Klinická genetika, genetické poradenství, cytogenetika, DNA diagnostika (od pacienta k DNA a zpět) Lékařská genetika • Charakteristika, historie a současný stav oboru • Genetická prevence • Genetická vyšetření – indikace, postup • Genetické poradenství • Pacienti genetických poraden • Genetická prevence Lékařská genetika • Pokud se ve starších medicínských knihách psalo, že genetická onemocnění představují minoritu, je dnes opak pravdou. • Pouze minorita onemocnění nemá menší či větší genetické dispozice. Lékařská genetika • Medicína 21. století prochází i díky genetice revolučními změnami a zásadně mění pohled na etiologii a klasifikaci mnoha onemocnění a zároveň slibuje v budoucnu i významné změny v terapii. • Klinická genetika se stala nejen uznávanou medicínskou specializací, ale bylo nezvratně prokázáno, že lidská genetika představuje důležité obecné a společné principy, které osvětlují a sjednocují veškerou lékařskou praxi. Historie • 1865 - Mendelovy zákony • 1944 - funkce DNA • 1953 - struktura DNA • 1956 - 46 chromosomů u člověka • 1957 - léčba fenylketonurie • 1959 - M. Down - 47, XX, +21 • 60. léta - založeno několik genetických laboratoří • 1965 - 100. výročí Mendelových zákonů • 2012 – Mendel 190 (190. výročí narození G.J. Mendela ) • 2015 – 150. výročí Mednelových zákonů Lékařská genetika I když v současné době jsou naše možnosti ještě velmi omezené a můžeme pouze zatím většinou „diagnostikovat neléčitelné“ a vyhledávat osoby v riziku, lze terapeutické využití oboru v příštích desetiletích jistě očekávat. Lékařská genetika • Lékařská genetika se zabývá diagnózou dědičných chorob a stará se o jejich medicínské, sociální a psychologické aspekty. • Stejně jako ve všech ostatních oblastech medicíny i v genetice je zásadní stanovit správnou diagnózu a poskytnout vhodnou péči, která musí zahrnovat pomoc postiženému jedinci a členům rodiny tak, aby porozuměli povaze a důsledkům onemocnění a vyrovnali se se s nimi. Lékařská genetika • Je-li však choroba dědičná, přistupuje další rozměr: potřeba informovat ostatní členy rodiny o jejich riziku a o možnostech, jak toto riziko modifikovat. • Jako je specifickým znakem genetické choroby její tendence se vyskytovat v rodině opakovaně, je specifickým rysem genetického poradenství jeho zaměření nejen na původního pacienta, ale také na členy pacientovy rodiny, a to současné i budoucí. Lékařská genetika Medicína pro minulou, současnou a budoucí generaci Genetické pracoviště • Genetická poradna - ambulance • Laboratoře cytogenetické (prenatální, postnatální, molekulárně cytogenetické, onkocytogenetické) • Laboratoře DNA/RNA diagnostiky (monogenně podmíněná onemocnění, onkogenetika, identifikace jedinců..) Genetická onemocnění • Vrozené chromosomové aberace • Monogenně podmíněné nemoci • Mitochondriální choroby • Polygenně a multifaktoriálně dědičná onemocnění Zastoupení genetických chorob a vývojových vad podle etiologie • 0,6 % populace má vrozenou chromosomovou aberaci • incidence vážných monogenně podmíněných chorob odhadnuta na 0,36% u živě narozených novorozenců (studie na 1 000 000 dětí), méně než 10% se manisfestuje po pubertě • až 80 % populace onemocní do konce života multifaktoriálně podmíněnou chorobou (genetická predispozice + vliv zevního prostředí) Vzácná onemocnění • Vzácné onemocnění je definováno frekvencí v populaci menší než 5 pacientů na 10 000 zdravých. Pacienti se vzácným onemocněním a jejich rodiny se často nacházejí ve velmi těžké životní situaci. Diagnostika těchto onemocnění vyžaduje specializované postupy a pro raritní výskyt choroby může správná diagnostika trvat několik měsíců, někdy i let. Dalším závažným problémem je, že na mnohá vzácná onemocnění zatím neexistuje účinný lék. Pro léčitelná vzácná onemocnění jsou léky obvykle extrémně drahé. Vzácná onemocnění • Ačkoli