Маркёры
Каждый клеточный тип и его фенотипы характеризуются экспрессией конкретных генов, в большинстве случаев различных между разными клеточными типами. Идентификация специфических для них признаков — маркёров — позволяет определить наличие конкретного клеточного типа (или фенотипов клеточного типа). Это обстоятельство широко используют в медицине для диагностики разных заболеваний (маркёры иммунные, опухолевые, ферментные и т.д.). В экспериментальной и клинической практике нашли применение т.н. кластеры дифференцировки (CD–маркёры) и аллоантигенов главного комплекса гистосовместимости (HLA-маркёры). Для диагностики хромосомных и моногенных заболеваний выявляют хромосомные маркёры и дефекты конкретных генов.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МАРКЁРЫ
Клонированные гены
В настоящее время выполняется многолетняя программа Геном Человека, цель которой — описание нуклеотидной последовательности и хранение клонированных генов человека (в идеале — всех аллелей). На старте находится ещё более грандиозная программа — Разнообразие Генов Человека. Значение этих программ для медицины переоценить невозможно. Уже сейчас получены впечатляющие результаты, позволяющие оценивать риск развития наследуемых болезней, проводить их диагностику и терапию [полученные методами генной инженерии и применяемые для заместительной терапии полипептиды человека (например, инсулин, гормон роста, интерфероны), трансфекция генов].
Хромосомные маркёры
Общая характеристика. Хромосомные маркёры известны давно (например, тельце Барра, Y-хромосома — детерминанта генетически мужского пола, филадельфийская хромосома). Частота хромосомных аномалий у детей, родившихся живыми, составляет 0,7%; у мертворожденных плодов — 5%; при ранних самопроизвольных абортах — 50%.
Тип поражения. Большинство хромосомных заболеваний возникает в результатемутаций de novo, по этой причине у других членов семьи их не обнаруживают. Хромосомные заболевания подразделяют на мозаицизм, аномалии числа и аномалии структуры хромосом.
Аномалии числа хромосом. Примеры заболеваний, связанных с аномалией числа хромосом, — трисомии: хромосомы 21 (синдром Дауна), 18, 13, синдромы Кляйнфелтера и Тернера.
Аномалии структуры хромосом — асимметричная транслокация, делеции, дупликации, инверсии и многие другие. Примеры заболеваний: синдромы Прадер–Вилли, кошачьего крика, опухоль Вильмса.
Мозаицизм — хромосомная аномалия, характеризующаяся наличием двух и болееклеточных линий с различным хромосомным набором. Мозаицизм — следствиенарушения митотического деления клеток на раннем этапе эмбриональногоразвития.
Методы хромосомного анализа. Исследуют находящиеся в метафазе митоза клетки из любой культуры тканей.
Периферическая кровь. Стимулированные фитогемагглютинином клеткикультивируют in vitro не менее трёх дней.
Костный мозг. Исследование клеток костного мозга позволяет сократить времяанализа до 6 ч. Наиболее часто исследование костного мозга проводят у больныхлейкозами.
Внутренние органы. Изучают также клетки внутренних органов иновообразований.
Аномалии числа аутосом. Хромосомная аномалия, при которой обнаруживают дополнительную хромосому какой-либо пары, — следствие нерасхождения хромосом в мейозе при ово- или сперматогенезе — трисомия. Лишь несколько типов трисомий совместимо с жизнью.
Синдром Дауна встречают у одного ребёнка из 700 новорождённых. Как правило, при синдроме Дауна обнаруживают трисомию хромосомы 21, но возможны её транслокация и реже — мозаицизм. Критический возраст матери, после которого вероятность рождения больного ребёнка резко возрастает, составляет 35 лет.
Трисомия 21. У 95% детей с синдромом Дауна обнаруживают 47 хромосом, причём три из них из 21 пары. В небольшом числе случаев дополнительную хромосому 21 ребёнок получает от отца. Возвратный риск — 1–2% (с возрастом матери увеличивается).
Транслокация. У 4% детей с синдромом Дауна в кариотипе 46 хромосом и транслокация дополнительной хромосомы 21 [обычно в хромосомы группы D (13, 14, 15) или группы G (21, 22)]. Три четверти всех случаев транслокаций при синдроме Дауна обусловлено мутацией de novo. В 25% случаев транслокация носит семейный характер, т.е. у одного из родителей выявляется симметричная транслокация с вовлечением хромосомы 21. В таких случаях возвратный риск гораздо выше (до 15%).
