Хиггинс_Расшифорвка клин лаб анализов
.pdf
500 |
Часть VI. Медико-генетические исследования |
|
Рис. 23.1. «Каплевая» карта новорожденного |
Глава 23. Скрининг заболеваний у новорожденных |
501 |
дого кружка может стать причиной отказа лаборатории принять такой образец в работу. Избыточное количество крови, когда капли перекрывают друг друга, может стать причиной ошибочного результата.
Прежде чем поместить образец в пластиковый пакет, нужно убедиться, что кровь полностью высохла. Затем карту и образец помещают в почтовый конверт и в тот же день отсылают в лабораторию. Стандарты требуют, чтобы образец попал в лабораторию не позднее трех дней с момента взятия крови.
Переливание крови, проведенное до взятия образца для анализа, может повлиять на результаты скринингового теста на СКБ. Разумеется, это касается только новорожденных, которые были помещены в палаты интенсивной терапии вследствие заболеваний, и недоношенных детей. У этих детей забор крови для скрининга следует проводить при поступлении в палаты интенсивной терапии, имея в виду, что им может понадобиться переливание крови до достижения ими возраста 5 дней. Такие образцы помечаются как «предтрансфузионные» и отсылаются в лабораторию вместе с образцами, полученным в определенное стандартами время, если было проведено переливание крови. Если переливание крови не проводилось, «предтрансфузионные» образцы в лабораторию не посылают. Важно указывать в карте все случаи гемотрансфузий.
Заболевания, выявляемые методом «капли крови»
Фенилкетонурия (ФКУ)
Это наследственное нарушение обмена аминокислот, в частности фенилаланина (ФА) [2]. Оно встречается примерно у одного из 10 000 младенцев, а так как в Великобритании количество новорожденных в год составляет 800 000, ежегодно рождается 80 детей с этим нарушением.
Аминокислоты (их всего 23) служат строительным материалом для белков. Некоторые аминокислоты, в том числе фенилаланин, не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Они называются незаменимыми аминокислотами. Мы получаем фенилаланин только с пищей, содержащей белки. Тирозин — это аминокислота, которая может синтези-
502 |
Часть VI. Медико-генетические исследования |
роваться в организме; она заменимая. В организме тирозин образуется из фенилаланина. Эти аминокислоты сходны по химической структуре.
Превращение фенилаланина в тирозин происходит в клетках печени. Эта биохимическая реакция зависит от фермента фенилаланингидроксилазы (ФАГ). У больных ФКУ есть один из множества возможных наследственных дефектов (мутаций) гена, кодирующего синтез ФАГ. Это проявляется отсутствием или снижением активности ФАГ (в зависимости от конкретной мутации), а следовательно, отсутствием превращения фенилаланина в тирозин или нарушениями интенсивности этого процесса.
Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Это значит, что ребенок должен унаследовать две копии мутантного гена ФАГ — по одному от каждого родителя. Тот, кто унаследовал одну копию мутантного гена, будет здоровым носителем заболевания. Если оба родителя носители такого гена, существует один шанс из четырех, что их ребенок родится больным ФКУ.
Вследствие такого генетического дефекта фенилаланин накапливается в крови и тканях. Некоторое его количество превращается в вещества с общим названием фенилкетоны, которые выводятся с мочой. Присутствие фенилкетонов в моче называется фенилкетонурией, что дало название этому заболеванию и служит его диагностическим признаком. Однако наиболее значительные клинические последствия ФКУ связаны с накоплением фенилаланина в головном мозге. Без лечения, начатого вскоре после рождения, ФКУ приводит к стойкому нарушению функций мозга, в том числе к снижению интеллекта, возникновению судорог и к аутизму. В детстве и подростковом возрасте могут возникнуть нарушения поведения и психиатрические проблемы.
Так как весь фенилаланин поступает в организм с пищей, лечение ФКУ основано на исключении этой аминокислоты из рациона больного ребенка. Введение такой диеты в раннем возрасте предотвращает повреждение ткани мозга
ипредупреждает развитие почти всех нейрофизиологических проблем, связанных с ФКУ. Такой диеты, бедной белками
ипочти свободной от фенилаланина, следует строго придерживаться до подросткового возраста, а в идеале — в течение всей
Глава 23. Скрининг заболеваний у новорожденных |
503 |
жизни. Ее эффективность необходимо отслеживать с помощью регулярного определения уровня фенилаланина в крови.
Скрининговый тест на ФКУ
Концентрацию фенилаланина (и, если необходимо, тирозина)
вкрови измеряют с помощью тандемной масс-спектрометрии. Метод позволяет в течение нескольких минут определить содержание этих аминокислот в капельном образце крови. Количество образцов составляет до 600 в день. Такой метод можно использовать и для одновременного определения в образце крови всех аминокислот и многих промежуточных метаболитов, поэтому он является потенциальным инструментом для скрининга других врожденных нарушений обмена веществ,
втом числе ДКАСД (см. ниже).
