того, использование современных молекулярно-цитогенетических технологий, и особенно микрочипов, не только позволяет довольно успешно диагностировать уже известные микроделеционные синдромы, но и служит основой для описания новых хромосомных болезней.
В процессе мейоза при конъюгации гомологичных хромосом, одна из которых несет интерстициальную делецию, интактный участок неповрежденной хромосомы не может найти в первой гомологичную последовательность для взаимодействия. В результате образуется петлевидная структура, которая помешает нормальному течению рекомбинации и в конечном итоге может привести к нарушению сегрегации хромосом. Таким образом, у носителей делеций высоковероятны нарушения мейоза, сопровождающиеся формированием несбалансированных или анеуплоидных гамет.
Дупликация - хромосомная мутация, представленная удвоением участка хромосомы. Если он располагается непосредственно за исходной последовательностью, то такую дупликацию называют тандемной. Фенотипический эффект дупликаций связан с увеличением копийности генов, расположенных в регионе мутации. Так же как и при делеции, хромосома с дупликацией неспособна к нормальному взаимодействию с другим гомологом в ходе мейоза, что приводит к образованию петлевых структур и, как следствие, нарушениям сегрегации и формированию несбалансированных гамет.
При характеристике этого типа мутаций особого внимания заслуживают так называемые сегментные дупликации генома - повторяющиеся блоки хромосом с высокой (более 95%) степенью идентичности нуклеотидных последовательностей. Неаллельная гомологичная рекомбинация между ними приводит к формированию микроделеций и микродупликаций. В зависимости от размера вовлеченного региона эти перестройки приводят к развитию либо микроделеционных (микродупликационных) синдромов, либо моногенных заболеваний.
Инверсия - поворот участка хромосомы на 180. В зависимости от того, затрагивает ли она одно или оба плеча хромосомы, различают пара- и перицентрические инверсии соответственно. Течение мейоза хромосом с инверсией значительно затруднено вследствие образования особых петлевых структур. При сегрегации гомологичных хромосом, одна из которых несет инверсию, вероятность формирования нормальных гамет составляет только 25%. В связи с этим носители инверсии, у которых она может не иметь никаких фенотипических признаков, характеризуются нарушениями гаметогенеза вследствие высокой вероятности формирования несбалансированных гамет.
Инсерция - вставка фрагмента одной хромосомы в другой регион той же или другой негомологичной хромосомы. В первом случае образуется интрахромосомная, во втором - интерхромосомная инсерция. В случае если встраиваемый фрагмент хромосомы имеет терминальное или интерстициальное происхождение, для возникновения инсерции требуется три или четыре хромосомных разрыва соответственно. В зависимости от ориентации встроенного фрагмента по отношению к центромере различают прямые и инвертированные инсерции.
При инсерции не происходит изменения числа копий перестроенных участков хромосом, а фенотипический эффект может быть связан с эффектом положения, а именно с перемещением блока структурных генов из одного хромосомного окружения в другое. Поведение хромосом с инсерцией в мейозе в значительной степени зависит от размера встроенного фрагмента и характеризуется конъюгацией гомологичных хромосом при инсерциях небольшого размера либо формированием квадривалентов при значительных вставках. Результатом мейоза может стать образование гамет с сегментными анеуплоидиями. Именно поэтому носительство инсерций сопровождается серьезными репродуктивными проблемами.
Вероятность рождения ребенка с несбалансированным хромосомным набором для мужчин-носителей инсерции составляет около 32%, а для женщин - 36%. Риск увеличивается при носительстве инсерций небольшого размера, и наоборот, снижается для носителей крупных инсерций. Среди фенотипически нормального потомства около половины индивидуумов будут иметь нормальные хромосомы, тогда как вторую половину составят гетерозиготные носители инсерции.
Транслокация - перенос участка одной хромосомы на другую хромосому. Чаще всего в транслокацию вовлечены две хромосомы, но возможны перестройки с участием трех или более хромосом. В отдельный класс выделяют так называемые робертсоновские транслокации, образующиеся вследствие разрыва и воссоединения двух акроцентрических хромосом в области центромеры. Если при обмене не происходит потери хромосомного материала, такие транслокации называют сбалансированными. Взаимный обмен участками двух разных гомологичных хромосом приводит к формированию реципрокной транслокации. Носительство в кариотипе реципрокных и робертсоновских транслокаций часто не сопровождается какими либо клиническими признаками. При несбалансированных транслокациях возникают фенотипические нарушения, связанные с дисбалансом числа копий участка хромосомы, вовлеченного в перестройку. В таком случае в кариотипе возникают сегментные анеуплоидии, представленные частичной моносомией или частичной трисомией по хромосомному региону, вовлеченному в транслокацию.
Вследствие того что при транслокациях формируется хромосома, представленная участками двух разных хромосом, прохождение такой перестроенной хромосомой мейотического деления имеет свои особенности. Так, в конъюгации принимает участие уже не одна, а две пары гомологичных хромосом. В ходе обмена формируется особая фигура, получившая название «транслокационный крест». Только один из шести возможных вариантов сегрегации хромосом, составляющих транслокационный крест, ведет к формированию сбалансированных гамет. В связи с этим у носителей хромосомных транслокаций высока вероятность нарушений мейоза и формирования несбалансированных и анеуплоидных гамет, что приводит к бесплодию или невынашиванию беременности.
Изохромосома - хромосома, формирующаяся вследствие аномального поперечного деления центромеры, что ведет к разделению короткого и длинного плеча. После дупликации одного из плеч возникает изохромосома по короткому или длинному плечу. Фенотипический эффект у носителей таких перестроек связан как с отсутствием нуклеотидных последовательностей одного из плеч, так и с дупликацией хромосомного материала другого плеча.
Дицентрическая хромосома возникает в результате воссоединения двух поврежденных хромосом, сохранивших свои центромерные последовательности.
Иногда образование дицентрической хромосомы является следствием неравного кроссинговера между блоками сегментных дупликаций. В тех случаях, когда последние находятся в инвертированном положении относительно друг друга и располагаются вблизи центромерных регионов хромосом, неаллельная гомологичная рекомбинация между ними будет приводить к формированию изодицентрических хромосом - изохромосом с двумя центромерными регионами. Именно по такому механизму образуется одна из наиболее распространенных маркерных хромосом, обнаруживаемых у новорожденных с множественными врожденными пороками развития, - изодицентрическая хромосома 15, имеющая в своем составе две центромерные последовательности.
Кольцевая хромосома возникает при утрате обоих теломерных участков одной хромосомы с воссоединением ее концов. Это нестабильная структура, часто подверженная потере при клеточном делении. Фенотипический эффект такой перестройки может быть связан с утратой части хромосомного материала при формировании кольцевой хромосомы, а также с самой ее потерей в части соматических клеток.
