عنوان: تشخیص قبل از تولد بیماری های ژنتیک
تشخيص قبل از تولد (Prenatal Diagnosis) مطمئن ترين را پيشگيري از بيماريهاي ژنتيک در جامعه است. با انجام به موقع تشخيص قبل از تولد مي توان از تولد نوزادان با بيماريهاي مختلف ارثي، مادرزادي و ژنتيک جلوگيري نمود. تشخيص قبل از تولد در واقع به کار گيري روش هاي تشخيصي مختلف جهت بررسي وضعيت جنين در دوران حاملگي مي باشد. بيماريهاي ژنتيک پس از تولد عموما قابل درمان نمي باشند. بسياري از بيماري ها و سندرم هاي ژنتيک که در هنگام تولد در جنين ديده مي شوند (مادرزادي) مانند سندرم داون و يا پس از تولد بروز پيدا مي کنند مانند تالاسمي و هموفيلي براحتي قبل از تولد قابل تشخيص مي باشند. اين بيمار ها برحسب نوع و شدت بعضا در ماه هاي اول تولد منجر به مرگ نوزادان شده يا سالها همراه فرد بيمار ميباشند. در حالت دوم علاوه بر زجري که بيمار در طول عمر خود تحمل مي نمايد منجر به تحميل هزينه هاي هنگفتي براي خانواده بيمار و اجتماع ميشود. به عنوان مثال تنها در خصوص بيماري ژنتيک هموفيلي نوع کلاسيک (A) که ناشي از نقص در ژن فاکتور انعقادي 8 (FVIII)مي باشد طبق گزارشات انجمن هموفيلي ايران هزينه هر بيمار هموفيل ساليانه با احتساب هزينه سرانه بهداشت و درمان براي هر نفر 150 دلار، معادل 6500 نفر است. با توجه به اينکه در حال حاضر بين 7-5 هزار بيمار هموفيلي در کشور وجود دارد، اين هزينه برابر هزينه سرانه بهداشت و درمان نيمي از جمعيت کشور است. امروزه با پيشرفت هاي به عمل آمده در ژنتيک مولکولي به طور بالقوه امکان تشخيص قبل از تولد تمامي بيماريهاي ژنتيک که ژن بيماري زا در آنها شناسايي شده فراهم شده است. بنابراين به منظور کنترل شيوع بيماريهاي ژنتيک در جامعه لازم است اقدامات لازم در خصوص شناسايي ناقلين بيماريهاي ژنتيک و تشخيص قبل از تولد آنها صورت پذيرد. تشخيص قبل از تولد به زوجين اين فرصت را مي دهد که از وضعيت جنين خود مطلع شده و در خصوص ادامه حاملگي تصميم صحيح اتخاذ نمايند. همينطور امکان داشتن فرزند سالم را براي زوجيني که ناقل ژنهاي بيماريزا هستند فراهم مي نمايد.
بررسي ژنتيک نمونه جنيني
نمونه جنيني اخذ شده از جنين به منظور تشخيص قبل از تولد مورد آزمايشات ژنتيک و بيوشيميايي مختلفي قرار مي گيرد. نوع آزمايش بر اساس اطلاعات اوليه در خصوص بيماري ژنتيک يا خطر احتمالي ابتلاي جنين به يک بيماري ژنتيک خاص توصيه مي گردد. آزمايشات تشخيص ژنتيک به دو صورت سيتوژنتيک (آناليز کرومزومي) و مولکولي انجام ميشوند.
الف) آناليز کرومزومي.
آناليز کرومزومي بر روي نمونه هاي جنيني در موارد زير توصيه ميگردد.
1. سن مادر در هنگام حاملگي 35 سال يا بيشتر باشد. در اين موارد افزايش ريسک اختلالات کرومزومي وجود دارد. براي مثال در خصوص سندرم داون ريسک ابتلاي جنين در حاملگي هاي در سن 35 سالگي يا بالاتر بشدت افزايش مي يابد.
2. وجود فرزند قبلي با يکي از سندرم هاي تريزومي (مثلا سندرم هاي داون، کلاين فلتر) يا هر اختلال کرومزومي ديگر (سندرم ترنر). در اين موارد هرچند والدين فاقد هر نوع اختلال کرومزومي مي باشد ولي در حاملگي هاي بعدي خطر تکرار هر نوع اختلال کرومزومي حدود ا% ميباشد که چهار برابر بيشتر از ريسک آن در جامعه است.
3. وجود اختلال کرومزومي در هر کدام از زوجين ازجمله انيوپلوئيدي (کاهش يا افزايش کرومزوم)، جابجايي، حذف يا وارونگي کرومزومي داراي ارزش کلينيکي. برخي از وارونگي هاي کرومزومي از جمله وارونگي نوع پري سنتريک کرومزوم 9 طبيعي ميباشد.
4. وجود خطر بالا در جنين براي يک بيماري وابسته به جنس که تشخيص قبل از تولد براي آن بيماري خاص وجود ندارد يا در مواردي که تشخيص ژنتيک قبل از تولد وجود دارد ولي لازم است جنسيت جنين قبل از انجام آزمايش مشخص گردد (مثلا، ديتروفي عضلاني دوشن يا هموفيلي). در اين موارد درصورتيکه جنين دختر باشد آزمايشات ژنتيک بعدي بر روي آن صورت نميگيرد.
5. در مواردي که يک والد ناقل کرومزوم X شکننده (Fragile X syndrome) باشد. در بسياري از موارد عقب ماندگي هاي ذهني، عامل اصلي وجود کرومزوم X شکننده در والدين يا اقوام نزديک بيمار مي باشد. در اين موارد اغلب مادران ناقل کرومزوم X شکننده مي باشند که به راحتي با بررسي مولکولي خون محيطي قابل تشخيص است. تشخيص اختلال ژنتيک مزبور بر روي جنين با استفاده از نمونه پرزهاي جفتي يا سلول هاي آمنيوتيک در سه ماهه اول حاملگي امکان پذير مي باشد.