Вкрови здорового новорожденного ребенка концентрация фенилаланина составляет 50–110 мкмоль/л. При тяжелой «классической» ФКУ концентрация ФА превышает 1000 мкмоль/л, при менее тяжелых формах болезни этот показатель ниже.
Результат скринингового теста считают отрицательным, если при первичном анализе концентрация ФА ниже 200 мкмоль/л. Такая концентрация ФА определяется в подавляющем большинстве образцов, поэтому их исключают из дальнейших исследований. Если концентрация ФА превышает 200 мкмоль/л, образцы подвергаются повторному исследованию, но теперь в них определяют концентрации и ФА, и тирозина. При повторном анализе результат считают отрицательным, если концентрация ФА ниже 240 мкмоль/л независимо от полученных значений концентрации тирозина. Положительным результат считают, если концентрация ФА выше 240 мкмоль/л, а концентрация тирозина ниже 240 мкмоль/л (т. е. она не увеличена). В этом случае у ребенка следует заподозрить наличие фенилкетонурии. Если повышены концентрации и ФА, и тирозина, результат считают отрицательным.
Кистозный фиброз (КФ)
Кистозный фиброз (муковисцидоз) — одно из наиболее серьезных наследственных заболеваний, поражающее одного из 2500 новорожденных. С учетом показателя рождаемости
504 |
Часть VI. Медико-генетические исследования |
(800 000 в год) можно сказать, что в Великобритании ежегодно появляется на свет около 300 детей, больных КФ. Наследственный дефект — одна из многих возможных мутаций гена, кодирующего синтез белка, который называется муковисцидозным трансмембранным регулятором проводимости (МТРП). Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Это значит, что ребенок должен унаследовать две копии мутантного гена КФ — по одному от каждого родителя. Тот, кто унаследовал одну копию мутантного гена, будет здоровым носителем заболевания. Если оба родителя носители такого гена, существует один шанс из четырех, что их ребенок родится больным КФ. В Великобритании среди представителей европеоидной расы частота носительства мутантного гена МТРП составляет 1 : 25. У представителей других рас этот генетический дефект встречается значительно реже.
Мутации гена МТРП приводят к тому, что белок МТРП либо отсутствует, либо функционирует неполноценно. Этот белок находится на мембране секреторных эпителиальных клеток, образующих железы нашего организма. Его задача — регуляция транспорта ионов (натрия, хлоридов и т. д.) и воды через клеточную мембрану. Эта функция обеспечивает нормальную секреторную активность желез. Так, объем и вязкость слизистого секрета, который выстилает дыхательные пути, зависит от того, как функционирует белок МТРП. При КФ вязкость слизистого секрета повышена, именно по этой причине страдают кишечник, легкие и поджелудочная железа.
Единственный ранний симптом КФ — мекониевая непроходимость, которую обнаруживают лишь у 10–20% новорожденных, больных КФ. Меконий (первородный кал) — это полужидкая субстанция темно-зеленого цвета, которая выделяется из кишечника новорожденного в первые часы жизни. У детей, больных КФ, меконий очень плотный и может закупоривать дистальную часть тонкой кишки. Такая кишечная непроходимость проявляется рвотой и может потребовать хирургического вмешательства.
Дети, больные КФ, отстают в физическом развитии и росте в течение первых месяцев и лет жизни. Это обусловлено тем, что ферменты поджелудочной железы не поступают в достаточном количестве в кишечник из-за вязкости панкре-
Глава 23. Скрининг заболеваний у новорожденных |
505 |
атического сока и закупорки им протоков железы. Вследствие этого в тонкой кишке всасывается недостаточно питательных веществ.
Избыточная вязкость бронхиального секрета не позволяет эпителию эффективно удалять из дыхательных путей бактерии, которые попадают туда с атмосферным воздухом. Это предпосылка для повторных респираторных инфекций и прогрессирующего необратимого поражения легких. Нарушение функции легких служит причиной преждевременной смерти среди взрослых, страдающих КФ.
Пот новорожденных, больных КФ, очень концентрированный (соленый). Хотя этот факт не имеет большого клинического значения, он позволяет подтвердить диагноз КФ, так как в поте можно определить повышенную концентрацию натрия или хлорида.
Хотя КФ остается неизлечимым, лучшее понимание природы этой болезни и более эффективное лечение значительно улучшили качество и продолжительность жизни больных. Когда это заболевание было впервые описано (в 1938 г.), большинство детей, страдающих КФ, умирали в первый год жизни. К середине 1990-х гг. средняя продолжительность жизни больных составила 31 год, а дети, родившиеся в наше время, могут дожить до 50 лет. Немалую роль в этом играют ранняя диагностика и лечение, начатое в первые недели жизни.
