Проблема генетического мониторинга в условиях экологического неблагополучия

Одной из крупных проблем, вставших перед человечеством в связи с научно-техническим прогрессом, является загрязнение окружающей среды. Каждый человек повседневно сталкивается с разнообразием факторов, постоянно насыщающих его среду обитания. Появились как количественные, так и качественные изменения контакта человека с факторами, не имевшими места до этого: радиоактивными соединениями, продуктами биологического синтеза, пищевыми добавками, лекарственными синтетическими препаратами др. Все это выдвинуло неотложные задачи по контролю загрязнения окружающей среды и по разработке научных направлений, которые позволили бы дать всестороннюю оценку влияния этих процессов на человека. В комплексе влияний загрязнителей важное значение имеют генетические последствия [1,2,3]. Не подлежит сомнению, что для популяций человека увеличение мутагенных факторов крайне нежелательно. Оно создает реальную основу увеличения генетического груза, прежде всего изменения темпов мутационного процесса. В медико-генетическом отношении это может выразиться в повышенной внутриутробной гибели особей, распространении врожденных аномалий развития, наследственных болезней, генетически детерминированной предрасположенности к заболеваниям разной природы. В связи с этим очевидно научно-практическое значение исследований по организации генетического мониторинга популяций - системе исследований популяций человека и происходящих в них генетических явлений. При этом анализируются неблагоприятные тенденции в диагностике и характере мутационного процесса в связи с особенностями изменений окружающей среды [1,2,3,4].

В этой связи становится очевидным значение работ по разработке методических основ генетического мониторинга популяций человека, т.е. системы долговременных популяционных исследований по контролю за мутационным процессом у человека. В решении вопросов, связанных с проблемой загрязнения среды, генетический мониторинг - это последний этап выяснении возможной генетической опасности, обусловленной не идентифицированными ранее потенциальными мутагенами. Для адекватного контроля за интенсивностью мутационного процесса у человека лучше осуществлять на разных уровнях организации наследственного материала - генном и хромосомном [3,4]. Сложившееся представление о частоте генных мутаций, темпе мутирования и величине мутационного груза у человека основано на данных, полученных в результате так называемого «феногенетического подхода» - идентификации и учета «специфических фенотипов» методами клинической диагностики. В исследовании такого характера применяется «биохимический подход» - проведение электрофоретического анализа наследственно-полиморфных белковых систем. В основе феногенетического мониторинга лежит проведение контроля за динамикой частоты тех мутаций, которые специфически проявляются на клиническом уровне и могут быть обнаружены и учтены в каждом поколении путем обследования их носителей. В решении задач генетического мониторинга наиболее подходящие не рецессивные, а доминантные мутации. Прогнозирование последствий в результате загрязнения среды на основе мониторинга рецессивных мутаций оказывается невыполнимым. Это вызвано тем, что вновь возникшие рецессивные мутации не проявляются в гетерозиготном состоянии и даже значительное изменение их частоты нельзя быстро обнаружить. При практическом проведении мониторинга это означает, во-первых, что изучаемые наследственные аномалии должны иметь достаточно четкие и легко распознаваемые фенотипические проявления, на основании которых можно было бы осуществлять точный и полный учет мутантов. Во-вторых, фенотипические изменения (признаки «доминантного фенотипа») должны быть более или менее специфичными, характерными для определенной мутации, что позволило отличить их от сходных состояний в виде гено и фенокопий. По мнению некоторых авторов, возможно использование в программе генетического мониторинга следующих аномалий: нейрофиброматоза, синдрома Марфона, поликистоза почек и мышечной дистрофии [4].

Что касается хромосомных аномалий, то их изучение по сравнению с другими мутациями имеет больше преимуществ. Одной из характерных черт хромосомных аномалий является их значительно выраженный эффект на развитие зиготы во внутриутробном периоде. В этой связи оценка частоты новых мутаций не может быть проведена путем популяции в целом. Для этого необходим одновременный учет мутантов среди внутриутробных потерь (спонтанные аборты и мертворождения) и среди живорожденных детей [5]. В группе перинатально погибших детей частота хромосомных аномалий так же довольно высока, в среднем 6-7% по разным источникам. Среди спонтанных абортов и поздних выкидышей почти все случаи хромосомных аномалий являются первично возникшими. Следовательно, с точки зрения контроля за мутационным процессом учет хромосомным процессом учет хромосомных аномалий среди групп можно приравнять к учету мутантов, обусловленных первично возникшими мутациями. Относительно высокая частота рождений детей с множественными пороками развития (0,7-0,9%), высокий удельный вес среди них хромосомной патологии выделяют эту группу в качестве важного объекта исследований в системе генетического мониторинга [4,5]. Селективный мониторинг за частотой хромосомных аномалий путем цитогенетического обследования новорожденных с множественными пороками развития не требует в больших объемах кариотипических анализов. Данный подход требует выполнения трех условий: 1) точного учета всех рождений с множественными врожденными пороками развития (ВПР); 2) цитогенетического обследования выявляемых детей с ВПР; 3) контроля за изменением частоты спонтанных абортов.