Мозаицизм. У 1–2% детей с синдромом Дауна находят мозаицизм, когда наряду с нормальной клеточной линией, содержащей 46 хромосом с двумя хромосомами из 21 пары, прослеживается и другая, где определяется 47 хромосом с трисомией хромосомы 21.
Трисомия 13. Частота — до 1 на 4000 тыс. новорождённых. Прогноз неблагоприятный: 50% больных умирает на первом месяце жизни, 70% не доживает до 6 месяцев, 90% больных умирает, не достигнув одного года.
Трисомия. 75% случаев — появление дополнительной хромосомы 13. Между частотой возникновения этой трисомии и возрастом матери также прослеживается зависимость.
Транслокация. 20% случаев — следствие транслокации. Три из четырёх таких случаев — мутация de novo. В четверти случаев транслокация имеет наследственный характер (возвратный риск 15%).
Мозаицизм. В 5% случаев наблюдается мозаицизм: наряду с нормальными клетками, имеющими 46 хромосом, присутствует клеточная линия с 47 хромосомами.
Трисомия 18 встречается у 1 из 8000 тыс. новорождённых детей. 90% случаев трисомии 18 — нарушение расхождения хромосом в мейозе, в 10% — мозаицизм, редко — транслокация. Прогноз крайне неблагоприятный: 90% больных не доживает до года.
Аномалии половых хромосом
Синдром Тернера встречается у одной из 2 500 тыс. новорождённых девочек. Характерно наличие только одной нормальной Х-хромосомы (Х0-синдром). Прогноз зависит от вида и тяжести нарушений. В большинстве случаев заболевание не сказывается на продолжительности жизни.
У 55% девочек с синдромом Тернера обнаруживают кариотип 45Х.
В 25% случаев наблюдают изменение структуры одной из Х-хромосом. Как правило, такие структурные аномалии проявляются как делеция участка хромосомы либо как дупликация длинного или короткого плеча хромосомы с последующей утратой второго плеча.
В 15% случаев выявляют мозаичность в виде двух или более клеточных линий, одна из которых имеет кариотип 45Х, а другая представлена кариотипом 46ХХ или 46ХY. Возможны и три клеточных линии с кариотипами 45Х, 46ХХ, 47ХХХ.
Синдром Нунан имеет схожие фенотипические проявления, однако этиологическине связан с синдромом Тернера. В отличие от последнего, при синдроме Нунанзаболеванию подвержены как мальчики, так и девочки, а в клинике доминируетзадержка умственного развития.
Синдром Кляйнфелтера развивается при появлении дополнительной Х-хромосомы и встречается у 1 из 1 000 тыс. новорождённых мальчиков. У 80% мальчиков с синдромом Кляйнфелтера найден кариотип 47ХХY. В 20% случаев находят мозаицизм (одна из клеточных линий имеет кариотип 47ХХY).
Кариотип 46ХХ фенотипически похож на синдром Кляйнфелтера. Кариотип 46ХХ находят у 1 из 25 000 тыс. новорождённых. Причина — транслокация короткого плеча Y-хромосомы в другую хромосому.
Кариотип 47ХХХ — 1 на 1000 тыс. новорождённых девочек. Как правило, не обнаруживают никаких фенотипических особенностей, за исключением высокого роста. Среднее значение IQ составляет 90. У больных прослеживается тенденция к развитию шизофрении.
Кариотип 47ХYY. Частота 1 на 1000 тыс. новорождённых мальчиков. Рост в среднем составляет 180 см.
Аномалии структуры хромосом
Делеции. Некоторые синдромы могут быть обусловлены утратой концевого участка хромосомы (концевая делеция) или потерей генетического материала в середине хромосомы (интерстициальная делеция). Причина большинства делеций — мутацияde novo. Однако, при терминальных делециях может наследоваться асимметричная хромосомная транслокация (обмен между хромосомами неравными участками) от родителей, несущих симметричную реципрокную транслокацию (эквивалентный обмен генетическим материалом между двумя хромосомами).
