Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции
В работе дается определение пренатальной диагностики (ПД) как нового научного направления медицинской генетики, целью которого является изучение функций генома развивающегося зародыша человека в норме и патологии, его взаимодействий с материнским организмом и разработка на этой основе оптимальных пу...
Saved in:
| Published in: | Биополимеры и клетка |
|---|---|
| Date: | 1990 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
1990
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152774 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции / В.С. Баранов // Биополимеры и клетка. — 1990. — Т. 6, № 1. — С. 46-51. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-152774 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Баранов, В.С. 2019-06-12T18:38:22Z 2019-06-12T18:38:22Z 1990 Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции / В.С. Баранов // Биополимеры и клетка. — 1990. — Т. 6, № 1. — С. 46-51. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000246 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152774 В работе дается определение пренатальной диагностики (ПД) как нового научного направления медицинской генетики, целью которого является изучение функций генома развивающегося зародыша человека в норме и патологии, его взаимодействий с материнским организмом и разработка на этой основе оптимальных путей профилактики, диагностики и, в перспективе, - лечения наследственных болезней. Рассмотрены наиболее актуальные задачи ПД, непосредственно связанные с широким применением молекулярно-генетических методов исследования. Таковыми для диагностики моногенных болезней являются: ПДРФ-анализ семей высокого риска и создание банков ДНК-данных; необходимость широкого внедрения полимеразной цепной реакции синтеза ДНК; поиск новых диагностических полиморфных сайтов; анализ молекулярной природы патологических мутаций; выяснение первичных биомеханизмов действия мутантных генов. Актуальные задачи ПД хромосомных болезней включают: анализ хромосомных аберраций при помощи хромосом-специфических ДНК-зондов; исследование генеза анэуплоидии; анализ хромосомного мозаицизма: разработка неинвазивных методов определения пола и кариотипирования плода. Кратко обсуждаются основные подходы к проблеме коррекции генетических дефектов и терапии наследственных болезней на разных стадиях онтогенеза человека. Дається визначення пренатальної діагностики (ПД) як нового наукового напрямку медичної генетики, мета якого полягає у вивченні функцій геному зародка людини, що розвивається, за норми і патології, його взаємодій з материнським організмом і розробка на цій основі оптимальних шляхів профілактики, діагностики та, в перспективі, лікування спадкових хвороб. Розглянуто найактуальніші завдання ПД, безпосередньо пов’язані з широким застосуванням молекулярно-генетичних методів дослідження. Такими для діагностики моногенних хвороб є: ПДРФ-аналіз сімей високого ризику і створення банків ДНК-даних; необхідність широкого впровадження полімеразної ланцюгової реакції синтезу ДНК; пошук нових діагностичних поліморфних сайтів; аналіз молекулярної природи патологічних мутацій, з’ясування первинних біомеханізмів дії мутантних генів. Актуальні завдання ПД хромосомних хвороб включають: аналіз хромосомних аберацій за допомогою хромосом-специфічних ДНК-зондів; дослідження генезу анеуплоїдії, аналіз хромосомного мозаїцизму: розробка неінвазивних методів визначення статі та каріотипування зародка. Коротко обговорюються основні підходи до проблеми корекції генетичних дефектів і терапії спадкових хвороб на різних стадіях онтогенезу людини. Prenatal diagnosis (PD) is defined as a relatively new branch of medical genetics. Its major goal is to study human genome functions in normal and abnormal development, embryonic-maternal interactions. Its practical application is confined to elaboration of new effective ways to prevent hereditary diseases and probably somewhat later their specific corrections. Most urgent problems of prenatal diagnosis are outlined and briefly discussed. They include RFLP analysis in high risk families and organization of DNA data banks; wide application of polymcrase chain reaction; search for new informative RFLP sites; molecular analysis of mutated genes and their primary effects. Urgent problems in prenatal diagnosis of chromosomal diseases include application of chromosome specific DNA probes; the studies of aneuploidy origin and chromosomal mosaicism detection; ellaboration of non-invasive methods for karyotyping and sexing of the human embryos. Possible ways for corrections and treatment of hereditary diseases in man are briefly discussed. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Биополимеры и клетка Біомедицина Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции Проблеми пренатальної діагностики спадкових хвороб і можливі шляхи їх корекції Problems on prenatal diagnosis of hereditary diseases and possible ways of their correction Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции |
| spellingShingle |
Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции Баранов, В.С. Біомедицина |
| title_short |
Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции |
| title_full |
Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции |
| title_fullStr |
Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции |
| title_full_unstemmed |
Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции |
| title_sort |
проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции |
| author |
Баранов, В.С. |
| author_facet |
Баранов, В.С. |
| topic |
Біомедицина |
| topic_facet |
Біомедицина |
| publishDate |
1990 |
| language |
Russian |
| container_title |
Биополимеры и клетка |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Проблеми пренатальної діагностики спадкових хвороб і можливі шляхи їх корекції Problems on prenatal diagnosis of hereditary diseases and possible ways of their correction |
| description |
В работе дается определение пренатальной диагностики (ПД) как нового научного направления медицинской генетики, целью которого является изучение функций генома развивающегося зародыша человека в норме и патологии, его взаимодействий с материнским организмом и разработка на этой основе оптимальных путей профилактики, диагностики и, в перспективе, - лечения наследственных болезней. Рассмотрены наиболее актуальные задачи ПД, непосредственно связанные с широким применением молекулярно-генетических методов исследования. Таковыми для диагностики моногенных болезней являются: ПДРФ-анализ семей высокого риска и создание банков ДНК-данных; необходимость широкого внедрения полимеразной цепной реакции синтеза ДНК; поиск новых диагностических полиморфных сайтов; анализ молекулярной природы патологических мутаций; выяснение первичных биомеханизмов действия мутантных генов. Актуальные задачи ПД хромосомных болезней включают: анализ хромосомных аберраций при помощи хромосом-специфических ДНК-зондов; исследование генеза анэуплоидии; анализ хромосомного мозаицизма: разработка неинвазивных методов определения пола и кариотипирования плода. Кратко обсуждаются основные подходы к проблеме коррекции генетических дефектов и терапии наследственных болезней на разных стадиях онтогенеза человека.
Дається визначення пренатальної діагностики (ПД) як нового наукового напрямку медичної генетики, мета якого полягає у вивченні функцій геному зародка людини, що розвивається, за норми і патології, його взаємодій з материнським організмом і розробка на цій основі оптимальних шляхів профілактики, діагностики та, в перспективі, лікування спадкових хвороб. Розглянуто найактуальніші завдання ПД, безпосередньо пов’язані з широким застосуванням молекулярно-генетичних методів дослідження. Такими для діагностики моногенних хвороб є: ПДРФ-аналіз сімей високого ризику і створення банків ДНК-даних; необхідність широкого впровадження полімеразної ланцюгової реакції синтезу ДНК; пошук нових діагностичних поліморфних сайтів; аналіз молекулярної природи патологічних мутацій, з’ясування первинних біомеханізмів дії мутантних генів. Актуальні завдання ПД хромосомних хвороб включають: аналіз хромосомних аберацій за допомогою хромосом-специфічних ДНК-зондів; дослідження генезу анеуплоїдії, аналіз хромосомного мозаїцизму: розробка неінвазивних методів визначення статі та каріотипування зародка. Коротко обговорюються основні підходи до проблеми корекції генетичних дефектів і терапії спадкових хвороб на різних стадіях онтогенезу людини.
Prenatal diagnosis (PD) is defined as a relatively new branch of medical genetics. Its major goal is to study human genome functions in normal and abnormal development, embryonic-maternal interactions. Its practical application is confined to elaboration of new effective ways to prevent hereditary diseases and probably somewhat later their specific corrections. Most urgent problems of prenatal diagnosis are outlined and briefly discussed. They include RFLP analysis in high risk families and organization of DNA data banks; wide application of polymcrase chain reaction; search for new informative RFLP sites; molecular analysis of mutated genes and their primary effects. Urgent problems in prenatal diagnosis of chromosomal diseases include application of chromosome specific DNA probes; the studies of aneuploidy origin and chromosomal mosaicism detection; ellaboration of non-invasive methods for karyotyping and sexing of the human embryos. Possible ways for corrections and treatment of hereditary diseases in man are briefly discussed.
|
| issn |
0233-7657 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152774 |
| citation_txt |
Проблемы пренатальной диагностики наследственных болезней и возможные пути их коррекции / В.С. Баранов // Биополимеры и клетка. — 1990. — Т. 6, № 1. — С. 46-51. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT baranovvs problemyprenatalʹnoidiagnostikinasledstvennyhbolezneiivozmožnyeputiihkorrekcii AT baranovvs problemiprenatalʹnoídíagnostikispadkovihhvorobímožlivíšlâhiíhkorekcíí AT baranovvs problemsonprenataldiagnosisofhereditarydiseasesandpossiblewaysoftheircorrection |
| first_indexed |
2025-11-25T18:59:08Z |
| last_indexed |
2025-11-25T18:59:08Z |
| _version_ |
1850521765742116864 |
| fulltext |
/5. -Wu G. Y., Wu С. Η. R e c e p t o r - m e d i a t e d in vitro g e n e t r a n s f o r m a t i o n by a so lub le
D N A - c a r r i e r s y s t e m / / J . Biol . C h e m . - 1987 .—262, N 10.— P. 4429—4432.