В основу статьи положены работы проф. Буэ.
Остановка развития зародыша в дальнейшем приводит к изгнанию плодного яйца, что проявляется в виде самопроизвольного выкидыша. Однако во многих случаях остановка развития происходит на очень ранних сроках и сам факт зачатия остается неизвестным для женщины. В большом проценте случаев такие выкидыши связаны с хромосомными аномалиями у зародыша.
Самопроизвольные выкидыши
Самопроизвольные выкидыши, определением которых служит "самопроизвольное прерывание беременности между сроком зачатия и сроком жизнеспособности плода", во многих случаях с большим трудом поддаются диагностике: большое число выкидышей происходит на очень ранних сроках: задержки месячных не происходит, или эта задержка настолько мала, что сама женщина не подозревает о беременности.
Клинические данные
Изгнание плодного яйца может произойти внезапно, или ему могут предшествовать клинические симптомы. Чаще всего угроза выкидыша проявляется кровянистыми выделениями и болями внизу живота, переходящими в схватки. Далее следуют изгнание плодного яйца и исчезновение признаков беременности.
Клиническое обследование может выявить несоответсвие между предполагаемым сроком беременности и размерами матки. Уровни гормонов в крови и моче могут быть резко снижены, указывая на отсутствие жизнеспособности зародыша. Ультразвуковое исследование позволяет уточнить диагноз, выявляя либо отсутствие зародыша ("пустое плодное яйцо"), либо отставание в развитии и отсутствие сердцебиения
Клинические проявления самопроизвольного выкидыша значительно варьируют. В одних случаях выкидыш проходит незамеченным, в других — сопровождается кровотечением и может потребовать выскабливания полости матки. Хронология симптоматики может косвенно указывать на причину самопроизвольного выкидыша: кровянистые выделения с ранних сроков беременности, остановка роста матки, исчезновение признаков беременности, "немой" период в течение 4-5 недель, а затем изгнание плодного яйца чаще всего свидетельствуют о хромосомных нарушениях зародыша, а соответствие срока развития зародыша сроку выкидыша говорит в пользу материнских причин невынашивания беременности.
Анатомические данные
Анализ материала самопроизвольных выкидышей, сбор которого был начат в начале двадцатого века в Институте Карнеги, позволил выявить огромный процент аномалий развития среди абортусов ранних сроков
В 1943 году Хертиг и Шелдон опубликовали результаты патологоанатомического исследования материала 1000 выкидышей на ранних сроках. Материнские причины невынашивания беременности были ими исключены в 617 случаев. Современные данные указывают на то, что мацерированные зародыши во внешне нормальных оболочках тоже могут быть связаны с хромосомными аномалиями, что в сумме составляет около 3/4 всех случаев данного исследования.
| Морфологическое исследование 1000 абортусов (по Hertig и Sheldon, 1943) | ||
| Грубые патологические нарушения плодного яйца:
плодное яйцо без зародыша или с недифференцированным зародышем | 489 | |
| Локальные аномалии зародышей | 32 | |
| Аномалии плаценты | 96 | 617 |
| Плодное яйцо без грубых аномалий | ||
| с мацерированными зародышами | 146 | |
| 763 | ||
| с немацерированными зародышами | 74 | |
| Аномалии матки | 64 | |
| Другие нарушения | 99 | |
Дальнейшие исследования Микамо и Миллера и Полланда позволили уточнить связь между сроком выкидыша и частотой нарушений развития зародыша. Оказалось, что чем меньше срок выкидыша, тем частота аномалий выше. В материалах выкидышей, происшедших до 5-й недели после зачатия макроскопические морфологические аномалии плодного яйца встречаются в 90% случаев, при сроке выкидыша от 5 до 7 недель после зачатия — в 60%, при сроке больше 7 недель после зачатия — менее, чем в 15—20%.
Важность значения остановки развития зародыша в ранних самопроизвольных выкидышах была показана прежде всего фундаментальными исследованиями Артура Хертига, который в 1959 г. опубликовал результаты исследования человеческих зародышей до 17 дней после зачатия. Это был плод его 25-летней работы.
У 210 женщин в возрасте до 40 лет, идущих на операцию гистерэктомии (удаления матки) дата операции была сопоставлена с датой овуляции (возможного зачатия). После операции матки подвергались самому тщательному гистологическому исследованию на предмет выявления возможной беременности малого срока. Из 210 женщин только 107 были оставлены в исследовании в связи с обнаружением признаков овуляции, и отсутствием грубых нарушений труб и яичников, препятствующих наступлению беременности. Было обнаружено 34 плодных яйца, из них 21 плодное яйцо было внешне нормальным, а 13 (38%) имело явные признаки аномалий, которые, по мнению Хертига, обязательно привели бы к выкидышу или на этапе имплантации или вскоре после имплантации. Поскольку в то время не было возможности проведения генетического исследования плодных яиц, причины нарушений развития зародышей оставались неизвестными.
При обследовании женщин с подтвержденной фертильностью (все пациентки имели по несколько детей) было обнаружено, что одно из трех плодных яиц имеет аномалии и подвергается выкидышу до появления признаков беременности.
Эпидемиологические и демографические данные
Нечеткая клиническая симптоматика ранних самопроизвольных выкидышей приводит к тому, что достаточно большой процент выкидышей на малых сроках проходит незамеченным женщинами.
В случае клинически подтвержденных беременностей около 15% всех беременностей заканчивается выкидышем. Большая часть самопроизвольных выкидышей (около 80%) происходит в первом триместре беременности. Однако если принять во внимание тот факт, что выкидыши часто случаются спустя 4-6 недель после остановки развития беременности, можно сказать, что с первым триместром связано более 90% всех самопроизвольных выкидышей.
Специальные демографические исследования позволили уточнить частоту внутриутробной смертности. Так, Френч и Бирман в 1953 — 1956 гг. регистрировали все беременности у женщин острова Канаи и показали, что из 1000 беременностей, диагностированных при сроке после 5 недель, 237 не увенчались рождением жизнеспособного ребенка.
Анализ результатов нескольких исследований позволил Леридону составить таблицу внутриутробной смертности, включающей в себя и неудачи оплодотворения (половой акт в оптимальные сроки — в течение суток после овуляции).
| Полная таблица внутри утробной смертности (на 1000 яйцеклеток, подвергшихся риску оплодотворения) (по Leridon, 1973) | ||
|---|---|---|
| Недели после зачатия | Остановка развития с последующим изгнанием | Процент продолжающихся беременностей |
| 16* | 100 | |
| 0 | 15 | 84 |
| 1 | 27 | 69 |
| 2 | 5,0 | 42 |
| 6 | 2,9 | 37 |
| 10 | 1,7 | 34,1 |
| 14 | 0,5 | 32,4 |
| 18 | 0,3 | 31,9 |
| 22 | 0,1 | 31,6 |
| 26 | 0,1 | 31,5 |
| 30 | 0,1 | 31,4 |
| 34 | 0,1 | 31,3 |
| 38 | 0,2 | 31,2 |
| * — неудачи зачатия | ||
Все эти данные указывают на огромную частоту самопроизвольных выкидышей и на важную роль нарушений развития плодного яйца в этой патологии.
