Генетика и генетические исследования на Урале

Содержание

Слайд 2

Лабораторная диагностика вчера До середины ХХ века лабораторная диагностика оставалась вспомогательной

Лабораторная диагностика вчера

До середины ХХ века лабораторная диагностика оставалась
вспомогательной параклинической дисциплиной
Ограниченная

номенклатура диагностических показателей
Несовершенство методов лабораторных исследований
Слабые аналитические характеристики результатов измерений

Лабораторная диагностика вчера

Слайд 3

Диагностика строилась на клинических симптомах и результатах инструментальных методов – рентген,

Диагностика строилась на клинических симптомах и результатах инструментальных методов – рентген,

ЭКГ, ЭЭГ, УЗИ и др., что позволяло видеть лишь «надводную часть айсберга» заболевания
В клинической медицине господствовала нозология – наука о болезни

Лабораторная диагностика вчера

Слайд 4

Лабораторная диагностика сегодня Аналитические приборы – более тысячи наименований Специализированные наборы

Лабораторная диагностика сегодня

Аналитические приборы – более тысячи наименований
Специализированные наборы реагентов –

десятки тысяч наименований
Расходные материалы – тысячи наименований
Вспомогательное оборудование около тысячи наименований

Новые аналитические технологии кардинально расширили возможности
современной клинической лабораторной диагностики

Слайд 5

Лабораторная диагностика сегодня *геномика *протеомика *транскриптомика *метаболомика Современные методы КЛД сделали

Лабораторная диагностика сегодня *геномика *протеомика *транскриптомика *метаболомика

Современные методы КЛД
сделали возможным изучение


«подводной части айсберга»

Современная клиническая медицина постепенно переходит от диагностики болезни к комплексному анализу состояния организма пациента

Слайд 6

Завтрашняя медицина 4П Предсказательность Превентивность Персонализированное лечение Партисипативность (вовлеченность пациента)

Завтрашняя медицина 4П

Предсказательность
Превентивность
Персонализированное лечение
Партисипативность (вовлеченность пациента)

Слайд 7

Персонализированная медицина ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ МЕДИЦИНА – это использование индивидуальных биомаркеров, прежде всего,

Персонализированная медицина

ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ МЕДИЦИНА – это использование индивидуальных биомаркеров, прежде всего, генетических

характеристик для оптимизации диагностики и лечения больного
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, США
Food and Drug Administration, FDA
ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННАЯ МЕДИЦИНА – это искусство подобрать «правильное лечение правильному пациенту» (“Right drug to a right patient”) Mayo Clinics
Слайд 8

Особенности современного этапа развития медицины Рост технической оснащенности лабораторий медицинских учреждений

Особенности современного этапа развития медицины

Рост технической оснащенности лабораторий медицинских учреждений
Снижение стоимости

молекулярно-генетических исследований для подтверждающей диагностики
Лаборатория становится полноправным элементом общей медицинской системы
Активное внедрение достижений генетики в практическое здравоохранение. Плюсы и минусы
Слайд 9

Актуальность проблемы Общее количество форм наследственной патологии около 7 000 Доля

Актуальность проблемы

Общее количество форм наследственной патологии около 7 000
Доля наследственных заболеваний

в общей структуре патологии новорожденных – не менее 6%
В РФ ежегодно рождается около 80 тыс.детей с наследственной патологией
Высокий удельный вес НЗ в структуре детской инвалидности и смертности
Болезни нервной системы, психические расстройства, врожденные аномалии развития –
генетический вклад – до 70%!!!
Слайд 10

Проблема редких заболеваний 350 млн человек (80% - 350 заболеваний) Если

Проблема редких заболеваний

350 млн человек (80% - 350 заболеваний)
Если бы все

жили в 1 стране – это была бы 3-я по численности населения страна в мире
80% редких заболеваний – генетические
50% - дети
30% детей не доживут до 5-го дня рождения
35% смертей – в первый год жизни
95% не имеют ни 1 одобренного FDA препарата для лечения
50% не имеют фонда поддержки или исследования редкого заболевания
источник: www.globalgenes.org
Слайд 11

Слайд 12

Клинико-диагностический центр "Охрана здоровья матери и ребенка" открыт в 1989 г.

