Анализ на кариотип: сколько хромосом у человека, норма и что показывает кариотипирование

Кариотипом называют полный набор хромосом в клетках организма, который описывают по их числу, размеру и форме. Анализ кариотипа — это цитогенетическое исследование, которое выявляет отклонения в числе и структуре хромосом, он применяется для диагностики генетических синдромов, причин бесплодия, невынашивания беременности и врожденных пороков развития.

Что такое кариотип и кариотипирование

Кариотип — это полный хромосомный набор, который содержится в ядре клетки и хранит основную генетическую информацию. Метод кариотипирования, заключающийся в оценке количества, размеров и структуры хромосом, позволяет выявить тяжелые наследственные заболевания, связанные с хромосомными аномалиями.

Информация, полученная при выполнении такого исследования, помогает в диагностике хромосомных болезней (таких как синдром Дауна, Эдвардса, Патау), установлении причин врожденных пороков развития, невынашивания беременности, бесплодия, а также в планировании семьи и определении тактики лечения.

Нормальный кариотип человека: сколько хромосом и как они устроены

В норме в соматических (т.е. неполовых) клетках присутствует 46 хромосом. Они организованы в 23 пары. Первые 22 пары называют аутосомами. Их строение, а также расположение генов в них идентичны у людей независимо от пола [3].

«Двадцать третья пара определяет пол человека. У женщин она представлена двумя X-хромосомами (нормальный кариотип 46, XX), а у мужчин — одной X и одной Y-хромосомой (нормальный кариотип 46, XY)» .

Меньшикова Снежана Олеговна, Врач-терапевт участковый, стаж 3 года

Если возникают хромосомные или генные мутации, например, из-за случайной ошибки при делении половых клеток, при передаче наследственной информации от родителей-носителей какого-либо заболевания или под влиянием внешних неблагоприятных факторов (радиация, алкоголь, никотин, некоторые лекарственные препараты, инфекции), это может привести к серьезным отклонениям в развитии организма, наследственным и онкологическим заболеваниям.

Виды хромосомных аномалий

Хромосомные аномалии подразделяют на числовые (изменение количества) и структурные (перестройки, которые меняют саму структуру хромосомы).

Числовые хромосомные аномалии

Числовые аномалии связаны с изменением количества хромосом. Они возникают из-за ошибок при делении клеток, чаще всего из-за нерасхождения хромосом во время мейоза. К ним относятся анеуплоидии (аномалии, вызванные дополнительной или недостающей хромосомой). Например, моносомия — это отсутствие одной хромосомы в паре, как при синдроме Шерешевского — Тернера. Другим примером может служить трисомия — это аномалия, при которой вместо пары хромосом определяется три хромосомы (классическим примером выступает синдром Дауна). Также выделяют полисомии по половым хромосомам, такие как синдром Клайнфельтера.

Более редкой и тяжелой формой числовых нарушений выступает полиплоидия, когда весь набор генетического материала представлен в тройном или большем количестве. Например, триплоидия — это состояние, вызванное наличием в клетках тройного набора наследственной информации (69 хромосом вместо стандартных 46).

Структурные хромосомные аномалии

Структурные аномалии возникают из-за разрывов и неправильного соединения хромосомных фрагментов. К таким перестройкам относятся: делеция (потеря участка хромосомы), дупликация (удвоение участка хромосомы), инверсия, транслокация, кольцевые хромосомы.

Инверсия представляет собой поворот участка хромосомы на 180 градусов. Носители сбалансированных инверсий часто фенотипически здоровы, однако у них может наблюдаться снижение фертильности и повышенный риск рождения детей с врожденными аномалиями.

При транслокации фрагмент одной хромосомы переносится на другую. Транслокации могут быть унаследованными (сбалансированными) или возникать в соматических клетках. Классическим примером транслокации, приводящей к тяжелому заболеванию, является Филадельфийская хромосома — результат реципрокной транслокации между хромосомами 9 и 22. Эта приобретенная мутация в клетках-предшественницах костного мозга является непосредственной причиной развития хронического миелолейкоза (ХМЛ).

К другим типам структурных изменений относят изохромосому и кольцевую хромосому. Изохромосома — это аномальная хромосома с двумя одинаковыми (короткими или длинными) плечами, которая возникает при удвоении одного плеча и потере другого. Кольцевая хромосома образуется в результате утраты концевых участков (плечей) хромосомы с последующим соединением оставшихся концов в кольцо.

Сбалансированные и несбалансированные структурные аномалии

Сбалансированные перестройки, такие как некоторые инверсии и транслокации, не сопровождаются потерей или добавлением генетического материала. При наличии этой особенности человек часто не имеет симптомов, но у него выше вероятность появления потомства с несбалансированным хромосомным набором (с дупликациями или делециями участков хромосом).