Эти данные отражают общую частоту нарушений развития, не выделяя среди них конкретные экзо- и эндогенные факторы (иммунологические, инфекционные, физические, химические и т. д.).
Важно отметить, что независимо от причины повреждающего воздействия, при исследовании материала выкидышей обнаруживается очень большая частота генетический нарушений (хромосомных аберраций (на сегодня изучены лучше всего) и генных мутаций) и аномалий развития, как, например, дефекты развития нервной трубки.
Хромосомные аномалии, ответственные за остановку развития беременности
Цитогенетические исследования материала выкидышей позволили уточнить характер и частоту тех или иных хромосомных аномалий.
Общая частота
При оценке результатов больших серий анализов следует иметь в виду следующее. На результаты исследований подобного рода могут оказать значительное влияние следующие факторы: способ сбора материала, относительная частота более ранних и более поздних выкидышей, доля материала искусственных абортов в исследовании, часто не поддающаяся точной оценке, успех культивирования клеточных культур абортуса и хромосомного анализа материала, тонкие методы обработки мацерированного материала.
Общая оценка частоты хромосомных аберраций при невынашивании беременности составляет около 60%, а в первом триместре беременности — от 80 до 90%. Как будет показано ниже, анализ, основанный на стадийности развития зародыша, позволяет сделать гораздо более точные выводы.
Относительная частота
Практически все большие исследования хромосомных аберраций в материале выкидышей дали поразительно сходные результаты относительно характера нарушений. Количественные аномалии составляют 95% всех аберраций и распределяются следующим образом:
Количественные хромосомные аномалии
Различные типы количественных хромосомных аберраций могут возникать в результате:
- сбоев мейотического деления : речь идет о случаях "нон-дисджанкшн" (неразделения) парных хромосом, что приводит к появлению либо трисомии, либо моносомии. Неразделение может происходить как во время первого, так и во время второго мейотического деления, и может касаться как яйцеклеток, так и сперматозоидов.
- сбои, возникающие при оплодотворении: : случаи оплодотворения яйцеклетки двумя сперматозоидами (диспермия), в результате чего возникает триплоидный зародыш.
- сбои, возникающие во время первых митотических делений : полная тетраплоидия возникает в случае, когда первое деление привело к удвоению хромосом, но неразделению цитоплазмы. Мозаики возникают в случае подобных сбоев на этапе последующих делений.
Моносомии
Моносомия X (45,X) представляет одну из часто встречающихся аномалий в материале самопроизвольных выкидышей. При рождении она соответствует синдрому Шерешевского-Тернера, и при рождении она встречается реже, чем другие количественные аномалии половых хромосом. Эта бросающаяся в глаза разница между относительно высокой частотой обнаружения лишних X-хромосом у новорожденных и относительно редким обнаружением моносомии X у новорожденных указывает на высокую частоту летальности моносомии X у зародыша. Кроме того, обращает на себя внимание очень большая частота мозаик у больных с синдромом Шерешевского-Тернера. В материале выкидышей, наоборот, мозаики с моносомией X крайне редки. Данные исследований показали, что только менее 1% всех моносомий X доходит до срока родов. Моносомии аутосом в материале выкидышей встречаются довольно редко. Это очень контрастирует с высокой частотой соответствующих трисомий.
Трисомии
В материале выкидышей трисомии представляют более половины всех количественных хромосомных аберраций. Обращает на себя внимание то, что в случаях моносомий недостающей хромосомой обычно оказывается X-хромосома, а в случаях избыточных хромосом, дополнительная хромосома чаще всего оказывается аутосомой.
Точная идентификация дополнительной хромосомы стала возможна благодаря методу G-бэндинга. Исследования показали, что все аутосомы могут принимать участие в нон-дисджанкшн (см. таблицу). Обращает на себя внимание, что три хромосомы, чаще всего встречающиеся при трисомиях новорожденных (15-я, 18-я и 21-я) чаще всего обнаруживаются и при летальных трисомиях у зародышей. Вариации относительных частот различных трисомий у зародышей отражают во многом сроки, на которых происходит гибель зародышей, поскольку, чем более летальной является комбинация хромосом, тем на более ранних сроках происходит остановка развития, тем реже будет обнаруживаться такая аберрация в материалах выкидышей (чем меньше срок остановки развития, тем труднее обнаружить такой зародыш).
| Лишняя хромосома при летальных трисомиях у зародыша (данные 7 исследований: Буэ (Франция), Карр (Канада), Кризи (Великобритания), Дилл (Канада), Кадзи (Швейцария), Такахара (Япония), Теркелсен (Дания)) | |||
|---|---|---|---|
| Дополнительная аутосома | Количество наблюдений | ||
| A | 1 | ||
| 2 | 15 | ||
| 3 | 5 | ||
| B | 4 | 7 | |
| 5 | |||
| C | 6 | 1 | |
| 7 | 19 | ||
| 8 | 17 | ||
| 9 | 15 | ||
| 10 | 11 | ||
| 11 | 1 | ||
| 12 | 3 | ||
| D | 13 | 15 | |
| 14 | 36 | ||
| 15 | 35 | ||
| E | 16 | 128 | |
| 17 | 1 | ||
| 18 | 24 | ||
| F | 19 | 1 | |
| 20 | 5 | ||
| G | 21 | 38 | |
| 22 | 47 | ||
Триплоидии
Крайне редко наблюдаемые при мертворождениях, триплоидии составляют пятую по частоте хромосомную аномалию в материале выкидыше. В зависимости от соотношения половых хромосом может быть 3 варианта триплоидий: 69XYY (самая редкая), 69, XXX и 69, XXY (самая частая). Анализ полового хроматина показывает, что при конфигурации 69, XXX чаще всего обнаруживается только одна глыбка хроматина, а при конфигурации 69, XXY чаще всего половой хроматин не обнаруживается.
Приведенный ниже рисунок иллюстрирует различные механизмы, приводящие к развитию триплоидии (диандрию, дигинию, диспермию). С помощью специальных методов (хромосомные маркеры, антигены тканевой совместимости) удалось установить относительную роль каждого из этих механизмов в развитии триплоидии у зародыша. Оказалось, что на 50 случаев наблюдений триплоидия была следствием дигинии в 11 случаях (22%), диандрии либо диспермии — в 20 случаях (40%), диспермии — в 18 случаях (36%).