6. وجود خطر بالا براي سندرم داون بر اساس نتايج حاصل از بررسي الفا فتوپروتئين سرم (MSAFP) به تنهايي يا همراه با استريول آزاد سرم (uE3) و هرمون گنادوتروپين جفتي (hCG) در حاملگي هاي پايين (زير 35 سال)
7. در موارد سونوگرافي غير طبيعي از جمله اختلالات آناتوميک در جنين نظير امفالوسل، هيدروسفالوس يا ساير اختلالات که مي توانند مرتبط با نقص کرومزومي باشند. عموما اختلالات اناتوميک در سه ماهه اول حاملگي قابل تشخيص مي باشند. ولي اگر در سه ماهه دوم يا سوم حاملگي نيز شناسايي شوند بررسي کرومزومي مي تواند مفيد باشد. در اين حالت نمونه خون بند ناف يا پرزهاي جفتي مي توانند جهت آناليز کرومزومي مورد استفاده قرار گيرند.
ب) آزمايشات مولکولي
کاربرد ژنتيک مولکولي در بررسي بيماريهاي ژنتيک به منظور تشخيص قبل از تولد روز به روز در حال گسترش مي باشد. اين بررسي شامل بيماريهايي مي شود که عامل بيماري زا نقص ژني شناخته اي شده باشد. به عبارتي هر بيماري ژنتيک که ژن موثر در آن شناسايي شده باشد از لحاظ مولکولي قابل بررسي و تشخيص است. بررسي مولکولي بيماري هاي ژنتيک عموما بر روي مولکول داکسي ريبونوکلئيک اسيد يا به اختصار DNA صورت مي پذيرد. در تمامي سلول هاي انساني ماده ژنتيک يا ژنها (ماده وراثتي) ازجنس DNAمي باشد. اين ماده در همه سلول هاي هسته دار بدن از جمله سلول هاي سفيد خون يکسان است. بنابراين بررسي ساختار تمامي ژن هاي انساني با بررسي DNA استخراج شده از سلول هاي خون محيطي امکان پذير مي باشد. در تشخيص قبل از تولد بيماريهاي ژنتيک با نقص ژني شناخته شده، بررسي بر روي هر نوع بافت جنيني امکان پذير ميباشد. بافتهايي که به طور متداول براي اين منظور مورد استفاده قرار مي گيرند شامل بافت پرزهاي جفتي، سلول هاي مايع آمنيوتيک، خون بند ناف، سلولها يا DNA جنين در خون مادر مي شوند.
لازم به ذکر است تنها در مواردي امکان انجام تشخيص قبل از تولد براي بيماريهاي ژني امکان پذير است که نقص ژني قبلا در والدين که به صورت ناقل مي باشند مشخص شده باشد. براي مثال به منظور انجام تشخيص قبل از تولد بيماري ژنتيک بتا-تالاسمي که از بيماريهاي شايع در کشور مي باشد، ابتدا زوجين مورد ازمايش ژنتيک به منظور تعيين نوع جهش ژني قرار ميگيرند. اين آزمايش که مرحله اول ناميده ميشود لازم است قبل از اقدام به حاملگي صورت پذيرد. زيرا درمواردي جهش ژني از نوع جهش هاي کمياب بوده يا ممکن است شناسايي آن نياز به زمان زيادي 3-2 ماه داشته باشد. در اين صورت اگر پس از حاملگي اقدام به آزمايش مرحله اول شود و جنين هر دو جهش ژني والدين را به ارث برده باشد (ماژور)، نظر به محدوديت زمان سقط درماني قانوني تا هفته 16 حاملگي، ممکن است اين امر ميسر نگردد. مرحله دوم ازمايش شامل بررسي وضعيت جنين ميباشد. در اين مرحله وجود جهش هاي والدين در نمونه جنيني (پرزهاي جفتي يا سلول هاي آمنيوتيک) بررسي مي شود.
روشهاي تشخيص قبل از تولد
انجام تشخيص قبل از تولد مستلزم دسترسي به جنين يا نمونه جنيني مي باشد که با روش هاي مختلفي به صورت تهاجمي (Invasive) و غير تهاجمي (Non-invasive) صورت مي پذيرد.
روشهاي تهاجمي
1. آمنيوسنتز (Amniocentesis)
2. نمونه گيري از پرزهاي جفتي (Chorionic villi sampling) يا به اختصار CVS
3. نمونه گيري از خون بند ناف (Percutaneous umbilical blood sampling) ،يا با اختصار PUBS
4. بيوپسي از پوست، اندام ها و يا عضله جنين
5. تشخيص بر روي جنين قبل از کاشت (Preimplantation Genetic Diagnosis) يا به اختصار PGD در حاملگي هاي انجام شده با IVF
روش هاي غيرتهاجمي
1. اولتراسونوگرافي (سه يا چهار بعدي)
2. تشخيص بر روي سلول ها و DNA جنيني در خون مادر
3. تشخيص بر روي سرم مادر
در زير روش هاي نمونه برداري از جنين و اهميت آنها در تشخيص قبل از تولد به اختصار بررسي مي شود.
نمونه برداري از پرزهاي جفتي (CVS)
مهمتربن مزيت استفاده از بافت پرزهاي جفتي امکان تشخيص زودهنگام بر روي جنين مي باشد. بافت مزبور در هفته 12-10 حاملگي با استفاده از کاتتر مخصوص تحت سونوگرافي به صورت ترانس واژينال يا از روي شکم از جفت گرفته مي شود. ميزان دقت و اطمينان دو روش نمونه گيري فوق نسبتا يکسان مي باشد. بافت مزبور علاوه بر آزمايشات مولکولي براي اناليز کرومزومي نيز مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. همينطور امکان کشت بافت پرز جفتي براي انجام تشخيص هاي بيشتر وجود دارد. در مقايسه با آمنيوسنتز، علاوه بر امکان دسترسي سريعتر به نتايج، ميزان سلول هاي بيشتري براي آناليز مولکولي در اختيار مي باشد. البته خطر سقط جنين در روش CVS به ميزان 1-5/. درصد بيشتر از آمنيوسنتز مي باشد که از لحظ آماري معني دار نيست. مطالعات نشان داده نمونه گيري هاي به عمل آمده در هفته نهم حاملگي و کمتر از آن با نقص عضو و اختلالات صورت و اندام در جنين همراه مي باشند که لازم است در هنگام نمونه گيري مورد توجه قرار گيرد. از معايب روش نمونه گيري پرزهاي جفتي، امکان الودگي نمونه جنيني با سلول هاي مادري مي باشد که در مقايسه با آمنيوسنتز اين آلودگي نيز بيشتر است. البته در آزمايشات مولکولي قبل از اقدام به تشخيص ژن بيماري زا، ميزان آلودگي نمونه جنيني به سلول هاي مادري مورد بررسي قرار مي گيرد.
