Інститут гігієни та медичної екології

ім. О.М.МарзЕєва АМН України

Гречаніна Юлія Борисівна

УДК 616.853-056.7-07

ДІАГНОСТИЧНІ КРИТЕРІЇ

СИМПТОМАТИЧНИХ ЕПІЛЕПСІЙ,

ЩО СПОЛУЧАЮТЬСЯ

ІЗ ХРОМОСОМНИМИ ПОРУШЕННЯМИ

03.00.15 –генетика

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківській медичній академії післядипломної освіти МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Бужиєвська Тамара Іванівна,

тимчасово не працює

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Волошина Наталія Петрівна

Інститут неврології, психіатрії та наркології АМН України,

завідувач відділу нейроінфекції та розсіяного склерозу

кандидат медичних наук, старший науковий співробітник Акопян Гаяне Рубенівна Інституту спадкової патології АМН України, заступник директора,

завідувач відділу клінічної генетики

Провідна установа: Кафедра алергології, імунології та медичної генетики Київської медичної академії післядипломної освіти МОЗ України.

Захист відбудеться " 19 " травня 2005 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.604.02 Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзеєва АМН України (02660, м. Київ, вул. Попудренка, 50)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзеєва АМН України

Автореферат розісланий " 19 " квітня 2005 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Омельченко Е.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Прогрес генетики за останні 50 років від аналізу родоводу до розшифровки геному забезпечений накопиченим досвідом розпізнавання спадкових хвороб, розробкою та впровадженням генетичних технологій, які стали невід’ємною частиною діагностики та лікування (І.Р. Бариляк, 1999; Р.В. Богатирьова, 1995; Н.П. Бочков, 2001; Т.І. Бужиєвська, 1999; О.З. Гнатейко, 2002; Н.Г. Горовенко, 2004; О.Я. Гречаніна, 2000; О.І. Тимченко, 1997).

Розвиток цитогенетичних методів дослідження знаменує справжній прорив у вивченні спадкових захворювань людини (Г.Р. Акопян, 2002; С.Г. Ворсанова, 1999; Т.А.Зерова-Любимова, 2003). Серед багатьох захворювань нервової системи найбільш частою є епілепсія (Е): 1% населення Землі хворіє на Е (П.А.Темин, 1997; J.S. Duncan, 1999.). Е все ще залишається невирішеною проблемою, лікування якої не завжди успішне, а ускладнення - іноді непереборні. Однією із причин цього є гетерогенність Е, генетичні форми якої складають 20%. Встановлена зчепленість Е з конкретними генами; взаємозв’язок деяких епілептичних синдромів, епілептичних пароксизмів (ЕП) з точковими мутаціями мітохондріального геному; визначені спадкові хвороби обміну, що сполучаються з Е, визначені Е і епілептичні пароксизми з картованими генами, відзначені хромосомні анеуплодії, що сполучаються з Е. Описані хвороби конститутивного гетерохроматину (ГХ), які супроводжуються порушенням ЦНС (M.G. Mattei, J.Luciani, 2003).

Починаючи з класичних робіт А.А. Прокоф’євої-Бельговської і E.Heitz до сучасних глибоких досліджень Г.Р. Акопян (2001); В.С. Гайцхокі та співавт. (2000); М.А. Пілінської (2000); І.П. Кривіч (1998); M.G. Mattei, J. Luciani (2003), накопичені важливі дані про ГХ. Встановлена роль ГХ в організації ядерних доменів в функціонуванні центромери, в транспорті білків, які асоціюють з центромерним ГХ, в репресії генів. Визначені хвороби, асоційовані з ГХ і пов’язані з порушенням клітинної диференціації (моногенні синдроми ICF та синдром Робертса, мультифакторіальні онкологічні хвороби). Відмічено, що деконденсація відповідних районів ГХ порушує нормальне розділення сестринських хроматид, що призводить до утворення багатоплечових хромосом, делецій, мікроядер. Встановлені С.Г. Ворсановою і співав. (2002); О.Я. Гречаніною та Н.В. Рубінською (2003) множинні морфогенетичні, структурні та функціональні порушення у пробандів з хромосомним поліморфізмом (ХП) звернули нашу увагу на такі варіанти хромосом, частота яких за останні роки має тенденцію до збільшення, можливо, як наслідок порушеної адаптації людини до зростання генетичного вантажу. Ця гіпотеза базується на даних багатьох дослідників про те, що ампліфікація високоповторних послідовностей ДНК, яка відбувається в мітозах раннього ембріогенезу, і створює крупні блоки ГХ, викликана необхідністю забезпечення в ряді багатьох поколінь клітин, що діляться, деяких життєво важливих генів, включених в ГХ райони. Екстремальні варіанти ГХ мають, скоріш за все, прямий вплив на функціонування генів, активних в ембріогенезі, і в ряді випадків призводять до множинних природжених аномалій розвитку (В.С. Гайцхокі та співавт., 2000). Вивчення значення мікро- і мінісателітних повторів у формуванні патологічного фенотипу при хворобах нестабільності тринуклеотидних повторів дало змогу з’ясувати, що хвороби, які викликані динамічними мутаціями з експансією CAG, які транслюються як полі (CAG) в поліглутамінові тракти, сходні при всіх нейродегенеративних хворобах, а поліглутамінова експансія може викликати запрограмовану клітинну загибель, тобто поліглутамінові хвороби можуть бути хворобами неправильно спрямованого апоптозу.