76. Parkman R. The. app l i ca t i on of bone m a r r o w t r a n s p l a n t a t i o n to the t r e a t m e n t of
gene t i c d i s e a s e s / / Science.— 1986 .^ -232 , N 4 7 5 6 . — P . 1373—1378.
77. Louis D. S., Verma I. D. An a l t e r n a t i v e a p p r o a c h to s o m a t i c cell g e n e t h e r a p v / /
P roc . N a t . Acad . Sci. U S A . — 1988.— 85? N 9.— P. 3150—3154.
78. Wilson J., Jefferson D. M., Chowdhury J. R. R e t r o v i r u s - m e d i a t e d t r a n s d u c t i o n of a d u l t
h e p a t o c y t e s / / Ib id .— P . 3014—3018.
79. Palmer T. D., Hock R. A., Osborne W. E f f i c i e n t r e t r o v i r u s - m e d i a t e d t r a n s f e r and
e x p r e s s i o n of a h u m a n a d e n o s i n e d e a m i n a s e g e n e in d iploid f i b r o b l a s t s f r o m an
a d e n o s i n e d e a m i n a s e - d e f i c i e n t h u m a n / / Ib id .— 1987.— 84, N 4.— P. 1055—1059.
80. Complete co r rec t ion of t he e n z y m a t i c defec t of t y p e I Gouche r d i sease f i b r o b l a s t s by
r e t r o v i r a l - m e d i a t e d g e n e t r a n s f e r / J . S o r g e , W. Kuhl , C. Wes t , E. B e u t l e r / / I b i d . —
P . 906—909.
81. Correction of the g e n e t i c defec t in h e p a t o c y t e s f r o m the W a t a n a b e he r i t ab l e hyper l i -
p idemic r a b b i t s / J . M. W i l s o n , D. £ . J o h n s t o n , D. M. J e f f e r s o n , R. C. M i l l i g a n / /
Ib id .— 1988.— 85, N 12.— P . 4421—4425.
82. Efficient exp re s s ion of r e t r o v i r a l v e c t o r - t r a n s d u c e d h u m a n low d e n s i t y l ipopro te in
( L D L ) recep to r in L D L - r e c e p t o r - d e f i c i e n t r abb i t f i b r o b l a s t s in vitro / A. M i y a n o h a r a ,
M. F. S h a r k e y , J . L. W i t z t u m et a I. / / Ib id .— N 1 7 . — P . 6538—6542.
Н И И эксиерим. медицины А М Н С С С Р , Л е н и н г р а д Получено 1 3 . 0 6 . 8 9
УДК 016—055.5/7—084:614:061.14
В. С. Баранов
ПРОБЛЕМЫ ПРЕНАТАЛЬНОЙ
ДИАГНОСТИКИ НАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ
И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ИХ КОРРЕКЦИИ
В работе дается определение пренатальной диагностики (ПД) как нового научного
направления медицинской генетики, целью которого является изучение функций генома
развивающегося зародыша человека в норме и патологии, его взаимодействий с мате-
ринским организмом и разработка на этой основе оптимальных путей профилактики,
диагностики и, в перспективе,— лечения наследственных болезней. Рассмотрены наибо-
лее актуальные задачи ПД, непосредственно связанные с широким применением моле-
ку лярно-генетических методов исследования. Таковыми для диагностики моногенных
болезней являются: ΠДРФ-анализ семей высокого риска и создание банков ДНК-дан-
ных; необходимость широкого внедрения полимеразной цепной реакции синтеза ДНК;
поиск новых диагностических полиморфных сайтов; анализ молекулярной природы
патологических мутаций; выяснение первичных биомеханизмов действия мутантных генов.
Актуальные задачи ПД хромосомных болезней включают: анализ хромосомных абер-
раций при помощи хромосом-специфических ДНК-зондов; исследование генеза анэуп-
лоидии; анализ хромосомного мозаицизма: разработка неинвазивных методов опреде-
ления пола и кариотипирования плода. Кратко обсуждаются основные подходы к
проблеме коррекции генетических дефектов и терапии наследственных болезней на раз-
ных стадиях онтогенеза человека.
