Структура наследственной патологии у лиц с нарушением формирования и/или функционирования органов репродуктивной системы Сорокина Татьяна Михайловна

Содержание к диссертации

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 13

1. Генетические аспекты развития и становления репродуктивной 13 системы и их нарушения

1. Генетический контроль половой дифференцировки и 13 морфогенеза половой системы у человека

2. Современные классификации аномалий развития половой 24 системы

3. Мейотические мутации - хромосомные аномалии половых 29 клеток у мужчин с бесплодием с нормальным кариотипом в соматических клетках.

5. Моносомия по Х-хромосоме, или синдром Шерешевкого- 36 Тернера

6. Полисомия по Х-хромосоме у женщин 37

7. Полисомия по Х-хромосоме у мужчин, или синдром 37 Клайнфельтера

13. Синдром де ля Шапелля 46

15. Генные мутации и состояния репродуктивной системы 49 связанные с ними

16. Синдром тестикулярной феминизации 49

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 58

1. Клиническое обследование больных 58

3. Исследование мужских половых клеток 61

4. Спермиологический анализ 61

5. Количественный кариологический анализ состава незрелых 62 половых клеток эякулята

   1. Электронно-микроскопическое исследование сперматозоидов 63 из эякулята

   2. Ультраструктурный анализ мейотических хромосом - 63 исследование синаптонемного комплекса

   3. Молекулярно-генетическое исследование 65

   4. Статистическая обработка данных 66 ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 67

   Формирование групп пациентов по основному диагнозу и 67 результатам клинического и лабораторного обследования

   Структура хромосомной патологии в группе мужчин с 68 нарушением репродуктивной функции и различными

   формами патозооспермии

   Группа мужчин с тератозооспермией 71

   Группа мужчин с олигозооспермией 71

   Группа мужчин с азооспермией 72

   Группа мужчин с нарушением репродуктивной функции, 74 патологией сперматогенеза при нормальном кариотипе

   (46,XV)

   Микроделеции У-хромосомы у мужчин с проблемами 80 деторождения

   Генетические синдромы у мужчин, связанные с нарушением 82 генов, контролирующих репродуктивную функцию

   Группа пациентов с синдромом Каллмена 82

   Группа пациентов с синдромом "неподвижных ресничек" 83

   Генетические факторы в структуре причин нарушения 85 репродуктивной системы и/или функции у женщин репродуктивного возраста

   Хромосомные нарушения среди супружеских пар с 88 бесплодием и отягощенным акушерским анамнезом

   Структура генетической патологии у детей до 18 лет с 92 нарушениями полового развития

   Врожденные формы гипергонадотропного гипогонадизма, 97 обусловленные аномалиями по числу хромосом

   5. Группа пациентов с синдромом Шерешевского-Тернера 97 (СШТ)

   Группа пациентов с ХХ-инверсией пола (с-м де ля Шапелля) 102

   СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126

   Приложение 147

   СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

   Обозначение Расшифровка

   AMT антимюллеров гормон

   Б беременность

   ВДКН врожденная дисфункция коры надпочечников

   ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота

   ЗГТ заместительная гормональная терапия

   ИКСИ (ICSI) инъекция сперматозоида в цитоплазму яйцеклетки (ICSI,

   Intracytoplasmic Sperm Injection)

   ИСК извитые семенные канальцы

   ККА НПК количественный кариологический анализ состава незрелых

   половых клеток

   ЛГ лютеинизирующий гормон

   НПК незрелые половые клетки

   ОАТ олигоастенотератозооспермия

   ПД пренатальная диагностика

   ПК половые клетки

   п.н. пар нуклеотидов

   ПНБ привычное невынашивание беременности

   ППР преждевременное половое развитие

   ПЦР полимеразная цепная реакция

   РТ репродуктивные технологии

   CA спонтанные аборты

   сз сперматозоид(ы)

   СКС (SCOS) синдром клеток Сертоли (SCOS - Sertoli Cells Only Syndrome,

   или синдром "только клетки Сертоли")