نمونه سلول هاي آمنيوتيک (آمنيوستز)
آمنيوسنتز در هفته 16-14 هفته حاملگي به صورت نمونه برداري از روي شکم از جمله روشهاي تهاجمي متداول براي سلول هاي جنيني و مايع امنيوتيک مي باشد. سلول هاي آمنيوتيک علاوه بر آزمايشات مولکولي جهت سيتوژنتيک و کشت سلولي نيز مناسب مي باشند. به علاوه مايع آمنيوتيک مي تواند جهت بررسي بيوشيميايي فاکتور هاي متعددي از جمله الفافتوپروتئين (AFAFP)، انزيم ها، هورمون ها و ترکيبات ديگر مورد استفاده قرار گيرد. خطر سقط جنين در روش مزبور حدود 5/. درصد برآورد شده است. نکته قابل توجه در خصوص نمونه گيري پرزهاي جفتي يا آمنيوسنتز خطر حساس سازي Rh مي باشد که در مواردي که مادر Rh- و جنين Rh+ است رخ مي دهد. اين مشکل با استفاده از اميونوگلوبولين Rhهمزمان با نمونه گيري مي تواند برطرف گردد. با توجه به اينکه انجام آمنيوسنتز قبل از هفته 14 حاملگي به علت کم بودن مقدار مايع آمنيوتيک امکان پذير نمي باشد و مطمئن بودن آن نيز تاييد نشده است، اين روش بيشتر جهت بررسي سيتوژنتيک مورد استفاده مي باشد.
روش PGD
در حاملگي هاي صورت گرفته از طريق IVF امکان بررسي وضعيت جنين قبل از کاشت وجود دارد. در اين روش از جنين در مرحله بلاستوسيست هشت سلولي يک يا دوبلاستومر جدا شده و مورد ارزيابي ژنتيک قرار ميگيرد. در حال حاضر اين روش براي تعيين جنسيت جنين و برخي از بيماري هاي ژنتيک انجام پذير است.
روش هاي غير تهاجمي تشخيص قبل از تولد
دو روش CVS و آمنيوسنتز در دسته روش هاي تهاجمي قرار مي گيرند. انجام روشهاي مزبور عموما نياز به بستري شدن داشته و نمونه گيري توسط متخصص زنان متبحر صورت مي پذيرد. به علاوه به علت دست اندازي به حريم جنيني با سقط جنيني همراه مي باشند. در روش هاي غير تهاجمي وضعيت جنين بدون هر گونه دسترسي مستقيم به جنين صورت مي پذيرد. در زير به بررسي تعدادي از اين روش ها مي پردازيم.
1. اولتراسونوگرافي
روش اولتراسونوگرافي به صورت سه بعدي يا چهار بعدي از متداولترين روش هاي تشخيص قبل از تولد غير تهاجمي مي باشد. در روش مزبور هيچ خطري مادر يا جنين را تهديد نميکند. در اين روش بهترين زمان جهت بررسي اختلالات اناتوميک در جنين هفته 20-15 حاملگي مي باشد. در اين زمان بررسي قطر پرده گردني (Nuchal thickening) در تشخيص سندرم داون اهميت ويژه اي دارد. بعلاوه بسياري ديگر از ناهنجاري ها در جنين شامل اننسفالي، نقص لوله عصبي (Neural tube defect) و نقص در برخي ارگان هاي داخلي نيز قابل تشخيص مي باشد. در صورت غير طبيعي بودن نتايج سونوگرافي لازم است پيگيري مناسب با استفاده از روشهاي ديگر صورت پذيرد.
2. تشخيص بر اساس DNA جنيني در خون مادر
مشخص شده از هفته 8 حاملگي به بعد DNA جنيني در خون مادر قابل تشخيص مي باشد. هرچند منشاء DNA مزبور به روشني مشخص نيست ولي امکان تشخيص قبل از تولد را فراهم نموده است. ارزيابي جنسيت جنين، Rh، و چند بيماري اتوزومي غالب نظير اکوندروپلازي بر روي DNA جنيني در خون مادر به صورت روتين در بسياري از آزمايشگاه ها انجام ميشود.
3. بررسي سلول هاي جنيني در خون مادر
علاوه بر DNA جنيني، سلول هاي جنيني نيز در خون مادر شناسايي شده اند. در حال حاضر تحقيقات گسترده اي در خصوص روش هاي جداسازي سلول هاي مزبور در دست انجام است. روش هاي جداسازي بيشتر مبتني بر انتي ژن هاي ويژه جنيني در سطح اين سلول ها ميباشند.
4. تشخيص قبل از تولد با بررسي بيوشيميايي سرم مادر
اندازه گيري برخي فاکتورهاي بيوشيميايي در خون (سرم) مادران حامله به عنوان يکي از روشهاي غير تهاجمي تشخيص قبل از تولد متداول مي باشد. با توجه به اهميت کينيکي فاکتور هاي مزبور و غير تهاجمي بودن اندازه گيري انها، در بسياري از کشورها به صورت همگاني براي تمامي مادران حامله انجام مي شوند. در اين ارتباط نقش فاکتور هاي زير در ارتباط با وضعيت جنين از اهميت تشخيصي بالايي برخوردار است.
