Биохимические методы

Эти методы используются для диагностики болезней обмена веществ, причиной которых является изменение активности определенных ферментов. С помощью биохимических методов открыто около 500 молекулярных болезней, являющихся следствием проявления мутантных генов. Объектами биохимических исследований могут быть моча, пот, плазма и форменные элементы крови, культуры клеток (фибробласты, лимфоциты).

Биохимические методы отличаются большой трудоемкостью, требуют специального оборудования и поэтому не могут быть широко использованы для массовых популяционных исследований с целью раннего выявления больных с наследственной патологией обмена. Поэтому биохимическую диагностику проводят поэтапно: на первом этапе отбирают предположительные случаи заболеваний, на втором - более точными и сложными методами уточняют диагноз заболевания.

В последние десятилетия в разных странах разрабатываются и применяются для массовых исследований специальные программы:

• первый этап такой программы состоит в том, чтобы среди большого количесества обследуемых выделить предположительно больных, имеющих какое-то наследственное отклоенение от нормы. Такая программа называется просеивающей, или скрининг-программой. для этого этапа обычно используется небольшое количество простых, доступных методик (экспересс-методов). Первый этап включает качественные и количественные тесты с мочой и кровью на белок, кетокислоты, цистин и гомоцистин, креатинин и другие показатели. Фактически такие исследования можно проводить в каждой больнице. Показания их применения достаточно широкие, стоимость каждого анализа невысокая.

• второй этап проводится с целью уточнения (подтверждение диагноза или отклонение при ложно-положительной реакции на первом этапе). Для этого используются точные хроматографические методы определения ферментов, аминокислот и т.п. Например, с помощью тонкослойной хроматографии мочи и крови можно диагностировать нарушения обмена аминокислот, олигосахаридов и гликозаминогликанов (мукополисахаридов). Газовая хроматография применяется для выявления наследственных болезней обмена органических кислот. С помощью электрофореза гемоглобинов диагностируется вся группа гемоглобинопатий.

Несмотря на сложность и дороговизну, биохимическим методам принадлежит ведущая роль в диагностике моногенных наследственных болезней. Современные высокоточные технологии (жидкостная хроматография, масс-спектрометрия, магнитная резонансная спектроскопия, бомбардировка быстрыми нейтронами) позволяют идентифицировать любые метаболиты, специфические для конкретной наследственной болезни. Например, с помощью электрофореза гемоглобинов диагностируется вся группа гемоглобинопатий.

Показаниями для применения биохимических методов диагностики у новорожденных являются такие симптомы, как судороги, кома, рвота, гипотония, желтуха, специфический запах мочи и пота, нарушения кислотно-основного состояния, остановка роста. Например, в случае фенилкетонурии применение биохимических исследований позволяет своевременно выявить патологию (тест с хлоридом железа для выявления фенилкетонурии) и начать специфические медицинские мероприятия. В целях ранней диагностики фенилкетонурии на 3–5-й день после рождения в роддоме готовят образцы пятен капиллярной крови младенцев, высушенные на хроматографической или фильтровальной бумаге. Эти образцы доставляют в специализированную биохимическую лабораторию (их можно пересылать по почте), где определяют концентрацию аминокислоты фенилаланина (количественный высокоинформативный тест). Дело в том, что в отсутствие активности фенилаланингидроксилазы нарушается обмен поступающего с пищей фенилаланина, что приводит к накоплению аминокислоты и продуктов побочных реакций метаболизма с ее участием — фенилпировиноградная, фенилуксусная и фенилмолочная кислоты — прежде всего в головном мозге. В таких условиях страдает процесс умственного развития (альтернативное название болезни — фенилпировиноградная олигофрения). Если перевод младенца на требуемую диету происходит в первые недели жизни, то болезнь не развивается.

О том, что новорожденный несет соответствующий генетический дефект и болен фенилкетонурией, говорит специфический (мышиный) запах мочи новорожденного или приобретение ею зеленого окрашивания при добавлении треххлорного железа — проба Фëллинга (оба теста качественные).

В диагностике молекулярных болезней применяют также микробиологические тесты. Они основаны на том, что некоторые штаммы бактерий могут расти только на средах, содержащих определенные аминокислоты, углеводы.

Нарушения первичных продуктов генов выявляют с помощью биохимических методов, локализацию же соответствующих повреждений в наследственном материале позволяют установить методы молекулярной генетики.