Дослідження спрямоване на вивчення клінічних, цитогенетичних і біохімічних особливостей пробандів з Е, що сполучаються із "малими аномаліями хромосом" (МАХ) – хромосомним поліморфізмом (ХП), хромосомною нестабільністю (ХН) - абераціями хромосомного та хроматидного типу; структурними абераціями хромосом (САХ) – перицентричними інверсіями, збалансованими транслокаціями; з'ясування шляхів виникнення аномальної нейронної збудливості при симптоматичних Е, які сполучені з МАХ і розробку діагностичних критеріїв таких форм епілепсії з позицій, які наближають до розуміння функціонуючого геному.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана у відповідності з планом наукових досліджень кафедри медичної генетики та УЗД Харківської медичної академії післядипломної освіти (N державної реєстрації 019984004321), у межах “Цільової комплексної програми генетичного моніторингу в Україні на 1998-2003 роки”, міжвідомчої комплексної програми „Здоров’я нації” на 2002-2011 рр.

У межах теми дослідження автором проведений відбір хворих, їх клініко-інструментальне обстеження, проаналізовані отримані результати.

Мета і задачі дослідження. Визначити діагностичні критерії симптоматичних Е, що сполучаються з МАХ для ранньої їх діагностики і адекватного прогнозування.

Для реалізації мети були розроблені наступні задачі.

1. Провести вивчення частоти асоціації і ризику розвитку симптом-матичних епілепсій з окремими формами спадкової патології (ФКУ, ГФА, гамартози) і МАХ (структурні перебудови, хро-мосомна нестабільність, поліморфізм хромосом).

2. Визначити питому вагу симптоматичних Е, які сполучаються з МАХ серед хворих з Е.

3. Дослідити особливості сімейного анамнезу, характеру родоводів та провести порівняльну фенотипічну оцінку хворих з симптоматичними Е з нормальним каріотипом і МАХ.

4. Для з’ясування можливих патогенетичних шляхів розвитку Е визначити характер цитогенетичних і метаболічних порушень при симптоматичних Е, які сполучаються із МАХ і сформувати загальне уявлення про шляхи порушення нейронної активності при симптоматичних Е, які сполучаються із МАХ.

5. За допомогою математичних методів вивчити чутливість, специ-фічність і прогностичну цінність виявлених діагностичних критеріїв Е, що сполучається з МАХ.

Об’єкт дослідження – епілепсія і "малі хромосомні аномалії" – хромосомна нестабільність, хромосомний поліморфізм і структурні перебудови.

Предмет дослідження – фенотип, каріотип, обмін амінокислот, вуглеводів, органічних кислот, характер мутацій, морфологічні особливості мозку.

Методи дослідження – клінічні, електрофізіологічні, візуальні, цитогененетичні, біохімічні, молекулярні, статистичні, морфологічні.

Наукова новизна одержаних результатів. Автор уперше підійшла до вивчення Е з позицій функції геному, довела, що "малі аномалії хромосом" супроводжуються біохімічними змінами як проявом порушення кінцевого продукту генної експресії, припустила можливість доповнення кількості вивчених "гетерохроматинових хвороб". Уперше вивчені багатопараметричні діагностичні критерії симптоматичних Е, що сполучаються із "малими аномаліями хромосом" - ХП, ХН, САХ, показана наявність морфогенетичних та біохімічних неспецифічних фенотипових змін при хромосомних варіантах. Для дослідження етіології епілепсій використані комплексні сучасні методи біохімічної (газова хроматографія, мас-спектрометрія, високоефективна рідинна хроматографія), молекулярної (ПЛР і ПДРФ-аналіз) і цитогенетичної діагностики (системи SIRES і METASYSTEM). Уперше визначена частота Е, що сполучається з фенілкетонурією (ФКУ), гамартозами, ХП, ХН, САХ. Показана частота аномального (45,8%) і нормального каріотипу (54,2%) серед хворих з Е. Установлений відносний розрахунковий ризик Е для хворих із гамартозами, ФКУ, з підвищеним рівнем ХН, для пробандів із ХП і САХ. Показано достовірне накопичення серед хворих на Е, що асоційовані з МАХ, носіїв екстраваріантів: 15pstk+, 15ps+, 9qh+, 13pstk+, 13ps+. Установлені фенотипові відмінності пробандів, хворих на Е з нормальним і аномальним каріотипом. Уперше визначені частоти фенотипових ознак у хворих з Е і МАХ, розроблені пелюсткові діаграми – фенотипові портрети хворих з різними формами Е. Висловлене припущення про шляхи встановлення аномальної нейронної активності при Е із МАХ – вплив на нормально сформований мозок порушень апоптозу або накопичення поліглутамінових фрагментів білків в певних структурах мозку. Отриманні дані про втягування метаболізму клітини підтверджені постмортальною електронно-емісійною мікроскопією. Використання дискрімінантного аналізу підтвердило високу інформативність розроблених діагностичних критеріїв Е, що сполучаються з хромосомними порушеннями. Створена комп’ютерна база даних хворих на Е.

Практичне значення одержаних результатів. Автор визначила частоти і ризик розвитку Е при різних формах спадкової патології (ФКУ, ГФА, гамартози, МАХ), розробила фенотипові портрети хворих із Е і нормальним каріотипом, і симптоматичною Е із МАХ, які можуть бути використані в практичній діяльності лікарів-генетиків та фахівців різних спеціальностей. Автор показала, що майже 50% хворих із Е потребують цитогенетичного дослідження, розробила діагностичні критерії Е, які сполучаються із порушенням хромосом. Довела високу інформативність сучасних методів діагностики – цитогенетичної, біохімічної (газова хроматографія, мас-спектрометрія, ВЕРХ), молекулярної (ПЛР та ПДРФ-аналіз) в діагностиці різних форм Е. Ставлення до Е, що сполучаються із МАХ, як до "хвороб гетерохроматину" змінює напрямок прогнозування, лікування і реабілітації. Використання сучасних математичних методів статистичного аналізу, доступних для широкого застосування, підтвердило інформативне значення отриманих діагностичних критеріїв.