· -الفا-فتوپروتئين (Alpha-fetoprotein, MSAFP)
· گونادوتروپين جفت بتاي انساني (Beta-human chorionic gonadotropin, b-HCG)
· استريول آزاد (unconjugated steriol, uE3)
· اينهيبين A (Inhibin A)
· پروتئين A پلاسماي مرتبط با حاملگي (Pregnancy-associated plasma protein A, PAPP-A)
فاکتورهاي مزبور بعضا به صورت منفرد (MSAFP) يا همزمان (Triple or Quadruple) اندازه گيري مي شوند. در بين فاکتور هاي فوق MSAFP از ارزش بيشتري برخوردار است. در زير ضمن بررسي منشا AFP اهميت و ارزش تشخيصي ان و ساير فاکتورها در تشخيص قبل از تولد بيماريهاي ژنتيک مورد بررسي قرار مي گيرد.
الفا-فتوپروتئين: جنين در حال رشد داراي دو پروتئين خوني اصلي بنام البومين و الفا-فتوپروتئين (AFP) مي باشد. با توجه به اينکه در سرم افراد بالغ تنها البومين وجود دارد، لذا الفا-فتوپروتئين سرم صرفا منشاء جنيني دارد. اصولا تنها مقدار کمي از AFP وارد مايع آمنيوتيک شده و از جفت عبور نموده و وارد خون مادر مي شود. ولي در موارد نقص در لوله عصبي نظير اننسفالي (بسته نشدن انتهاي کرانيال لوله عصبي) و اسپينا بفيدا (بسته نشدن انتهاي کادوال لوله عصبي) يا آمفالوسل (Omphalocele) و گاستروشيس (Gastroschisis) (در هر دوحالت نقص در جدار شکمي جنين وجود دارد) مقدار قابل ملاحظه اي از AFP وارد مايع آمنيوتيک و بدنبال آن وارد خون مادر ميشود.
با توجه به اينکه با افزايش سن جنين و اندازه آن مقدار AFP آزاد شده افزايش مي يابد، لذا هنگام اندازه گيري MSAFP لازم است سن جنين به دقت تعيين گردد. همينطور وجود ديابت حاملگي نيز بر مقدار AFP تاثير دارد. MSAFP معمولا به صورت مضربي از ميانه (Multiples of the mean, MoM) گزارش ميشود. مقدار ميانه درجمعيت هاي مختلف با انجام غربالگري عمومي در دوران حاملگي تعيين مي گردد. هرچه MoM بالاتر باشد احتمال وجود نقص در جنين بيشتر است. بررسي MSAFP در هفته 18-16حاملگي داراي بيشتري حساسيت مي باشد با اينحال در فاصله 22-15 نيز از ارزش کلينيکي بالايي برخوردار است. البته با توجه به اينکه مقدار AFP تحت تاثير فاکتورهاي متعددي مي تواند تغيير نمايد افزايش آن نمي تواند به طور 100% نشانگر اختلال در لوله عصبي باشد. با استفاده همزمان MSAFP و اولتراسونوگرافي تقريبا تمامي موارد اننسفالي و بيشتر موارد اسپينابفيدا قابل تشخيص مي باشند. امکان تشخيص افتراقي نقايص لوله عصبي از ساير نقايص جنيني (مانند گاستروشيز) با اندازه گيري ميزان استيل کولين استراز (Acetylcholinesterase) مايع آمنيوتيک وجود دارد. افزايش همزمان استل کولين استراز و MSAFP نشان دهنده نقص در لوله عصبي است. در صورتيکه مقدار استيل کولين قابل تشخيص نباشد ولي MSAFP بالا باشد، نقص در قسمت هاي ديگر ميتواند وجود داشته باشد. بررسي MSAFP در تشخيص قبل از تولد سندرم داون و ساير تريزومي ها اهميت بالايي دارد. مقدار MSAFP در حاملگي با سندرم داون و ساير اختلالات کرومزومي کاهش مي يابد (جدول 1).
گونادوتروپين جفتي انسان (beta-HCG): بررسي ميزان beta-HCG معمولا به عنوان تست حاملگي انجام ميشود. به طور طبيعي با شروع هفته اول حاملگي و لانه گزيني جنين در جدار رحم ميزان beta-HCG به مقدار کافي فزايش مي يابد به طوريکه مقدار آن در سرم قابل اندازه گيري است. در اواسط يا انتهاي سه ماهه دوم حاملگي اندازه گيري ميزان beta-HCG همزمان با MSAFP براي بررسي اختلالات کرومزومي خصوصا سندرم داون انجام ميشود. افزايش beta-HCG و کاهش MSAFP ميتواند نشاندهنده وجود سندرم داون باشد.
استريول آزاد سرم (uE3): مقدار استريول در سرم مادر مرتبط با زنده بودن جنين، طبيعي بودن عملکرد جفت و شرايط خوب مادر دارد. استريول از ماده دهيدرواپياندروسترون (Dehydroepiandrosterone) که توسط غدد آدرنال جنين ساخته و در جفت متابوليزه مي شود منشاء مي گيرد. استريول از جفت عبور نموده وارد جريان خون مادر شده و از طريق کليه ها يا کبد در صفرا دفع مي شود. بنابراين اندازه گيري مکرر استريول در سه ماهه سوم حاملگي معيار مفيدي براي ارزيابي وضعيت جنين ميباشد. در موارد سندرم داون و يا هيپو پلازي آدرنال با اننسفالي مقدار استريول کاهش مي يابد.
Inhibin-A: ماده Inhibin از جفت و corpus luteum ترشح مي شود. ماده مزبور قابل اندازه گيري در سرم مادر است. افزايش Inhibin-A همراه با افزايش خطر تريزومي 21 مي باشد.
PAPP-A: کاهش ميزان مقدار سرمي PAPP-A در سه ماهه اول حاملگي مي تواند نشانگر اختلالات کرومزومي از جمله تريزومي هاي 13، 18 و 21 است.
با توجه به اينکه تغيير در سطح تمامي فاکتور هاي فوق الذکر به نحوي با اختلالات ژنتيک در جنين مي تواند همراه باشد، فاکتورهاي مزبور اغلب به صورت همزمان در آزمونهاي سه تايي شامل MSAFP، beta-HCG و uE3 يا با اضافه نمودن Inhibin-A به صورت چهارتايي مورد ارزيابي قرار مي گيرند. در جدول زير ارتباط سطح سه فاکتور اول با اختلالات جنيني بطورخلاصه نشان داده شده است.