Диагностика. Для выявления малых делеций необходим хромосомный анализвысокой разрешающей способности (в прометафазе, когда наиболее чётко виднаструктура хромосом).
Синдром кошачьего крика встречается у 1 из 50 000 тыс. новорождённых. Причина — терминальная делеция хромосомы 5p.
Синдром Прадер–Вилли. У 70% больных наблюдается делеция хромосомы 15 (отцовский аллель). У 5% больных — перестройка хромосомы 15. В редких случаях у больного с внешне нормальным хромосомным набором выявляется материнская дисомия, когда в ходе мейоза происходит потеря отцовской хромосомы 15, но в зиготу попадает две хромосомы 15 от матери. Материнская дисомия, находящаяся в основе синдрома Прадер-Вилли, — пример импринтного гена.
Ретинобластома. При одной из форм ретинобластомы имеется интерстициальная делеция хромосомы 13q.
Опухоль Вильмса. В прометафазе клеток у детей с опухолью Вильмса и аниридией — интерстициальная делеция 11р13.
Парциальные трисомии — наличие в кариотипе дополнительного хромосомного материала, включённого в конец длинного или короткого плеча хромосомы или в любой её участок. Часть дополнительной хромосомы может быть расположена и отдельно от других хромосом, имея собственную центромеру — малая, или маркёрная хромосома.
Хромосомные маркёры при диагностике опухолевого роста в гематологической онкологии
Хромосомные транспозиции, делеции и инверсии (вызванные, как правило, онкогенами) характерны для разных форм лейкозов и лимфом (табл. 1-3).
Таблица 1-3. Некоторые хромосомные аномалии при лейкозах и лимфомах
Хромосомная аномалия |
|
Возможный онкоген |
Лейкозы |
||
т(9;22) (q34;q11) |
ХМЛ, ОМЛ |
bcr, c-abl |
т(8;21) (q22;q22) |
ОМЛ (подтип М2) |
?c-mos, ?c-myc |
т(15;17) (q22;q12) |
ОМЛ (подтип М3) |
RAR , PML |
т или дел(11) (q23) |
ОМЛ (подтипы М5, М4) |
int-2 |
т(4;11) (q21;q23) |
ОЛЛ |
int-2 |
+12 |
ХЛЛ |
|
+8, -7, -7q, -5q |
ОМЛ, ХМЛ (вторичные изменения) |
|
Лимфомы |
||
т(14;18) (q32;q21) |
НМДЛ |
bcl-2 |
т(8 или 2 или 22;14) (q32) |
Лимфома Беркетта |
c-myc |
т(11;14) (q13;q32) |
ХЛЛ, ДГКЛ |
bcl-1 |
т(7;14 или 11 или 9) |
T–клеточная лимфома |
tcl-1, tcl-2, tcl-3 |
Филадельфийская хромосома. Условные обозначения: т = транспозиция; инв = инверсия; дел = делеция; + = трисомия; - = моносомия; q = длинное плечо; p = короткое плечо; ОМЛ = острый миелобластный лейкоз; ОЛЛ = острый лимфобластный лейкоз; ХМЛ = хронический миелобластный лейкоз; ХЛЛ = хронический лимфобластный лейкоз; НМДЛ = нодулярная малодифференцированная лимфома; ДГКЛ = диффузная гигантоклеточная лимфома.
Лейкозы. При диагностике лейкозов используют также определение различных CD–Аг (см. ниже).
Дефекты гена
Описано около 5 000 тыс. наследуемых заболеваний (дефекты одного гена — моногенные болезни) с различным типом наследования: аутосомный доминантный —, аутосомный рецессивный — , — сцепленный с полом (точнее с Х- или с Y-хромосомой).
Аутосомно-доминантные синдромы обычно (хотя и не всегда) — результат мутации гена, кодирующего конкретный белок. Каждый ребёнок при одном больном родителе имеет 50% риск унаследовать заболевание. Обычно мутантный ген наследуется от одного из родителей, но иногда это может быть первым случаем проявления аутосомно-доминантного заболевания в данной семье — новая мутация, произошедшая в яйцеклетке или сперматозоиде.
Индивидуальная вариабельность проявления — характерный признак экспрессии мутантного гена. Например, поликистоз почек у одних больных проявляется ранней почечной недостаточностью, в то время как у других и в том же возрасте — только гипертензией при сохранении нормальной функции почек.