hovoříme o vzácných onemocněních, jedná se o skupinu více než 7000 chorob, není tedy vzácné vzácným onemocněním trpět. • Předpokládá se, že některou z těchto nemocí trpí v Evropské unii zhruba 30 000 000 lidí, což představuje 6-8% všech obyvatel. V České republice tedy můžeme předpokládat vzácné onemocnění u 60 000 až 80 000 pacientů. • Specializované týmy mají za cíl zlepšit diagnostiku, léčebnou péči a informovanost o těchto nemocech, pacientech a jejich rodinách a napomoci ke snadnějšímu přístupu k erudovanému týmu odborníků lékařů, sociálních pracovníků, speciálních pedagogů a dalších. Genetické poradenství • Specializovaná konzultace a genealogická studie partnerů, případně specializovaná laboratorní vyšetření, které mohou potvrdit nebo vyloučit podezření na genetickou zátěž v rodině Genetická konzultace Shormáždění informací • Osobní anamnesa • Rodinná anamnesa • Genealogické vyšetření, sestavení minimálně třígeneračního rodokmenu • Etnické informace • Konsanquinita • Nonpaternita Klinickogenetické vyšetření • Somatické odchylky - stigmatizace • Vrozené vývojové vady • Psychomotorický vývoj • Mentální retardace • Dermatoglyfy Genealogie sestavení rodokmenu sňatek rozvod konsanguinita monozygotní dvojčata dizygotní dvojčata žádné potomstvo potrat mrtvě narozené dítě muž žena postižený neznámé pohlaví přenašeč proband zemřelý jedinec Symboly používané k zakreslení rodokmenů Rodokmen Autosomálně dominantní dědičnost Autosomálně dominantní dědičnost riziko onemocnění potomka 50% 0% 50% 50% 0% 0% Autosomálně dominanatní dědičnost Genetika nemá paměť Rodokmen Autosomálně recesivní dědičnost Autosomálně recesivní dědičnost riziko nosičství mutace 100% 50% 2 mutace - nemocný 25% 25% 50% 50% 50% Autosomálně recesivní dědičnost Riziko pro sourozence Riziko onemocnění pro sourozence nemocného – 25% Riziko přenašečství pro sourozence nemocného – 50% Rodokmen - X-recesivně vázaná dědičnost riziko pro děti 50% dcer jsou přenašečky 50% synů je nemocných všechny dcery nemocného muže jsou přenašečky, všichni synové jsou zdraví žena - přenašečka nemocný muž Laboratoře cytogenetické Mílníky v lidské cytogenetice ●1956 Tjio a Levan korigovali počet chromosomů na 46 (vizualizace chromosomů,colchicin+hypotonie) ●1959 Lejeune a spol.- popsaná 1.trisomie Cytogenetické vyšetření • Karyotyp zdravá žena 46,XX zdravý muž 46,XY • Patologický nález vrozené chromosomové aberace získané chromososmoé aberace (onkocytogenetika) Materiál pro cytogenetické vyšetření VCA • prenatálně • buňky plodové vody • choriové klky • placenta • pupečníková krev • tkáně potracených plodů • postnatálně • periferní krev (+ Heparin) • vzorky různých tkání (biopsie kožní, stěry bukální sliznice..) Cytogenetické vyšetření postnatální • Obvykle 2-3 ml krve + 5-6 kapek Heparinu • Protřepat • Předat do laboratoře • Objednané termíny vyšetření • Kultivace • Výsledek nejdříve za 7-10 dní, obvykle za 1 měsíc Nejčastější indikace k postnatálnímu stanovení karyotypu 1. typický fenotyp – podezření na VCA 2. novorozenec s mnohočetnými vývojovými vadami 3. neprospívajicí kojenec +/- stigmata 4. psychomotorická retardace+/-stigmata 5. anomalie genitálu 6. porucha pohlavního vývoje 7. sterilní a infertilní páry 8. dárci gamet Nejčastější indikace k prenatálnímu stanovení karyotypu (plodu) 1. Patologický UZ nález plodu 2. Patologický nález v biochemickém screeningu 3. Vyšší věk rodičů 4. Rodiče nesou balancovanou chromosomovou aberaci 5. Předchozí porod dítěte s vrozenou chromosomovou aberací DNA analýza Molekulárně genetické vyšetření • Monogenně dědičná onemocnění • Detekce mutací na úrovni DNA-RNA- přímá analýza • Segregace patologie v rodině – nepřímá analýza • Submikroskopické změny na chromosomech • Onkogenetická vyšetření • DNA/RNA analýza, CHG, HR-CGH, array CGH, MLPA 1869 – objev molekula DNA - švýcarský lékař Miescher vyizoloval DNA z bílých krvinek. Nedařilo se však vytvořit dostatečně čistý vzorek na to, aby DNA mohla být dále zkoumána. 