Choroby genetyczne to bardzo zróżnicowana grupa schorzeń wynikających ze zmian w genach lub chromosomach. Część z nich jest dziedziczona od rodziców, ale niektóre powstają po raz pierwszy u danej osoby i wcześniej nie występowały w rodzinie.
Nie istnieje jedno badanie pozwalające wykryć wszystkie choroby genetyczne. Rodzaj diagnostyki dobiera się do objawów, wywiadu rodzinnego, etapu życia oraz konkretnego podejrzenia klinicznego.
Czym są choroby genetyczne?
DNA zawiera informację potrzebną do rozwoju i funkcjonowania organizmu. Geny są fragmentami DNA, a większość DNA znajduje się w chromosomach w jądrze komórkowym. Niewielka ilość DNA znajduje się także w mitochondriach.
Choroba genetyczna może powstać na skutek:
- zmiany w pojedynczym genie,
- zmiany liczby lub struktury chromosomów,
- zmian obejmujących wiele genów, które razem zwiększają podatność na chorobę.
Zmiana genetyczna może być odziedziczona albo powstać jako nowa zmiana, czyli wariant de novo.
Nie każda zmiana DNA powoduje chorobę. W genomie każdego człowieka występuje ogromna liczba naturalnych wariantów, z których większość nie wywołuje problemów zdrowotnych.
Jakie są rodzaje chorób genetycznych?
Choroby jednogenowe
Są spowodowane patogennym wariantem w konkretnym genie. Mogą dziedziczyć się według różnych schematów.
Przykłady to:
- mukowiscydoza,
- fenyloketonuria,
- niedokrwistość sierpowatokrwinkowa,
- choroba Huntingtona,
- niektóre postacie hemofilii.
Choroby i zespoły chromosomowe
Wynikają ze zmiany liczby lub struktury chromosomów.
Przykłady obejmują:
- zespół Downa, najczęściej związany z dodatkową kopią chromosomu 21,
- zespół Edwardsa związany z trisomią 18,
- zespół Pataua związany z trisomią 13,
- zespół Turnera związany z brakiem całości lub części jednego chromosomu X albo innymi nieprawidłowościami tego chromosomu.
Większość typowych aneuploidii, takich jak trisomia 21 czy monosomia X, nie jest bezpośrednio dziedziczona po rodzicu, lecz powstaje najczęściej wskutek przypadkowego błędu podziału komórki.
Choroby wieloczynnikowe
Wiele częstych chorób nie ma jednej przyczyny genetycznej. Ich ryzyko zależy od działania wielu wariantów genetycznych oraz czynników środowiskowych i stylu życia.
Do takich chorób należą między innymi:
- cukrzyca typu 2,
- nadciśnienie tętnicze,
- choroba wieńcowa,
- część nowotworów.
Precyzyjniej mówić w ich przypadku o chorobach złożonych lub wieloczynnikowych niż o klasycznych chorobach jednogenowych.
Po kim dziedziczy się choroby genetyczne?
Sposób dziedziczenia zależy od genu i rodzaju zmiany.
Dziedziczenie autosomalne dominujące
Jedna zmieniona kopia genu może wystarczyć do rozwoju choroby. Osoba z patogennym wariantem może mieć 50% prawdopodobieństwa przekazania go w każdej ciąży.
Przykładem jest choroba Huntingtona.
Dziedziczenie autosomalne recesywne
Do wystąpienia choroby potrzebne są zwykle patogenne warianty w obu kopiach tego samego genu.
Jeśli oboje rodzice są nosicielami tego samego wariantu recesywnego, w każdej ciąży prawdopodobieństwo wystąpienia choroby u dziecka wynosi 25%.
Przykładami są mukowiscydoza i fenyloketonuria.
Dziedziczenie sprzężone z chromosomem X
Dotyczy genów znajdujących się na chromosomie X. W przypadku części chorób recesywnych sprzężonych z X objawy częściej występują u osób posiadających tylko jeden chromosom X.