Плейотропность. Мутантный доминантный ген обычно оказывает влияние на несколько тканей или систем органов.
Методы диагностики
Анализ сцепления. Многие рестрикционные фрагменты (РФ) располагаютсяблизко от исследуемого гена в той же хромосоме и сегрегируют вместе с геном, чтопозволяет провести анализ сцепления. Для большинства заболеваний необходимообследование нескольких членов семьи, включая хотя бы одного больного. Винформативных семьях исследуют ДНК лейкоцитов или фибробластов кожи, атакже амниоциты или клетки ворсин хориона. Под информативными понимаютсемьи, в которых РФ хромосом с мутантным геном отличаются от РФ хромосом снормальным геном, или же такие семьи, в которых РФ у родителей с мутантнымгеном отличаются от РФ родителей без мутантного гена. Семья, в которой у обоихродителей РФ одинаковы, не является информативной. Анализ сцепления можетбыть использован при некоторых наследуемых заболеваниях (например, хореяХантингтона, кистозный фиброз, мышечная дистрофия Дюшенна). В связи срасшифровкой многих мутаций генов кистозного фиброза и дистрофина,соответственно приводящих к развитию муковисцидоза и мышечной дистрофии,диагностику этих заболеваний в настоящее время проводят преимущественно прямым определением патологического гена.
Прямое исследование ДНК значительно упрощает диагностику моногенныхзаболеваний даже в тех случаях, когда ген не идентифицирован; благодаряиспользованию рестрикционных эндонуклеаз и технологии рекомбинантной ДНК,стало возможным выявлять полиморфизм длины рестрикционных фрагментов,что позволяет обнаруживать аномальные гены. При некоторых заболеваниях(например, при серповидно-клеточной анемии) генетический анализ позволяет припомощи комплементарных ДНК–зондов напрямую выявить патологический ген. Вэтих случаях отпадает необходимость обследования других членов семьи.
Синдром Марфана встречается с частотой 1 на 20 000 новорождённых. Причина — мутация гена фибриллина, структурного белка соединительной ткани. Характерны нарушения обмена кислых мукополисахаридов (гликозаминогликанов) типа хондроитинсерной и гиалуроновой кислот в основном веществе соединительной ткани, что приводит к избыточному накоплению гликозаминогликанов в организме и выделению их с мочой. Нарушен также обмен оксипролина — существенного компонента коллагена.
Аутосомно-рецессивные заболевания проявляются только у гомозигот, когда мутация затрагивает оба аллеля. Многие заболевания этого типа появляются в результате мутации гена, кодирующего фермент. Если мутация затрагивает только один ген из пары, заболевание, как правило, не проявляется или проявляется в стёртой форме, т.к. активность фермента составляет половину от его нормы, чего в большинстве случаев достаточно.
Тип наследования. Человек с мутацией обоих аллелей гомозиготен по этому гену, а имеющий один мутантный и один нормальный аллель — гетерозиготен по этой паре генов и, как правило, не имеет клинических признаков синдрома.
Риск передачи. Если оба родителя ребёнка с аутосомно-рецессивным синдромом гетерозиготны по данному гену, каждый ребёнок у этой пары имеет риск проявления заболевания — 25%.
Кистозный фиброз (муковисцидоз) — наиболее распространённое аутосомно-рецессивное заболевание среди жителей Северной Европы. Частота болезни — 1 на 2000 новорождённых.
Этиология. Дефект мембранного транспорта хлоридов приводит к нарушению секреции в дыхательных путях и пониженной экзокринной функции поджелудочной железы. Мутантный ген локализован в хромосоме 7q.
Диагностика. Повышенная концентрация Cl– в поте больных, соответствующая клиника. ДНК–зонды позволяют идентифицировать 70% мутантных генов. В остальных случаях проводят анализ генетического сцепления.
