Choroby genetyczne człowieka – które wady i mutacje genetyczne należą do najczęstszych?

Choroby genetyczne to grupa chorób wywoływanych przez nieprawidłowości w materiale genetycznym. Nie zawsze są one dziedziczne. Niektóre z nich są przekazywane z pokolenia na pokolenie, w linii męskiej, żeńskiej lub bez związku z płcią. Inne mają charakter mutacji, która w znaczący sposób upośledza zdrowie chorej osoby, ale nie jest przekazywana potomstwu. Istnieją też choroby genetyczne człowieka, które wynikają z utrzymujących się w genotypie mutacji i mogą być przekazywane kolejnym pokoleniom.

Zaburzenia te różnią się między sobą pod względem zagrożenia dla życia i stopnia, w jaki upośledzają codzienne funkcjonowanie. Niektóre wymagają specjalistycznego leczenia czy szczególnej diety, ale po objęciu pacjenta właściwą opieką nie utrudniają mu znacząco życia. Inne prowadzą do przedwczesnej śmierci lub powodują liczne, rozległe wady, które nie podlegają skutecznemu leczeniu.

Ponieważ nie istnieją metody „naprawy” uszkodzonego DNA w ciele żywej osoby, leczenie chorób genetycznych jest w większości przypadków objawowe.

Trudno jest określić epidemiologię chorób genetycznych – niektóre z nich występują częściej, inne rzadziej. Prowadzenie takich statystyk jest trudne ze względu na to, że rejestrowanie samoistnych poronień z powodu chorób genetycznych jest niemal niemożliwe. Niektóre z wad ujawniają się też dopiero w dorosłym życiu człowieka.

Dane szacunkowe Komitetu Naukowego Narodów Zjednoczonych ds. Skutków Promieniowania Atomowego, pochodzące z roku 1982, wskazywały na częstotliwość występowania wszystkich chorób genetycznych rzędu 10,5 przypadku na 100 żywo urodzonych dzieci. Istnieją także inne próby ocenienia skali i szkodliwości chorób genetycznych dla ludzkiej populacji. To między innymi wskaźnik szkodliwości (śmiertelność, ciężkie uszkodzenia, strat czasu pracy w odniesieniu do normalnego zatrudnienia osoby), a ponadto analiza odsetka dzieci pierwszy raz i ponownie hospitalizowanych z powodu chorób genetycznych oraz kosztów ich leczenia.

Aby można było odpowiednio szybko zidentyfikować istniejącą chorobę genetyczną i podjąć odpowiednie leczenie, wykonuje się szereg badań prenatalnych.

Czytaj także: Zespół Angelmana, czyli dzieci marionetki. Choroba ma specyficzne objawy. Jak wyglądają dzieci aniołki i jak leczyć syndrom Angelmana?

Podstawowe badania, takie jak badanie krwi obwodowej matki oraz badanie USG, przechodzi każda ciężarna kobieta. W uzasadnionych przypadkach (np. wiek powyżej 35 lat, historia zaburzeń genetycznych w rodzinie) wykonuje się dodatkowe badania prenatalne przyszłej matki – nieinwazyjne oraz inwazyjne. Pierwsze wykonywane są głównie z krwi matki oraz podczas badania ultrasonografem. Mają charakter przesiewowy – można za nich pomocą określić prawdopodobieństwo wystąpienia danej choroby u dziecka. Stuprocentowe potwierdzenie dają badania inwazyjne, takie jak amniopunkcja (pobranie płynu owodniowego do badania) czy biopsja kosmówki.

Wady najczęściej wykrywane w takcie badań prenatalnych to:

• trisomie chromosomów: 21 (zespół Downa), 18 (zespół Edwardsa) oraz 13 (zespół Pataua),
• rozszczep kręgosłupa,
• wady ścian brzusznych,
• bezmózgowie.

Te groźne wady genetyczne płodu nie są dziedziczne poza rzadkimi przypadkami nosicielstwa mutacji u jednego z rodziców. Stanowią wynik nieprawidłowości, które zaszły podczas podziału komórek rozrodczych i ustalania się materiału genetycznego dziecka. Trisomie chromosomów 13, 18 oraz 21 to jedyne nieletalne (nie powodujące pewnej śmierci płodu) aberracje liczbowe, czyli zmiany w liczbie chromosomów.

Wśród chorób genetycznych oprócz aberracji liczbowych, polegających na występowaniu nadmiarowego chromosomu, istnieją także aberracje chromosomalne strukturalne oraz aberracje chromosomów płci. To duża grupa chorób, za które odpowiadają mutacje genetyczne: nagłe, skokowe zmiany w materiale DNA. Wiele z nich można dziedziczyć, choć najczęściej choroby o takiej etiologii są skutkiem jednorazowego przypadku.

Abberacje strukturalne – ta grupa chorób charakteryzuje się nieprawidłową budową chromosomu. Powodem jest najczęściej odłamanie się kawałka chromosomu i jego przyłączenie do tego samego lub innego chromosomu.