Клинико-диагностический центр "Охрана здоровья матери и ребенка"

открыт в 1989 г. в

структуре ОДКБ №1
1998 год МГЦ реорганизован в СОЦПСИР
2010 год переименован в
«КДЦ «Охрана здоровья матери и ребенка»
Слайд 13

*Основная задача Центра оказание доступной, бесплатной, консультативно-диагностической медицинской помощи в сфере


*Основная задача Центра
оказание доступной, бесплатной, консультативно-диагностической медицинской помощи

в сфере охраны здоровья матери и ребенка гражданам Российской Федерации, проживающим в Свердловской области
*Основные направления деятельности
Пренатальный скрининг
Неонатальный скрининг
Вспомогательные репродуктивные технологии
Слайд 14

ЧАСТОТА НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НС В СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ (2006-2016 гг)

ЧАСТОТА НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НС В СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ (2006-2016 гг)

ФКУ

- 1:6 354 (общероссийская - 1:7 000)
ВГ - 1:2 667 (1:3 689)
АГС – 1:9 563 (1: 10 000),
МВ – 1:9 362 (1:7 000)
Классическая галактоземия I типа (без учета варианта Дуарте) 1:95 108 детей (общероссийские данные с учетом варианта Дуарте - 1:20 000)
Слайд 15

Генетический анализ - (генетическое тестирование) – расшифровка геномной информации и её

Генетический анализ -

(генетическое тестирование) – расшифровка геномной информации и её обязательная

интерпретация врачом-генетиком
Зачем?
«по медицинским показаниям»
«ради интереса»
?
Слайд 16

Слайд 17

Комбинация слов «ген» и «хромосома» Это полный набор инструкций для каждой

Комбинация слов «ген» и «хромосома»
Это полный набор инструкций для каждой клетки

каждого живого организма
46 Хромосом
• ~ 22 000 генов
• 3 000 000 000 пар оснований (п.о.)
• Миллионы SNP
• Тысячи патогенных мутаций
ГЕНОМ
Слайд 18

Человеческий геном - энциклопедия

Человеческий геном - энциклопедия

Слайд 19

Хромосома – содержание книги, её объём

Хромосома – содержание книги, её объём

Слайд 20

Ген – одна глава из книги

Ген – одна глава из книги

Слайд 21

ДНК - буквы, из которых построены слова и предложения Мутация –

ДНК - буквы, из которых построены слова и предложения
Мутация –

типографическая ошибка
Вариации – различия произношений
Слайд 22

Человеческий геном диплоиден Аллели (Аллельные гены) - различные формы одного и

Человеческий геном диплоиден


Аллели (Аллельные гены) - различные формы одного

и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологических хромосом.
От греч.Аллелон – взаимно

Аллели определяют варианты развития одного и того же признака. В нормальной диплоидной клетке могут присутствовать не более двух аллелей одного локуса одновременно.
В одной гамете два аллеля находиться не могут.

Слайд 23

Слайд 24

Кариотипирование – цитогенетический тест Рутинный анализ в последние 40 лет Требует

Кариотипирование – цитогенетический тест
Рутинный анализ в последние 40 лет
Требует

клеточную культуру
Требует времени
Предел обнаружения 5-10 Mb
Слайд 25

Частота аномальных кариотипов в популяции • 50% of the first trimester

Частота аномальных кариотипов в популяции
• 50% of the first trimester abortuses

(of these 96% are numerical abnormalities)
•1/160 of life birth:
60% numerical
30% balanced structural
10% unbalanced structural
Слайд 26

Хромосомные аномалии и их частота среди новорожденных Down syndrome - trisomy

Хромосомные аномалии и их частота среди новорожденных

Down syndrome - trisomy

21 1/800
Edwards syndrome - trisomy 18 1/8 140
Patau syndrome - trisomy 13 1/19 000
Klinefelter syndrome - 47,XXY 1/1080
Turner syndrome - monosomy X (45,X) 1/9600
Others- 47,XXX, 47,XYY 1/960-1/1080
Слайд 27

Трисомия 21 Down Syndrome Трисомия 18 Синдром Эдвардса Моносомия X – 45 X Синдром Шерешевского Тёрнера

