CC BY
58
УДК 616-056.7-02
СЕМЕЙНЫЙ СЛУЧАЙ ВЫЯВЛЕНИЯ МАРКЕРНОЙ ХРОМОСОМЫ
Рыжкова А. И. 1, Серебрякова Е. Н. *2, Солдаткина О. И. 3, Земцова Л. В. з, Гунбина И. В. *
1 ГБУЗ ЧОДКБ, г. Челябинск, Россия
2 ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России, г. Челябинск, Россия
3 ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России, г. Москва, Россия
Ключевые слова: малая сверхчисленная маркерная хромосома (sSMC), стандартное цитоге-нетическое исследование, многоцветный FISH-анализ
FAMILY CASE OF MARKER CHROMOSOME DETECTION
Ryzhkova A. I. \ Serebryakova E. N. * 2, Soldatkina O. I. з, Zemtsova L. V. з, Gunbina I. V. 1
1 CRCCH, Chelyabinsk, Russia
2 FSBEI HE SUSMU MOH Russia, Chelyabinsk, Russia
3 National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology named after Dmitry Rogachev, Moscow, Russia
Keywords: a small supernumerary marker chromosome (sSMC), a standard cytogenetic study, a multicolor FISH analysis
Введение. Цитогенетическая эра началась с работ Арнольда и Флеминга (Arnold J., 1879; Flemming W., 1882), которые впервые изучили митотические хромосомы человека [1, 5]. Однако детальное исследование морфологии хромосом человека началось с 1956 года, после того, как Тихо и Леван улучшили методику приготовления препаратов с использованием гипотонизации и добавили колхицин для остановки клеточного цикла в стадии метафазы, чтобы увеличить количество клеток, пригодных для анализа [16, 17]. В своей классической статье они сообщили, что число хромосом человека составляло 46, а не 48, как считалось ранее. Их научное открытие было подтверждено Фордом и Хамертоном в том же году [17]. Две эти статьи пробудили интерес к цитогенетике, и вскоре несколько лабораторий занялись изучением хромосом человека, были предложены различные системы классификации и номенклатуры. Возникли путаница в литературе и необходимость создания общей системы номенклатуры, которая улучшала бы связь между работающими в этой области из разных стран. Исследовательской группой, которая была созвана в 1960 году в Денвере (США, штат
Колорадо), предложена стандартная система номенклатуры митотических хромосом человека. Этот отчет, более известный как Денверская конференция (1960), лег в основу всех последующих номенклатурных систем [12]. Интересно отметить, что определение правильного модального числа хромосом человека, обнаружение первых хромосомных аномалий, таких как синдром Дауна, произошло еще перед изобретением метода Q-banding (с использованием флюоресцентных красителей) доктором Лоре Захом из Уппсалы (Швеция) [3, 7, 16]. Возможность получения черно-белой исчерченной окраски хромосом позволила обнаружить больше аномалий, таких как транслокации, инверсии, делеции и инсерсии. В настоящее время G-banding — окрашивание с применением трипсина и красителя Гимза (GTG) — по-прежнему является отправной точкой и «золотым стандартом» всех цитогенетических методов [15]. Это относительно дешево, легко выполнимо и дает обзор всего человеческого генома, правда, разрешение ограничено примерно десятью миллионами пар оснований.
Эпоха исключительно «хромосомных полос» закончилась в 1986 году первым так на-
зываемым молекулярно-цитогенетическим экспериментом на человеческих хромосомах [10]. Основным методом молекулярной цитогенетики является флюоресцентная гибридизация in situ (FISH) [9, 10]. FISH — это подход, позволяющий исследовать последовательности нуклеиновых кислот внутри клеток или на метафазных хромосомах и впервые описанный в 1986 году для людей [14]. Между 1986 и 1996 годами были выполнены одноцветные и трехцветные эксперименты с FISH, но с 1996 года многоцветные наборы зонда FISH становятся все более важными в рутинной цитогенетике [8, 11]. Для обнаружения и характеристики маркерных хромосом цитогенетический анализ почти во всех случаях является начальным этапом.