П Д — сравнительно «новое направление медицинской генетики, по пра-
ву занимающее центральное место в комплексе мероприятий по профи-
лактике и предупреждению наследственных болезней [1, 2]. Возникшая
на стыке медицины и многих биологических наук П Д преследует сугубо
практическую цель: своевременное выявление и предупреждение ро-
ждения плодов с тяжелыми пороками развития и наследственными бо-
лезнями, которая достигается при помощи самых разнообразных меди-
цинских подходов и привлечения богатого арсенала разнообразных
биохимических, цитогенетических, а в последние годы и молекулярных
методов исследования. Вместе с тем сегодня становится все более оче-
видным, что П Д — отнюдь не простой набор методов. По мере разви-
тия П Д все больше трансформируется в самостоятельное научное на-
правление со своими задачами, методами и предметом исследования.
По сути П Д следует рассматривать как клиническую (медицинскую)
генетику развития человека, основной задачей которой является изу-
46 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1990. Т. 6. № 1
чение особенностей реализации генетической информации развиваю-
щегося зародыша человека в норме и патологии на молекулярном,
клеточном, тканевом и организменном уровнях с целью разработки оп-
тимальных способов профилактики, диагностики и, впоследствии, ле-
чения наследственных болезней.
Целью работы является рассмотрение наиболее актуальных задач
ПД, сосредоточив основное внимание на тех из них, которые непосред-
ственно связаны с использованием молекулярно-генетических подходов
в диагностике как моногешюй, так и хромосомной патологии, а также
возможные пути пренатальной коррекции наследственных болезней.
Основные принципы молекулярной диагностики наследственных
болезней подробно изложены в многочисленных обзорах и главах мо-
нографий как зарубежных [3—5], так и отечественных [1, 2, 6—10] ав-
торов. Наиболее распространенным подходом является диагностика с
помощью сцепленных маркеров, представляющих собой полиморфные
сайты молекул Д Н К внутри мутировавшего гена или расположенные
в непосредственной близости от него и узнаваемые при помощи спе-
цифических эндонуклеаз (рестриктаз). Разрезание Д Н К соответству-
ющими рестриктазами и анализ полученных фрагментов позволяют
выявить полиморфизм длины рестрикционных фрагментов, т. е. про-
вести ПДРФ-анализ . Величина аллельного полиморфизма уникальна
для каждого полиморфного сайта, подвержена значительным популя-
ционным колебаниям и может существенно варьировать в зависимости
от наличия или отсутствия мутации исследуемого гена. Поэтому изу-
чение П Д Р Ф локусов, тесно сцепленных с мутантным геном, в популя-
ции, в семьях высокого риска (гетерозиготных носителей) и у боль-
ных — первый и очень важный этап молекулярной диагностики на-
следственных болезней, представляющий собой одну из актуальных
задач ПД. Особенно наглядно это иллюстрирует пример с муковисци-
дозом (MB) — наиболее распространенным летальным наследствен-
ным заболеванием. ПДРФ-анализ локусов, сцепленных с геном MB,
позволил выявить достоверное сцепление определенных аллелей локу-
са D7S23 (зонды КМ-19, CS-7 и XV-2c) с мутантным геном. Сцепление
оказалось настолько сильным, что определенные аллели этого локуса в
80—90 % случаев были характерны для хромосом с геном MB и не
встречались у хромосом с нормальным аллелем этого гена [11, 13].
Такое неравновесное сцепление оказалось особенно удобным для мар-
кирования мутации MB и существенно расширило возможности Д Н К -
зондовой диагностики MB. ПДРФ-анализ семей высокого риска с ис-
пользованием различных ДНК-зондов и различных полиморфных сай-
тов позволяет заранее оценить информативность каждой семьи, ее при-
годность для последующей П Д молекулярными методами. Эти резуль-
таты после соответствующей обработки должны вводиться в память
компьютеров и сохраняться в виде банка ДНК-данных. Создание регио-
нальных, а затем на их основе союзных банков ДНК-данных является
важным и совершенно необходимым итогом ПДРФ-анализа семей вы-
сокого риска. Такие банки данных уже созданы во многих западных
странах. Большая потребность в них имеется и в нашей стране.
Актуальной задачей П Д является настоятельная необходимость
широкого внедрения метода полимеразной цепной реакции синтеза
Д Н К (реакции специфической амплификации — РСА) . Простота, хо-
рошая воспроизводимость, возможность диагностики в день забора ма-
териала без использования радиоактивной метки быстро превратила
PCA в один из наиболее эффективных методов молекулярної! биологии
[13]. Очень перспективно ее широкое внедрение и в ПД. PCA уже
стала основным методом П Д таких распространенных наследственных
заболеваний, как MB [12, 14, 15], гемофилия А [16]. Она с успехом при-
меняется для быстрого и !надежного определения пола плода [17].