Трисомия 21 Down Syndrome Трисомия 18 Синдром Эдвардса

Моносомия X – 45 X
Синдром

Шерешевского Тёрнера
Слайд 28

Monosomy X – Turner syndrome- 45,X

Monosomy X – Turner syndrome- 45,X

Слайд 29

Klinefelter syndrome= 47,XXY

Klinefelter syndrome= 47,XXY

Слайд 30

Другие хромосомные аномалии •47,XYY: Поведенческие проблемы высокий рост •47,XXX, трисомия X:

Другие хромосомные аномалии

•47,XYY:
Поведенческие проблемы
высокий рост

•47,XXX, трисомия X:
IQ ниже на

10-15 пунктов высокий рост поведенческие проблемы
Слайд 31

Полиплоидии •Triploidy – 3 sets of 23 chromosomes •Tetraploidy – 4 sets of 23 chromosomes

Полиплоидии
•Triploidy –
3 sets of 23 chromosomes
•Tetraploidy –
4 sets

of 23 chromosomes
Слайд 32

Транслокации Перестроение частей (обмен) негомологичных хромосом

Транслокации

Перестроение частей (обмен) негомологичных хромосом

Слайд 33

Делеции и дупликации

Делеции и дупликации

Слайд 34

Семейный случай del22q11.2 (наследование по матери)

Семейный случай del22q11.2 (наследование по матери)

Слайд 35

Del22q11.2 DelXp22.31 del22q11.2(pat) delXp22.31(mat) Семейный случай del22q11.2 (наследование по отцу)

Del22q11.2

DelXp22.31

del22q11.2(pat)
delXp22.31(mat)

Семейный случай del22q11.2 (наследование по отцу)

Слайд 36

Что мы исследуем, когда исследуем ДНК? «Горячие точки» - мажорные мутации

Что мы исследуем, когда исследуем ДНК?

«Горячие точки» - мажорные мутации в

генах
Отдельные экзоны
Отдельные гены
Группу генов
Клинический экзом
Экзом
Геном
Слайд 37

Классическое последовательное секвенирование по Сенгеру (таргетное секвенирование) Хромосомный микроматричный анализ (CМА)

Классическое последовательное секвенирование по Сенгеру (таргетное секвенирование)
Хромосомный микроматричный анализ (CМА)
Сравнительная геномная

гибридизация (CGH)
Секвенирование нового поколения (NGS)
ограниченной панели генов (5-40 генов),
расширенной панели генов (30-100-200 генов)
Полногеномное/полноэкзомное секвенирование
Алгоритм выбора исследования – прерогатива врача!

Современные подходы к ДНК-диагностике

Слайд 38

Экзом занимает около 1,5% генома

Экзом занимает около 1,5% генома

Слайд 39

Исследования экзома Экзом – совокупность всех участков (экзонов) генов, кодирующих белки

Исследования экзома

Экзом – совокупность всех участков (экзонов) генов, кодирующих белки
22 000

генов 30 млн.пар оснований
Секвенирование экзома способно идентифицировать генетическую причину болезни примерно у 30% пациентов
Слайд 40

Клинический экзом Совокупность кодирующих участков (экзонов) генов, патогенные варианты в которых

Клинический экзом

Совокупность кодирующих участков (экзонов) генов, патогенные варианты в которых приводят

к развитию наследственных (моногенных) заболеваний
2017 – 6 327 генов
2018 – 7 320 генов
Слайд 41

Трудности интерпретации результата полноэкзомного секвенирования Списки панелей генов не всегда составляются

Трудности интерпретации результата полноэкзомного секвенирования

Списки панелей генов не всегда составляются врачами,

часто плохо коррелируют с клинической гипотезой
Ограничение покрытия генов, неполный анализ
Большое количество генетических вариантов, которые не могут быть корректно интерпретированы

«Во многих знаниях многие печали: и тот, кто умножает познания,
тот умножает скорбь» Экклезиаст 1:18

Слайд 42

Что можно получить в результате ДНК-диагностики? Мутации, являющиеся причиной заболевания («сигнал»)

Что можно получить в результате ДНК-диагностики?