Тетраплоидии
Тетраплоидии встречаются примерно в 5% случаев количественных хромосомных аберраций. Чаще всего встречаются тетраплоидии 92, XXXX. Такие клетки всегда содержат 2 глыбки полового хроматина. В клетках с тетраплоидией 92, XXYY никогда не бывает видно полового хроматина, но в них обнаруживают 2 флуоресцирующие Y-хромосомы.
Двойные аберрации
Большая частота хромосомных аномалий в материале выкидышей объясняет высокую частоту комбинированных аномалий в одном и том же зародыше. Напротив, у новорожденных комбинированные аномалии крайне редки. Обычно в таких случаях наблюдаются комбинации аномалии половой хромосомы и аномалии аутосомы.
В связи с более высокой частотой аутосомных трисомий в материале выкидышей, при комбинированных хромосомных аномалиях у абортусов чаще всего встречаются двойные аутосомные трисомии. Трудно сказать, связаны ли такие трисомии с двойным "нон-дисджанкшн" в одной и той же гамете, или со встречей двух аномальных гамет.
Частота сочетаний различных трисомий в одной и той же зиготе носит случайный характер, что позволяет предположить независимость друг от друга появления двойных трисомий.
Комбинация двух механизмов, приводящих к появлению двойных аномалий, позволяет объяснить появление других аномалий кариотипа, встречающихся при выкидышах. "Нон-дисджанкшн" при образовании одной из гамет в сочетании с механизмами образования полиплоидии объясняет появление зигот с 68 или 70 хромосомами. Сбой первого митотического деления у такой зиготы с трисомией может приводить к таким кариотипам, как 94,XXXX,16+,16+.
Структурные хромосомные аномалии
Согласно классическим исследованиям, частота структурных хромосомных аберраций в материале выкидышей составляет 4—5%. Однако многие исследования были сделаны до широкого использования метода G-бэндинга. Современные исследования указывают на более высокую частоту структурных хромосомных аномалий у абортусов. Обнаруживаются самые разные виды структурных аномалий. Примерно в половине случаев эти аномалии являются унаследованными от родителей, примерно в половине случаев они возникают de novo .
Влияние хромосомных аномалий на развитие зиготы
Хромосомные аномалии зиготы проявляются как правило уже в первые недели развития. Выяснение конкретных проявлений каждой аномалии сопряжено с целым рядом трудностей.
Во многих случаях установление срока беременности при анализе материала выкидышей крайне затруднено. Обычно сроком зачатия считается 14-й день цикла, но у женщин с невынашиванием беременности часто бывают задержки цикла. Кроме того, очень трудно бывает установить дату "смерти" плодного яйца, поскольку от момента гибели до выкидыша может пройти много времени. В случыае триплоидии этот период может составить 10—15 недель. Применение гормональных препаратов может еще более удлиннить это время.
С учетом этих оговорок, можно сказать, что чем меньше срок беременности на момент гибели плодного яйца, тем выше частота хромосомных аберраций. Согласно исследованиям Кризи и Лоритсена, при выкидышах до 15 недель беременности частота хромосомных аберраций составляет около 50%, при сроке 18 — 21 неделя — около 15%, при сроке более 21 недели — около 5—8%, что примерно соответствует частоте хромосомных аберраций в исследованиях перинатальной смертности.
Фенотипические проявления некоторых летальных хромосомных аберраций
Моносомии X обычно останавливаются в развитии к 6 неделям после зачатия. В двух третях случаев плодный пузырь размером 5—8 см не содержит зародыша, но существует шнурообразное образование с элементами эмбриональной ткани, остатками желточного мешка, плацента содержит субамниотические тромбы. В одной трети случаев плацента имеет такие же изменения, но обнаруживается морфологически неизмененный зародыш, погибший в возрасте 40—45 дней после зачатия.
При тетраплоидиях развитие останавливается к сроку 2-3 недели после зачатия, морфологически эта аномалия характеризуется "пустым плодным мешком".
При трисомиях наблюдаются различные типы аномалий развития, в зависимости от того, какая хромосома является лишней. Однако в подавляющем большинстве случаев развитие останавливается на очень ранних сроках, элементов зародыша не обнаруживается. Это классический случай "пустого плодного яйца" (анэмбрионии).
Трисомия 16, очень частая аномалия, характеризуется наличием маленького плодного яйца диаметром около 2,5 см, в полости хориона находится небольшой амниотический пузырек около 5 мм в диаметре и эмбриональный зачаток размером 1—2 мм. Чаще всего развитие останавливается на стадии эмбрионального диска.
При некоторых трисомиях, например, при трисомиях 13 и 14, возможно развитие зародыша до срока около 6 недель. Зародыши характеризуются циклоцефалической формой головы с дефектами закрытия верхнечелюстных холмиков. Плаценты гипопластичны.
Зародыши с трисомиями 21 (синдром Дауна у новорожденных) не всегда имеют аномалии развития, а если и имеют, то незначительные, не могущие служить причиной их гибели. Плаценты в таких случаев бывают бедны клетками, и представляются остановившимися в развитии на ранней стадии. Гибель зародыша в таких случаях представляется следствием плацентарной недостаточности.
Заносы. Сравнительный анализ цитогенетических и морфологических данных позволяет выделить два типа заносов: классический пузырный занос и эмбриональный триплоидный занос.
Выкидыши при триплоидиях имеют четкую морфологическую картину. Это выражается в сочетании полной или (чаще) частичной пузырной дегенерации плаценты и амниотического пузырька с зародышем, размеры которого (зародыша) очень малы по сравнению с относительно большим амниотическим пузырьком. Гистологическое исследование показывает не гипертрофию, а гипотрофию пузырно измененного трофобласта, образующего микрокисты в результате многочисленный инвагинаций.
Напротив, классический пузырный занос не затрагивает ни амниотический мешок, ни зародыш. В пузырьках обнаруживается избыточное образование синцитиотрофобласта с выраженной васкуляризацией. Цитогенетически большинство классических пузырных заносов имеет кариотип 46,XX. Проведенные исследования позволили установить хромосомные сбои, участвующие в образовании пузырного заноса. Было показано, что 2 X-хромосомы в классическом пузырном заносе идентичны и имеют отцовское происхождение. Наиболее вероятным механизмом развития пузырного заноса является истинный андрогенез, возникающий вследствие оплодотворения яйцеклетки диплоидным сперматозоидом, возникшим в результате сбоя второго мейотического деления и последующим полным выключением хромосомного материала яйцеклетки. С точки зрения патогенеза, такие хромосомные нарушения близки к нарушениям при триплоидии.