• Jako przykład chorób wywołanych aberracją chromosomalną strukturalną można podać zespół Angelmana. Jest on wywołany zmianami w chromosomie 15. Do objawów należą niepełnosprawność intelektualna, zaburzenia koordynacji ruchowej, padaczka, napady śmiechu bez przyczyny.
• Zmiany w chromosomie 15 wywołują również zespół Pradera-Williego. Do objawów należy niskorosłość, niepełnosprawność intelektualna, niedorozwój narządów płciowych oraz zaburzenia łaknienia, prowadzące do otyłości.
• Z kolei usunięcie jednego ramienia chromosomu 21 i przesunięcie go na inny chromosom to tak zwany chromosom „Filadelfia”. Choroba nie jest wrodzona, pojawia się w przebiegu przewlekłej białaczki limfatycznej oraz innych typów białaczki.

Aberracje chromosomów płci – ta grupa chorób genetycznych wiąże się z nieprawidłowościami w chromosomach płciowych. W zdrowej kobiety występuje wzór XX, a u mężczyzny XY. Możliwe jest jednak powielenie lub usunięcie jednego z tych chromosomów, co przekłada się na powstanie różnorodnych objawów.

• U dziewczynek występuje zespół Turnera, który charakteryzuje się obecnością tylko jednego chromosomu X. Dotknięte nim kobiety są niskiego wzrostu, występuje u nich niedorozwój drugorzędowych cech płciowych (piersi, owłosienie łonowe), a także bezpłodność.
• U mężczyzn występuje zespół Klinefeltera. Mają wtedy kariotyp XXY, czyli obecny jest dodatkowy chromosom X. Objawy to ograniczenie rozwoju drugorzędowych cech płciowych, niepłodność, nadmierny wzrost i długość kończyn. To najczęstsze aneuploidia (zaburzenie ilości materiału DNA) występująca u ludzi, która dotyczy jednego na 100 mężczyzn.
• Zespół Jacobsa (dawniej „zespół nadmężczyzny”) to inne zaburzenie występujące u mężczyzn – ich kariotyp to XYY. Cechuje ich wysoki wzrost, obniżony iloraz inteligencji oraz opóźnienie rozwoju mowy.

Choroby z tej bardzo szerokiej grupy dziedziczone są zgodnie z prawami Mendla lub niezgodnie z nimi (występują dodatkowe modyfikatory procesu dziedziczenia). Należą tu zarówno rzadkie choroby genetyczne, jak i te występujące dość powszechnie.

Choroby genetyczne podlegające prawom dziedziczenia można podzielić umownie na choroby jednogenowe dominujące, jednogenowe recesywne, mitochondrialne oraz sprzężone z płcią. By łatwiej zrozumieć ich podział, warto wiedzieć, że wszystkie chromosomy kariotypu z wyjątkiem allosomów (chromosomów płci) nazywane są autosomami.

Choroby jednogenowe
Mutacje, które je wywołują, dotyczą konkretnych, pojedynczych genów. Mogą to być geny autosomalne lub geny leżące na chromosomach płciowych. Zazwyczaj mutacja dotyczy materiału DNA zlokalizowanego w jądrze komórkowym, jednak czasem dotyka ona materiału DNA zawartego w mitochondriach.

Choroby autosomalne dominujące
Potrzeba tylko jednej wersji (allelu) genu dotkniętego mutacją, by choroba ujawniła się u dziecka. Osoba chora może mieć więc dwójkę chorujących rodziców, ale zazwyczaj tylko jeden rodzic choruje.

• Wśród tych chorób znajduje się między innymi achondroplazja, choroba prowadząca do zaburzeń kostnienia śródchrzęstnego, a co za tym idzie, rozwoju niektórych kości. Jej objawem jest karłowatość, skrócenie kończyn i inne wady budowy szkieletu. W 80 proc. występuje samoistnie, jednak w 20 proc. jest dziedziczona – wiek ojca powyżej 35 lat zwiększa ryzyko.
• Do chorób o dominującym wzorcu dziedziczenia należy też hipercholesterolemia rodzinna, powodująca rozwój poważnej miażdżycy już u dzieci. To dość częsta choroba, charakteryzuje ją też późne objawianie się (objawy nie występują tuż po urodzeniu).
• Zespół Marfana jest dziedziczną chorobą tkanki łącznej, objawiająca się pod postacią licznych wad budowy anatomicznej, układów organizmu (np. układu krążenia) oraz wzroku.
• Z kolei zespół Tourette'a charakteryzują liczne tiki, zachowania obsesyjne i inne objawy o podłożu neurologiczno-psychicznym. Choroba nasila się z wiekiem, jednak jej postać może być na tyle lekka, że nie będzie wymagała leczenia.

Choroby autosomalne recesywne
Aby ujawniły się choroby z tej (najliczniejszej) grupy chorób genetycznych, dziecko musi odziedziczyć dwie wadliwe wersje genu. Rodzice chorego dziecka mogą więc być zdrowi, a jedynie posiadać jedną wersję genu powodującą potencjalną chorobę (zjawisko nosicielstwa).

