Vrozené chromosomové aberace (VCA) Mikrocytogenetika Reprodukční genetika ZL- LF MU 10 / 2008/9 Renata Gaillyová Chromozomové aberace (CHA) • Pro každé počaté dítě platí obecné genetické riziko 3-5%, že se může narodit s nějakou VVV. • vrozené CHA: • 20 – 50% všech početí • 50 – 60% abortů v trimestru • 0, 56 - 0,7 % živě rozených dětí • získané CHA: • onkocytogenetika, rizikové prostředí, léky Typy vrozených chromosomových aberací • Numerické • Strukturální • Balancované • Nebalancované • Autosomů • Gonosomů Vznik VCA • 20% zděděné • 80% de novo Frekvence VCA • Živě narození 0,6% • Balancované 0,2% • Nebalancované 0,4% • SA 50% • Mrtvěrozené děti 11,1% • Novorozenci s VVV 15% • Nedonošení 2,5% Selekce anomálií – riziko SA • Normální plod 10-15% • VCA 93% • Downův syndrom 75% • Edwardsův, Patauův syndrom 95% • Turner syndrom až 99% • VCA strukturální balancované 16% • VCA strukturální nebalancované 86% Závislost VCA plodu na věku matky v % • Věk matky riziko VCA v % +21 vše • 20-24 pod 0,1 • 35 0,4 0,9 • 40 1,3 2,9 • 45 4,4 6,2 • 47 7,0 9,6 Možnosti cytogenetického vyšetření VCA • Prenatální • Postnatální Materiál pro cytogenetické vyšetření VCA • buňky plodové vody • choriové klky • placenta • pupečníková krev • tkáně potracených plodů • periferní krev • vzorky různých tkání (biopsie kožní, stěry bukální sliznice..) Indikace k postnatálnímu stanovení karyotypu 1. typický fenotyp 2. novorozenec s mnohočetnými VVV 3. neprospívajicí kojenec +/- stigmata 4. psychomotorická retardace+/-stigmata 5. anomalie genitálu 6. porucha pohlavního vývoje 7. sterilní a infertilní páry 8. dárci gamet Numerické VCA • Jiný počet než 46 chromosomů • Downův syndrom - 47,XX,+21, 47,XY,+21 • Edwardsův syndrom - 47,XX(XY),+18 • Pataův syndrom - 47, XX(XY), +13 • Turner syndrom - 45,X • Klinefelterův syndrom - 47,XXY M. Down, +21 • 1/800 novorozenců, 1/28 - SA • androtropie 3:2 • 75% plodů s trisomií 21 se potratí • 95%- prostá trisomie, 5% translokace • prenatálně – BCH screening, UZ NT, NB, VCC, diskrepance FL/BPP, VVV? • Postnatálně asi 1/3 srdeční vada, typicky A-V kanál, typická kraniofaciální dysmorfie, malá postava, PMR, příčná dlaň. rýha, hypotonie, časté infekce, ALL, další vrozené vývojové vady Downův syndrom (+21) • IQ 25-50 • malá zavalitá postava • kulatý obličej • mongoloidní oční štěrbiny • hypertelorismus • široký kořen nosu • kožní řasa na zátylku • malá ústa, velký jazyk • opičí rýhy HK • další Syndrom Edwards, + 18 • 1/5000 novorozenců, 1/45 SA • gynekotropie 4:1 • SA - 95%, většinou úmrtí do 1 roku • prenatálně hypotrofie plodu, UZ –VVV, atypický profil, atypické držení rukou • postnatálně protáhlé patičky, protáhlé záhlaví, atypické držení rukou a prstů rukou, atypický profil obličeje, malá brada, hypotrofie, různé VVV Edwardsův sy (+18) • růstová retardace intrauterinní, hypotrofie • microcephalie • dolichocephalie • nízko posazené uši • micromandibula • atypické držení prstů • atypický tvar nohou • další závažné VVV Syndrom Patau (+13) • 1/5000-10 000 novorozenců, 1/90 SA • 95% plodů se spont. potratí • většinou úmrtí do 1 roku • prenatálně UZ – vývoj. vady • postnatálně oboustranný rozštěp rtu a patra, vývojové vady CNS a