Сам по себе показатель частоты рождений с множественными ВПР вследствие того, что в их происхождении наследственная компонента играет ведущую роль (мутационная составляет более 60%), представляет важную ориентировочную информацию о возможных неблагоприятных тенденциях в популяции. Значительная часть населения подвергается воздействию химических соединений в производственных или других условиях. Несмотря на то, что их уровень распространения регламентируется санитарнотоксикологическим контролем, все же невозможно с высокой вероятностью исключить наличия среди них потенциальных мутагенов и канцерогенов. В этой связи представляют большое значение данные мониторинга выборочных групп населения, т.е. системы исследований, направленных на выявления возможных генетических последствий в так называемых «группах повышенного риска». Из-за ограниченности численности таких групп населения провести изучение отдаленных генетических последствий на основе рассмотренных выше подходов практически не представляется возможным. Из методов косвенной оценки можно выделить эпидемиологический метод [3,4,5,6,7,8]. .

В проведении эпидемиологических исследований заслуживает внимание изучение частот таких явлений, как спонтанные аборты, мертворождения, рождения детей с пороками развития. Это связано с тем, что, с одной стороны, их популяционная распространенность достаточно велика, чтобы проводить статистические сопоставления между небольшими группами, с другой - в их происхождении значительное место занимает мутационная компонента. Только хромосомные аномалии среди причин спонтанных абортов, множественных ВПР и мертворождений составляют более 40,30 и 6%, соответственно. Существенна доля среди них и синдромов моногенной природы. В эпидемиологических исследованиях огромное значение имеет методическая сторона сбора соответствующих данных и полнота учета. Нельзя делать выводы на основе регистрации и последующего анализа одного показателя, будь то спонтанные аборты или дети с ВПР. Методически правильным можно считать такое исследование, которое включает одновременный анализ нескольких показателей, в особенности тех которые взаимосвязаны, как это можно было видеть при рассмотрении связи между ВПР и спонтанными абортами [9,10,11,12]. Таким образом, важность научных исследований по генетическому мониторингу популяции человека в условиях прогрессирующего экологического неблагополучия является неоспоримым. В рамках доказательной медицины, разработка и обследование методических основ генетического мониторинга в системе долговременных популяционных исследований по контролю за мутационным процессом в популяции человека является чрезмерно актуальной проблемой, для решения которой необходимы совместные усилия работы ученых различного профиля.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бочков Н.П. Генетический мониторинг популяций человека в связи с загрязнением среды.-Цитология и генетика, 1982, 11, с. 195-206.
2. Бочков Н.П. Генетика человека: наследственность и патология. М.: Медицина, 1981,410с.
3. Бочков Н.П. Шрам Р., Кулешов Н.П., Журков В.С. Система оценки химических веществ на мутагенность для человека.-Генетика, 1984, 11, С. 156-169.
4. Дубинин Н.П., Алтухов Ю.П., Салменкова EA. и др. Анализ мономерных маркеров генов в популяциях как метод оценки мутагенности среды.-М.Медицина, 2001,225с.
5. Дубинин Н.П., Алтухов Ю.П., Сусков И.И., Хильчевская Р.И. и др. Экспериментальное обоснование принципов мониторинга генных мутаций у человека.-М, 1999, 243с.
6. Кулешов Н.П., Журков В.С. Мутационный процесс у человека и факторы внешней среды.-Докл. 1-й Всесоюзной конференции по медицинской генетике, 1981, С. 67-70.
7. Bochkou N., Sram R., Kuleshou N., Zhurkou V. System for the evaluation of the risk from chemical mustagens for man. - Mutation Research, 2003,38, p. 191 - 202.
8. Boue A., Boue J. Chromosome abnormalities and abortion. In: Physiology, Genet. Reproduction, eds. Coutinho, Fuchs. 2007, Plenum Publ. Corp., 317 - 339.
9. Бочков Н.П. Перспективы медицинской генетики, М.Медицина,1982,399 с.
10. Бадалян Л.О. Наследственные болезни, Ташкент Медицина,1988,412 с.
11. Козлова С.И., Семанова E., Демикова Н.С., Блинникова О.Е. Наследственные синдромы и медикогенетическое консультирование, 1997 ,517с.
12. Н.П. Бочков Н.П. Место генетики в современной медицине. Журн. «Психиатрия и неврология», № 4, 2004 г.