Врождённые нарушения обмена веществ, как правило, — аутосомно-рецессивные заболевания, хотя некоторые их них наследуются как сцепленные с полом (например, недостаточность орнитинтранскарбоксилазы). Синдромы развиваются вследствие нарушений структуры или функции фермента или белков, транспортирующих метаболиты в клетку через клеточную мембрану. Метаболические врождённые нарушения могут сочетаться с избыточным накоплением вещества–предшественника, его токсических метаболитов или с дефицитом веществ, необходимых для нормального метаболизма. Отдельные метаболические нарушения встречаются редко, но они оказывают значительное влияние на физическое, интеллектуальное и психическое развитие. Определённые этнические группы имеют повышенный риск специфических метаболичeских нарушений (например, болезнь Тэя–Сакса часто встречается в популяции евреев Ашкенази и канадцев французского происхождения). Наиболее частые заболевания приведены в таблице 1-4.
Таблица 1-4. Примеры моногенных болезней
-
Нарушения
Заболевания
Метаболизма аминокислот или органических кислот
Фенилкетонурия, гомоцистинурия, изовалериановая ацидемия
Метаболизма аммониевых соединений
Дефицит орнитинтранскарбамилазы
Метаболизма углеводов
Галактоземия, гликогенозы
Мукополисахаридозы
Синдром Хюрлер
Нарушения обмена аминокислот и органических кислот. При заболеваниях этойгруппы происходит блокада метаболизма, в результате накапливается субстратфермента и/или его предшественники. Не менее важно отсутствие продуктовферментной реакции. Диагностика: определение концентрации аминокислот,органических кислот и их метаболитов в моче или плазме крови.
Фенилкетонурия — наиболее распространённое и изученное нарушение обмена аминокислот; частота — 1 на 12 000 новорождённых. Недостаточность фенилаланингидроксилазы нарушает превращение фенилаланина в тирозин, что приводит к накоплению токсических метаболитов — фенилацетата и фенилацетоуксусной кислоты. Профилактика задержки развития интеллекта осуществляется ранней диагностикой и назначением диеты с ограничением потребления продуктов, содержащих фенилаланин. Обязательны тесты, идентифицирующие детей с фенилкетонурией.
Гомоцистинурия. Распространённость по наиболее частой форме — 1 на 100 000 живорождённых детей. Суммарная частота всех форм — значительно больше. Недостаточность цистатион синтетазы приводит к накоплению гомоцистина, экскретируемого с мочой. Возможен также дефицит 5-метилтетрагидрофолата.
Изовалериановая ацидемия — недостаточность изовалерил-КоА дегидрогеназы, осуществляющей окислительное декарбоксилирование лейцина.
Нарушения обмена аммониевых соединений встречаются с частотой 1 на 50 000 новорождённых, характерны нарушения в цикле мочевины и гипераммониемия.
Дефицит орнитинкарбамоилтрансферазы — нарушение метаболизма в цикле мочевины.
Другие нарушения цикла мочевины (например, цитруллинемия, аргининосукцинатная ацидурия, недостаточность карбамоилфосфатсинтетазы) по клиническому течению похожи на недостаточность орнитинкарбамоилтрансферазы.
Нарушения метаболизма углеводов
Галактоземия — тяжёлое врождённое нарушение обмена углеводов. Причина — недостаточность галактозо-1-фосфат–уридин–трансферазы, нарушено превращение галактозо-1-фосфата в глюкозо-1-фосфат.
Гликогенозы (болезни накопления гликогена) — группа врождённых заболеваний, развивающихся при недостаточности ряда ферментов, в результате чего в тканях происходит накопление гликогена.
Сцепленные с Х-хромосомой дефекты. Эти заболевания возникают, когда мальчик наследует от матери мутантный ген Х-хромосомы. Наиболее распространённые заболевания этой группы: гемофилия типа А, цветовая слепота (дальтонизм), мышечная дистрофия Дюшенна.
Наследование. Риск заболевания зависит от того, кто из родителей (отец или мать) имеет аномальный ген.
Если мать — носитель дефектного гена, существует 50% риска передачи этого гена каждому ребёнку. Мать гетерозиготна по данному гену, т.к. имеет две Х-хромосомы: одну с нормальным, другую с мутантным геном. У неё, скорее всего, неполная форма заболевания (согласно гипотезе Лайон, в каком-либо клеточном клоне транскрибируются гены дефектной Х-хромосомы). Таким образом, каждая девочка имеет 50% риска стать носителем, а мальчик — 50% риска быть поражённым. Больной мальчик гемизиготен по данному гену, т.к. он имеет единственную Х-хромосому с аномальным геном.