Маркерные хромосомы — это структурно измененные хромосомы, которые не могут быть идентифицированы или охарактеризованы общепринятой исчерченностью в ци-тогенетике [ISCN, 2016]. Если любая часть аномальной хромосомы может быть распознана, она считается дериватной хромосомой. Существует также понятие «малая сверхчисленная маркерная хромосома» (sSMC). До 2003 года в литературе отсутствовало четкое определение sSMC. «Минимальное определение» для sSMC состояло в том, что они представляют собой «небольшие структурно ненормальные хромосомы, которые встречаются в дополнение к нормальным 46 хромосомам» [4]. Часть проблемы с определением состоит в том, что фенотипы, связанные с sSMC, чрезвычайно разнообразны: от нормального до выраженно аномального [13]. Кроме того, sSMC представляют собой морфологически гетерогенную группу структурно аномальных хромосом. В настоящее время sSMC можно определить цитоге-нетически как структурно ненормальные хромосомы, которые нельзя однозначно идентифицировать или охарактеризовать только обычной исчерченностью в цито-генетике и, как правило, равны по размеру или меньше, чем хромосома 20 той же ме-тафазной пластинки. Малая сверхчисленная маркерная хромосома может присутствовать дополнительно в кариотипе 46 нормальных хромосом, в числовом аномальном кариоти-пе (например, синдром Тернера или синдром
Дауна), или в структурно ненормальном, но сбалансированном кариотипе, например робертсонская транслокация, или при наличии кольцевой хромосомы [2, 18]. Напротив, маркерная хромосома, большая, чем хромосома 20, обычно может быть идентифицирована на основании характерной хромосомной исчерченности как дериватная.
Клинический случай. Пациентка В. поступила в эндокринологическое отделение Челябинской областной детской клинической больницы в возрасте 18 месяцев. Мать ребенка отмечала слабость, утомляемость ребенка. Из анамнеза стало известно, что в периоде новорожденности ребенку установлен диагноз «врожденная дисфункция коры надпочечников, сольтеряющая форма», ребенок постоянно получает заместительную терапию глюкокортикоидами и минералкортикоидами. За текущий год случилось несколько эпизодов декомпенсации заболевания на фоне острой респираторной инфекции. За год девочка выросла на 25 см, по данным рентгенологического исследования костей кисти костный возраст соответствует 2-3 годам, по данным ультразвукового исследования брюшной полости размеры печени и почек больше возрастной нормы. Ребенок от первой беременности, протекавшей на фоне угрозы прерывания беременности, первых своевременных и самостоятельных родов. Вес при рождении 3030 г, рост — 51 см. На первом году жизни пациентка перенесла несколько эпизодов острых респираторных заболеваний и острую внебольничную пневмонию. Наследственность по эндокринным заболеваниям со слов родителей — не отягощена.
При поступлении состояние оценили как среднетяжелое. Самочувствие не страдает, эмоционально лабильна. Телосложение правильное, показатели веса (9900 г), роста (75 см) в пределах возрастной нормы. Отмечается увеличение клитора. Осмотр по органам и системам не выявил патологических изменений.
Лабораторное и инструментальное обследование, проведенное в стационаре, не выявило патологических отклонений, ребенок выписан под наблюдение участкового педиатра и эндокринолога по месту жительства, рекомендовано проведение пластики наруж-
ных гениталий, продолжение заместительной терапии под контролем уровня электролитов и 17-гидроксипрогестерона, увеличение дозы глюкокортикоидов и минералкортикои-дов при присоединении интеркуррентных заболеваний, плановая госпитализация в эндокринологическое отделение Челябинской областной детской клинической больницы через 6 месяцев. Ребенку проведена пластика наружных гениталий. При поступлении в возрасте 2 года рост (81 см), вес (10 700 г) в пределах возрастной нормы, лабораторное обследование не выявило патологических отклонений, выявлена гепатомегалия, размеры почек, яичников и матки на верхней границе
возрастной нормы. Костный возраст по данным рентгенологического исследования костей кисти 2-2,5 года. Кариотипирование лимфоцитов периферической крови выявило наличие маркерной хромосомы в мозаичном варианте 47,XX,+mar[15]/46,XX[5] (рис. 1, 2).
При проведении стандартного цитогене-тического обследования родителей хромосомной патологии у отца не выявлено, ка-риотип — 46,XY[11], у материи обнаружена маркерная хромосома в 100 % метафаз, карио-тип — 47,XX,+mar[11]. На основании размеров по отношению к хромосоме 20 маркерная хромосома была отнесена к малым сверхчисленным маркерным хромосомам (sSMC).
Рис. 1. Кариограмма 47,XX,+mar, GTG-окраска
Рис. 2. Метафазная пластинка 47,XX,+mar, GTG-окраска
Для установления природы маркерной хромосомы был проведен многоцветный FISH-анализ. Многоцветный FISH-анализ (mFISH) — это метод, обеспечивающий анализ каждой отдельной хромосомы или ча-
стей хромосом в метафазе. Таким образом, маркерные хромосомы, сложные хромосомные перестройки и все многочисленные перестройки можно увидеть одновременно в одном эксперименте (рис. 3, 4).