Так, в случае MB PCA для полиморфных сайтов КМ-19 и CS-7 позво-
лила решить проблему П Д у 70 % семей высокого риска [14, 15]. Ос-
новываясь на факте неравновесного сцепления аллелей локуса D7S23
47 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1990. Т. 6. № 1
с геном MB (см. выше) и учитывая высокую эффективность PCA и ее
сравнительно низкую себестоимость, представляется вполне реальным
использование данного метода и для скринирования гетерозиготного
носительства гена MB. Весьма перспективно внедрение PCA для экс-
пресс-диагностики и многих других наследственных болезней (фенил-
кетонурии, миодистрофии Дюшенна и др.) . Естественно, что для этого
в каждом случае необходимо точное знание нуклеотидной последова-
тельности фрагментов Д Н К , фланкирующих полиморфный сайт. Вы-
яснение первичной структуры этих фрагментов и разработка на его
основе удобных олиго-праймеров при современном уровне генноинже-
нерных исследований — вполне реальная задача.
В качестве других актуальных проблем П Д моногенных болезней
можно также назвать поиск новых диагностических полиморфных сай-
тов с высокой степенью информативности в семьях высокого риска,
анализ тонкой структуры мутантных генов, и, наконец, выяснение пер-
вичных биомеханизмов их действия. Быстро увеличивающийся список
специфических рестрикционных эндонуклеаз, получение и клонирова-
ние все новых ДНК-зондов для каждого заболевания с описанием их
первичной структуры, выяснение молекулярной природы патологиче-
ских мутаций открывают большие перспективы для разработки опти-
мальной стратегии П Д все большего числа наследственных болезней.
Уже в 1988 г. число заболеваний, диагностируемых молекулярными ме-
тодами, достигло 170 [14] и продолжает стремительно увеличиваться.
Используя принцип обратной генетики (т. е. двигаясь от первичной
структуры гена к признаку (белку)) , в ряде случаев (миодистрофия
Дюшенна) удалось идентифицировать белковый продукт, кодируемый
мутантным геном. Такой подход делает вполне реальным комплексную
диагностику заболевания как молекулярными, так и биохимическими
методами.
Среди задач П Д хромосомных болезней, решаемых методами мо-
лекулярной биологии, наиболее актуальными являются: 1) анализ хро-
мосомных аберраций при помощи хромосом-специфических ДНК-зон-
дов; 2) исследование генеза анэуплоидии в потомстве; 3) изучение хро-
мосомного мозаицизма; 4) разработка неинвазивных методов определе-
ния пола. Рассмотрим каждую из этих задач.
В настоящее время практически для каждой хромосомы человека
известны специфические повторяющиеся последовательности, как пра-
вило, представленные околоцентромерной альфоидной Д Н К [16]. Кро-
ме того, для каждой хромосомы человека получены сотни уникальных
последовательностей как анонимных, так и известных структурных
генов и идентифицированы многочисленные полиморфные сайты рест-
рикции. Используя этот богатый материал, уже сейчас представляется
вполне реальным значительное повышение эффективности столь тру-
доемких и зачастую 'малоинформативных стандартных цитогенетиче-
ских исследований. Применение хромосом-специфических ДНК-зондов
позволяет с легкостью идентифицировать нужные хромосомы не только
на метафазных пластинках, но, что особенно важно, регистрировать их
число и положение в интерфазном ядре. Все это не только повышает
эффективность П Д анэуплоидии, но и позволяет широко использовать
автоматическую сканирующую технику. Хромосом-специфические зон-
ды все чаще применяются и для выяснения природы структурных пе-
рестроек, затрагивающих центромерную область хромосом, для диаг-
ностики пола плода, скринирования числовых нарушений гоносом. По-
вышенный интерес к таким зондам в последние годы объясняется так-
ж е широкой возможностью использования нерадиоактивной метки.
В плане прогноза потомства принципиально важно выяснить генез
обнаруженной анэуплоидии, т. е. установить, передается ли мутация с
мужскими или женскими гаметами. Применение только цитогенетиче-
ских маркеров для этой цели, как правило, недостаточно. Дополнение
цитогенетических исследований анализом аллельного полиморфизма
локусов аберрантной хромосомы позволяет однозначно решить эту за-
48 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1990. Т. 6. № 1
дачу. Такой подход особенно эффективен при выяснении генеза моно-
сомии X (синдром Тернера) и трисомии 21 (болезнь Д а у н а ) .