جدول 1: ارتباط سطح سه فاکتور MSAFP، beta-HCG و uE3 با اختلالات جنيني
MSAFP
uE3
HCG
نقص لوله عصبي *
افزايشmsafp
نرمالue3
نرمالhcg
تريزومي 21*
کاهشmsafp
کاهشue3
افزايشhcg
تريزومي 18*
کاهشmsafp
کاهشue3
کاهشhcg
منابع:
1. American Academy of Pediatrics, Committee on Genetics. Prenatal Genetic diagnosis for pediatricians (RE9416). Pediatrics, 1994; 93(6): 1010-1015.
2. Copel J.A., Bahado-Singh R.O. Prenatal screening for Down's syndrome: A search for family 's value. N. Engl. J. Med. 1999; 341:521-522.
3. Handyside A.H. Preimplantation genetic diagnosis today. Hum Repord, 1996; 11 (suppl 1): 139-151.
4. Nussbaum R.L., McInnes R.R., Willard H.F. Thompson and Thompson genetics in medicine. 2001, PP: 359-372, W.B. Saunders Company.fereshteha
بررسي ژنتيک نمونه جنيني
نمونه جنيني اخذ شده از جنين به منظور تشخيص قبل از تولد مورد آزمايشات ژنتيک و بيوشيميايي مختلفي قرار مي گيرد. نوع آزمايش بر اساس اطلاعات اوليه در خصوص بيماري ژنتيک يا خطر احتمالي ابتلاي جنين به يک بيماري ژنتيک خاص توصيه مي گردد. آزمايشات تشخيص ژنتيک به دو صورت سيتوژنتيک (آناليز کرومزومي) و مولکولي انجام ميشوند.
الف) آناليز کرومزومي.
آناليز کرومزومي بر روي نمونه هاي جنيني در موارد زير توصيه ميگردد.
1. سن مادر در هنگام حاملگي 35 سال يا بيشتر باشد. در اين موارد افزايش ريسک اختلالات کرومزومي وجود دارد. براي مثال در خصوص سندرم داون ريسک ابتلاي جنين در حاملگي هاي در سن 35 سالگي يا بالاتر بشدت افزايش مي يابد.
2. وجود فرزند قبلي با يکي از سندرم هاي تريزومي (مثلا سندرم هاي داون، کلاين فلتر) يا هر اختلال کرومزومي ديگر (سندرم ترنر). در اين موارد هرچند والدين فاقد هر نوع اختلال کرومزومي مي باشد ولي در حاملگي هاي بعدي خطر تکرار هر نوع اختلال کرومزومي حدود ا% ميباشد که چهار برابر بيشتر از ريسک آن در جامعه است.
3. وجود اختلال کرومزومي در هر کدام از زوجين ازجمله انيوپلوئيدي (کاهش يا افزايش کرومزوم)، جابجايي، حذف يا وارونگي کرومزومي داراي ارزش کلينيکي. برخي از وارونگي هاي کرومزومي از جمله وارونگي نوع پري سنتريک کرومزوم 9 طبيعي ميباشد.
4. وجود خطر بالا در جنين براي يک بيماري وابسته به جنس که تشخيص قبل از تولد براي آن بيماري خاص وجود ندارد يا در مواردي که تشخيص ژنتيک قبل از تولد وجود دارد ولي لازم است جنسيت جنين قبل از انجام آزمايش مشخص گردد (مثلا، ديتروفي عضلاني دوشن يا هموفيلي). در اين موارد درصورتيکه جنين دختر باشد آزمايشات ژنتيک بعدي بر روي آن صورت نميگيرد.
5. در مواردي که يک والد ناقل کرومزوم X شکننده (Fragile X syndrome) باشد. در بسياري از موارد عقب ماندگي هاي ذهني، عامل اصلي وجود کرومزوم X شکننده در والدين يا اقوام نزديک بيمار مي باشد. در اين موارد اغلب مادران ناقل کرومزوم X شکننده مي باشند که به راحتي با بررسي مولکولي خون محيطي قابل تشخيص است. تشخيص اختلال ژنتيک مزبور بر روي جنين با استفاده از نمونه پرزهاي جفتي يا سلول هاي آمنيوتيک در سه ماهه اول حاملگي امکان پذير مي باشد.
6. وجود خطر بالا براي سندرم داون بر اساس نتايج حاصل از بررسي الفا فتوپروتئين سرم (MSAFP) به تنهايي يا همراه با استريول آزاد سرم (uE3) و هرمون گنادوتروپين جفتي (hCG) در حاملگي هاي پايين (زير 35 سال)
7. در موارد سونوگرافي غير طبيعي از جمله اختلالات آناتوميک در جنين نظير امفالوسل، هيدروسفالوس يا ساير اختلالات که مي توانند مرتبط با نقص کرومزومي باشند. عموما اختلالات اناتوميک در سه ماهه اول حاملگي قابل تشخيص مي باشند. ولي اگر در سه ماهه دوم يا سوم حاملگي نيز شناسايي شوند بررسي کرومزومي مي تواند مفيد باشد. در اين حالت نمونه خون بند ناف يا پرزهاي جفتي مي توانند جهت آناليز کرومزومي مورد استفاده قرار گيرند.