oka, postaxiální hexadaktilie, další VVV Patauův syndrom + 13 • oboustranný rozštěp rtu a patra • kožní defekty ve vlasaté části hlavy • vrozené vady mozku (holoprosencephalie) • micro-anophthalmia • hexadactilie • VCC a jiné Jiné numerické chromosomové aberace • většinou mozaiky – např.: • syndrom Warkany 46,XX/47,XX,+8 • syndrom Réthoré 46,XY/47,XY,+9 Strukturální aberace • chybění či přebývání části genetického materiálu kteréhokoli chromosomu, atypická struktura – vedle sebe se dostanou části genetického materiálu, které tam za normálních okolností nepatří – poziční efekt • částečné-parciální delece • parciální trisomie • inverze, inzerce, duplikace…. Syndrom Wolf-Hirshorn,4p- 46,XX(XY),4p- • těžká mentální retardace, typická kraniofaciální dysmorfie - hypertelorismus, hruškovitý nos, kapří ústa, pre- a postnatální růstová retardace, neprospívání • další přidružené vývojové vady - srdeční, urogenitálního traktu... Syndrom Cri du chat, 5p- 46,XX(XY),5p- • anomálie hrtanu způsobuje typický pláč podobný kočičímu mňoukání (jen v kojeneckém věku) • nízká PH a PD, mentální retardace, malý vzrůst, neprospívání, měsíčkovitý drobný obličej, antimongoloidní postavení očních štěrbin, mikrocephalie • další VVV - končetin, VCC... Cri du chat (5p-) • 1:50 000 • typický křik novorozence • laryngomalacie • kulatá hlava • antimongolismus • epicanty • hypotonie • hypotrofie • další vývojové vady Turnerův syndrom • 1/2500 děvčátek, min 95% plodů se potratí • prenatálně - hydrops foetus, hygroma coli • postnatálně - lymfedém nártů a bérců, pterygium coli, VCC - koarktace aorty, malý vzrůst (léčba STH), další VVV, hypogenitalismus, hypergonadotropní hypogonadismus sterilita • asi 45% jiný karyotyp mozaiky 45,X/46,XX/46,XY/47,XXX, strukturální aberace chromosomu X Turnerův syndrom 45,X • plod-hygroma colli, hydrops • nižší por.váha a délka • nízká vlasová hranice • lymfedémy • pterygia • cubiti valgi • stenosa aorty • VVV ledvin • štítovitý hrudník • laterálně uložené prsní bradavky • malý vzrůst • neplodnost Klinefelterův syndrom • Vysoká eunuchoidní postava, porucha růstu vousů, ženská distribuce podkožního tuku, hypoplasie testes, častěji retence, gynekomastie, sterilita - postupně až azoospermie • PMR v max 5% • prenatální záchyt většinou náhodný Klinefelterův syndrom 47,XXY • 1:670 • do puberty často bez nápadností • opožděná puberta • hypogenitalismus • aspermie, sterilita • ženské rozložení tuků • gynekomastie • chabé ochlupení Další gonosomální aberace • 47,XXX - žádné klinické příznaky, event. reprodukční potíže (opakované SA) • malé mozaiky 45,X / 47,XXX /46,XX - častý nález u pacientek s poruchami reprodukce • 47,XYY - vysoký vzrůst – nad 200 cm, poruchy reprodukce, agresivní chování ??? není potvrzeno • 48,XXXX a více X - stigmata, PMR 46,XX, male • většinou translokace Yp - často na X chromosom, může být kamkoli • klasickou cytogenetikou nelze tento malý úsek najít - nutno doplnit molekulárně cytogenetické metody (FISH) nebo DNA analýzu (SRY) • normální mužský fenotyp, rysy Kliefelterova syndromu, sterilita, reprodukční problémy 46,XY,female • Syndrom gonadální dysgenese - hypoplastická děloha a vagina většinou přítomny + dysgenetické