Аномальный ген отца может быть передан только дочерям, т.е. все его дочери станут носителями. Так как Y-хромосома интактна, то все его сыновья будут здоровы.
Синдром ломкой Х-хромосомы — довольно частая причина умственной отсталости.
Распространённость. Х-сцепленная форма умственной отсталости встречается у одного из 1000 мужчин и у 40% из них обнаруживается так называемая ломкая Х-хромосома. У некоторых женщин с умственной отсталостью также имеется ломкая Х-хромосома.
Диагноз ставят на основании выявления хромосомного маркёра (т.н. хрупкий участок на дистальном конце длинного плеча Х-хромосомы). Для обнаружения маркёра лимфоциты больного культивируют в среде без фолиевой кислоты. Так как синдром встречается часто, то все дети с умственной отсталостью неясной этиологии должны пройти обследование с целью выявления ломкой Х-хромосомы.
Дефицит орнитинкарбамоилтрансферазы вызывает нарушение метаболизма аммониевых соединений. При этом заболевании страдают мальчики, а более трети девочек-носителей имеет отдельные симптомы заболевания (за счёт лайонизации).
ДИФФЕРЕНЦИРОВОЧНЫЕ КЛАСТЕРЫ
Для разных типов клеток, как зрелых, так и на разных стадиях дифференцировки, характерно присутствие на наружной поверхности плазмалеммы молекул, образующих так называемые кластеры дифференцировки (Clasters of Differentiation, CD). Молекулы CD соотносят с антигенами, экспрессируемыми на наружной поверхности плазмалеммы дифференцирующихся клеток (дифференцировочные антигены). Молекулы CD являются специфическими поверхностно-клеточными маркёрами; их выявляют иммуногистохимическими методами с помощью моноклональных АТ. Некоторые CD–маркёры экспрессируются клетками на протяжении всей жизни, другие — только в течение одной стадии дифференцировки или во время клеточной активации. Впервые молекулы CD были охарактеризованы для лимфоцитов и различных клеток гемопоэтического ряда. Разным молекулам CD присвоен порядковый номер в соответствии с общепринятой международной системой (CD–маркёры, см. Приложения).
HLA-МАРКЁРЫ
Экспрессия аллоантигенов главного комплекса гистосовместимости служит диагностическим тестом при ряде заболеваний (табл. 1-5).
Таблица 1-5. Сочетаемость антигенов HLA с заболеваниями
Заболевания |
Ассоциированные Аг |
Относительный риск |
Ревматоидные |
||
Анкилозирующий спондилит |
B27 |
87,0 |
Синдром Рейтера |
B27 |
37,0 |
Реактивный артрит (Yersinia, Salmonella, Neisseria gonorrhoeae) |
B27 |
18,0 |
Псориатический артрит |
B27, Bw38 |
10,7; 9,1 |
Ювенильный ревматоидный артрит |
B27, DRw8 |
4,5; 3,6 |
Синдром Шёгрена |
Dw3 |
9,7 |
Системная красная волчанка |
DR3 |
5,8 |
Желудочно-кишечные |
||
Глютенчувствительная энтеропатия |
DR3 |
21,0 |
Хронический активный гепатит |
DR3 |
6,8 |
Язвенный колит |
B5 |
3,8 |
Гематологические |
||
Пернициозная анемия |
DR5 |
5,4 |
Кожные |
||
Герпетиформный дерматит |
Dw3 |
15,4 |
Псориаз вульгарный |
Cw6 |
4,8 |
Пузырчатка вульгарная |
DR4, A10 |
14,4; 5,9 |
Синдром Бехчета |
B5 |
6,3 |
Эндокринные |
||
Сахарный диабет I типа |
DR4 DR3 DR2 BfF1 B8 |
6,4 3,3 0,2 15,0 2,7 |
Гипертиреоидизм |
Dw3 |
3,7 |
Недостаточность надпочечников |
Dw3 |
10,5 |
Неврологические |
||
Миастения |
B8, DR3 |
2,7; 2,5 |
Рассеянный склероз |
DR2 |
3,9 |
Маниакально-депрессивные состояния |
Bw16 |
2,3 |
Шизофрения |
A28 |
2,3 |
Почечные |
||
Мембранозный гломерулонефрит |
DR3 |
12,0 |
Синдром Гудпасчера |
DR2 |
15,9 |
Поликистозная болезнь почек |
B5 |
2,6 |
IgA-нефропатия |
DR4 |
4,0 |
МАРКЁРЫ ОПУХОЛЕВЫЕ
Опухолевые маркёры — вещества, выделяемые клетками опухоли. Выявление того или иного маркёра позволяет судить о присутствии в организме специфического типа опухоли. Для диагностики опухолей на практике применяют стандартные наборы тестирования опухолевых маркёров (таблицы 1-6 и 1-7).