ب) آزمايشات مولکولي
کاربرد ژنتيک مولکولي در بررسي بيماريهاي ژنتيک به منظور تشخيص قبل از تولد روز به روز در حال گسترش مي باشد. اين بررسي شامل بيماريهايي مي شود که عامل بيماري زا نقص ژني شناخته اي شده باشد. به عبارتي هر بيماري ژنتيک که ژن موثر در آن شناسايي شده باشد از لحاظ مولکولي قابل بررسي و تشخيص است. بررسي مولکولي بيماري هاي ژنتيک عموما بر روي مولکول داکسي ريبونوکلئيک اسيد يا به اختصار DNA صورت مي پذيرد. در تمامي سلول هاي انساني ماده ژنتيک يا ژنها (ماده وراثتي) ازجنس DNAمي باشد. اين ماده در همه سلول هاي هسته دار بدن از جمله سلول هاي سفيد خون يکسان است. بنابراين بررسي ساختار تمامي ژن هاي انساني با بررسي DNA استخراج شده از سلول هاي خون محيطي امکان پذير مي باشد. در تشخيص قبل از تولد بيماريهاي ژنتيک با نقص ژني شناخته شده، بررسي بر روي هر نوع بافت جنيني امکان پذير ميباشد. بافتهايي که به طور متداول براي اين منظور مورد استفاده قرار مي گيرند شامل بافت پرزهاي جفتي، سلول هاي مايع آمنيوتيک، خون بند ناف، سلولها يا DNA جنين در خون مادر مي شوند.
لازم به ذکر است تنها در مواردي امکان انجام تشخيص قبل از تولد براي بيماريهاي ژني امکان پذير است که نقص ژني قبلا در والدين که به صورت ناقل مي باشند مشخص شده باشد. براي مثال به منظور انجام تشخيص قبل از تولد بيماري ژنتيک بتا-تالاسمي که از بيماريهاي شايع در کشور مي باشد، ابتدا زوجين مورد ازمايش ژنتيک به منظور تعيين نوع جهش ژني قرار ميگيرند. اين آزمايش که مرحله اول ناميده ميشود لازم است قبل از اقدام به حاملگي صورت پذيرد. زيرا درمواردي جهش ژني از نوع جهش هاي کمياب بوده يا ممکن است شناسايي آن نياز به زمان زيادي 3-2 ماه داشته باشد. در اين صورت اگر پس از حاملگي اقدام به آزمايش مرحله اول شود و جنين هر دو جهش ژني والدين را به ارث برده باشد (ماژور)، نظر به محدوديت زمان سقط درماني قانوني تا هفته 16 حاملگي، ممکن است اين امر ميسر نگردد. مرحله دوم ازمايش شامل بررسي وضعيت جنين ميباشد. در اين مرحله وجود جهش هاي والدين در نمونه جنيني (پرزهاي جفتي يا سلول هاي آمنيوتيک) بررسي مي شود.
روشهاي تشخيص قبل از تولد
انجام تشخيص قبل از تولد مستلزم دسترسي به جنين يا نمونه جنيني مي باشد که با روش هاي مختلفي به صورت تهاجمي (Invasive) و غير تهاجمي (Non-invasive) صورت مي پذيرد.
روشهاي تهاجمي
1. آمنيوسنتز (Amniocentesis)
2. نمونه گيري از پرزهاي جفتي (Chorionic villi sampling) يا به اختصار CVS
3. نمونه گيري از خون بند ناف (Percutaneous umbilical blood sampling) ،يا با اختصار PUBS
4. بيوپسي از پوست، اندام ها و يا عضله جنين
5. تشخيص بر روي جنين قبل از کاشت (Preimplantation Genetic Diagnosis) يا به اختصار PGD در حاملگي هاي انجام شده با IVF
روش هاي غيرتهاجمي
1. اولتراسونوگرافي (سه يا چهار بعدي)
2. تشخيص بر روي سلول ها و DNA جنيني در خون مادر
3. تشخيص بر روي سرم مادر
در زير روش هاي نمونه برداري از جنين و اهميت آنها در تشخيص قبل از تولد به اختصار بررسي مي شود.
نمونه برداري از پرزهاي جفتي (CVS)
مهمتربن مزيت استفاده از بافت پرزهاي جفتي امکان تشخيص زودهنگام بر روي جنين مي باشد. بافت مزبور در هفته 12-10 حاملگي با استفاده از کاتتر مخصوص تحت سونوگرافي به صورت ترانس واژينال يا از روي شکم از جفت گرفته مي شود. ميزان دقت و اطمينان دو روش نمونه گيري فوق نسبتا يکسان مي باشد. بافت مزبور علاوه بر آزمايشات مولکولي براي اناليز کرومزومي نيز مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. همينطور امکان کشت بافت پرز جفتي براي انجام تشخيص هاي بيشتر وجود دارد. در مقايسه با آمنيوسنتز، علاوه بر امکان دسترسي سريعتر به نتايج، ميزان سلول هاي بيشتري براي آناليز مولکولي در اختيار مي باشد. البته خطر سقط جنين در روش CVS به ميزان 1-5/. درصد بيشتر از آمنيوسنتز مي باشد که از لحظ آماري معني دار نيست. مطالعات نشان داده نمونه گيري هاي به عمل آمده در هفته نهم حاملگي و کمتر از آن با نقص عضو و اختلالات صورت و اندام در جنين همراه مي باشند که لازم است در هنگام نمونه گيري مورد توجه قرار گيرد. از معايب روش نمونه گيري پرزهاي جفتي، امکان الودگي نمونه جنيني با سلول هاي مادري مي باشد که در مقايسه با آمنيوسنتز اين آلودگي نيز بيشتر است. البته در آزمايشات مولکولي قبل از اقدام به تشخيص ژن بيماري زا، ميزان آلودگي نمونه جنيني به سلول هاي مادري مورد بررسي قرار مي گيرد.
نمونه سلول هاي آمنيوتيک (آمنيوستز)
آمنيوسنتز در هفته 16-14 هفته حاملگي به صورت نمونه برداري از روي شکم از جمله روشهاي تهاجمي متداول براي سلول هاي جنيني و مايع امنيوتيک مي باشد. سلول هاي آمنيوتيک علاوه بر آزمايشات مولکولي جهت سيتوژنتيک و کشت سلولي نيز مناسب مي باشند. به علاوه مايع آمنيوتيک مي تواند جهت بررسي بيوشيميايي فاکتور هاي متعددي از جمله الفافتوپروتئين (AFAFP)، انزيم ها، هورمون ها و ترکيبات ديگر مورد استفاده قرار گيرد. خطر سقط جنين در روش مزبور حدود 5/. درصد برآورد شده است. نکته قابل توجه در خصوص نمونه گيري پرزهاي جفتي يا آمنيوسنتز خطر حساس سازي Rh مي باشد که در مواردي که مادر Rh- و جنين Rh+ است رخ مي دهد. اين مشکل با استفاده از اميونوگلوبولين Rhهمزمان با نمونه گيري مي تواند برطرف گردد. با توجه به اينکه انجام آمنيوسنتز قبل از هفته 14 حاملگي به علت کم بودن مقدار مايع آمنيوتيک امکان پذير نمي باشد و مطمئن بودن آن نيز تاييد نشده است، اين روش بيشتر جهت بررسي سيتوژنتيک مورد استفاده مي باشد.