Хромосомный мозаицизм — сравнительно частое нарушение карио-
типа, представляющее серьезные методические трудности для цитоге-
нетического анализа. Использование PCA в выявлении д а ж е неболь-
ших количеств У-специфической Д Н К в образцах ткани плода позво-
ляет значительно упростить диагностику мозаичных вариантов ХО-мо-
носомии [17]. На основе РСА, а также данных о первичной структуре
различных типов альфоидной Д Н К вполне реальна разработка моле-
кулярных подходов диагностики дисбаланса и других хромосом, осо-
бенно Х-хромосомы.
Известно, что в крови матери циркулируют клетки плода, число
которых может существенно варьировать в зависимости от срока бере-
менности, проницаемости плаценты, состояния плода и других факто-
ров. Разработаны условия получения клеточных культур, обогащенных
клетками плода, которые могут быть использованы не только для оп-
ределения пола, но д а ж е для диагностики кариотипа [18]. Примене-
ние PCA и хромосомных зондов может существенно повысить диагно-
стику пола плода и его кариотипа по клеткам, находящимся в перифе-
рической крови матери. Решение этой задачи имело бы исключительно
важное значение для ПД, особенно болезней, сцепленных с полом.
Наконец, доступность плодного материала на разных сроках анте-
натального развития, включая и самые ранние, позволяет сегодня по-
новому подойти к решению фундаментальной проблемы генетики раз-
вития человека — анализу роли индивидуальных хромосом и их сег-
ментов на разных стадиях эмбриогенеза человека. Следует напомнить,
что ранее исследования по цитогенетике развития человека проводи-
лись исключительно на материале спонтанных абортов, т. е. на маце-
рированных плодах и дегенерирующих яйцах. Естественно, что уста-
новить первичные биомеханизмы проявления хромосомных нарушений
на таком материале невозможно. В случае П Д объектом исследования
является развивающийся зародыш с уже установленным кариотипом.
Всесторонний патоморфологический, биохимический и молекулярный
анализ таких зародышей в случае хромосомных аберраций позволит
получить принципиально новую информацию о патогенезе хромосомных
эмбриопатий у человека, о роли отдельных хромосом и их частей (ло-
кусов) в эмбриональном развитии.
Понятно, что рассмотренный круг задач отнюдь не исчерпывает
всех проблем П Д наследственных болезней. Однако их решение будет,
безусловно, способствовать быстрому прогрессу этого нового научного
направления, позволит отработать оптимальные варианты П Д каждого
заболевания и наметить возможные пути их генетической коррекции
и терапии.
В настоящее время проблема генной терапии зародыша человека,
несмотря на свою привлекательность и впечатляющие успехи генной
инженерии, все еще не выходит за пределы чистого эксперимента.
Современные методы молекулярной биологии и экспериментальной
эмбриологии млекопитающих позволяют эффективно вводить чужерод-
ную генетическую информацию непосредственно в оплодотворенное
яйцо, в стволовые клетки зародыша, получать такими способами транс-
генных животных с заданными генетическими свойствами, успешно мо-
делировать наследственные болезни. Предложенные в последнее время
способы генетической трансформации с использованием PCA позволя-
ют д а ж е in vivo проводить направленную замену мутантного гена на
нормальный путем гомологической рекомбинации (конверсии), т. е.
становится реальной полная коррекция наследственного дефекта [19].
Экстраполируя экспериментальные данные на человека, следует иметь
в виду, что, согласно рекомендациям Международных Советов по ме-
дицинской генетике [20], объектом генной инженерии у человека могут
быть только соматические клетки. Совершенно обязательны экспери-
ментальные исследования предлагаемых генных конструкций на жи-
ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1990. Г. 6. № 1 4 — 9-759 49
вотных с целью проверки эффективности сайт-специфического встраи-
вания предлагаемой генной конструкции, ее нормальной экспрессии в
нужном месте и в положенное время, гарантированной безопасности
используемых векторов. В !настоящее время для ряда генетических кон-
струкций все эти требования выполнены и некоторые из них (ген ре-
цептора холестерина) на пути к клиническому испытанию [21].