   CK синаптонемный комплекс

   СТФ синдром тестикулярной феминизации

   СШТ синдром Шерешевского-Тернера

   ТС трансексуализм

   ХА хромосомные аномалии

   ХГ хорионический гонадотропин

   ЦНС центральная нервная система

   ЭКО экстракорпоральное оплодотворение

   AZF Azoospermia Factor, "Фактор Азооспермии" - название региона

   Y-хромосомы, локализованного в локусе Yql 1 FISH fluorescence in situ hybridization (флюоресцентная

   гибридизация на препарате) MIM Mendelian Inheritance in Man, Реестр наследственных

   заболеваний

   SRY Sex-determining Region Y chromosome - ген, кодирующий

   фактор дифференцировки яичек (детерминации мужского пола)

   Введение к работе

   Наследственная как, впрочем, и иная патология органов репродуктивной системы, в отличие от патологии других систем, оценивается не только и не столько ущербом здоровья, сколько влиянием на фертильность, на здоровье ожидаемого потомства.

   Интенсивное внедрение методов молекулярной биологии в изучение генома человека позволило накопить определенную информацию о различных генетических дефектах, приводящих к нарушениям половой дифференцировки органов и репродукции в целом. За последние несколько лет были не только картированы некоторые гены, продукты экспрессии которых влияют на развитие и функции гонад и других органов половой системы, но и описаны мутации этих генов. Это позволило четко идентифицировать причину некоторых форм нарушений центральных звеньев эндокринной регуляции и определить влияние этих мутаций на процессы стероидо- и гаметогенеза в гонадах, морфогенеза органов половой системы.

   По данным ВОЗ большая доля всех наследственных заболеваний в популяции человека обусловлена хромосомными аномалиями (в основном числовыми) и составляют 6,9 на 1000 населения (WHO Chronicle, 1982). Многие наследственные синдромы сопровождаются нарушением репродуктивной функции и абсолютным или относительным бесплодием. В ряде случаев бесплодие является следствием нарушения формирования и/или функционирования репродуктивной, эндокринной и центральной нервной систем.

   Цитогенетические исследования позволяют установить наличие и характер хромосомных нарушений. В большинстве случаев ХА при нарушении репродуктивной системы связаны с аномалиями в системе половых хромосом. Среди мужчин с бесплодием, имеющих ХА, аномалии половых хромосом (гоносом) обнаруживают в 75% случаев, а аутосом - в 25% (Kjessler, 1966; Barakatet al., 1986; Курило, 1996; 1998; Tuerlings etal., 1998;Diemer, 1999).

   Клинический полиморфизм наследственных синдромов, вызванных числовыми ХА, отчасти может объясняться наличием хромосомного мозаицизма в организме. В целях эффективной диагностики в последние годы активно разрабатываются, совершенствуются методы анализа кариотипа клеток различных тканей и на всех этапах клеточного цикла, в том числе на различных стадиях сперматогенеза (Кулешов, Лурье, 1984; Ворсанова, 1991; Курило, 1996; Шаронин, 1998; СиПепЬасЬ е1 а1., 1994; 1997; Уигоу & а1., 1996). В настоящее время интенсивно развиваются и входят в практику исследователей молекулярно-цитогенетические методы и методы молекулярной биологии, позволяющие выявлять ХА и идентифицировать их как в соматических, так и в половых клетках.

   Установлено, что до 30% случаев причина мужского бесплодия остается невыявленной (01ешег, 1999). Вместе с тем в ряде научных исследований показано, что определенная доля случаев идиопатического бесплодия сопряжена с наличием аномалий хромосом, которые вследствие неэффективной диагностики выявить зачастую не удается (1аГГе, СЫеэ, 1997; 81тош е1 а1., 1997; ТиегН^ е1 а1., 1998). Учитывая определенную автономность половых клеток, связанную с их обособленностью от соматических клеток на ранних стадиях эмбриогенеза, можно объяснить причину наличия аномалий хромосом в половых клетках при отсутствии таковых в соматических.

   Несмотря на активную селекцию половых клеток с нарушениями на всех стадиях их развития, определенная доля аномальных гамет остается жизнеспособной и способной к оплодотворению. Гаметы с отсутствием или наличием дополнительной хромосомы могут стать причиной развития эмбриона с анеуплоидией хромосом. В большинстве случаев при анеуплоидии по какой- либо из хромосом внутриутробное развитие останавливается и беременность заканчивается спонтанным абортом, поэтому бесплодие неясного генеза у мужчин в ряде случаев сопровождается "замершей" беременностью или спонтанным абортом (СА) у их партнерш (Кулешов, 1979). Иногда СА имеет место до факта установления беременности (Нег^, Иоск,1954), что усложняет диагностику форм бесплодия у данной супружеской пары.