روش PGD
در حاملگي هاي صورت گرفته از طريق IVF امکان بررسي وضعيت جنين قبل از کاشت وجود دارد. در اين روش از جنين در مرحله بلاستوسيست هشت سلولي يک يا دوبلاستومر جدا شده و مورد ارزيابي ژنتيک قرار ميگيرد. در حال حاضر اين روش براي تعيين جنسيت جنين و برخي از بيماري هاي ژنتيک انجام پذير است.
روش هاي غير تهاجمي تشخيص قبل از تولد
دو روش CVS و آمنيوسنتز در دسته روش هاي تهاجمي قرار مي گيرند. انجام روشهاي مزبور عموما نياز به بستري شدن داشته و نمونه گيري توسط متخصص زنان متبحر صورت مي پذيرد. به علاوه به علت دست اندازي به حريم جنيني با سقط جنيني همراه مي باشند. در روش هاي غير تهاجمي وضعيت جنين بدون هر گونه دسترسي مستقيم به جنين صورت مي پذيرد. در زير به بررسي تعدادي از اين روش ها مي پردازيم.
1. اولتراسونوگرافي
روش اولتراسونوگرافي به صورت سه بعدي يا چهار بعدي از متداولترين روش هاي تشخيص قبل از تولد غير تهاجمي مي باشد. در روش مزبور هيچ خطري مادر يا جنين را تهديد نميکند. در اين روش بهترين زمان جهت بررسي اختلالات اناتوميک در جنين هفته 20-15 حاملگي مي باشد. در اين زمان بررسي قطر پرده گردني (Nuchal thickening) در تشخيص سندرم داون اهميت ويژه اي دارد. بعلاوه بسياري ديگر از ناهنجاري ها در جنين شامل اننسفالي، نقص لوله عصبي (Neural tube defect) و نقص در برخي ارگان هاي داخلي نيز قابل تشخيص مي باشد. در صورت غير طبيعي بودن نتايج سونوگرافي لازم است پيگيري مناسب با استفاده از روشهاي ديگر صورت پذيرد.
2. تشخيص بر اساس DNA جنيني در خون مادر
مشخص شده از هفته 8 حاملگي به بعد DNA جنيني در خون مادر قابل تشخيص مي باشد. هرچند منشاء DNA مزبور به روشني مشخص نيست ولي امکان تشخيص قبل از تولد را فراهم نموده است. ارزيابي جنسيت جنين، Rh، و چند بيماري اتوزومي غالب نظير اکوندروپلازي بر روي DNA جنيني در خون مادر به صورت روتين در بسياري از آزمايشگاه ها انجام ميشود.
3. بررسي سلول هاي جنيني در خون مادر
علاوه بر DNA جنيني، سلول هاي جنيني نيز در خون مادر شناسايي شده اند. در حال حاضر تحقيقات گسترده اي در خصوص روش هاي جداسازي سلول هاي مزبور در دست انجام است. روش هاي جداسازي بيشتر مبتني بر انتي ژن هاي ويژه جنيني در سطح اين سلول ها ميباشند.
4. تشخيص قبل از تولد با بررسي بيوشيميايي سرم مادر
اندازه گيري برخي فاکتورهاي بيوشيميايي در خون (سرم) مادران حامله به عنوان يکي از روشهاي غير تهاجمي تشخيص قبل از تولد متداول مي باشد. با توجه به اهميت کينيکي فاکتور هاي مزبور و غير تهاجمي بودن اندازه گيري انها، در بسياري از کشورها به صورت همگاني براي تمامي مادران حامله انجام مي شوند. در اين ارتباط نقش فاکتور هاي زير در ارتباط با وضعيت جنين از اهميت تشخيصي بالايي برخوردار است.
· -الفا-فتوپروتئين (Alpha-fetoprotein, MSAFP)
· گونادوتروپين جفت بتاي انساني (Beta-human chorionic gonadotropin, b-HCG)
· استريول آزاد (unconjugated steriol, uE3)
· اينهيبين A (Inhibin A)
· پروتئين A پلاسماي مرتبط با حاملگي (Pregnancy-associated plasma protein A, PAPP-A)
فاکتورهاي مزبور بعضا به صورت منفرد (MSAFP) يا همزمان (Triple or Quadruple) اندازه گيري مي شوند. در بين فاکتور هاي فوق MSAFP از ارزش بيشتري برخوردار است. در زير ضمن بررسي منشا AFP اهميت و ارزش تشخيصي ان و ساير فاکتورها در تشخيص قبل از تولد بيماريهاي ژنتيک مورد بررسي قرار مي گيرد.
الفا-فتوپروتئين: جنين در حال رشد داراي دو پروتئين خوني اصلي بنام البومين و الفا-فتوپروتئين (AFP) مي باشد. با توجه به اينکه در سرم افراد بالغ تنها البومين وجود دارد، لذا الفا-فتوپروتئين سرم صرفا منشاء جنيني دارد. اصولا تنها مقدار کمي از AFP وارد مايع آمنيوتيک شده و از جفت عبور نموده و وارد خون مادر مي شود. ولي در موارد نقص در لوله عصبي نظير اننسفالي (بسته نشدن انتهاي کرانيال لوله عصبي) و اسپينا بفيدا (بسته نشدن انتهاي کادوال لوله عصبي) يا آمفالوسل (Omphalocele) و گاستروشيس (Gastroschisis) (در هر دوحالت نقص در جدار شکمي جنين وجود دارد) مقدار قابل ملاحظه اي از AFP وارد مايع آمنيوتيک و بدنبال آن وارد خون مادر ميشود.