gonády, amenorhea, ale po hormonální substituci mohou menstruovat! KARYOTYP! • fenotyp normální ženský • CAVE - malignita gonád (dříve-před 20 rokem) • Syndrom testikulární feminizace - většinou slepě zakončená hypoplastická vagina, gonády - testes - často zjištěno při operaci inq. hernie, amenorhea, sy androgen-insensitivity - mutace SRY genu – možná částečně DNA dg. • fenotyp normální ženský • CAVE - malignita gonád (později- po 20 roce) Mikrocytogenetika Molekulární cytogenetika • FISH (fluorescenční in situ hybridizace), M-FISH(mnohobarevná FISH), SKY (spektrální karyotypování), CGH (komparativní genomová hynridizace), • submikroskopické změny (mikrodelece nebo mikroduplikace, marker chromosomy, složité přestavby, vyhledávání typických změn v onkologii…) • rychlá diagnostika v časové tísni, v graviditě • vyšetření v metafázi i interfázi Syndrom Di George • Velo - Kardio- Faciální syndrom • CATCH 22 • del 22q11 • Vrozené srdeční vady typické konotrunkální vady, faciální dysmorfie, hypoplasie - aplasie thymu event. příštitných tělísek, imunodefekty, hypoparathyreoidismus Williams - Beuren syndrom • del 7q11.23 • Faciální dysmorfie - Elfin face – silné rty, odstávající větší uši, srdeční vady - stenosy aorty, plicnice, hypokalcemie, malá postava, PMR, hernie, hrubý hlas, kostní anomalie, přátelská povaha, dobrý sluch... Prader-Willi syndrom • Hypotonie, hypotrofie, poruchy příjmu potravy v kojeneckém věku • PMR, malá postava, obesita, hyperfagie, akromikrie, hypogonadismus později • mikrodele delece 15q11-12 paternální Prader-Willi syndrom • Snížená aktivita plodu § Neprospívání kojenců § Hypotonie novorozenců § Obesita § Hyperfagie, neukojitelný hlad § Hypogenitalismus, hypogonadismus § PMR § Malá postava § Akromikrie § Hypopigmentace § Problémy s chováním Angelman syndrom • těžká PMR, epilepsie, záchvaty smíchu, těžce opožděn vývoj řeči • atypické chování • stigmatizace • mikrodelece 15q11-12 mat Telomery • fyzické konce chromozomů • úplné konce tvořeny proteiny a tandemovými repeticemi DNA(TTAGGG) 3-20 Kb (společné pro všechny chromozomy) • TAR – doprovodné repetitivní sekvence subteloerické oblasti 100-300 Kb • jedinečné sekvence – sondy pro FISH Klinický význam přestaveb telomer • aberace v této oblasti - příčina spontánních abortů, VVV a mentálních retardací • 6-8 % pacientů s dysmorfií a MR - mikrodelece subtelomerických oblastí chromozomů !!! Prenatální diagnostika VCA • Screeningové vyšetření (celoplošné) • biochemický screening I. trimestru, • biochemický screening II. trimestru • integrovaný a kombinovaný screening • screening UZ • Vyšetření cílené (invazivní) • CVS • AMC • Kordocentéza • Specializovaný UZ Biochemický screening I. trimestr • 10.-13.t.g. dle UZ • PAPP-A, free beta HCG • UZ – nuchální projasnění (NT v mm), přítomnost-osifikace nosní kůstky (NB+/-) • Riziko M. Down (+21) • Výpočet individuálního rizika pro těhotenství – počítačový program • Hranice - riziko 1/250 – positivní screening • Hodnotí specialista Biochemický screening II. trimestr • 16.