БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ (По учебнику Н.П. Бочкова "Клиническая генетика")

1.Роль и значение биохимических методов

•Историческая справка: Применяются с начала XX века. Сформировали целый раздел медицины — наследственные болезни обмена веществ (НБО).

•Ключевое преимущество: Биохимические показатели (первичный продукт гена, патологические метаболиты) точнее отражают сущность болезни, чем клинические симптомы, как в диагностическом, так и в генетическом аспекте.

•Цель методов: Выявление биохимического фенотипа организма на разных уровнях — от первичного продукта гена (полипептида) до конечных метаболитов в биологических жидкостях.

•Соотношение с молекулярно-генетическими методами:

oМетоды не заменяют, а дополняют друг друга: молекулярная генетика описывает генотип, а биохимия — фенотип. Болезнь — это фенотип.

o«Нормальная» структура гена не всегда гарантирует нормальный биохимический фенотип из-за сложности процесса реализации генетической информации.

•Вывод: Несмотря на сложность и дороговизну, биохимическим методам принадлежит ведущая роль в диагностике моногенных наследственных болезней.

2.Эволюция принципов биохимической диагностики

1. До 1950-х гг.: Поиск специфических метаболитов в моче (алкаптонурия, фенилкетонурия).

2. 1950-е – 1970-е гг.: Сдвиг в сторону выявления энзимопатий (дефектов ферментов).

3. С 1970-х гг. по настоящее время: Главным объектом диагностики стали белки разных групп. Все три объекта (метаболиты, ферменты, белки) остаются актуальными.

3. Современные технологии и методы анализа 3.1. Оценка метаболитов

•Назначение: Необходимый этап для диагностики аминоацидопатий, органических ацидурий, мукополисахаридозов, митохондриальных и пероксисомных болезней, дефектов обмена пуринов и пиримидинов.

•Методы:

o Качественный химический анализ (например, проба с хлоридом

железа для фенилкетонурии).

o Спектрофотометрические методы количественной оценки.

oХроматографические методы (играют важнейшую роль).

3.2.Хроматографические методы

•Причина использования: Позволяют эффективно разделять сложные многокомпонентные смеси (биологические жидкости).

•Основные виды:

o Газовая хроматография (ГХ): Подвижная фаза — газ-носитель.

Недостаток: требует высоких температур, что ограничивает применение для термически неустойчивых соединений.

oВысокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ): Подвижная фаза — жидкость (элюент). Проводится в мягких условиях, без ограничений по термической устойчивости.

oПринцип для обоих: Разделение компонентов смеси происходит за счет разного взаимодействия с неподвижной и подвижной фазами в колонке. Результат — хроматограмма с пиками, характеризующимися временем удерживания и площадью.

3.3.Масс-спектрометрия (МС)

•Суть: Аналитический метод, определяющий массу молекул и их фрагментов после преобразования в ионы. Результат представляется в виде массспектра.

•Тандемная масс-спектрометрия (ТМС):

o Что это? Комбинация двух последовательно соединенных масс-

спектрометров (иногда в сочетании с хроматографией).

oВозможности: Позволяет охарактеризовать структуру, молекулярную массу и провести количественную оценку 3000 соединений одновременно.

oПреимущества: Микроколичества биоматериала, быстрота (секунды), минимальная подготовка проб.

o Применение: Массовый скрининг новорожденных и диагностика

широкого спектра НБО (см. Таблицу 9.1 в учебнике). 4. Система и стратегия биохимического обследования

Из-за многообразия методов и болезней используется системный, поэтапный подход («просевающий метод») на основе клинической картины и генеалогических данных.

Два уровня диагностики:

1.Первичная диагностика (скрининг):

•Цель: Выявить здоровых и отобрать пациентов для углубленного обследования.

•Материал: Моча и небольшое количество крови.

•Типы программ:

o Массовые: Например, неонатальный скрининг на фенилкетонурию,

врожденный гипотиреоз, адреногенитальный синдром и др.

o Селективные: Проверка биохимических аномалий у пациентов с

подозрением на генные болезни. Используются простые качественные

пробы (тест Феллинга) или более точные методы (газовая хроматография, электрофорез гемоглобинов).

2.Подтверждающая (уточняющая) диагностика:

•Цель: Подтвердить и уточнить диагноз после первичного скрининга.

•Методы:

o Количественное определение метаболитов. o Исследование кинетики метаболитов.

oЭнзимодиагностика (определение активности ферментов в нативных тканях или культивированных клетках, например, фибробластах).

oДНК-диагностика.

•Материал: Культуры клеток, биоптаты тканей (мышц, печени).

5.Показания к применению биохимических методов

•У новорожденных: Судороги, кома, рвота, гипотония, желтуха, специфический запах мочи/пота, ацидоз, остановка роста.

•У детей: Задержка физического и умственного развития, потеря приобретенных функций, специфическая клиническая картина.

•У взрослых: Диагностика наследственных болезней и гетерозиготного носительства (например, при гепатолентикулярной дегенерации,

недостаточности α -антитрипсина).

Заключение: Биохимическая диагностика — это многоуровневый процесс, основанный на тесной связи клинической картины и данных лаборатории. Она прошла путь от простых качественных проб до высокотехнологичных методов вроде тандемной масс-спектрометрии и остается краеугольным камнем в диагностике наследственных болезней обмена веществ.