Результати дослідження впроваджені в ХСМГЦ, у відділенні нейрогенетики Інституту неврології, психіатрії і наркології АМНУ, м. Харкова; Вінницькому, Львівському, Криворізькому, Полтавському, Київському медико-генетичних центрах, використовуються в учбовому процесі на кафедрах медичної генетики ХДМУ, ХМАПО і Харківському національному університеті.

Особистий внесок дисертанта. Дисертант обґрунтувала актуальність, необхідність і доцільність вибраної теми, здійснила пошук літературних джерел, визначила мету і задачі роботи, обсяг і методи дослідження хворих, провела клінічне обстеження хворих із Е, а також контрольної групи. Для визначення частот різних форм Е дисертант зібрала і проаналізувала данні про хворих із ФКУ, ГФА, гамартозами, ХН, ХП і САХ. Розробила алгоритм, провела обстеження хворих із Е і їхніх сімей, внесла інформацію в комп'ютерну базу даних, виконала сомато-генетичне дослідження, провела аналіз родоводів. Підготувала зразки для молекулярних і біохімічних досліджень і дала їм відповідну оцінку при проведенні диференційної діагностики. Провела нейросонографію, прийняла участь у променевих і електрофізіологічних дослідженнях. Опанувала і застосувала комп'ютерні методи статистичного аналізу. Дисертант проаналізувала і резюмувала отримані дані. Математико-статистичний аналіз проведений разом із І.Г. Гольдфарбом, пам'яті якого автор низько вклоняється.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи були представлені на Українській конференції з клінічної генетики (Тернопіль, 1995); І-му конгресі Української асоціації спеціалістів ультразвукової діагностики в перинатології, генетиці та гінекології (Харків, 1997); IV-му Українсько-Баварському симпозіумі "Медико-соціальна реабілітація дітей з органічним ураженням нервової системи" (Одеса, 1999); конференції невропатологів, психіатрів і наркологів України (Харків, 1999); II-му Конгресі Української асоціації спеціалістів з ультразвукової діагностики в перинатології, генетиці і гінекології "Плід як частина родини" (Харків, 2000); I-й Міжнародній студентській конференції з медичної генетики (Харків, 2001); II-му Національному конгресі неврологів, психіатрів і наркологів України "Психоневрологія ХХI століття" (Харків, 2002); 8-ому Міжнародному Азіатсько-Європейському Конгресі з вроджених дефектів метаболізму (Вільнюс, 8-13 вересня, 2002); III-му з’їзді медичних генетиків України (Львів, 2-4-жовтня, 2003); I-му Конгресі з клінічної генетики за міжнародною участю "Метаболічні спадкові хвороби” (Харків, 1-4 жовтня, 2003); конференції з лабораторних методів дослідження спадкової патології (Київ, 2004).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 28 наукових праць, з них 6 статей у виданнях, затверджених ВАК України, 19 тез, 3 розділи в монографіях.

Обсяг та структура дисертаційної роботи. Дисертацію викладено на 145 сторінках машинописного тексту, вона складається із вступу, огляду літератури, розділу матеріалів та методів дослідження, 5 розділів власних досліджень, заключення, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних літературних джерел. Робота ілюстрована 34 таблицями, 18 рисунками. Список використаних літературних джерел включає 259 робіт, із них 111 - кирилицею, 148 – латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. Для досягнення мети і вирішення поставлених задач була розроблена програма дослідження, яка включала: а) вивчення клініко-генетичних особливостей і частоти Е серед 739 хворих із різними формами спадкової патології, взятих на облік у 1986-2002рр. в ХСМГЦ; б) аналіз каріотипів 10467 хворих, обстежених в 1992-2002рр.; в) проведення безвибіркового клініко-генетичного обстеження 108 пробандів і їх сімей, із яких 60 склали контрольну групу – КГ (здорові індивіди з нормальним каріотипом, без Е) і 48 хворих на Е (основна група - ОГ), серед них 26 мали нормальний каріотип (I ОГ), а 22 – аномальний каріотип (II ОГ). В ІІ ОГ виявлені МАХ: у 50,1% хворих Е була асоційована із ХН, у 40,9% - з ХП, і у 9% - із САХ. При проведенні обстеження пробандів використані стандартизовані класифікації клінічних, морфологічних, антропометричних та інших характеристик. Електроенцефалографію (ЕЕГ) і реоенцефалографію (РЕГ) проведено 108 обстеженим. Візуалізацію (рентгенографія черепа, КТ, ЯМРТ) проведено за показаннями (15 пацієнтам основної групи і 11 – контрольної). Цитогенетичне дослідження проведено 108 обстеженим методом культивування лімфоцитів периферійної крові з використанням рутинного і диференційного фарбування (G- і С-методи). Препарати метафазних хромосом аналізувались за допомогою комп’ютерних діагностичних систем CIRES і Metasystem з програмним забезпеченням ICAROS (Carl Zeizz, Germany). Біохімічне дослідження проведено 108 пацієнтам обох груп і включало визначення вільних амінокислот за допомогою тонкошарової хроматографії і високоефективної рідинної хроматографії (Waters, HPLC). Для комплексного аналізу органічних кислот (ОК), використовувалась газова хроматографія, мас-спектрометрія (GS/МS) (метаболічний Центр м. Фрайбург (Німеччина)). Бібліотека спектрів була адаптована для метаболічного скринінгу і містила інформацію більш ніж про 500 специфічних органічних кислот. Молекулярне дослідження проведено 62 пацієнтам у лабораторії ДНК-діагностики Московського Центру молекулярної генетики та в Інституті біохімії та генетики Уфимського наукового Центру РАН та ХСМГЦ за допомогою метода ПЛР у сполученні з ПДРФ-аналізом.

