Наследственные заболевания: причины, классификация и диагностика

Екатерина Ошкина-Гутникова Контент-менеджер

Наследственные заболевания — это патологии, вызванные мутациями в генетическом материале человека. Эти мутации могут передаваться от родителей к потомкам, нарушая работу органов и систем организма. Генетическая информация содержится в ДНК, расположенной в ядрах клеток, и кодирует инструкции для синтеза белков, необходимых для нормального функционирования организма. Когда происходит сбой в этой информации, это может приводить к болезни.

Такие заболевания часто проявляются уже в детском возрасте, хотя некоторые могут манифестировать только в зрелые годы. В среднем, на каждую тысячу новорождённых приходится один ребёнок с тяжёлым наследственным заболеванием. Если учитывать все формы генетических нарушений, включая предрасположенность, то до 70% заболеваний у человека могут иметь генетическую составляющую.

Синдромы генетических заболеваний

Синдром — это совокупность симптомов, объединённых единым генетическим механизмом. Существует множество синдромов, каждый из которых отличается по степени тяжести, частоте встречаемости и клинической картине. Наиболее известные из них:

• Синдром Дауна — трисомия по 21-й хромосоме, приводящая к умственной отсталости, характерным чертам лица, порокам сердца и другим нарушениям.
• Синдром Марфана — нарушение соединительной ткани, проявляющееся высоким ростом, удлинёнными конечностями, аневризмами аорты.
• Синдром хрупкой X-хромосомы — основная причина наследственной умственной отсталости у мальчиков.
• Синдром Клайнфельтера (у мужчин: 47,XXY) — вызывает бесплодие, гинекомастию и снижение интеллекта.
• Синдром Тернера (у женщин: 45,X) — характеризуется низким ростом, нарушением полового развития и бесплодием.

Некоторые синдромы имеют характерные фенотипические проявления, позволяющие заподозрить диагноз ещё до генетических тестов. Например, при синдроме Вильямса наблюдается сочетание умственной отсталости, «эльфийских» черт лица, гиперкальциемии.

В других случаях синдромы могут быть трудно распознаваемыми и проявляться только в определённом возрасте или при воздействии внешних факторов. Это требует от врачей высокой клинической настороженности и знания редких патологий.

Причины

Причинами наследственных заболеваний являются:

1. Генные мутации — точечные изменения в одном гене.
2. Хромосомные аномалии — нарушение числа или структуры хромосом, например, утрата или удвоение хромосомы.
3. Митохондриальные мутации — изменения в ДНК митохондрий, которые передаются исключительно по материнской линии.
4. Эпигенетические нарушения — изменения регуляции активности генов без изменения последовательности ДНК, часто на фоне окружающей среды.

Мутации могут возникать в результате воздействия различных факторов окружающей среды — радиации, вирусов, химических веществ. Особенно уязвим организм в период раннего эмбрионального развития. Также мутации могут накапливаться с возрастом в соматических клетках, что играет роль в развитии таких заболеваний, как рак. Генетические ошибки могут быть единичными (замена нуклеотида), или более масштабными — делеции, инверсии, дупликации участков ДНК.

Особую роль в передаче наследственных мутаций играют близкородственные браки, при которых значительно возрастает риск рождения ребёнка с рецессивной патологией. В таких популяциях нередко проводятся программы массового генетического скрининга.

Классификация

Наследственные заболевания можно классифицировать по типу наследования:

1. Аутосомно-доминантные — болезнь проявляется при наличии одной копии мутантного гена (например, нейрофиброматоз, хорея Гентингтона).
2. Аутосомно-рецессивные — заболевание развивается только при наличии двух дефектных аллелей (например, муковисцидоз, галактоземия).
3. Сцепленные с Х-хромосомой — чаще болеют мужчины (гемофилия, дальтонизм).
4. Митохондриальные заболевания — передаются по материнской линии.