Рис. 3. Метафазная пластинка 47,ХХ,+таг, mFISH
«I II || и И
] I 1 « 1
II II М I я М
4 1 | ( 1) Л Ц
II М1Й£ 11.11.1«
ими и 17 н
|Щ тЪ ,
Н Л Н Н < V
Рис. 4. Кариограмма 47,ХХ,+таг, mFISH
Таким образом, при проведении mFISH было выявлено, что маркерная хромосома, обнаруженная в кариотипе, является фрагментом хромосомы 15.
По данным литературных источников [12], среди индивидуумов с кариотипом 47,Х№,+таг малая сверхчисленная маркерная хромосома чаще всего имеет происхож-
дение из хромосомы 15 (приблизительно в 30 %), за которой следует хромосома 22 (примерно в 20 %). В целом приблизительно в 60 % случаев sSMC происходят из акро-центрических хромосом. Для неакроцентри-ческих sSMC наиболее часто встречаются хромосома 12 (приблизительно 9 %) и хромосома 18 (приблизительно 7 %). Остальная часть (34 %) малых сверхчисленных маркерных хромосом этой группы распределена по другим хромосомам человека.
Заключение. Около 70 % носителей sSMC de novo и более 98 % носителей sSMC, унаследованных от родителей, являются клинически нормальными [4, 6]. Таким образом, клинически нормальные носители малых сверхчисленных маркерных хромосом могут никогда не узнать, что у них это генетическое состояние.
Литература
1. Arnold J. Beobachtungen über Kernteilungen in den Zellen der Geschwülste // Virchows. Arch. (Pathol. Anat.). — 1879. — № 78. — P 279.
2. Baldwin E. L., May L. F., Justice A. N. et al. Mechanisms and consequences of small supernumerary marker chromosomes: from Barbara McClintock to modern genetic-counseling issues //Am. J. Hum. Genet. — 2008.
— № 82. — P. 398-410.
3. Caspersson T., Farber S., Foley G. E. et al. Chemical differentiation along metaphase chromosomes // Exp. Cell Res. — 1968. -№ 49. — P. 219-222.
4. Crolla J. A. FISH and molecular studies of autosomal supernumerary marker chromosomes excluding those derived from chromosome 15: II. Review of the literature //Am. J. Med. Genet. — 1998. — Vol. A, № 75. — P. 367-381.
5. Flemming W. Über die Chromosomenzahl beim Menschen // Anat. Anz. — 1897. — № 14.
— P. 171.
6. Graf M. D., Christ L., Mascarello J. T. et al. Redefining the risks of prenatally ascertained supernumerary marker chromosomes: a collaborative study // J. Med. Genet. — 2006.
— № 43. — P. 660-664.
7. Lejeune J. Chromosomic diagnosis
of mongolism //Ann. Genet. Sem. Hop. — 1959.
— № 1. — P. 41-49.
8. Liehr T., Ewers E., Hamid A. B. et al. Small supernumerary marker chromosomes and uniparental disomy have a story to tell // J. Histochem. Cytochem. — 2011. — Vol. 59, № 9.
— P. 842-848.
9. Liehr T., Ewers E., Kosyakova N. et al. How to handle small supernumerary marker chromosomes in prenatal diagnostics // Expert. Rev. Mol. Diagn. — 2009. — № 9. — P. 317-324.
10. Liehr T., Claussen U., Starke H. Small supernumerary marker chromosomes (sSMC) inhumans // Cytogenet. Genome Res. — 2004.
— № 107. — P. 55-67.
11. Liehr T., Mrasek K., Weise A. et al. Small supernumerary marker chromosomes: progress towards a genotype-phenotype correlation // Cytogenet. Genome Res. — 2006. — № 112. — P. 23-34.
12. Liehr T. Small Supernumerary Marker Chromosomes (sSMC). — USR, 2012.
13. Paoloni-Giacobino A., Morris M. A., Dahoun S. P. Prenatal supernumerary r(16) chromosome characterized by multiprobe FISH with normal pregnancy outcome // Prenat. Diagn. — 1998. — № 18. — P. 751-752.
14. Pinkel D., Straume T., Gray J. W. Cytogenetic analysis using quantitative, high-sensitivity, fluorescence hybridization //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. —1986. — № 83. — P. 2934-2938.
15. Seabright M. A rapid banding technique for human chromosomes // Lancet. — 1971. — № 2. — P. 71-972.
16. Tjio J. H., Levan A. The chromosome number of man // Hereditas. — 1956. — № 42.
— P. 1-6.
17. Vogel F., Motulsky A. G. History and Development of Human Cytogenetics // Human Genetics. Problems and Approaches / eds. Vogel F., Motulsky A. G. — Berlin Heidelberg New York Tokyo: Springer-Verlag, 1986. — P. 20-24.
18. Wolff D. J., Schwartz S. Characterization of Robertsonian translocations by using fluorescence in situ hybridization //Am. J. Hum. Genet. — 1992. — Vol. A, № 50. — P. 174-181.