Статистична обробка результатів дослідження проведена за допомогою сучасних методів математичного аналізу з метою отримання параметрів, які мають достовірну різницю. В усіх статистичних розрахунках величина рівня значення р була менше 0,05. Зрівняння сукупності номінальних величин проводилось методом кутового перетворення Фішера. Для розробки статистично обґрунтованихмедичнихрекомендацій був застосований метод послідовного аналізу Вальда. Для всіх ознак була обчислена міра інформативності Кульбака, яка розраховувалась після отримання діагностичних коефіцієнтів. Для побудови складної прогнозуючої моделі на підставі характеристик ознак, які вивчались, використаний дискримінантний аналіз. Статистичні розрахунки проведені за допомогою програми SPSS 8.0 for Windows (DFARS252.227-7013; 48CFR52.227-19) (Німеччина).

Результати досліджень. У результаті дослідження встановлені частоти Е серед різних видів спадкової патології, які визначені на підставі аналізу генетичних карт 739 сімей із гамартозами, ФКУ, ГФА і МАХ. Серед 61 сім'ї з ФКУ було 12 (19,67%) пробандів з Е, частота 197:1000; серед 77 пробандів з гамартозами Е знайдена у 28 (36,4%), (частота 364:1000). Серед 360 пробандів із ХН було виявлено Е у 15 хворих (4,17%) (частота 42:1000). Аналіз 194 історій пробандів з ХП дозволив знайти 5 (2,58%) хворих з Е, частота 26:1000. Серед 47 пробандів САХ у 2 виявлені судороги (4,3%), частота 43:1000. Визначений статистично значущий ризик розвитку судорог у пробандів представлених груп був вище популяційного і складав для гамартозів – 81,0, для ФКУ і ГФА - 34,7, при підвищенні рівня ХН - 6,2, при ХП- 3,8, при САХ - 6,3.

Проаналізовані результати каріотипування 10467 пробандів, обстежених в 1992-2002 рр. Відмічена тенденція до зростання числа мозаїчних анеуплоїдій і ХП. Цитогенетичне обстеження проводилось усім хворим із судорогами: у 50,1% хворих з Е мала місце ХН, у 40,9% - ХП, а у 9% - САХ (рис. 1). Встановлена динаміка питомої ваги ХП серед аномальних каріотипів. Так, у 1993 р. серед 41 аномального каріотипу варіанти хромосом зустрілись у 2 випадках (4,9%), у 1995р. – 4,34%, у 1996р. – 8,65%, у 1997р. – 4,91%, у 1998р. – 17,53%, у 1999р. – 17,64%, у 2000р. – 46,09%, у 2001р. – 44,68%, у 2002р. – 44,6%. Таке зростання в одній популяції серед сімей із обтяженим генетичним анамнезом кількості пробандів із варіантами полі-морфізмів, на жаль, ще не можна пояснити. Але, вважаючи, що конститутивний ГХ відіграє важливу роль у біологічних функціях клітини, забезпечує неспецифічні ефекти хромосомних аномалій, впливаючи на поділ клітин та їхню функціональну активність, такі зміни питомої ваги ХП можуть бути пов'язаними, можливо, із зростанням генетичного вантажу та з необхідністю адаптації людини до нових умов.

Рис.1. Співвідношення різних видів МАХ у хворих з Е і аномальними результатами цитогенетичного дослідження.

Молекулярні дослідження проведені в процесі диференційної діагностики форм Е і дозволили знайти у хворих на ФКУ мажорну мутацію R408, а також мутації R281Z, R158Q, Y414C, IVC10. При синдромі Ретта знайдена вперше в Україні мутація в гені MECP усередині транскрипційного домену (рис. 2).

Рис.2. Схема гену MeCP2 і локалізація мутації K286fs.

Використані методи дозволили знайти відмінні особливості хворих з Е в обох групах. Так, вивчення сімейного анамнезу виявило статистично достовірну перевагу в II ОГ слабкості пологової діяльності, можливо, за рахунок м’язової гіпотонії, яка притаманна пробандам з МАХ і може призвести до порушення моторики матки. Мультифакторіальна патологія також достовірно частіше зустрілась у хворих з Е, що сполучається з МАХ (31,8% проти 7,7% в контролі, р<0,05), що може відбивати полігенну обумовленість Е. Другими критеріальними ознаками були обтяженість сім’ї хромосомною патологією, більш ранній дебют Е у пробандів II ОГ. Ускладнення в періоді новонародженності у 45,5% II ОГ і у 61,5% I ОГ свідчать про високий рівень неонатальної захворюваності у дітей, у яких розів’ється у наступному Е поза залежністю від її етіології. Відставання у психомоторному розвитку у 63,6% хворих II ОГ и 76,9% в I ОГ роблять цю ознаку чинником ризику розвитку Е. Анамнестичні дані явились істотною частиною інформації про потенційний ризик розвитку симптоматичної Е, що сполучається із МАХ.

На підставі проведеного аналізу нами виділені анамнестичні діагностичні критерії Е, що сполучаються із МАХ: наявність дії негативних факторів при виношуванні вагітності пробандом; слабкість пологової діяльності при народженні пробанду; обтяженість сім’ї хромосомною і мультифакторіальною патологією; ускладнений перебіг періоду новонародженності; відставання в психомоторному розвитку.