CA-125 — надёжный маркёр рака яичника.
CA 15-3 — опухолевый маркёр; его уровень в крови больных метастатическим раком молочной железы коррелирует с активностью заболевания.
Определение уровня специфического Аг простаты помогает обнаружить раковую опухоль предстательной железы.
Клеточные онкогены (c-myc, c-ras, c-erb и др.), анти-онкогены (Rb, p16, p53 и др.), маркёры пролиферации (Ki-67, PCNA и др.), присутствующие в опухолевой ткани, позволяют прогнозировать течение болезни и/или ответ новообразования на проводимое лечение.
Мутация анти-онкогена BRCA1 (локус 17q21) обнаружена у женщин при ракемолочной железы в 10% случаев заболевания.
Экспрессия онкопротеина c-erb В2 (напоминает рецептор эпидермального фактора роста) на поверхности опухолевых клеток указывает на неблагоприятный прогноз лечения заболевания.
Терминальная дезоксинуклеотидилтрансфераза — ДНК–полимераза, обнаруживаемая в ядрах предшественников Т- и B–клеток; появляется в ядре после коммитирования стволовой кроветворной клетки в направлении лимфоидных клеток; по мере созревания клеток фермент перемещается в цитоплазму и исчезает. Участвует в генерации разнообразия АТ, осуществляя нематричный синтез ДНК между рекомбинирующими генами Ig. Маркёр при диагностике лейкозов.
Таблица 1-6. Маркёры, применяемые для выявления тканевой природы опухолей
Маркёр |
Локализация, тип клетки или опухоли |
Иммуногистохимический |
|
Кератины |
Эпителиальный тип |
Муцин |
Аденокарцинома |
Эстрогеновые и/или прогестероновые рецепторы |
Молочная железа, эндометрий, яичник |
Кислая фосфатаза |
Предстательная железа |
Тиреоглобулин |
Щитовидная железа |
Хромогранин |
Нейроэндокринный тип |
Белок S-100 |
Саркома, меланома |
Виментин, десмин |
Саркома |
Общий лейкоцитарный Аг |
Лимфома |
Сывороточный |
|
ХГТ |
Герминогенные опухоли, хорион, яички |
АФП |
Гепатомы, герминомы |
Аг, специфичный для простаты |
Предстательная железа |
КЭАг |
Карциномы ЖКТ |
СА-125 |
Яичник |
СА 15-3 |
Молочная железа |
Условные обозначения: КЭАг — карциноэмбриональный Аг, ХГТ — хорионический гонадотропин, АФП — -фетопротеин
Таблица 1-7. Иммуномаркёры опухолей
-
Орган
Аг: основные / дополняющие
Лёгкие
SCC, NSE / CEA, TPA
Ухо, горло, нос
SCC
Молочная железа
CA15-3, CEA / TPA
Поджелудочная железа
CA19-9 / CEA
Печень
AFP / CA19-9
Жёлчные пути
СА19-9
Желудок
CEA, CA19-9
Толстый кишечник
CEA / CA19-9
Матка
SCC / TPA
Яичник
CA125 / CA19-9
Хорион
HCG
Яички
AFP, HCG
Предстательная железа
PAP, PSA
Мочевой пузырь
TPA
Условные обозначения: АФП — ‑фетопротеин, AFP; CEA carcino-embryonic antigen — КЭАг, карциноэмбриональный Аг; HCG human chorionic gonadotropin — ХГТ; NSE neuron-specific enolase — нейроноспецифическая енолаза; PAP prostatase acid phosphatase — кислая фосфатаза предстательной железы; PSA prostate-specific antigen — специфический Аг предстательной железы; SCC squamous cell carcinoma antigen — Аг плоскоклеточной карциномы; TPA tumor-derived polypeptide antigen — полипептидный Аг опухолевого происхождения; CA15‑3 — Аг рака молочной железы; CA19‑9 — Аг карцином кишечной трубки.