Мутации, являющиеся причиной заболевания («сигнал»)
Варианты с

неизвестным клиническим значением, VUCS («шум»)
Полиморфные варианты генов, не связанные с заболеванием («редкие варианты нормы»)
Слайд 43

Слайд 44

Особенности интерпретации данных при многофакторных заболеваниях В основе – популяционный подход

Особенности интерпретации
данных при
многофакторных
заболеваниях
В основе – популяционный подход (GWAS) полногеномный

поиск ассоциаций
«установленный аллель риска»
«вероятный аллель риска»
«неопределенный
аллель риска»
Слайд 45

Современные философские проблемы в области генетических исследований Методологического характера *соотношение возможностей

Современные философские проблемы в области генетических исследований

Методологического характера *соотношение возможностей диагностики

и лечения
*вероятностный характер исследований
Этической направленности
* проблема доступа к информации
* выход на пренатальную диагностику
Слайд 46

Зачем диагностировать, если лечения нет? «Геном человека» 1990 – 2002 гг

Зачем диагностировать, если лечения нет?

«Геном человека» 1990 – 2002 гг
«Человечество

получило только каталог содержимого клетки, но не инструкцию, как им воспользоваться - библиотека пока закрыта»
Разработка методов коррекции генетической патологии не успевает за информационными открытиями
Смертельный диагноз. Что лучше: знание или неведение?
Специфика орфанных заболеваний в России
Слайд 47

Вероятностный характер генетических исследований ДНК – только часть нашей «истории болезни»

Вероятностный характер генетических исследований

ДНК – только часть нашей «истории болезни»
Спасет ли

нас генная терапия?
Воздействие на геном - нарушение генетического разнообразия - негативные последствия в будущем
«Мы все страдаем склонностью преувеличивать то, что мы можем сделать через пять лет, и недооценивать то, что мы можем натворить через двадцать пять лет».
Марио Капекки,
выдающийся ученый, профессор биологии и генетики человека университета штата Юта
Слайд 48

Генномодифицированные близнецы: ящик Пандоры открыт? Проф.Шэньчжанского университета (Китай) Хэ Цзянькуй объявил

Генномодифицированные близнецы: ящик Пандоры открыт?

Проф.Шэньчжанского университета (Китай) Хэ Цзянькуй
объявил о

рождении генномодифицированных девочек,
обладающих врожденным иммунитетом к ВИЧ-инфекции
Слайд 49

Проблема конфиденциальности информации Противоречие между интересами ребенка и других членов семьи

Проблема конфиденциальности информации

Противоречие между интересами ребенка и других членов семьи
«Ребенок-мутант»: доступ

к информации
«Голос крови»: особенности менталитета, вероисповедания, жизнеустройства разных групп общества
Слайд 50

Проблема конфиденциальности информации Новая технология: полноэкзомное секвенирование ДНК Болезни с отсроченным

Проблема конфиденциальности информации

Новая технология: полноэкзомное секвенирование ДНК
Болезни с отсроченным началом заболевания
Неизлечимое

заболевание: нужно ли тестировать родственников?
Слайд 51

Неонатальное скринирование и пренатальная диагностика Продолжение беременности: ЗА и ПРОТИВ Поколение

Неонатальное скринирование и пренатальная диагностика

Продолжение беременности: ЗА и ПРОТИВ
Поколение

next: «не хотим больного ребенка»
Особенности медико-генетического консультирования в России
Ребенок – Семья – Общество
Слайд 52

Объем информации в результате NGS: достижение или проблема? Огромное количество генетических

Объем информации в результате NGS: достижение или проблема?

Огромное количество генетических

данных делают плохого доктора ещё хуже, а хорошего – лучше
«Тёмная сторона» правды о собственных генах
Слайд 53

Сама мысль о «плохих» генах меняет физиологию организма Исследования в Стэнфордском

Сама мысль о «плохих» генах меняет физиологию организма

Исследования в Стэнфордском

университете (Калифорния, США)
Гены CREB1 (116) FTO (107)
Слайд 54

«Людям не обязательно прекращать тестирование. Но они, вместе с медицинскими работниками

«Людям не обязательно прекращать тестирование.
Но они, вместе с

медицинскими работниками и генетическими консультантами – должны помнить, что знание о риске может в какой-то степени повлиять на результаты»