Генноинженерные работы непосредственно на зародышах человека
пока представляются малореальными. Тем не менее уже сейчас даже в
П Д намечаются по крайней мере два возможных подхода в профилак-
тике и коррекции наследственных болезней. Один из них заключается
в применении достаточно эффективного метода разделения X- и У-га-
мет с последующим использованием для искусственного осеменения
женщин фракции Х-обогащенных сперматозоидов в случае наследст-
венных болезней, сцепленных с полом. Второй подход предполагает
введение заведомо нормальных стволовых клеток печени или крови
непосредственно в печень или кровь пораженного плода. Учитывая не-
зрелость иммунной системы плода 16—18 недель развития, достаточ-
ную безопасность хордоцентеза, такой подход, по-видимому, может
быть применен для коррекции многих наследственных заболеваний,
связанных с генетическими дефектами клеток печени (ФКУ, гемофи-
лии) и крови. Оба этих подхода, однако, требуют серьезных доклини-
ческих испытаний.
P R O B L E M S ON P R E N A T A L D I A G N O S I S O F H E R E D I T A R Y D I S E A S E S
AND P O S S I B L E WAYS O F T H E I R C O R R E C T I O N
V. S. Baranov
Ins t i tu te of Obste t r ics and Gynecology,
Academy of Medical Sciences of the U S S R , Len ing rad
S u m m a r у
P r e n a t a l d i agnos i s (PD) is defined as a relat ively new branch of medical genetics. I ts
m a j o r goal is to s tudy h u m a n genome func t ions in normal and abnormal development ,
embryonic -mate rna l in teract ions . I ts pract ical appl icat ion is confined to e l a b o r a t i o n of
new effect ive w a y s to prevent hered i ta ry diseases and probably somewhat la ter their spe-
cific correct ions. Mos t u r g e n t problems of p rena ta l d iagnos i s are outl ined and brief ly
discussed. They include R F L P ana lys i s in h igh risk famil ies and o rgan iza t ion of DNA
da ta banks ; wide appl ica t ion of po lymerase chain react ion; search for new in fo rmat ive
R F L P sites; molecula r ana lys i s of mu ta t ed genes and their p r imary effects . U r g e n t prob-
lems in p rena t a l d i agnos i s of chromosomal diseases include appl icat ion of chromosome
specific DNA probes; the s tudies of aneuplo idy or ig in and chromosomal mosaic ism de-
tect ion; e l a b o r a t i o n of non- invas ive me thods for k a r y o t y p i n g and sexing of the h u m a n
embryos . Poss ib le w a y s for correct ions and t r ea tmen t of hered i ta ry diseases in m a n are
br ief ly discussed.
С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы
1. Бочков Η. П. Теоретические и организационные основы профилактики наследствен-
ных б о л е з н е й / / П р о ф и л а к т и к а наследств, болезней.— M., 1987.— С. 5—16.
2. Кулиев А. М. Достижения в области пренатальной диагностики и их значение в
профилактике наследственных болезней / / Там же.— С. 27—37.
3. Sommer S. A., Sobel J. L. Appl icat ion of DNA-based d iagnos i s to pa t ien t care: the
example of heamophi l ia Л . / / М а у о Clin. Proc.— 1 9 8 7 . — 6 2 . — P . 387—404.
4. Jeanpierre MJunien C. DNA ana lys i s as clinical inves t iga t ion . When and how? / /
Ann. Genet .— 1984.—27, N 3 . — P . 134—147.
5. Davies K. H u m a n genet ics diseases. A pract ical approach.— Oxford , W a s h i n g t o n :
IRL press , 1986.— 138 p.
6. Калинин В. Η. Генно-инженерная диагностика наследственных болезней / / Диаг -
ностика наследств, болезней.— M., 1986.·—С. 103—122.
7. Баранов В. С. Д о р о д о в а я диагностика наследственных болезней. Современное
состояние, реальные возможности и п е р с п е к т и в ы / / В е с т н . А М Н СССР.— 1987.—
№ 4.— С. 44—50.
50 ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1990. Т. 6. № 1
8. Гиш)илис В. ΑΙ., Ананьев Ε. В. Молекулярные подходы к систематическому карти-
рованию генома ч е л о в е к а / / Г е н е т и к а . — 1984.— 20, № 11.— С. 1749—1762.
9. Давиденкова Ε. Ф., Ланцов В. А., Шварц Е. И. Основы современной диагностики,
профилактики и лечения наследственных заболевании / / Вести. А М Н СССР.—
1986 — № 9 ,—С. 8—13.
10. Евграфов О. В., Макаров В. Б. Диагностика миодистрофии Дюшенна с помощью
зондов Д Н К / / Ж у р и . невропатологии и психиатрии.·— 1987. — 87, № 11.—
С. 1732—1736.