Скрининговый тест на КФ
В образцах крови определяют концентрацию трипсина и, если необходимо, проводят анализ ДНК. Трипсин — это пищеварительный фермент, образующийся из трипсиногена поджелудочной железы. Поражением поджелудочной железы обусловлено временное повышение концентрации трипсина в крови новорожденных с КФ. (Так как заболевание прогрессирует, у детей более старшего возраста уровень трипсина падает ниже нормы.) Тест называется «иммунореактивный трипсин» (ИРТ), поскольку трипсин выявляют с помощью иммунологической реакции, в которой используют антитела, реагирующие только с этим веществом.
Нормальное значение ИРТ у здоровых новорожденных — примерно 20 нг/мл, тогда как у больных КФ оно обычно превышает 100 нг/мл. Повышение уровня ИРТ встречается не
506 |
Часть VI. Медико-генетические исследования |
только при КФ, поэтому необходимый этап процесса скрининга КФ — анализ ДНК для выявления соответствующих мутаций.
Вначале образцы крови подвергают иммунологическому анализу. Отрицательным считают результат, если ИРТ не превышает 60 нг/мл. Такой уровень трипсина определяется у подавляющего большинства новорожденных, что позволяет исключить их из дальнейшего скрининга. Образцы крови, уровень ИРТ в которых выше 60 нг/мл, подвергают повторному иммунологическому анализу. В этом случае результат считают отрицательным, если оба показателя не превышают 70 нг/мл. Образцы крови с концентрацией ИРТ выше 70 нг/мл подлежат анализу на ДНК. Этот анализ включает определение 30 наиболее часто встречающихся мутаций гена МТРП, которые в совокупности составляют 90–95% всех случаев КФ. Всего этих мутаций более 1600, определять их все нецелесообразно. Результат считают положительным, если выявлено две мутации (по одной от каждого родителя). Если выявлена только одна мутация, это скорее всего указывает на здоровое носительство. Иногда это может означать, что ребенок все же болен КФ, если вторая мутация относится к числу более редких — тех, на которые не проводилось тестирование. Для получения окончательного результата вновь проводят определение концентрации ИРТ. Если ИРТ меньше 120 нг/мл, считают, что «вероятно носительство». Если ИРТ больше 120 нг/мл, считают, что «вероятно наличие КФ». Если анализ ДНК не выявил никаких мутаций, это может означать либо наличие двух редких мутаций (и, значит, заболевание), либо полное отсутствие мутаций (и, значит, отсутствие КФ). В этом случае также измеряют концентрацию ИРТ, к которой применяют описанные выше критерии.
Врожденный гипотиреоз (ВГ)
(Щитовидная железа, ее гормоны, а также гипотиреоз у взрослых описаны в гл. 10.)
ВГ — это состояние, которое встречается у одного из 3500 новорожденных и представляет собой дефицит тиреоидных гормонов [3]. В Великобритании ежегодно рождаются примерно 230 таких детей.
Глава 23. Скрининг заболеваний у новорожденных |
507 |
Существует две причины ВГ: нарушение развития щитовидной железы (примерно 80–85% случаев) и наследственный генетический дефект, который проявляется снижением синтеза тиреоидных гормонов (10–15% случаев). Аномалии развития могут быть следующими: полное отсутствие (агенезия) щитовидной железы, уменьшение ее размеров (гипоплазия щитовидной железы) или локализация уменьшенной в размерах железы в необычном месте (эктопия щитовидной железы). Это не наследственные аномалии, они возникают спорадически во время эмбрионального развития по неизвестным еще причинам.
Уменьшение синтеза тиреоидных гормонов происходит в результате нескольких наследственных генетических дефектов. Чаще всего мутации происходят в гене, кодирующем фермент тиреоидную пероксидазу (ТПО), которая необходима для первого этапа синтеза гормонов щитовидной железы, присоединения йода к тирозину (см. гл. 10, рис. 10.2). Вследствие генетического дефекта активность фермента снижается, а следовательно, уменьшается синтез тиреоидных гормонов.
Очень редко ВГ обусловлен не аномалиями развития щитовидной железы и не нарушением синтеза тиреоидных гормонов в нормально развитой железе, а дефектом гипофиза, вследствие чего снижается синтез тиреотропного гормона (ТТГ). Этот гормон необходим для нормального образования гормонов в щитовидной железе. В силу причин, которые скоро станут понятными, скрининговый тест не выявляет детей с этими редкими нарушениями.
Все аномалии, вызывающие ВГ, перманентны и требуют пожизненного лечения. Иногда ВГ бывает временным (транзиторным) и проходит в течение первых месяцев или лет жизни. Транзиторный ВГ может быть следствием недоношенности. Скрининг выявляет транзиторный ВГ, точно так же как перманентный.