В подальшому вивчені морфогенетичні відмінності, що сформувались внутрішньоутробно у хворих з Е, що сполучаються з МАХ і відображені в їх фенотипі, щоб з’ясувати хоча б одну патогенетичну ланку. Проведена порівняльна оцінка хворих II ОГ з контролем дозволила встановити перевагу в групі хворих з Е і МАХ: мікроцефалії (31,8% проти 1,7%; р<0,01); зменшеного відношення окружності голови до зросту (31,8% проти 3,3%, р<0,01); судинних уражень шкіри (45,5% проти 18,3%, р<0,05); порушень пігментації (63,6% проти 38,3%, р<0,05); тонкого, ламкого волосся (27,3% проти 5,0%, р<0,05); мезодермальної дисплазії (45,5% проти 8,3%, р<0,01); дизморфій (18,5% проти 3%, р<0,01). Перераховані ознаки віднесені до маркерних для хворих з симптоматичними Е, що асоційовані із МАХ. Відмінні фенотипові особливості ілюструють пелюсткові діаграми, які відображають частоти ознак, які знайдені у різних групах обстежених хворих (діаграми 1-3). Вірогідне накопичення у хворих із Е і МАХ носіїв екстраваріантів ХП – 13pstk+, 13ps+, 15pstk+, 15ps+ і 9qh+, наявність ХН як найбільш поширеної характеристики таких хворих (50,1%) розглянуті у відповідності із існуючими сучасними поглядами.

Так, Г.Р. Акопян (2003), В.С. Гайцхокі (1998-2000), M.G. Mattei, J. Luciani (2003), встановили, що порушення функцій ГХ призводить до передчасного розходження хромосом, затримки мітозу, поліплоїдізації хромосом та до індукції апоптозу. На думку авторів, все більшого підтвердження отримують гіпотетичні положення про те, що ГХ впливає на функцію оточуючих генів, має селективну цінність в адаптації людини, а збільшення ГХ лише до певної міри безпечне, а в подальшому підвищує ризик порушень розвитку як у носіїв, так і у їхніх дітей. Ці точки зору підтримали доцільність нашого дослідження, як спроби показати, що невипадковими є фенотипічні зміни у хворих на Е, що сполучається із МАХ.

Діаграма 1. - Частоти фенотипічних ознак, які найбільш часто реєструються у обстежених контрольної групи

Діаграма 2. Частоти фенотипічних ознак у хворих на епілепсію

з нормальними результатами цитогенетичного дослідження,

які найбільш часто реєструються

Діаграма 3. - Частоти фенотипічних ознак у хворих на епілепсію

з аномальними результатами цитогенетичного дослідження,

які найбільш часто реєструються

У наших спостереженнях ХП зустрівся у 40,9% хворих із Е і МАХ у вигляді збільшення навколоцентромірного ГХ району 9 хромосоми (9 qh+); 1 і 9 хромосоми (1 qh+, 9qh+); 13ps+, 15ps+; подовженими супутничними нитками 13 и 15 хромосоми (13pstk+, 15pstk+).

При варіантах збільшення С-блоків хромосоми 9 (9qh+) відмічались ознаки недиференційованих форм мезо- і ектодермальних дисплазій, підвищений рівень хромосомної нестабільності. При 13ps+ знайдені фенотипічні особливості, більш близькі до наслідків метаболічних порушень – органічних ацидурій і ядерних мітохондропатій – порушення маси, зросту, форми і величини черепу, диспластична кардіопатія, ренальна дисплазія в сполученні з гіпераміноацидуріями, глюкозо-, фруктозо-, мальтозурією. При САХ особливостями фенотипу були множинні вади розвитку у поєднанні з епілепсією, при ХН – неспецифічні малі аномалії розвитку (МАР).

Найбільш значущою особливістю обміну амінокислот у хворих із Е і МАХ явилось підвищення рівня проліну, аланіну, ізолейцину, аспарагіну, глютамінової кислоти, серіну, гліцину, метіоніну, цистіну в обох групах обстежених: гіперпролінемія відмічена у 28,5% пацієнтів; гіперпролінурія – у 46,1%; гіпероксіпролінурія – в 53,35% випадків. Знайдене достовірне (p<0,05) збільшення екскреції проліну, яке перебільшує екскрецію даної амінокислоти у здорових індивідів в 100 разів (t=-3,76), а коефіцієнт глютамінова кислота/пролін більш 0,31 спостерігався в 52,4% випадків, що співпадає з уявленням В.С. Гайцхокі (2000), О.В. Євграфова (2003), які свідчать про те, що поліглютамінова експансія веде до запрограмованої клітинної загибелі. Знайдено підвищення коефіцієнта аланін/лізин у 20,6% хворих з Е може бути, на наш погляд, маркером порушення енергетичного обміну. Зроблене припущення, що при Е, що сполучаються з МАХ механізм розвитку патологічної нейронної активності тісно пов’язаний з нейротоксичним ефектом на ранніх етапах ембріогенезу, внаслідок накопичення хромосомних аберацій. За свідченням Г.Р. Акопян (2003) близькі зміни спостерігаються при синдромах атаксії-телеангіектазії і Нійменгема. Так, при А-Т мозочкова атаксія формується як наслідок підвищеного апоптозу постмітотичних нейронів, в яких не відбувається репарація хромосомних аберацій.

Таким чином, результати цитогенетичних і біохімічних досліджень хворих з Е, що сполучаються з МАХ, свідчать про метаболічні порушення як про критеріальні параметри, що необхідно враховувати і в диференційній діагностиці, і в лікуванні Е.

Перевірка висловлених припущень проведена за допомогою електроно-емісійної мікроскопії мозку хворого, який помер від Е (дослідження сумісно з проф. А.Ф. Яковцовою). При цьому було встановлено, що розвиток Е супроводжувався неспецифічними змінами в речовині мозку у вигляді гліозу, гангліозоклітинних запустінь, дистрофічних змін нейронів, можливо, як наслідок тканиноспецифічної генної експресії. Встановлено, що мітохондрії у своїй абсолютній більшості набряклі. Щільність матриксу різко знижена. Крісти частиною зменшені, частиною зруйновані. Зустрічаються остаточні тіла мітохондрій. Таке порушення мітохондрій може бути результатом яскраво вираженого перекисного окислення ліпідів в мембранах мітохондрій. Активний набряк, скоріш за все, пов’язаний із роботою ланцюга переносу електронів. Саме пошкодження мітохондрій, згідно сучасним уявленням, є тим переломним моментом, після якого зміни в клітині, викликані пошкоджуючим агентом, стають незворотними, і клітина гине.