Оценка частоты хромосомных нарушений в момент зачатия
Можно попробовать расчитать количество зигот с хромосомными аномалиями при зачатии, основываясь на частоте хромосомных аномалий, обнаруживаемых в материале выкидышей. Однако прежде всего следует отметить, что поразительное сходство результатов исследований материала выкидышей, проведенное в разных частях света, говорит о том, что хромосомные сбои в момент зачатия являются очень характерным явлением в репродукции у человека. Кроме того, можно констатировать, что реже всего встречающиеся аномалии (например, трисомии A, B и F) связаны с остановкой развития на очень ранних стадиях.
Анализ относительной частоты различных аномалий, возникающих при нерасхождении хромосом в процессе мейоза, позволяет сделать следующие важные выводы:
1. Единственной моносомией, обнаруживаемой в материале выкидышей, является моносомия X (15% всех аберраций). Напротив, аутосомные моносомии практически не обнаруживаются в материале выкидышей, хотя теоретически их должно быть столько же, сколько и аутосомных трисомий.
2. В группе аутосомных трисомий частота трисомий разных хромосом значительно варьирует. Исследования, выполненные с использованием метода G-бэндинга, позволили установить, что все хромосомы могут быть участницами трисомии, однако некоторые трисомии встречаются гораздо чаще, например, трисомия 16 встречается в 15% случаев всех трисомий.
Из этих наблюдений можно сделать вывод, что, скорее всего, частота нерасхождения разных хромосом приблизительно одинакова, а различная частота аномалий в материале выкидышей связана с тем, что отдельные хромосомные аберрации приводят к остановке развития на очень ранних стадиях и поэтому с трудом поддаются обнаружению.
Эти соображения позволяют приблизительно расчитать реальную частоту хромосомных нарушений в момент зачатия. Расчеты, сделанные Буэ, показали, что каждое второе зачатие дает зиготу с хромосомными аберрациями .
Данные цифры отражают среднюю частоту хромосомных аберраций при зачатии в популяции. Однако данные цифры могут значительно колебаться у разных супружеских пар. У некоторых супружеских пар вероятность возникновения хромосомных аберраций в момент зачатия значительно превышает средний риск в популяции. У таких супружеских пар невынашивание беременности на малых сроках происходит гораздо чаще, чем у остальных супружеских пар.
Данные расчеты подтверждаются другими исследованиями, проведенными с использованием других методов:
1. Классическими исследованиями Хертига
2. Определением уровня хорионического гормона (ХГ) в крови женщин после 10 после зачатия. Часто этот тест оказывается положительным, хотя менструация приходит вовремя или с небольшой задержкой, и субъективно наступления беременности женщина не замечает ("биохимическая беременность")
3. Хромосомный анализ материала, полученного при искусственных абортах показал, что при абортах на сроке 6—9 недель (4—7 недель после зачатия) частота хромосомных аберраций составляет примерно 8%, а при искусственных абортах на сроке 5 недель (3 недели после зачатия) эта частота возрастает до 25%.
4. Было показано, что нерасхождение хромосом в процессе сперматогенеза является очень частым явлением. Так Пирсон и сотр. обнаружили, что вероятность нерасхождения в процессе сперматогенеза для 1-й хромосомы составляет 3,5%, для 9-й хромосомы — 5%, для Y-хромосомы — 2%. Если и другие хромосомы имеют вероятность нерасхождения примерно такого же порядка, то тогда только 40% всех сперматозоидов имеют нормальный хромосомный набор.
Экспериментальные модели и сравнительная патология
Частота остановки развития
Хотя различия в типе плацентации и количестве плодов затрудняют сравнение риска неразвивающейся беременности у домашних животных и у человека, определенные аналогии проследить можно. У домашних животных процент летальных зачатий колеблется между 20 и 60%.
Изучение летальных мутаций у приматов дало цифры, сравнимые с таковыми у человека. Из 23 бластоцист, выделенных у макак до зачатия, у 10 были грубые морфологические аномалии.
Частота хромосомных аномалий
Только экспериментальные исследования позволяют провести хромосомный анализ зигот на разных стадиях развития и оценить частоту хромосомных аберраций. Классические исследования Форда выявили хромосомные аберрации у 2% зародышей мышей в возрасте от 8 до 11 дней после зачатия. Дальнейшие исследования показали, что это слишком продвинутая стадия развития зародышей, и что частота хромосомных аберраций гораздо выше (см. ниже).
Влияние хромосомных аберраций на развитие
Большой вклад в дело выяснения масштаба проблемы внесли исследования Альфреда Гроппа из Любека и Чарльза Форда из Оксфорда, проводившиеся на так называемых "табачных мышах" (Mus poschiavinus ). Скрещивание подобных мышей с нормальными мышами дает большой спектр триплоидий и моносомий, позволяющих оценить влияние обоих типов аберраций на развитие.
Данные профессора Гроппа (1973 г.) приведены в таблице.
| Распределение эуплоидных и анэуплоидных зародышей у гибридных мышей | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Стадия развития | День | Кариотип | Всего | ||
| Моносомии | Эуплоидии | Трисомии | |||
| До имплантации | 4 | 55 | 74 | 45 | 174 |
| После имплантации | 7 | 3 | 81 | 44 | 128 |
| 9—15 | 3 | 239 | 94 | 336 | |
| 19 | 56 | 2 | 58 | ||
| Живые мыши | 58 | 58 | |||
Эти исследования позволили подтвердить гипотезу о равной вероятности возникновения моносомий и трисомий при зачатии: аутосомные моносомии возникают с такой же частотой, как и трисомии, но зиготы с аутосомными моносомиями погибают еще до имплантации и не обнаруживаются в материале выкидышей.
При трисомиях гибель зародышей происходит на более поздних сдадиях, но ни один зародыш при аутосомных трисомиях у мышей не доживает до родов.
Исследования группы Гроппа позволили показать, что в зависимости от типа трисомии, зародыши погибают на разных сроках: с трисомиями 8, 11, 15, 17 — до 12 дня после зачатия, с трисомиями 19 — ближе к сроку родов.