АУТОАНТИТЕЛА
Системная красная волчанка
Наиболее типичными находками при системной красной волчанке (СКВ) считают аутоантитела.
Антинуклеарные антитела (AНAТ) определяют с помощью иммунофлюоресцентных методов у 90% больных с использованием линий эпителиальных клеток человека (например, клетки НЕр-2). При внесении в тестируемую сыворотку компонентов ядер эпителиальных клеток, выделенных замораживанием-оттаиванием, AНAТ больного взаимодействуют с ними, образуя флюоресцирующие иммунные комплексы.
АТ к нативной ДНК — высокоспецифичный диагностический тест; положителен у 65% больных с активной формой СКВ и реже либо в меньших титрах — у больных с неактивной формой СКВ.
АТ к гистонам. У больных СКВ или с лекарственным волчаночноподобным синдромом можно выявить АТ к белкам ДНК.
АТ к малым ядерным рибонуклеопротеинам (РНП) — частая находка у больных СКВ.
АТ к Аг Смита и АТ к U1РНП. Аг Смита содержит U1РНП-эпитоп и несколько других насыщенных уридином РНП (UРНП), поэтому у больных с АТ к Аг Смита часто определяют и АТ к U1РНП, но не наоборот. АТ к Аг Смита высокоспецифичны для СКВ; АТ к U1РНП встречают при СКВ и смешанной болезни соединительной ткани.
АТ к Ro-частицам определяют чаще с помощью преципитации, хотя больные с АТ к Ro могут иметь АНАТ, выявляемые при использовании новых линий НЕр-2 клеток. АТ к Ro характерны для преимущественно кожной формы волчанки и фотосенсибилизации. В большинстве случаев, AНAТ-отрицательная волчанкатакже ассоциирована с циркуляцией АТ к Ro-частицам; кроме того, их считают маркёром синдрома Шёгрена.
У больных СКВ и синдромом Шёгрена могут также выявлять АТ к La, другому малому ядерному РНП (почти всегда обнаруживают у больных с АТ к Ro).
Антитела к мембранным и цитоплазматическим компонентам. При СКВ нередко определяют АТ к транспортной РНК и рибосомальным нуклеопротеинам. Другие цитоплазматические АТ взаимодействуют, очевидно, с фосфолипидами клеточных мембран и опосредуют цитотоксические реакции в некоторых органах и тканях (АТ к обкладочным клеткам желудка, эпителиальным клеткам щитовидной железы и клеточным элементам крови).
Синдром Гудпасчера
Синдром Гудпасчера — аутоиммунное заболевание, проявляющееся лёгочным кровотечением в сочетании с тяжёлым прогрессирующим гломерулонефритом. В крови циркулируют АТ (выявляются в 95% случаев) к коллагену типа IV базальной мембраны почечного тельца. Аутоантитела связываются с базальной мембраной в лёгких и почках.
ФЕРМЕНТНАЯ ДИАГНОСТИКА
Инфаркт миокарда
Некроз миокарда сопровождается выходом из повреждённых кардиомиоцитов креатинфосфокиназы, аспартат-аминотрансферазы, лактатдегидрогеназы и повышением их активности в сыворотке крови.
Максимальное повышение активности креатинфосфокиназы в крови наблюдают через 6 часов после начала инфаркта, аспартат-аминотрансферазы — через 12 ч, а лактатдегидрогеназы — через 24 ч.
Активность этих ферментов может быть повышена и при ряде других заболеваний, но определение спектра изоферментов может с высокой степенью достоверности подтвердить наличие некроза в миокарде. Так, уровень МВ-изофермента креатинфосфокиназы в крови повышается только при инфаркте миокарда, а характерное для него преобладание изофермента 1 лактатдегидрогеназы (ЛДГ1) сохраняется иногда до двух недель.
Вирусные гепатиты
Определение активности аланин-аминотрансферазы и аспартат-аминотрансферазы в сыворотке крови производится при диагностике заболеваний печени. Синдром цитолиза: повышение в сыворотке содержания аланин-аминотрансферазы и аспартат-аминотрансферазы характерен для всех клинических вариантов острых вирусных гепатитов.