Отримані діагностичні критерії Е, що сполучаються з МАХ, виглядають клінічно логічними і статистично значущими. Однак, для підтвердження їхньої інформативності, ступеня чутливості і специфічності були застосовані статистичні методи. З цією метою був апробований метод послідовного аналізу Вальда, міра інформативності Кульбака, центильний метод, як наочний і найпростіший. Використання дискрімінантного аналізу було зручним через необхідність оцінки кількісних ознак.

Визначені чутливість (частота позитивних результатів при наявності захворювання), яка дорівнювала 100%, специфічність (частота негативного результату при відсутності захворювання) (84,6%), позитивна прогностична цінність (вірогідність захворювання при позитивному результаті) (88,2%) і негативна прогностична цінність (вірогідність відсутності захворювання при негативному результаті) отриманих діагностичних критеріїв (100%).

Таким чином, проведені дослідження і математичний аналіз показали, що майже половина хворих з Е мають специфічні форми, що сполучаються з МАХ. Маркерними ознаками таких форм Е є як анамнестичні, так і фенотипові ознаки: наявність дії негативних факторів при виношуванні вагітності пробандом (68,2%); порушення моторики матки при народженні пробанда (40,9%); обтяженість родоводу хромосомною патологією (13,6%); обтяженість родоводу мультифакторіальною патологією (31,8%); ускладнений перебіг періоду новонародженості (61,5%); мікроцефалія (31,8%); зменшене відношення окружності голови до зросту (31,8%); судинні ураження шкіри (45,5%); пігментні ураження шкіри (63,6%); тонке, ламке волосся (27,3%); ознаки мезодермальної дисплазії (45,5%); дизморфії обличчя, голови, тулуба, кінцівок (18,5%); поліглутамінова експансія, що веде до запрограмованої патології клітин (52,4%), морфологічних порушень мітохондрій.

Таким чином, отримані діагностичні критерії дозволяють виділити із групи пробандів з Е симптоматичні форми, що сполучаються з МАХ, завдяки високій специфічності, чутливості і прогностичній цінності. Проведені дослідження дозволяють припустити, що в реалізації аномалій фенотипу при симптоматичних Е, що сполучаються з МАХ, можлива тератогенна роль поліглутамінової експансії, а в зміні нейронної активності – вплив гетерохроматину на генну експресію.

ВИСНОВКИ

1. Багатопараметричне вивчення різних категорій хворих із спадковою патологією дозволило виявити питому вагу симптоматичних епілепсій і визначити їхні частоти, які склали для фенілкетонурії 19,67% (197:1000), для гамартозів – 36,4% (364:1000), для хромосомної нестабільності 4,17% (42:1000), для хромосомного поліморфізму – 2,58% (26:1000), для структурних перебудов хромосом – 4,3% (43:1000).

2. Відносний розрахунковий ризик розвитку судорог для пробандів з гамартозами 81,0; з ФКУ і ГФА – 34,7; для хворих з хромосомною нестабільністю – 6,2; для пробандів з структурними перебудовами хромосом – 6,3; з хромосомним поліморфізмом – 3,8.

3. Серед обстежених хворих симптоматичні епілепсії, що сполучаються із "малими аномаліями хромосом" знайдені в 45,8% випадків Е, що підтверджує актуальність розробки діагностичних критеріїв.

4. Встановлено анамнестичні діагностичні критерії епілепсії, що сполучаються із МАХ: наявність негативних факторів при виношуванні вагітності, слабкість пологової діяльності при народженні пробанда, обтяженість родоводу хромосомними і мультифакторіальними хворобами.

5. Проведена фенотипова оцінка хворих з Е, що сполучаються із МАХ, дозволила встановити фенотиповий портрет пробандів із статистично достовірною перевагою мікроцефалії (31,8% проти 1,7%), зменшеного відношення окружності голови до зросту (31,8% проти 3,3%) судинних уражень шкіри (45,5% проти 18,3%), пігментних порушень (63,6% проти 38,3%), тонкого, ламкого волосся (27,3% проти 5,0%), мезодермальної дисплазії (45,5% проти 8,3%), дизморфій (18,5% проти 3%), що може свідчити про можливу тератогенну роль поліглутамінової експансії.

6. Електронно-емісійне дослідження мозку при епілепсії показало неспецифічні дистрофічні зміни нейронів, набряк мітохондрій, руйнування кріст та їхніх остаточних тіл, що ілюструє наявність повного руйнування структури даних органел і порушень роботи ланцюга переносу електронів як прояву нейротоксичного ефекту.

7. Виявлені ознаки залучення енергетичного обміну в порушенні нейронної збудливості, порушення проміжного обміну у вигляді гіпераміноацидурії, гіперпролінурії, які перевищують в 100 разів нормальні показники, підвищення коефіцієнта аланін/лізин, пролін/глутамін свідчать про існування метаболічного механізму змін нейронної активності при Е, що сполучаються із МАХ, про вплив ГХ на генну експресію.

8. На підставі отриманих даних виникає припущення, що в основі епілепсій, що сполучаються із МАХ, лежить ураження нормально розвинених ділянок головного мозку, яке викликане порушенням апоптозу та накопиченням поліглютамінових фрагментів білків в певних структурах мозку.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. При встановлені причини Е, прогнозування її перебігу, розробці адекватної терапії доцільно використовувати системний генетичний підхід до оцінки пробанду і його сім'ї і включати в коло діагностичної інформації оцінку фенотипу і родоводу.