Патогенез остановки развития при хромосомных аномалиях
Исследование материала выкидышей показывает, что во многих случаях хромосомных аберраций эмбриогенез резко нарушается, так что элементов эмбриона не обнаруживается вообще ("пустые плодные яйца", анэмбриония) (остановка развития до срока 2-3 недель после зачатия). В других случаях удается обнаружить элементы зародыша, часто неоформленные (остановка развития на сроке до 3-4 недель после зачатия). При наличии хромосомных аберраций эмбриогенез часто или вообще невозможен, или резко нарушается с самых ранних стадий развития. Проявления таких нарушений выражены в гораздо большей степени в случае аутосомных моносомий, когда развитие зиготы останавливается в первые дни после зачатия, но и в случае трисомий хромосом, имеющих ключевое значение для эмбриогенеза, развитие также прекращается в первые дни после зачатия. Так, например, трисомия 17 обнаруживается только у зигот, остановившихся в развитии на самых ранних стадиях. Кроме того, многие хромосомные аномалии связаны вообще с пониженной способностью к делению клеток, как показывает изучение культур таких клеток in vitro .
В других случаях развитие может продолжаться до 5—6—7 недель после зачатия, в редких случаях — дольше. Как показали исследования Филиппа, в таких случаях гибель плода объясняется не нарушением эмбрионального развития (обнаруживаемые дефекты сами по себе не могут быть причиной смерти зародыша), а нарушением формирования и функционирования плаценты (стадия развития плода опережает стадию формирования плаценты.
Исследования культур клеток плаценты при различных хромосомных аномалиях показали, что в большинстве случаев деление плацентарных клеток происходит гораздо медленнее, чем при нормальном кариотипе. Это во многом объясняет, почему новорожденные с хромосомными аномалиями обычно имеют низкую массу тела и сниженную массу плаценты.
Можно предположить, что многие нарушения развития при хромосомных аберрациях связаны именно с пониженной способностью клеток к делению. При этом возникает резкая диссинхронизация процессов развития зародыша, развития плаценты и индукции дифференциации и миграции клеток.
Недостаточное и запоздалое формирование плаценты может приводить к нарушению питания и к гипоксии зародыша, а также — к снижению гормональной продукции плаценты, что может быть дополнительной причиной развития выкидышей.
Исследования клеточных линий при трисомиях 13, 18 и 21 у новорожденных показало, что клетки делятся медленнее, чем при нормальном кариотипе, что проявляется в снижении плотности клеток в большинстве органов.
Загадкой является то, почему при единственной аутосомной трисомии, совместимой с жизнью (трисомия 21, синдром Дауна), в одних случаях происходит задержка развития зародыша на ранних стадиях и самопроизвольный выкидыш, а в других — ненарушенное развитие беременности и рождение жизнеспособного ребенка. Сравнение клеточных культур материала выкидышей и доношенных новорожденных при трисомии 21 показало, что различия в способности клеток к делению в первом и втором случаях резко различается, что возможно объясняет разную судьбу таких зигот.
Причины количественных хромосомных аберраций
Изучение причин хромосомных аберраций крайне затруднено, прежде всего из-за высокой частоты, можно сказать, всеобщности этого явления. Очень трудно корректно собрать контрольную группу беременных женщин, с большим трудом поддаются изучению нарушения сперматогенеза и оогенеза. Несмотря на это, некоторые этиологические факторы повышения риска хромосомных аберраций выяснить удалось.
Факторы, напрямую связанные с родителями
Влияние возраста матери на вероятность рождения ребенка с трисомией 21 наводит на мысль о возможном влиянии возраста матери на вероятность возникновения летальных хромосомных аберраций у зародыша. Приводимая ниже таблица показывает связь возраста матери с кариотипом материала выкидышей.
| Средний возраст матери при хромосомных аберрациях абортусов | ||
|---|---|---|
| Кариотип | Число наблюдений | Средний возраст |
| Нормальный | 509 | 27,5 |
| Моносомия X | 134 | 27,6 |
| Триплоидии | 167 | 27,4 |
| Тетраплоидия | 53 | 26,8 |
| Аутосомные трисомии | 448 | 31,3 |
| Трисомии D | 92 | 32,5 |
| Трисомии E | 157 | 29,6 |
| Трисомии G | 78 | 33,2 |
Как видно из таблицы, не было обнаружено связи между возрастом матери и самопроизвольными выкидышами, связанными с моносомией X, триплоидией или тетраплоидией. Повышение среднего возраста матери отмечено для аутосомных трисомий в целом, но по разным группам хромосом цифры были получены разные. Однако общее число наблюдений в группах недостаточно, чтобы уверенно судить о каких-либо закономерностях.
Возраст матери в большей степени связан с повышенным риском выкидышей с трисомиями акроцентрических хромосом группы D (13, 14, 15) и G (21, 22), что совпадает и со статистикой хромосомных аберраций при мертворождениях.
Для некоторых случаев трисомий (16, 21) было определено происхождение лишней хромосомы. Оказалось, что возраст матери связан с повышением риска трисомий только в случае материнского происхождения лишней хромосомы. Не было обнаружено связи возраста отца с повышением риска трисомий.
В свете исследований на животных высказываются предположения о возможной связи старения гамет и задержки оплодотворения на риск возникновения хромосомных аберраций. Под старением гамет понимают старение сперматозоидов в половых путях женщины, старение яйцеклетки либо в результате перезрелости внутри фолликула или в результате задержки выхода яйцеклетки из фолликула, либо в результате трубной перезрелости (запоздалого оплодотворения в трубе). Скорее всего, подобные законы действуют и у человека, но достоверных подтверждений этого пока не получено.
Факторы окружающей среды
Было показано, что вероятность хромосомных аберраций при зачатии повышается у женщин, подвергшихся действию ионизирующей радиации. Предполагается связь между риском хромосомных аберраций и действием других факторов, в частности — химических.
Заключение
1. Не каждую беременность удается сохранить на малых сроках. В большом проценте случаев выкидыши обусловлены хромосомными нарушениями у плода, и родить живого ребенка невозможно. Гормональное лечение может отсрочить момент выкидыша, но не может помочь зародышу выжить.
2. Повышенная нестабильность генома супругов является одним из причинных факторов бесплодия и невынашивания беременности. Выявить такие супружеские пары помогает цитогенетическое обследование с анализом на хромосомные аберрации. В некоторых случаях повышенной нестабильности генома специальная антимутагенная терапия может помочь повысить вероятность зачатия здорового ребенка. В других случаях рекомендуется донорская инсеминация или использование донорской яйцеклетки.
3. При невынашивании беременности, обусловленном хромосомными факторами, организм женщины может "запомнить" неблагоприятный иммунологический ответ на плодное яйцо (иммунологический импринтинг). В таких случаях возможно развитие реакции отторжения и на зародыши, зачатые после донорской инсеминации или с использованием донорской яйцеклетки. В таких случаях рекомендуется проведение специального иммунологического обследования.
Хромосомы – это структуры в клетке, носители генов, в которых содержится наследственная информация. У здорового человека, не страдающего отклонениями, количество хромосом должно быть 46 (23 пары хромосом).
