Vrozené chromosomové aberace (VCA) Mikrocytogenetika Reprodukční genetika ZL- LF MU 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…. mutation2 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 • spojení poznatků molekulární biologie a cytogenetiky • doplňuje, zpřesňuje a urychluje cytogenetické vyšetření • řeší nedostatky klasické cytogenetiky: • nedostatečný počet mitóz • špatná kvalita chromozomů • nízká citlivost vyšetření FISH 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 • • • • • • • o - • 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