2. Використання маркерних анамнестичних даних – наявність дії негативних факторів при виношуванні вагітності пробандом, слабкість пологової діяльності при народженні пробанда, обтяженість сім'ї хромосомною та мультифакторіальною патологією, ускладнений перебіг періоду новонародженності, відставання в психомоторному розвитку, можна рекомендувати для пошуку Е, що асоційовані із МАХ.

3. Фенотипові ознаки Е, що асоційовані із МАХ (мікроцефалія, зменшення відношення окружності голови до зросту, судинні ураження шкіри, порушення пігментації, наявність тонкого ламкого волосся, мезодермальної дисплазії і множинних дизморфій), потребують використання цитогенетичного дослідження із Q- і C-забарвленням і являються діагностичними критеріями Е, що асоційовані з МАХ.

4. В розробці методів реабілітації хворих із Е, що асоційовані із МАХ, доцільно враховувати дані про порушення проміжного обміну, в тому числі і біоенергетичного як прояви механізму змін нейронної активності, і проводити відповідні засоби корекції.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гречанина Ю.Б., Молодан Л.В., Бусыгина В.Б. Современная диагностика факоматозов// Актуальні питання діагностики в клінічній генетиці/ Під ред. О.Я. Гречаніної, Б.Д. Колєснікова - Харків - Донецьк – Тернопіль. - 1995.- Т.1.- С.129-148.

2. Гречанина Е.Я. Гольдфарб И.Г. Здыбская Е.П. Степанец А.П. Добродецкая А.Л. Гречанин Б.Е., Новикова И.В., Гречанина Ю.Б., Варенко В.А. Наследственные нарушения метаболизма. Аминоацидопатии. Органические ацидурии. Гипераммониемии. Эритроцитарные энзимопатии // Проблемы клин. генетики/ Под ред. Е.Я. Гречаниной. - Харьков: "Квадрат". – 2003. – С.77-111.

3. Гречанина Ю.Б. Дифференциальная диагностика симптоматических эпилепсий, сочетающихся с хромосомными болезнями // Проблемы клин. генетики/ Под ред. Е.Я. Гречаниной – Харьков: "Квадрат". – 2003. – С.238-291.

4. Гречанина Ю.Б. Причины неонатальных судорог// Ультразвукова перинатальна діагностика. - Харків, 1999.- №11.- С. 87-105.

5. Христич А.В. Дворниченко Н.С., Гречаніна Ю.Б. Регистр хромосомных болезней //Ультразвукова перинатальна діагностика. - Харків, 1999.- №11.- С. 24 –50.

6. Гречаніна Ю.Б., Молодан Л.В. Частота, характер та термін маніфестації судомного синдрому у хворих гамартозами//Укр. вісн. психоневрології. – 1999.–Т.7, вип. 3 (21).-С.48-51.

7. Гречанина Ю.Б. Наследственно обусловленные заболевания, сопровождающиеся остеопорозом, неврологическими и эндокринными нарушениями // Ультразвукова перинатальна діагностика - Харків, 2001. – №14. - С.133-151.

8. Гречанина Е.Я. Добродецкая А.Л. Степанец А.П. Новикова И.В. Здыбская Е.П. Гольдфарб И.Г. Гречанин Б.Е. Гречанина Ю.Б., Варенко В.А. Наследственные нарушения метаболизма // Ультразвукова перинатальна діагностика. – Харьков, 2003. - №16. – С.3-41.

9.Гречанина Е.Я. Рубинская Н.В. Варенко В.А., Гречанина Ю.Б. Хромосомный полиморфизм–цитогенетические характеристики и клинико-биохимические сопоставления//Ультразвукова перинатальна діагностика. – Харків, 2003. - №16. – С.97-109.

10. Гречаніна Ю.Б. Спадкові форми епілептичної хвороби// Тези II з`iзду медичних генетикiв України ( Львiв, 18-20 жовт. 1995 р.) – Львів, 1995. - С. 52.

11. Гречаніна Ю.Б., Молодан Л.В. Здибська О.П. Ромадіна О.В. Жадан І.А. Неонатальні судороги як ознака спадкової патології новонароджених// Х з’їзд акушерів-гінекологів України: Тез. доп. – Одеса, 1996. – С.150.

12. Гречанина Е.Я. Гречанина Ю.Б., Молодан Л.В. Ткачева Т.М. Случай терминальной делеции короткого плеча 10-й хромосомы как вариант хромосомной нестабильности у больной с нейро-окуло-кутанеальной формой болезни Штурге-Вебера// Плід як пацієнт: Тез.доп. 1-й Конгр. Укр. асоціації спеціалістів УЗД в перинатології, генетиці та гінекології ( 21-23 трав. 1997р., Харків). - Харків,1997. - С. 32-33.

13. Гречанина Е.Я. Молодан Л.В., Гречанина Ю.Б., Христич А.В. Случай терминальной делеции длинного плеча 11-й хромосомы как вариант хромосомной нестабильности у больной с туберозным склерозом // Плід як пацієнт: Тез.доп. 1-й Конгр. Укр. асоціації спеціалістів УЗД в перинатології, генетиці та гінекології (21-23 трав. 1997р., Харків). - Харків,1997. - С. 33-34.

14. Молодан Л.В., Гречанина Ю.Б. Изучение биоэлектрической активности головного мозга у больных факоматозами //Плід як пацієнт: Тез.доп. 1-й Конгр. Укр. асоціації спеціалістів УЗД в перинатології, генетиці та гінекології ( 21-23 трав. 1997р., Харків). - Харків,1997. - С. 35-36.

15. Бабаджанян Е.Н. Ромадина О.В. Молодан Л.В., Гречанина Ю.Б. Случай пренатальной диагностики туберозного склероза // Плід як частина родини: Зб. тез ІІ Конгр. Укр. асоц. спеціалістів УЗД в перинатології, генетиці та гінекології: У 2т.- Харків, 2000.- Т 1.- С.130-131.