В яйцеклетке и сперматозоиде в норме содержится по 23 хромосомы (1 хромосома из каждой пары). Это называется гаплоидный набор хромосом. После слияния мужской и женской половых клеток образуется зигота (оплодотворенная яйцеклетка), и количество хромосом в ней удваивается и достигает 46 (23 от матери и столько от отца). Это диплоидный набор хромосом. Однако иногда встречаются нарушения в виде увеличения количества хромосомных наборов в одной клетке, что ведет к невозможности нормального функционирования организма и появлению неизлечимых болезней.
Триплоидия – это одна из наиболее частых спонтанных аномалий хромосомного набора в процессе эмбриогенеза и заключается она в том, что в клетках оказывается по 69 хромосом (не по 2, а по 3 хромосомы из каждой пары).
Плоды с триплоидией наследуют дополнительный набор хромосом от одного из родителей. К появлению этого отклонения могут привести два пути:
- при оплодотворении в яйцеклетку проникает не один сперматозоид, как должно быть, а два. Каждый из них несет по одиночному набору хромосом (23 хромосомы) и также 23 хромосомы есть у яйцеклетки. В итоге, в ядре клетки оказывается 69 хромосом;
- сперматозоид проникает в яйцеклетку, которая сама вследствие нарушения ее образования имеет 46 хромосом. В этом случае также получается 69 хромосом.
Триплоидия является смертельным состоянием. Подобные изменения хромосомного набора практически не встречаются среди живорождённых детей, так как приводят к серьёзнейшим нарушениям и чаще всего являются причиной внутриутробной гибели эмбриона на ранней стадии развития. В большинстве случаев происходит выкидыш в первом триместре или мертворождение. Те дети, которым удалось родиться живыми, умирают через несколько дней или недель, а те, кто смог пережить этот срок, будут иметь серьезные многочисленные врожденные дефекты. Они могут включать в себя замедление роста, пороки сердца, дефекты нервной трубки (расщепление позвоночника).
Наследственной предрасположенности к этой аномалии у человека нет, фактически она возникает случайно. Риск повторения триплоидии у одних и тех же родителей крайне низкий.
Виды триплоидии
Триплоидию можно разделить на два типа. При I типе дополнительный набор хромосом будет иметь отцовское происхождение, а при II типе дополнительный набор будет иметь материнское происхождение.
Дигиния (триплоидия материнского происхождения) характеризуется излишком материнских хромосом в кариотипе плода. Избыток материнских хромосом в кариотипе может образоваться из-за того, что в оплодотворенную яйцеклетку оказывается вовлеченным полярное тельце. Полярные тельца – это крохотные образования на поверхности яйцеклеток, также содержащие хромосомы. Проникновение такого образования внутрь оплодотворенной яйцеклетки может сказаться на малыше, передав ему лишний хромосомный комплект.
Синдром триплоидии также может развиться, если оплодотворение произошло через короткий промежуток времени после приёма противозачаточных средств или длительных менструальных циклов. Играет роль и возрастной фактор: чем старше женщина, тем выше риск возникновения этого заболевания.
Для материнской триплоидии характерен маленький размер плаценты и регресс в данном случае возникает потому, что тощая плацента не может достаточно обеспечивать большой плод.
К дефектам лица у плода при материнской триплоидии относятся широко расставленные глаза, низкая спинка носа, деформированные низко посаженные уши, маленькая нижняя челюсть, необычная форма черепа, заячья губа и /или расщелина в нёбе.
Дефекты туловища проявляются в деформации и сращивание пальцев на руках и ногах, аномалии половых органов, появлении отверстий в брюшной стенке. Внутренние органы также функционируют неправильно: недостаточно развиты надпочечники, возможна кистозность почек, врожденные дефекты сердца, пороки развития печени и желчного пузыря. Помимо всего прочего, наблюдается аномальное развитие мозга, умственная отсталость, дефекты нервной трубки (вплоть до роста головного или спинного мозга вне тела).
Аномалии развития плода могут быть заметны при проведении УЗИ уже на 12 неделе. Есть ряд признаков, по которым врач может прогнозировать возможные нарушения. Для материнской триплоидии характерны, прежде всего, ассиметричные задержки в развитии плода.
Отцовская триплоидия обусловлена слиянием яйцеклетки с двумя сперматозоидами (диспермией) или оплодотворением диплоидным сперматозоидом (диандрия), поэтому, в этих случаях, дополнительный набор хромосом будет иметь отцовское происхождение.
На УЗИ при таких отклонениях плацента будет казаться утолщенной с кистозными образованиями. Плод может быть нормальным или немного меньше нормы, в некоторых случаях можно обнаружить водянку у плода. Отцовская триплоидия связана с повышенным риском развития трофобластической болезни у матери. Трофобластическая болезнь - это доброкачественные и злокачественные новообразования, исходящие из клеток плаценты. Иногда трофобластическую болезнь называют «эмбриональный рак». К трофобластической болезни относятся пузырный занос, хориокарцинома и хорионэпителиома.
Пузырный занос – состояние, сопровождающееся разрастанием трофобласта (наружный слой клеток зародыша), заполняющего полость матки. Вместо развития плода в матке формируются кисты, напоминающие гроздья винограда.
Полный пузырный занос возникает, когда по неизвестным причинам происходит потеря материнских генов и дублирование отцовского генома. Иногда (в 5% случаев) полный пузырный занос вызван оплодотворением пустой (безъядерной) яйцеклетки двумя сперматозоидами. Первым клиническим признаком этого явления является несоответствие размеров матки сроку беременности: матка больше, чем должна быть по сроку. Макроскопически визуализируются отечные хориальные ворсинки, пузырьки. Эмбрион погибает на ранних стадиях развития, до установления плацентарного кровообращения.
Неполный (или частичный) пузырный занос вызван триплоидией, получившейся в результате оплодотворения яйцеклетки двумя сперматозоидами. Эти клетки содержат один набор материнских хромосом и двойной набор отцовских.
Пузырный занос - редкое заболевание и чаще встречается у повторнородящих в старше 35 лет. Заболевание характеризуется следующими симптомами, каждый из которых является показанием к госпитализации:
- обильное кровотечение из половых путей и рождение пузырьков заноса;
- размеры матки превышают норму, которая должна быть на соответствующем сроке неосложненной беременности;
- отсутствие достоверных признаков беременности: плод не определяется при помощи ощупывания, ультразвукового исследования, сердцебиение плода не выслушивается и не регистрируется при аппаратном исследовании; - убрать! Мы должны выявить пузырный занос задолго до того, когда можно ощапать плод и выслушать сердцебиение
- ранний токсикоз тяжелой степени (тошнота и чрезмерная рвота, слюнотечение, симптомы нарастающей печеночной недостаточности, истощение), анемии в связи с повторяющимися кровотечениями.