-18.t.g. dle UZ • Riziko M. Down (+21),syndrom Edwards (+18), NTD, syndrom Smith-Lemli-Opitz • Výpočet individuálního rizika pro těhotenství – počítačový program • Hranice - riziko 1/250 – positivní screening • Hodnotí specialista Prenatální biochemický screening • Hodnotí se počítačový výsledek • Individuální riziko • Zvýšené riziko = doporučení genetické konzutlace a dalšího upřesňujícího vyšetření • ultrazvuk • odběr plodové vody UZ screening • 10-13.t.g. - délka těhotenství, počet plodů, srdeční akce, základní anatomie plodu, projasnění na krčku plodu NT, přítomnost nosní kůstky NB+/- k hodnocení riziko Downova syndromu u plodu) • 20.t.g. – poznatelné vrozené vývojové vady a nepřímé známky VCA, velikost plodu, množství plodové vody, srdeční akce • 21.t.g. – vrozené srdeční vady • Vyšetření by měl vždy provádět specialista Invazivní postupy • CVS – odběr choriových klků – po 10.t.g. • AMC – odběr plodové vody • Časná AMC – 12-14.t.g. • Klasická AMC 15-18.t.g. • Pozdní AMC • Kordocenteza – odběr fetální krve z pupečníku • Placentocenteza Důvody k odběru plodové vody • Positivní biochemický screening • Patologický ultrazvukový nález u plodu • Vyšší věk rodičů • Nosičství balancované chromosomové aberace u rodičů • Chromosomová aberace v rodině • Monogenně dědičné nemocnění v rodině Preimplantační genetická diagnostika (PGD) • Jedná se o časnou prenatální diagnostiku, která je vázaná na techniky umělého oplodnění. • PGD je metoda umožňující genetickým vyšetřením jedné nebo dvou buněk (blastomer) odebraných z vyvíjejícího se embrya odhalit genetické abnormality budoucího plodu. K transferu do dělohy lze vybrat pouze embrya bez genetické zátěže. • Před provedením PGD doporučujeme prekoncepční genetické vyšetření a stanovení karyotypu partnerů, DNA analýza rodičů při monogenně dědičném onemocnění. Preimplantační genetická diagnostika v.s. preimpalntační genetický screening častých aneuploidií • PGDiagnostika – vyšetření u párů s vysokým genetickým rizikem onemocnění u plodu – nositelé translokací nebo vlohy pro monogenně dědičné onemocnění • PGScreening – screening nejčastějších aneuploidií, riziko je zvýšené vzhledem k věku nebo nepříznivé reprodukční anamnese Preimplantační genetický screening nejčastěších aneuploidií Nejčastěji vyšetřované chromosomy • 13,15,16,18,21,22,X, Y • příčiny nejčastějších aneuploidií • příčiny spontánních potratů Etické a právní aspekty prenatální diagnostiky • vyšetření dobrovolné • vždy dle přání rodiny • dle platných zákonů • genetické poradenství • nedirektivní přístup • snaha o maximální informovanost rodiny Genetické poradenství a genetické vyšetření u poruch reprodukce • Je porucha fertility důsledkem genetické poruchy, která může být přenášena do další generace? • Může korekce fertility zvýšit riziko výskytu malformací, chorob a VCA u potomků? • Může genetické vyšetření a prenatální diagnostika snížit toto riziko? Páry s poruchou reprodukce Indikace ke genetickému vyšetření • více než 1 rok neúspěšná snaha o otěhotnění při pravidelném styku • 2 a více spontánních potratů Genetické příčiny poruch reprodukce • Vrozená chromosomální aberace • Monogenně dědičné onemocnění • VVV, multifaktoriálně dědičné onemocnění • Zvýšená tendence ke spontánním potratům v rámci dědičných trombofílií • Poruchy spermatogeneze na základě poruchy v genetickém materiálu Genetická