• Alkaptonuria jest jedną z chorób o takim typie dziedziczenia. Należy do rzadkich chorób genetycznych. Objawia się zaburzeniami w szlaku metabolicznym przemian niektórych aminokwasów. Do klinicznych objawów należą zmiany zwyrodnieniowe stawów i kręgosłupa, a także ciemne zabarwienie tkanki łącznej.
• Inną chorobą genetyczną człowieka związaną z metabolizmem jest fenyloketonuria – niemożność rozkładania fenyloalaniny, która gromadzi się w tkance nerwowej, powodując niepełnosprawność intelektualną, napady padaczkowe, objawy depresji i autyzmu, natręctwa. Wcześnie wykryta fenyloketonuria wymaga zastosowania diety pozbawionej fenyloalaniny – pozwala to całkowicie zahamować rozwój objawów.
• W tej szerokiej grupie chorób genetycznych znajduje się także anemia sierpowata (wada budowy hemoglobiny, która utrudnia poprawny transport tlenu).
• Do znanych, choć rzadkich chorób z tej grupy należy też rdzeniowy zanik mięśni, choroba nerwowo-mięśniowa, która stopniowo upośledza funkcje mięśni szkieletowych, odbierając choremu sprawność fizyczną, powodując problemy z przełykaniem, trawieniem i oddychaniem.

Choroby mitochondrialne
Odpowiadające za te choroby mutacje są ulokowane w DNA mitochondrialnym (mtDNA). Są to wady genetyczne przekazywane potomstwu przez matkę ze względu na to, że w procesie zapłodnienia mtDNA znajduje się jedynie w komórce jajowej (plemnik przekazuje tylko DNA jądrowe). Najczęściej są to choroby wieloukładowe, a objawy dotyczą tkanek o wysokim zapotrzebowaniu na energię (mięśni, układu nerwowego).

• Do tej grupy należy zespół Lebera. Objawia się uszkodzeniem nerwów wzrokowych, które prowadzi do ślepoty. Chorują przede wszystkim chłopcy, objawy ujawniają się u nastolatków.
• Zespół szpikowo-trzustkowy Pearsona objawia się ciężką niedokrwistością, cukrzycą, zaburzeniami pracy trzustki, zanikiem kosmków jelitowych oraz zaburzeniem funkcji wątroby. To bardzo poważna choroba genetyczna, dotykająca większości układów.
• Wśród chorób mitochondrialnych są również choroby niedziedziczne, takie jak zespół Kearnsa-Sayre’a – wieloukładowa choroba dotykająca zmysłu wzroku (niedowład mięśni odpowiadających za poruszanie gałkami ocznymi), układu nerwowego (zaburzenia koordynacji ruchowej, zmiany w istocie białej mózgu oraz w płynie mózgowo-rdzeniowym), napady drgawek.

Choroby sprzężone z płcią
Najczęściej wywołują je mutacje genów położnych na chromosomie X. Chorują głównie (choć nie tylko) mężczyźni, a kobiety są nosicielkami (z racji posiadania dwóch chromosomów X).

Recesywne

• Do dziedziczonych recesywnie chorób sprzężonych z płcią należy daltonizm, czyli zaburzenie widzenia barw wynikające ze zmniejszonej liczby barwników wzrokowych w komórkach oka. Aby daltonizm ujawnił się u chłopca, wystarczy, że odziedziczy on po matce wadliwą wersję genu – ojciec może być zdrowy.
• W tej grupie znajduje się także hemofilia, poważna i zagrażająca życiu wada krzepliwości krwi, dziedziczona w taki sam sposób, jak daltonizm.

Dominujące
To bardzo rzadkie choroby genetyczne, częściej objawiające się u dziewczynek niż u chłopców.

• Za hipofosfatemię (krzywicę oporną na witaminę D) odpowiada uszkodzenie genu kodującego białko występujące w komórkach kości i zębów. Choroba powoduje objawy krzywicy, a przy tym podawanie witaminy D nie powoduje zniesienia objawów. Choroba jest w większości przypadków sprzężona z chromosomem X i występuje rodzinnie.
• W tej grupie znajduje się także zespół Retta, choroba, która w 99 proc. nie jest dziedziczna. Objawia się zaburzeniami w rozwoju psychoruchowym, skoliozą, zaburzeniami oddychania. Występuje w ogromnej większości u dziewczynek.

Choroby spowodowane powtórzeniem trójnukleotydu
Za choroby genetyczne z tej grupy odpowiadają powielenia fragmentu kodu genetycznego (najczęściej 3-4 kolejne nukleotydy). Choroby te ujawniają się z pokolenia na pokolenie z rosnącą częstotliwością, a ich objawy zwykle są coraz cięższe.

Najbardziej znaną chorobą związaną z powtórzeniem trójnukleotydu jest pląsawica Huntingtona. Jej dziedziczenie ma charakter dominujący. Ujawnia się późno (w wieku 30-50 lat), przez co osoby chorujące mogą nie wiedzieć, że są niż obciążone i często dochowują się dzieci. Choroba wiąże się z częstymi potworzeniami sekwencji CAG, kodującej glutaminę. Do objawów należą ciężkie zaburzenia neurologiczne, zaburzenia przełykania, otępienie, liczne zaburzenia psychiczne.

ZOBACZ: Jak zajmować się osobą z zespołem Downa?