До появления клинических симптомов диагноз пузырного заноса устанавливается при ультразвуковом исследовании. Вместо нормальной структуры плодного яйца обнаруживается картина, получившая название «снежной бури». В яичниках определяются лютеиновые кисты. При исследовании гормонов отмечается высокий уровень хорионического гонадотропина (ХГЧ), иногда многократно превышающий норму для данного срока беременности.
При установленном диагнозе назначают операцию по удалению патологических наростов ткани, по-другому называемая «выскабливание полости матки». Иногда операцию приходится проводить повторно, чтобы полностью удалить остаток патологической ткани.
При неполном пузырном заносе необходимо проводить прерывание беременности даже при наличии живого эмбриона, поскольку прогноз для такой беременности все равно неблагоприятный – в недоношенном сроке беременности, пока плод еще не жизнеспособен, происходит самопроизвольное прерывание беременности, которое сопровождается массивным кровотечением, угрожающем жизни женщины. Довести такую беременность до доношенного срока и родить здорового ребенка невозможно.
После хирургического вмешательства нужно регулярно следить за уровнем содержания ХГЧ (хорионического гонадотропина человека) в крови. Если его уровень снижается, это говорит о том, что остатков хориальной ткани в матке не имеется. Однако только повторные результаты анализа могут дать уверенность в отсутствии пузырного заноса.
Опасность пузырного заноса заключается ещё и в том, что он может вызвать хориокарциному – форму рака, при котором плацентарная ткань перерождается в злокачественную. Данная патология наблюдается в одном случае из тридцати тысяч беременностей. Для её лечения назначают химиотерапевтические средства.
Методы выявления триплоидии
При материнской триплоидии ни биохимический скрининг, ни ультразвуковое исследование не может с точностью установить наличие триплоидии у плода. Однако уже на 12 неделе беременности УЗИ может выявить характерные для этого отклонения признаки:
- частота сердечных сокращений ниже 120 ударов в минуту;
- нарушение разделения головного мозга на отделы;
- выворот органов брюшной полости в грыжевой мешок в области пуповины.
Важно отметить, что наличие этих маркеров не является диагнозом, достоверно подтверждающим наличие хромосомной патологии у плода. Если скрининг при беременности показывает высокий риск какой-либо патологии, женщине рекомендуют инвазивную диагностику. На сроке 11-14 недель это хорионбиопсия, в 16-20 недель амниоцентез, после 20 недели кордоцентез. Эти исследования помогают дать практически 100% верный ответ о генетическом «здоровье» плода. Минус заключается в том, что у 1-2% женщин в результате процедур может случиться выкидыш или различные осложнения течения беременности. Наиболее безопасным считается амниоцентез. Каждая пара сама решает - стоит ли проводить инвазивную диагностику. Если в ее результате будет выявлена хромосомная аномалия - женщине предлагают прерывание беременности.
Триплоидию вылечить невозможно и многие родители принимают в этом случае решение сделать аборт. Этот вариант наиболее гуманный по отношению к родителям и к плоду, так как полноценная жизнедеятельность при таком диагнозе невозможна, а ребёнок чаще всего живёт совсем недолго и имеет очень слабое здоровье. В случае отказа от аборта, если ребёнок выживет, специалисты будут применять только поддерживающие методики лечения, чтобы по возможности улучшить качество его жизни.
Безопасный и высокоточный тест Panorama - неинвазивный пренатальный ДНК тест (НИПТ) практически также эффективно, как и инвазивная диагностика, выявляет распространенные генетические болезни плода, в том числе и триплоидию. Тест Panorama способен выявить хромосомные аномалии на довольно раннем сроке беременности – с 9 недель. Ещё один положительный момент – данная диагностика абсолютно безопасна как для матери, так и будущего ребенка. Сама процедура сдачи теста очень проста – осуществляется забор крови из вены у матери. С помощью особых технологий и алгоритмов в полученном материале производят разделение ДНК плода и матери. Выделенная ДНК плода проходит специальный анализ на компьютере, по результатам которого определяется персональный уровень риска хромосомных патологий.
Определение триплоидии с помощью НИПТ – клинически важная задача. Раннее выявление этого хромосомного отклонения позволяет осуществлять пристальный медицинский контроль и уход за пациенткой.
Прогнозы после беременности с триплоидией
В некоторых случаях, как при материнской, так и при отцовской триплоидии может произойти регресс беременности. Если вы столкнулись с неразвивающейся беременностью или у вас произошел самопроизвольный выкидыш, то всегда возникает вопрос, почему это случилось,
и что следует предпринять, чтобы это не повторилось.
Чаще всего абортивный материал направляют на гистологическое исследование, который помогает определить наличие предракового состояния или рака.
Триплоидия выявляется в результате генетического исследования абортуса (недоразвитый плод, полученный в результате самопроизвольного или искусственного аборта) с помощью кариотипирования.
Однако обычное кариотипирование, хоть и может определить числовые аномалии хромосом, в том числе триплоидию, не позволяет определить происхождение дополнительного набора хромосом, то есть произвести идентификацию триплоидии материнской или отцовской. Кроме того, при оплодотворении «пустой» яйцеклетки двумя сперматозоидами кариотип может определить хромосомный набор как нормальный диплоидный. Поэтому кариотипирование невозможно использовать для диагностики пузырного заноса.
Стоит отметить, что дифференцировать материнскую и отцовскую триплоидии при планировании следующей беременности крайне важно, так как дигиническая (материнская) триплоидия несёт за собой низкий риск повторного возникновения данной аномалии и осложнений у женщины, а диандрическая (отцовская) и наличие частичного пузырного заноса может представлять собой серьезную угрозу развития онкологической патологии.
Существует эффективное решение проблемы – молекулярное кариотипирование «ОПТИМА», которое позволяет точно определить наличие хромосомной патологии плода. В отличие от анализа кариотипа, тест «ОПТИМА» определяет все виды триплоидий.
Тестирование абортивного материала производится на специальном оборудовании с применением улучшенного биоинформатического алгоритма, который дает возможность определить происхождение отклонений (отцовское или материнское), а также определить точный размер и генетические координаты дисбаланса. Эта информация может стать весьма ценной для супружеской пары при определении дальнейших шагов.
Планирование беременности после триплоидии необходимо обсудить со специалистом после рассмотрения результатов теста «ОПТИМА» или кариотипирования. Врач даст все необходимые рекомендации и подскажет оптимальные сроки для наступления следующей беременности. Следует помнить, что триплоидия – аномалия, которая образуется, как правило, случайным образом, поэтому у пары, столкнувшейся с этой проблемой, есть все шансы на появление в семье здорового малыша.