1952 - objev dvojšroubovité struktury DNA 1953 - byl tento poznatek veřejně publikován autory - objeviteli Jamesem Watsonem a Francisem Crickem 1962 - Nobelova cena Na začátku byla DNA Molekulární biologie • Metodiky využívané stále šířeji v laboratorní praxi mnoha oborů • Využití v klinické genetice je jednou z možností využití metod molekulární biologie Diagnostika chorob na molekulární úrovni • Stále se rozšiřuje počet onemocnění s objasněnou molekulární podstatou • Stále se zvyšuje počet onemocnění s možností DNA diagnostiky • Stále se rozšiřuje spektrum metod využívaných v DNA diagnostice - při vyhledávání mutací způsobujících závažná dědičná onemocnění DNA analýza dědičných onemocnění • Diagnostické testy – potvrzení klinické diagnosy na molekulární úrovni, případně potvrzení segregace patologické alely v rodině • Prediktivní (presymptomatické) testování – onemocnění s pozdním nástupem klinických příznaků, onkologie • Prenatální testy Genetické poradenství a DNA analýza • Vyšetření na molekulární úrovni by vždy mělo doprovázet genetické poradenství • Diagnostika na molekulární úrovni musí být vždy prováděna s informovaným souhlasem pacienta nebo jeho zákonného zástupce • Výsledek molekulárně genetického vyšetření by měl být vždy interpretován erudovaným lékařem – klinickým genetikem Molekulárně genetické vyšetření • Protokolární postupy – cílené vyšetření vysoce suspektního onemocnění • Pokud možno přesná klinická dg. • Informovaný souhlas • Interdisciplinární spolupráce (klinický lékař, klinický genetik, molekulární biolog, pacient) • Genetické poradenství před prováděným molekulárně genetickým vyšetřením a při předání – interpretaci výsledku vyšetření DNA banka • Slouží k uchování biologického materiálu, který bude možno využít v případě zavedení nových metodik, postupů či vyšetření u různých dědičných onemocnění • Izolace a uložení DNA v DNA bance se souhlasem pacienta nebo rodiny umožňuje zachování vzácného materiálu, který v budoucnu může umožnit rodinám využít diagnostické, presymptomatické či prenatální vyšetření DNA banka • Slouží k uchování biologického materiálu, který bude možno využít v případě zavedení nových metodik, postupů či vyšetření u různých dědičných onemocnění • Izolace a uložení DNA v DNA bance se souhlasem pacienta nebo rodiny umožňuje zachování vzácného materiálu, který v budoucnu může umožnit rodinám využít diagnostické, presymptomatické či prenatální vyšetření Pacienti genetické poradny • Zemřelí, již nežijící členové rodin • Dospělí • Těhotné ženy • Plody- budoucí děti • Děti • Partneři plánující rodičovství Pacienti genetických poraden • rodiny s výskytem dědičného onemocnění, chromosomové aberace, vývojové vady • páry léčené pro poruchy reprodukce • těhotné ženy se zvýšeným rizikem postižení plodu • příbuzenské páry • osoby se zvýšeným rizikem indukovaných mutací (vliv zevního prostředí) • dárci gamet • pacienti s onkologickým onemocněním Děti • s vrozenými vývojovými vadami a jejich rodiny • s podezřením či potvrzením dědičné choroby a jejich rodiny • s podezřením nebo potvrzenou dědičnou poruchou metabolismu a jejich rodiny • s podezřením na vrozenou chromosomální aberaci (atypická vizáž, vývojové vady, neprospívání, předčasný porod) • děti s předčasnou či opožděnou pubertou • děti s vývojovými vadami genitálu • děti pro náhradní rodinnou péči (z kojeneckého ústavu) Děti a dospělí pacienti • s psychomotorickou retardací • s malým nebo nadměrným růstem • rodiny s výskytem onkologického onemocnění u dítěte nebo při opakovaném výskytu onkologického onemocnění v rodině Dospělí pacienti • příbuzenské páry • osoby dlouhodobě exponované škodlivinám zevního