   Одним из эффективных подходов в терапии бесплодия является использование методов репродуктивной медицины (ЭКО - экстракорпоральное оплодотворение, ИКСИ - интроцитоплазматическая инъекция сперматозоида в яйцеклетку). В связи с их широким применением (в том числе в терапии идиопатического бесплодия и при синдроме Клайнфельтера) возникла необходимость цитогенетического и Р18Н-исследования, в том числе половых клеток пациентов, включенных в программы РТ с последующим проведением медико-генетического консультирования и информировании пациентов о риске передачи потомству генетической патологии.

   Молекулярно-цитогенетическую диагностику в течении ряда лет успешно использовали с целью идентификации нарушений хромосом при задержке полового и физического развития, при множественных врожденных пороках и/или микроаномалиях развития, а также при консультировании супружеских пар с проблемами деторождения. Значительно меньшая по объему информация опубликована относительно нарушений репродукции, обусловленных генными мутациями.

   Такая ситуация указывает на необходимость расширения современных представлений о структуре генетической патологии репродуктивной системы, о генетической регуляции репродукции (и, в частности, сперматогенеза), усовершенствования методов и схем комплексной лабораторной диагностики нарушения репродуктивной функции.

   Целью настоящего исследования являлось определение структуры наследственной патологии у лиц с нарушением формирования и/или функционирования органов половой системы в различных группах (мужчины, женщины, супружеские пары, дети от периода новорожденности до 18 лет, больные с транссексуализмом) и расширение схем комплексного медико- генетического обследования пациентов.

   Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

   1. Провести клинико-генетическое обследование пациентов, обратившихся по поводу нарушения полового и/или физического развития, бесплодия (Б) или привычного невынашивания беременности (ПНБ) и больных транссексуализмом.

   Выполнить цитогенетическое и молекулярно-генетическое обследование пациентов с различными формами нарушения полового развития и репродуктивной функции. Оценить частоту и тип хромосомных аномалий и генных мутаций, выявленных доступными современными методами диагностики.

   В ряде клинических случаев бесплодия при патозооспермии неясной этиологии по медицинским показаниям провести электронно- микроскопический анализ поведения синаптонемного комплекса (СК) мейотических хромосом сперматоцитов I порядка и/или состояния ультраструктур сперматозоида.

   Оценить состояние сперматогенеза (по результатам спермиологического, кариологического, электронно-микроскопического исследований) у мужчин с нарушением репродуктивной функции с нормальным или аномальным кариотипом.

   С учетом разработки новых методов исследования репродуктивной недостаточности расширить и для некоторых нозологических форм создать схему комплексного клинико-генетического обследования пациентов с нарушением формирования и/или функционирования репродуктивной системы.

   НАУЧНАЯ ЦЕННОСТЬ

   Впервые на материале обширной группы пациентов (3242 пациента) определена частота и типы хромосомных аномалий и генных мутаций среди пациентов с нарушением репродуктивной системы и/или функции.

   Определена генетическая природа заболеваний среди мужчин репродуктивного возраста с проблемами деторождения и различными формами патозооспермии (1647 человек); женщин с нарушением полового развития и репродуктивной функции (290 человек); в группе супружеских пар с бесплодием и привычным невынашиванием беременности (712 человек); в группе детей с периода новорожденности до 18 лет с нарушением физического и/или полового развития (542 ребенка).

   Показан клинический полиморфизм нарушения репродуктивной функции (бесплодия или невынашивания беременности) и степени нарушения сперматогенеза при одинаковых структурных аномалиях хромосом.

   Впервые на большом числе случаев с помощью разработанного в лаборатории генетики нарушений репродукции Г.У. МГНЦ РАМН метода анализа незрелых половых клеток из осадка эякулята показано наличие сперматозоидов и НПК в эякуляте у лиц с числовыми и сложными структурными хромосомными аномалиями, (например при синдромах Клайнфельтера, де ля Шапелля). Это свидетельствует о том, что при этих синдромах некоторые половые клетки полностью завершают дифференцировку до сперматозоидов.

   ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

   Результаты проведенной работы свидетельствуют, что использование доступных в настоящее время диагностических методов, позволяет в 7,2% случаев установить генетическую природу нарушений развития и/или функции репродуктивной системы. Определена структура различной генетической патологии репродуктивной системы в целом и в разных половых и возрастных группах, что позволяет оценить вклад различных генетических факторов в различные заболевания репродуктивной системы.

   Наглядно продемонстрирована высокая эффективность комплексного подхода в генетическом обследовании пациентов с нарушением развития и/или функции половой системы. Показано отсутствие хромосомных аномалий у пациентов, как с мужским, так и с женским транссексуализмом.

   По результатам нашей работы разработаны схемы комплексного клиннко- генетического обследования мужчин с определенными формами нарушения репродуктивной функции.

   Показана необходимость дальнейших молекулярных исследований генетических причин нарушения формирования и функционирования органов половой системы, а также разработки методов их дифференциальной диагностики.

   ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫДВИГАЕМЫЕ НА ЗАЩИТУ

   Определена доля и структура генетически обусловленных состояний у лиц с нарушением полового развития и/или репродуктивной функции в различных группах (мужчины, женщины, дети) (при достаточно ограниченных методах диагностики).

   Показано, что у пациентов с нарушением полового развития наиболее часто ХА представлены числовыми аномалиями половых хромосом и частота их выше, чем у лиц с нарушением репродуктивной функции.

   Среди мужчин с генетически обусловленными состояниями половой системы выявлена вариабельность нарушений сперматогенеза при одинаковой хромосомной аномалии и микроструктурных перестройках. Установлена закономерность, что числовые ХА приводят к более глубокому нарушению сперматогенеза, чем структурные хромосомопатии.

   Впервые выявлено наличие у пациентов с синдромом Клайнфельтера и синдромом де ля Шапелля незрелых половых клеток, а в некоторых случаях - единичных сперматозоидов, что свидетельствует о частичном сохранении процесса сперматогенеза при данных синдромах, что требует отдельного исследования.

   В супружеских парах с привычным невынашиванием беременности хромосомные аномалии встречаются чаще, чем в супружеских парах с первичным бесплодием. Хромосомные аномалии встречаются с одинаковой частотой как у мужчин, так и у женщин.

   Электронно-микроскопический анализ состояния СК мейотических хромосом и ультрастругаур половых клеток позволяют в ряде клинических случаев мужского бесплодия определить его патогенез.

   ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

   Похожие диссертации на Структура наследственной патологии у лиц с нарушением формирования и/или функционирования органов репродуктивной системы

   

   Оценка мутагенного действия факторов окружающей среды микроядерным методом на клетки органов выделительной системыШереметьева Светлана Михайловна

   

   Оценка цитогенетического эффекта факторов окружающей среды в клетках органов дыхательной системы экспериментальных животных и человекаКоваленко Мария Александровна

   

   Принципы создания информационно-поисковой системы для наследственных болезней органа зренияБеклемищева Наталья Алексеевна

   

   Роль генов систем протеолиза и медиаторов воспаления в формировании предрасположенности к хроническим заболеваниям органов дыханияЦелоусова, Ольга Сергеевна

   

   Генетическая структура белгородской популяции и ее положение в системе восточнославянского генофонда :По данным об иммуно-биохимических генных маркерах Лепендина Ирина Николаевна

   

   Анализ генетической структуры буденновской породы лошадей по локусам полиморфных систем крови и микросателлитов ДНККурнявко, Наталья Юрьевна

   

   Изучение структуры генофонда населения Белгородской области и его места в системе восточнославянского генофонда (по данным об аутосомном ДНК полиморфизме)Рудых Наталья Александровна

   

   Структура хромосомной патологии среди пациентов с мужским бесплодием и патозооспермиейСавельева Анна Петровна

   

   Клинико-генетический анализ наследственных аксонопатий, обусловленных нарушением формирования хондриомаЩагина Ольга Анатольевна

   Нарушения формирования осевых структур мейотических хромосом у штаммов шампиньона двуспорового с пониженной частотой рекомбинацииМажейка Игорь Стасисович