Гормоны щитовидной железы необходимы для роста ребенка и развития его мозга как во внутриутробном периоде, так и после рождения. Во время беременности этот дефицит восполняется путем проникновения тиреоидных гормонов матери через плаценту, но после рождения рост ребенка и развитие его мозга зависят от того, способна ли его щитовидная железа продуцировать эти гормоны в достаточном количестве.
508 |
Часть VI. Медико-генетические исследования |
Независимо от причины ВГ приводит к стойкой физической и ментальной инвалидности. Чем позднее начато лечение, тем тяжелее эти нарушения.
Обычно ранние симптомы ВГ отсутствуют. У новорожденных с тяжелым ВГ имеются такие неспецифические симптомы, как увеличение длительности физиологической желтухи, затруднение сосания, летаргия и судороги.
Заместительная терапия тиреоидными гормонами, начатая в первые 2–3 недели жизни, обеспечивает нормальный рост и интеллектуальное развитие ребенка. Из-за неспецифичности симптомов ВГ нельзя диагностировать без помощи скринингового теста, проведенного в течение первой недели жизни. Так как адекватное количество тиреоидных гормонов необходимо для поддержания здоровья в течение всей жизни, заместительная терапия проводится пожизненно.
Скрининговый тест на ВГ
В образцах крови определяют концентрацию тиреотропного гормона (ТТГ). ТТГ — это гормон гипофиза, который необходим для регулирования продукции тиреоидных гормонов (см. гл. 10, рис. 10.3), поэтому первичный гипотиреоз всегда сопровождается повышением уровня ТТГ.
Хотя во время родов уровень ТТГ в крови резко возрастает, в первые дни жизни его концентрация падает, и к 5–8 дню достигает уровня менее 5 мЕд/л. Обычно при ВГ уровень ТТГ превышает 20 мЕд/л, хотя в менее тяжелых случаях может составлять 10–20 мЕд/л. Результат теста считают отрицательным, если концентрация ТТГ в образце крови меньше 8 мЕд/л. Такой уровень ТТГ определяется у подавляющего большинства новорожденных, что позволяет исключить их из дальнейшего скрининга. Образцы крови, уровень ТТГ в которых выше 8 мЕд/л, подвергают повторному анализу дважды. Теперь результат считают отрицательным, если во всех трех случаях концентрация ТТГ не превышает 10 мЕд/л. Положительным результат скринингового теста считают, если во всех трех случаях концентрация ТТГ выше 20 мЕд/л. При получении противоречивых результатов, когда концентрация ТТГ составляет 10–20 мЕд/л, состояние считается пограничным. У детей с пограничным уровнем ТТГ необходимо взять кровь для повторного анализа в тече-
Глава 23. Скрининг заболеваний у новорожденных |
509 |
ние следующих 7 дней. Если при этом концентрация ТТГ не превышает 10 мЕд/л, результат скринингового теста считают отрицательным. При концентрации ТТГ выше 10 результат считают положительным.
У недоношенных детей (родившихся раньше 32 недели беременности) для скрининга ВГ проводят повторное взятие крови либо на 28 день жизни, либо, если ребенок выписывается из стационара раньше, в день выписки. Результат теста считают отрицательным, если концентрация ТТГ меньше 10 мЕд/л, и положительным, если она превышает это значение.
Дефицит ацилКоА-дегидрогеназы со средней длиной цепи (ДКАСД)
Заболеваемость ДКАСД составляет один на 10 000 новорожденных [4], поэтому в Великобритании ежегодно рождается 80 больных детей. Это нарушение окисления жирных кислот — процесса, который позволяет организму извлекать энергию из жировых депо во время голодания и стресса. АцилКоА-дегидрогеназа со средней длиной цепи — один из нескольких ферментов, которые необходимы для осуществления этого метаболического процесса. У больных ДКАСД наследственный дефект (мутация) гена, кодирующего синтез этого ключевого фермента. Отсутствие фермента приводит к аномальной аккумуляции жирных кислот и их метаболитов. Такая аккумуляция может закончиться летальным исходом в результате острого метаболического нарушения.
ДКАСД, как КФ и ВГ, наследуется по аутосомно-рецес- сивному типу, поэтому для того чтобы развилось заболевание, ребенок должен унаследовать аномальный ген от обоих родителей. Наследование одного нормального и одного мутантного гена обусловливает здоровое носительство. Если оба родителя носители, существует один шанс из 4, что их ребенок родится с таким метаболическим нарушением.
Так как ацилКоА-дегидрогеназа работает только в условиях голодания и стресса, не у всех детей с ДКАСД есть клинические проявления этого нарушения. Однако в условиях затрудненного вскармливания и стресса, вызванного, например, инфекционным заболеванием, ДКАСД может манифестировать как серьезное острое заболевание. Его отличительной чертой