vyšetření u pacientů s poruchou reprodukce • Genetické poradenství - genealogie, anamnesa • Cytogenetická vyšetření • Karyotyp (všichni pacienti s poruchou reprodukce) • Získané chromosomální aberace (rizikové pracovní prostředí, léčba cytostatiky v anamnese apod.) • Molekulárně genetická vyšetření • CFTR gen (gen pro cystickou fibrosu) – zátěž v rodině – např. neobjasněná úmrtí dětí, opakované záněty plic, středního ucha.., prevence u nejčastějšího vážného AR dědičného onemocnění při opakovaných potratech nebo po opakovaně neúspěšných cyklech umělého oplodnění, muži s patologickým spermiogramem) • trombofilní mutace (Leidenská mutace - faktor V, Prothrombin-faktor II - G20210A, MTHFR - C677T (ženy s opakovanými spontánními potraty a fetálními ztrátami) • oblast Yp AZF a,b,c – muži s těžkou oligospermií a azoospermií (počet spermií max 2mil/ml) Vrozené chromosomální aberace se vyskytují s populační frekvencí 0,6%. U osob, vyšetřovaných pro poruchu reprodukce se uvádí riziko asi 10ti násobné (6-7%). Trombofilní mutace • Zvýšené vrozené riziko k hlubokým žilním trombózám, náhlým cévním příhodám ischemickým a emboliím i v mladém věku, dále zvýšené riziko opakovaných fetálních ztrát, IUGR, infarktů placenty, HELP syndromu, mrtvěr. dětí – f V a II • MTHFR mutace C677T – porucha metabolismu kyseliny listové, SA především v I. trimestru Leidenská mutace G1691A f V • frekvence v bílé evropské populaci asi 5 - 9% • AD dědičnost • zvýšení rizika trombembolismu u homozygotů 50-100x, u heterozygotů 5-10x • asociace s rizikem časných fetálních ztrát není potvrzena • zvyšuje riziko fetálních ztrát od konce I. trimestru, ve II. a III. trimestru G20210A f II Prothrombin • v heterozygotním stavu se mutace vyskytuje asi u 2-3% populace • zvýšení rizika trombembolismu • nosičství je spojeno se zvýšeným rizikem fetálních ztrát, abrupce, preeklampsie, IUGR • riziko časných SA není potvrzeno C677T MTHFR • heterozygoti a především homozygoti mohou mít lehkou až střední formu hyperhomocysteinaemie • homozygoti cca 11% v evropské populaci, heterozygoti cca 40% • hyperhomocysteinemie může zvyšovat riziko aterosklerosy, trombembolismu, defektů neurální trubice u plodů • není jednoznačně prokázána souvislost se zvýšeným rizikem spontánních potratů a fetálních ztrát • positivní ovlivnění vitamíny skupiny B a kyselinou listovou Mužská sterilita • Oligoasthenoteratospermie – azoospermie • Chromosomální aberace • Mikrodelece Yq11,23 –DAZ gen – AZF oblast (DAZ – deletovaný při azoospermii) • CFTR gen – mutace, alela 5T v nekódující oblasti intronu 8 - CBAVD (kongenitální uni- nebo bilaterální atresie vas deferens) CFTR gen • Nosiči mutací a některých polymorfismů mají poruchu spermatogenese (5T – CB/UAVD) • Pacienti s CF – příčina mužské sterility • Nosiči v populaci 1/25, nosiči mezi muži s patologickým spermiogramem (SPG) 1/19 (symptomatičtí heterozygoti?) • Nejčastější monogenně dědičné onemocnění – preventivní vyšetření před IVF, po opakovaných SA, případně po neúspěších IVF Mikrodelece oblastí AZF a,b,c genu DAZ • Asi u 4-5% infertilních mužů • Asi 15-18% u azoospermie • Při využití metod IVF a mikromanipulace a mikrochirurgie přenos poruchy reprodukce na syny