Несбалансированные аномалии, например, делеции и транслокации, ведут к утрате или избытку генетического материала, что вызывает серьезные нарушения развития и различные синдромы (такие как синдром Ди Джорджи, синдром «кошачьего крика»).

Кариотипирование

Кариотипирование — это цитогенетический метод исследования хромосомного набора человека (кариотипа). Он позволяет оценить количество, размер и структуру хромосом, выявить числовые и структурные отклонения.

Одно из главных направлений применения этого анализа — диагностика хромосомных аномалий. Кариотипирование проводят как на этапе планирования беременности для выявления хромосомных структурных изменений у будущих родителей, так и в рамках пренатальной диагностики для непосредственного выявления аномалий у плода.

Основные показания к кариотипированию [3]:

• возраст будущей матери старше 35 лет;
• обнаружение маркеров хромосомных аномалий или пороков развития при УЗИ-исследовании во время беременности;
• выявление отклонений в результатах биохимического скрининга крови матери;
• беременность не наступает в течение года после отмены контрацепции;
• были два и более случая выкидыша или замершей беременности;
• были случаи мертворождения или смерти ребенка в возрасте до года;
• в семье уже есть ребенок с заболеванием, связанным с хромосомными нарушениями;
• результаты спермограммы мужчины показали отсутствие половых клеток в эякуляте или значительное снижение концентрации половых гамет;
• у женщины нет менструации в течение 6 месяцев;
• среди родственников хотя бы одного из будущих родителей есть люди с генетическими заболеваниями.

Кроме того, исследование могут назначить детям и взрослым для выявления причин задержки физического или умственного развития, а также при наличии множественных врожденных пороков (например, пороков сердца, расщелины губы и неба, нарушений в строении почек и конечностей) [3].

Для женщин ключевым показанием к анализу на кариотип выступают нарушения репродуктивной функции, в частности, идиопатическое привычное невынашивание беременности — ситуация, при которой несколько беременностей подряд прерываются самопроизвольно без установленной причины [3].

«Многие злокачественные заболевания, такие как определенные виды лейкозов, лимфом и солидных опухолей, сопровождаются приобретенными хромосомными перестройками. Анализ кариотипа опухолевых клеток помогает не только подтвердить диагноз, но и определить прогноз болезни, подобрать оптимальную терапию».

Меньшикова Снежана Олеговна, Врач-терапевт участковый, стаж 3 года

Как проводится кариотипирование: методы и этапы

Кариотипирование начинается со сбора биоматериала. У взрослых и детей для этого берут кровь из вены. Для того чтобы результат был максимально точным и не искажался временными факторами, важна правильная подготовка.

Подготовка к кариотипированию:

• тест необходимо сдавать в состоянии сытости, не натощак;
• следует воздержаться от приема антибиотиков за месяц до исследования;
• исследование рекомендуется проводить не ранее чем через две недели после перенесенных инфекционных и острых воспалительных заболеваний;
• не рекомендуется сдавать кровь единовременно с тестами, имеющие строгую подготовку к сдаче биоматериала (биохимический анализ крови, клинический анализ крови, часть тестов на инфекции).

Затем взятые клетки (чаще всего, лимфоциты периферической крови) в лаборатории стимулируют к делению в специальной питательной среде. В момент деления хромосомы становятся компактными и хорошо видимыми под микроскопом. Исследуемый биоматериал подвергают специальной обработке, переносят на стекло и окрашивают. При окрашивании на них проявляется характерный рисунок. По этому рисунку врач-цитогенетик определяет число хромосом, проверяет их структуру и составляет кариотип, который затем интерпретируется клиническим генетиком [4].

Помимо классического микроскопического анализа, в современной практике используются высокоточные молекулярные методы. Например, FISH-гибридизация позволяет подсвечивать специфические участки хромосом с помощью флуоресцентных меток для более точной идентификации. Еще более детальную информацию предоставляет хромосомный микроматричный анализ, который выявляет мельчайшие генетические изменения, такие как микроделеции и микродупликации, невидимые при обычной микроскопии [4].

Расшифровка результатов: что означают норма и отклонения

В заключении нормального результата анализа будет указано: «46, XX, нормальный женский кариотип» или аналогичная формулировка для мужчины — «46, XY, нормальный мужской кариотип». Это означает, что количество и структура хромосом соответствуют физиологической норме [1], [4].

Если в ходе исследования были обнаружены отклонения, выдается соответствующее заключение врача. В этом случае необходимо обратиться на консультацию к генетику. Он объяснит медицинские последствия выявленных отклонений, проинформирует о прогнозе и даст рекомендации для пациента или семьи [1], [4].