prostředí • transsexuálové • partneři léčení pro neplodnost a partneři s opakovanými spontánními potraty • dárci spermií a dárkyně vajíček Těhotné ženy • s positivní rodinnou anamnézou (neplodnost, opakované potraty, dědičná onemocnění, vývojové vady) • s nepříznivou anamnézou v těhotenství (dlouhodobé onemocnění, léky v těhotenství, akutní onemocnění v počátku těhotenství - teploty, léky, rtg vyšetření, CT, očkování, návykové látky...) Těhotné ženy • s patologickým nálezem v biochemickém screeningu • s patologickým UZ nálezem u plodu- vývojová vada u plodu • starší 35 let (event. součet věku rodičů 70 a více let) Postup při vyšetření v genetické poradně • Konzultace • Klinicko-genetické vyšetření • Informovaný souhlas • Návrh a zahájení laboratorních genetických vyšetření – odběr krve většinou stačí • Další odborná vyšetření • Shromáždění výsledků a dokumentace • Genetická prognóza Cíl genetického poradenství Stanovit přesnou klinickou diagnosu a na jejím základě vyslovit pro danou rodinu genetickou prognosu se všemi důsledky Genetické poradenství genetická prognóza • Povaha a důsledky postižení • Riziko opakování onemocnění v rodině • Možnost dalšího vyšetření nyní nebo v budoucnu • Možnosti dalších vyšetření před graviditou nebo v těhotenství - prenatální vyšetření • Doporučení sledování a léčby u specialistů • Informace a kontakty na svépomocné organizace, specializovaná pracoviště a instituce Svépomocné organizace • Organizace obvykle zaměřené na jednu chorobu nebo skupinu onemocnění s podobnými příznaky • Mohou významně pomáhat lidem, kteří mají zájem sdílet své zkušenosti s někým, kdo má stejné problémy, předávají vzácné informace (novým pacientům, ale i lékařům a dalším profesionálům), sledují novinky v léčbě a prevenci, podporují výzkum… Huntingtonova choroba, dědičnost autosomálně dominantní, frekvence asi 4-7 na 100 000 Cystická fibrosa – dědičnost autosomálně recesivní, frekvence nemocných asi 1:2000-3000 novorozenců Duchenneova svalová dystrofie, dědičnost X-vázaná recesivní, frekvence v populaci 22 na 100 000 chlapců, Beckerova svalová dystrofie asi 3 na 100 000 chlapců Downův syndrom – vrozená chromsoomová aberace, 95% náhodná chyba při dělení genetického materiálu do pohlavní buňky, frekvence asi 1 na 1000 novorozenců Genetické poradenství • Základní úlohou genetického poradenství je poskytnout pacientům s geneticky podmíněným onemocněním, případně jejích příbuzným, dostatek informací o charakteru dědičné choroby, o jejím dalším průběhu, možnostech léčby a o výši rizika opakovaného výskytu u dalších příbuzných. Prevence v lékařské genetice • Primární • Sekundární Primární genetická prevence • Preventivní postupy, které můžeme nabídnout před (optimálně plánovanou) graviditou Sekundární genetická prevence • Postupy v graviditě • Prenatální diagnostika • Postnatální diagnostika Vnímání a hodnocení genetického rizika a genetické prognosy je zcela individuální Vnímání genetického rizika je ovlivněno • osobními zkušenostmi • charakterem • touhou po dítěti • počtem zdravých dětí v rodině • možnostmi prenatální diagnostiky Dědičná onemocnění • Vyrovnání se s dědičným onemocněním • Porozumění povaze a důsledkům nemoci • Nutná informace o rizizích pro další členy rodiny a o možnosti preventivního a presymptomatikého vyšetření příbuzných • Nedirektivní přístup Hlavním cílem genetické konzultace je pomoci rodině porozumět a vyrovnat se s genetickým onemocněním, ale ne redukovat výskyt geneticky podmíněných onemocnění v populaci! Rodina si vybírá z nabídky možných postupů a vyšetření dle vlastních etických kritérií. Genetik pomáhá rodině jejich rozhodnutí a přání, v souladu s platnými právními předpisy, realizovat. Rozhodnutí rodiny není okamžité a definitivní. Genetik neříká, jak by se rodina měla rozhodnout, ale jak se může rozhodnout !!!