Также применяют классификацию по клиническим признакам:

• Метаболические — нарушения обмена веществ (болезнь Гоше, фенилкетонурия).
• Неврологические — болезнь Тея-Сакса, спинальная мышечная атрофия.
• Онкогенетические — предрасположенность к онкологии (BRCA1/2, синдром Линча).
• Иммунные — первичные иммунодефициты, такие как синдром Ди Джорджи.

Самые распространенные наследственные болезни

Наиболее часто встречающиеся наследственные заболевания:

• Муковисцидоз — поражает лёгкие и пищеварительную систему, вызывает хронические инфекции и мальабсорбцию.
• Фенилкетонурия — нарушение метаболизма фенилаланина, при отсутствии лечения вызывает тяжёлую умственную отсталость.
• Талассемия — нарушение синтеза гемоглобина, распространена в Средиземноморском и азиатском регионах.
• Гемофилия А — дефицит фактора VIII свёртывания крови, приводит к внутренним кровоизлияниям.

Для чего нужна генетическая диагностика?

Генетическая диагностика позволяет:

• Подтвердить диагноз, особенно при редких или неясных симптомах.
• Провести пренатальный или неинвазивный скрининг.
• Оценить носительство мутаций у здоровых людей (например, перед планированием беременности).
• Определить риск наследования болезни у потомков.
• Назначить персонализированное лечение, учитывающее особенности метаболизма или ответа на препараты.

В последние годы молекулярно-генетическая диагностика стала доступна не только в научных лабораториях, но и в клинической практике. Наиболее прогрессивный метод — секвенирование нового поколения (NGS), позволяющее анализировать сразу сотни генов. Используется как для диагностики редких заболеваний, так и для составления персонализированных терапевтических планов.

Особое значение имеет неинвазивный пренатальный тест (НИПТ), который позволяет с высокой точностью выявить трисомии у плода уже на 10-й неделе беременности, анализируя ДНК плода в крови матери. Такой подход заменяет рискованные инвазивные процедуры — амниоцентез и биопсию хориона — в большинстве случаев.

Можно ли вылечить наследственные заболевания?

Вылечить большинство наследственных болезней пока невозможно. Однако существуют подходы, улучшающие состояние пациентов:

• Диетотерапия — при фенилкетонурии, галактоземии.
• Ферментозаместительная терапия — при болезни Гоше, мукополисахаридозах.
• Симптоматическое лечение — физиотерапия, хирургия, препараты.
• Генная терапия — новая область, уже используемая для лечения СМА (спинальной мышечной атрофии), бета-талассемии.
• Редактирование генома (CRISPR/Cas9) — активно исследуется, потенциально может привести к «исправлению» мутаций на уровне ДНК.

Ряд наследственных заболеваний, ранее считавшихся фатальными, теперь поддаются коррекции. Так, при СМА в раннем возрасте возможно применение препарата золгенсма (Zolgensma), который доставляет в клетки правильную копию гена SMN1. Стоимость терапии — одна из самых высоких в мире, но она демонстрирует устойчивые результаты при раннем применении.

Также развиваются подходы к терапии с использованием РНК-интерференции и антисмысловых олигонуклеотидов (например, при болезни Гентингтона или семейной гиперхолестеринемии). Хотя эти методы всё ещё проходят клинические испытания, они открывают перспективы для точечного воздействия на патогенез.

Определить риск зачатия ребёнка с генетическим заболеванием может помочь [пренатальный генетический анализ].

Список литературы

1. May G. H. W. The genetic basis of human disease. Essays Biochem. 2018;62(4):―. DOI: PMC6279436.
2. Systematic analysis of inheritance pattern determination in genes. Frontiers in Genetics. 2022. DOI: 10.3389/fgene.2022.990015
3. Beyond gene‑disease validity: capturing structured data on inheritance patterns… Genome Med. 2023. DOI: 10.1186/s13073-023-01246-8
4. Brar A. S. et al. Gene Therapy for Inherited Retinal Diseases: From Laboratory Bench to Patient Bedside and Beyond. Ophthalmology Therapy. 2024;13:21–50.
5. Implementation of a registry and open access genetic testing program for inherited retinal diseases. 2020.