16. Молодан Л.В., Гречанина Ю.Б., Причины и эпидемиология эпилептической болезни// Плід як частина родини: Зб. тез ІІ Конгр. Укр. асоц. спеціалістів УЗД в перинатології, генетиці та гінекології: У 2т. - Харків, 2000. – Т2. - С. 351-353.

17. Новикова И.В. Здыбская Е.П. Молодан Л.В., Гречаніна Ю.Б. Исследование свободных аминокислот биохимических жидкостей // Плід як частина родини: Зб. тез ІІ Конгр. Укр. асоц. спеціалістів УЗД в перинатології, генетиці та гінекології: У 2т. - Харків, 2000.- Т 1. - С. 369-370.

18. Здыбская Е.П., Гречанина Ю.Б., Бугаева Е.В. Синдром базальноклеточного невуса//Укр. вісн. психоневрології. – 2002. – Т.10, вип. 1 (30), дод. - С.54.

19. Гречанина Е.Я. Здыбская Е.П., Гречанина Ю.Б., Бугаева Е.В. Подходы к ранней диагностике гамартозов // Укр. вісн. психоневрології. – 2002. – Т.10, вип. 1 (30), дод. - С.41.

20. Ткачова Т.М. Христич А.В., Гречанина Ю.Б. Клинические и электрофизиологические особенности судорог у больных с хромосомными аномалиями // Проблемы клин. генетики: Сб. тез. – Харьков, 2003. – С. 106-108.

21. Бугаева Е.В., Гречанина Ю.Б. Фенотипические особенности больных с судорожным синдромом и аномальным кариотипом // Проблемы клин. генетики: Сб. тез. – Харьков, 2003. – С. 108-110.

22. Василенко Ю.В. Гольдфарб И.Г., Гречанина Ю.Б. Риск развития судорожного синдрома у больных с различными видами врожденной и наследственной патологии // Проблемы клин. генетики: Сб. тез. – Харьков, 2003. – С. 110-112.

23. Ткачова Т.М. Христич А.В., Гречанина Ю.Б. Характер хромосомных нарушений при судорожном синдроме // Проблемы клин. генетики: Сб. тез.– Харьков, 2003. – С. 112-113.

24. Рубинская Н.В. Дворниченко Н.С., Гречанина Ю.Б. Хромосомный полиморфизм: цитогенетическая и клиническая характеристика // Проблемы клин. генетики: Сб. тез. – Харьков, 2003. – С. 124-127.

25. Grechanina Y.B., Molodan L.V. Gordienko I.U. Ultrasound marker signs of hamartosis in prenatal and postnatal periods of ontogenesis // Ultrasound in Obstetrics & Gynecology. - 1996. –Vol. 8, suppl.1.- P. 87.

26. Grechanina O.Y. Novikova I.V. Grechanina Y.В. et al. Detection of inherited metabolic disordes in the region of Kharkov (Ukraine) // Laboratorine Medicina 8 Annual Asian-European Workshop on inborn errors of Metabolism (AEWIEM). - Vilnius, 2002. – Р.60.

27. Гречанина Ю.Б. Неонатальные судороги: Учеб. пособие для врачей-курсантов. – Харьков, 1997.-19 с.

28. Гречанина Е.Я. Здыбская Е.П. Гречанина Ю.Б., Демина О.О. Ультразвуковая пре- и постнатальная диагностика патологии центральной нервной системы: Справочник. - Харьков, 1999.- 62 с.

АНОТАЦІЯ

Гречаніна Ю.Б. Діагностичні критерії симптоматичних епілепсій, що сполучаються з хромосомними порушеннями. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 03.00.15 – генетика. – Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України, Київ, 2005.

Вивчені пробанди з Е, що сполучаються із МАХ –ХН, ХП та САХ. Серед 739 сімей із гамартозами, ФКУ, ГФА і МАХ Е сполучалась із ФКУ у 19,67% пробандів, з гамартозами – у 36,4%, із ХН – у 4,17%, з ХП – у 2,58%, з САХ – у 4,3%. Ризик судорог для гамартозів – 81,0, ФКУ і ГФА – 34,7, ХН – 6,2, ХП – 3,8, САХ – 6,3.

В каріотипах 10467 пробандів відмічене зростання питомої ваги ХП із 4,9% до 44,6%, що ймовірно пов'язане із зростанням генетичного вантажу. Серед 108 хворих із Е і МАХ знайдений аномальний каріотип у 45,8%, нормальний – у 54,2%. У 50,1% хворих з Е і МАХ мала місце ХН, у 40,9% - ХП і у 9% - САХ. При Е із МАХ відмічені: негативні чинники під час вагітності; слабкість пологової діяльності; обтяженість родоводу; патологія немовлят. Фенотипові ознаки Е із МАХ мають вигляд мезоектодермальних дисплазій. Припущена поліглютамінова експансія як причина нейротоксичного ефекту, порушення біоенергетичного обміну та апоптозу.

Ключові слова: епілепсія, фенотип, хромосомні порушення, цитогенетичне дослідження.

АННОТАЦИЯ

Гречанина Ю.Б. Диагностические критерии симптоматических эпилепсий, сочетающихся с хромосомными нарушениями. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 03.00.15 –генетика. – Институт гигиены и медицинской экологии им. А.Н. Марзеева АМН Украины, Киев, 2005.

Проведено исследование клинических, цитогенетичних и биохимических характеристик пробандов с эпилепсиями (Э), сочетающимися с "малыми аномалиями хромосом" (МАХ) - хромосомной нестабильностью (ХН), хромосомным полиморфизмом (ХП) и структурными аберрациями хромосом (САХ). Частоты Э среди разных видов наследственной патологии определены на основании анализа 739 семей