با توجه به اينکه با افزايش سن جنين و اندازه آن مقدار AFP آزاد شده افزايش مي يابد، لذا هنگام اندازه گيري MSAFP لازم است سن جنين به دقت تعيين گردد. همينطور وجود ديابت حاملگي نيز بر مقدار AFP تاثير دارد. MSAFP معمولا به صورت مضربي از ميانه (Multiples of the mean, MoM) گزارش ميشود. مقدار ميانه درجمعيت هاي مختلف با انجام غربالگري عمومي در دوران حاملگي تعيين مي گردد. هرچه MoM بالاتر باشد احتمال وجود نقص در جنين بيشتر است. بررسي MSAFP در هفته 18-16حاملگي داراي بيشتري حساسيت مي باشد با اينحال در فاصله 22-15 نيز از ارزش کلينيکي بالايي برخوردار است. البته با توجه به اينکه مقدار AFP تحت تاثير فاکتورهاي متعددي مي تواند تغيير نمايد افزايش آن نمي تواند به طور 100% نشانگر اختلال در لوله عصبي باشد. با استفاده همزمان MSAFP و اولتراسونوگرافي تقريبا تمامي موارد اننسفالي و بيشتر موارد اسپينابفيدا قابل تشخيص مي باشند. امکان تشخيص افتراقي نقايص لوله عصبي از ساير نقايص جنيني (مانند گاستروشيز) با اندازه گيري ميزان استيل کولين استراز (Acetylcholinesterase) مايع آمنيوتيک وجود دارد. افزايش همزمان استل کولين استراز و MSAFP نشان دهنده نقص در لوله عصبي است. در صورتيکه مقدار استيل کولين قابل تشخيص نباشد ولي MSAFP بالا باشد، نقص در قسمت هاي ديگر ميتواند وجود داشته باشد. بررسي MSAFP در تشخيص قبل از تولد سندرم داون و ساير تريزومي ها اهميت بالايي دارد. مقدار MSAFP در حاملگي با سندرم داون و ساير اختلالات کرومزومي کاهش مي يابد (جدول 1).
گونادوتروپين جفتي انسان (beta-HCG): بررسي ميزان beta-HCG معمولا به عنوان تست حاملگي انجام ميشود. به طور طبيعي با شروع هفته اول حاملگي و لانه گزيني جنين در جدار رحم ميزان beta-HCG به مقدار کافي فزايش مي يابد به طوريکه مقدار آن در سرم قابل اندازه گيري است. در اواسط يا انتهاي سه ماهه دوم حاملگي اندازه گيري ميزان beta-HCG همزمان با MSAFP براي بررسي اختلالات کرومزومي خصوصا سندرم داون انجام ميشود. افزايش beta-HCG و کاهش MSAFP ميتواند نشاندهنده وجود سندرم داون باشد.
استريول آزاد سرم (uE3): مقدار استريول در سرم مادر مرتبط با زنده بودن جنين، طبيعي بودن عملکرد جفت و شرايط خوب مادر دارد. استريول از ماده دهيدرواپياندروسترون (Dehydroepiandrosterone) که توسط غدد آدرنال جنين ساخته و در جفت متابوليزه مي شود منشاء مي گيرد. استريول از جفت عبور نموده وارد جريان خون مادر شده و از طريق کليه ها يا کبد در صفرا دفع مي شود. بنابراين اندازه گيري مکرر استريول در سه ماهه سوم حاملگي معيار مفيدي براي ارزيابي وضعيت جنين ميباشد. در موارد سندرم داون و يا هيپو پلازي آدرنال با اننسفالي مقدار استريول کاهش مي يابد.
Inhibin-A: ماده Inhibin از جفت و corpus luteum ترشح مي شود. ماده مزبور قابل اندازه گيري در سرم مادر است. افزايش Inhibin-A همراه با افزايش خطر تريزومي 21 مي باشد.
PAPP-A: کاهش ميزان مقدار سرمي PAPP-A در سه ماهه اول حاملگي مي تواند نشانگر اختلالات کرومزومي از جمله تريزومي هاي 13، 18 و 21 است.
با توجه به اينکه تغيير در سطح تمامي فاکتور هاي فوق الذکر به نحوي با اختلالات ژنتيک در جنين مي تواند همراه باشد، فاکتورهاي مزبور اغلب به صورت همزمان در آزمونهاي سه تايي شامل MSAFP، beta-HCG و uE3 يا با اضافه نمودن Inhibin-A به صورت چهارتايي مورد ارزيابي قرار مي گيرند. در جدول زير ارتباط سطح سه فاکتور اول با اختلالات جنيني بطورخلاصه نشان داده شده است.
جدول 1: ارتباط سطح سه فاکتور MSAFP، beta-HCG و uE3 با اختلالات جنيني
MSAFP
uE3
HCG
نقص لوله عصبي *
افزايشmsafp
نرمالue3
نرمالhcg
تريزومي 21*
کاهشmsafp
کاهشue3
افزايشhcg
تريزومي 18*
کاهشmsafp
کاهشue3
کاهشhcg
منابع:
1. American Academy of Pediatrics, Committee on Genetics. Prenatal Genetic diagnosis for pediatricians (RE9416). Pediatrics, 1994; 93(6): 1010-1015.
2. Copel J.A., Bahado-Singh R.O. Prenatal screening for Down's syndrome: A search for family 's value. N. Engl. J. Med. 1999; 341:521-522.
3. Handyside A.H. Preimplantation genetic diagnosis today. Hum Repord, 1996; 11 (suppl 1): 139-151.
4. Nussbaum R.L., McInnes R.R., Willard H.F. Thompson and Thompson genetics in medicine. 2001, PP: 359-372, W.B. Saunders Company.fereshteha
+ نوشته شده در چهارشنبه یکم شهریور ۱۳۸۵ ساعت 18:58 توسط فرشته های اسمانی
|
این وبلاگ فرشته های اسمانی است.