И . Patterns of po lymorphism and l inkage disequil ibr ium for cystic f i b r o s i s / X . Estivil le,
P. J. Scam bier, B. G. Wa inwr igh t et al. / / Genomics.— 1987.— 1, N 2 — P. 257—263.
12. Анализ частоты рестрикнионного полиморфизма, выявляемого Д Н К зондом СС-7
в популяции и в семьях больных муковисцидозом с помощью метода цепной реак-
ции синтеза Д Н К / Е. И. Шварц, О. К. Кабоев, А. А. Гольцов и др. / / Докл . А Н
СССР,— 1989,—307, № 2 , — С . 327—330.
13. Saiki R. К. P r imer directed enzymat ic ampl i f ica t ion of DNA wi th the rmos tab le DNA
p o l y m e r a s e / / S c i e n c e . — 1 9 8 8 , — 2 3 9 , N 4 2 0 3 , — P . 491—495.
14. S a m e day f irst t r imester an t ena t a l d i agnos i s for cystic f ibrosis by gene ampl i f ica-
tion / C. Wil l iams, R. Wil l iamson, Ch. Coutel le et al. / / Lancet .— 1988, Ju ly .—
P. 102—103.
15. Prenatal d i agnos i s of cvstic f ibrosis by DNA ampl i f ica t ion for detect ion of KM-19"
polymorphism / G. L. Fc ldman, R. Wil l iamson, A. L. Beudet , W. E. O'Brien / / Ibid.—
P. 102.
16. Юров ΙΟ. Б. Молекулярная цитогенетика гетерохроматиновых районов в геноме
человека: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук — M . , 1987.— 34 с.
17. Kogati S. C., Doherty А. В. M., Gitschier / . An improved method for p rena t a l d iag-
nosis of genet ic diseases by ana lys i s of amplif ied DNA sequences / / New Engl . J .
M e d . — 1 9 8 8 —317 , N 16 ,—P. 985—990.
18. Selypes A., Lorencz R. A noninvas ive method for de te rmina t ion of the sex and karyo-
type of the fe tus f rom the m a t e r n a l blood / / Hum. Genet .— 1988.— 79, N 4.—
P.357—359.
19. Zimtner A., Gruss P. P roduc t ion of chimeric mice con ta in ing embryonic stem cells
c a r ry ing Hox 1.1 allele mu ta t ed by homologous r e c o m b i n a t i o n / / ' N a t u r e . — 1989.—
332, N 6 2 1 1 . — P . 150—153.
20. Gene t he rapy in man . Recommenda t ions of European Medical Research Council / /
Lancet .— 1988,— N 8597 ,—P. 1271—1272.
21. Leslie R. New t a r g e t s for h u m a n gene the rapy / / S c i e n c e — 1988,— 241, N 4868 —
P. 906.
HH-T акушерства и гинекологии А М Н СССР, Ленинград Получено 13.06.89
УДК 577. Ь52.1
A. Л. Шварцман, М. П. Страхова, В. С. Гайцхоки,
B. Бергер, Ч. Кутель
ДНК-ДИАГНОСТИКА И ПОДХОДЫ К ГЕННОЙ ТЕРАПИИ
НАСЛЕДСТВЕННОГО ДЕФИЦИТА аі-АНТИТРИПСИНА
Из библиотеки к ДНК печени человека на экспрессионном векторе Kglll выделен ряО
клонов, содержащих последовательности к ДНК аі-антит рипсина (AT). А нализ
нуклеотидной последовательности полученных клонов показал, что в их составе отсут-
ствуют последовательности (30—150) нуклеотидов, кодирующие 5Г-конец мРНК AT.
Объединением последовательностей к ДНК AT и последовательностей гена AT в уни-
кальном CJrlO.l-сайте экзона II получена к ДНК AT, включающая кодоны мРНК AT,
начиная с позиции -j-2. Выделенная к ДНК AT использована для ДНК-диагностики на-
следственного дефицита AT в семьях носителей мутации в популяциях СССР и LДР.
Выявлено сцепление генотипа при наследственной недостаточности AT с отсутствием,
полиморфного MaeI11-сайта в экзоне III гена AT.
Введение. AT — это гликопротеин плазмы крови, относящийся к семей-
ству белков — ингибиторов сериновых протеаз. AT представляет собой
одноцепочечный белок с молекулярной массой 50 000 и содержанием
углеводов до 15 % [1]. Ген AT имеет длину 10,2 тысяч пар нуклеоти-
дов (т. п. Ή.), включает пять экзонов, общая длина м Р Н К AT состав-
ляет 1 390 н. [2]. Более 30 аллелей AT определяют полиморфизм этого
белка, выявляемый в большинстве случаев изофокусированием белков
ISSN 0233-7657. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1А90. Т. 6. № 1 4* 51
|