Przykładem jest hemofilia A.
Dokładne prawdopodobieństwo przekazania choroby zależy od płci rodzica będącego nosicielem wariantu oraz od mechanizmu dziedziczenia.
Czy choroba genetyczna zawsze jest dziedziczna?
Nie. Choroba genetyczna może wystąpić u dziecka nawet wtedy, gdy u żadnego z rodziców nie stwierdzono tej samej choroby.
Niektóre patogenne warianty powstają de novo, czyli podczas tworzenia komórki jajowej lub plemnika albo na bardzo wczesnym etapie rozwoju zarodka.
Także większość typowych zmian liczby chromosomów, takich jak trisomia 21, powstaje jako przypadkowe zdarzenie podczas podziału komórek, a nie dlatego, że rodzic przekazał dziecku „gen zespołu Downa”.
W określonych sytuacjach zmiany chromosomowe mogą jednak mieć związek z odziedziczoną od rodzica zmianą strukturalną chromosomu. Dlatego przy niektórych wynikach zaleca się konsultację genetyczną i badania rodziców.
Jak dziedziczą się choroby mitochondrialne?
Określenie „choroby mitochondrialne” obejmuje różne schorzenia i nie wszystkie dziedziczą się w taki sam sposób.
Jeśli przyczyną jest patogenny wariant znajdujący się w mitochondrialnym DNA, może on zostać przekazany dziecku przez matkę. Ojciec nie przekazuje swojego mitochondrialnego DNA dzieciom.
Istnieją jednak także choroby zaburzające funkcję mitochondriów, których przyczyną są zmiany w genach znajdujących się w DNA jądrowym. Takie choroby mogą dziedziczyć się na przykład autosomalnie recesywnie lub być sprzężone z chromosomem X.
Dlatego stwierdzenie, że wszystkie choroby mitochondrialne dziedziczy się wyłącznie po matce, jest nieprawidłowe.
Jakie mogą być objawy chorób genetycznych?
Objawy zależą od konkretnej choroby i mogą być bardzo różne.
Możliwe są między innymi:
- nietypowe cechy budowy lub rozwoju,
- opóźnienie rozwoju ruchowego lub mowy,
- trudności intelektualne lub neurologiczne,
- drgawki,
- osłabienie mięśni,
- zaburzenia metaboliczne,
- problemy ze wzrokiem lub słuchem,
- choroby wielu narządów występujące jednocześnie.
Niektóre choroby ujawniają się już przed urodzeniem lub w dzieciństwie, inne dopiero w wieku dorosłym.
Sam wygląd lub pojedynczy objaw nie pozwala rozpoznać choroby genetycznej. Diagnoza opiera się na całościowym obrazie klinicznym i odpowiednio dobranych badaniach.
Jak wykrywa się choroby genetyczne?
Diagnostyka może obejmować różne rodzaje badań w zależności od podejrzewanej choroby.
Stosuje się między innymi:
- badania pojedynczych genów,
- panele wielu genów,
- sekwencjonowanie większych części materiału genetycznego,
- kariotyp do oceny liczby i większych zmian struktury chromosomów,
- mikromacierze chromosomowe wykrywające część mniejszych ubytków lub powieleń DNA,
- badania biochemiczne i metaboliczne w wybranych chorobach.
Dobór badania powinien wynikać z objawów i wywiadu. Wykonanie możliwie szerokiego testu nie zawsze jest najlepszym pierwszym krokiem, ponieważ może prowadzić do wykrycia wariantów o niepewnym znaczeniu.
Badania prenatalne a choroby genetyczne
Badania prenatalne mogą dostarczać informacji o ryzyku lub obecności wybranych zaburzeń chromosomowych i genetycznych u płodu.
W Polsce od czerwca 2024 roku Program Badań Prenatalnych finansowany przez NFZ jest dostępny dla wszystkich kobiet w ciąży, niezależnie od wieku.
W ramach programu wykonywane są między innymi badania biochemiczne i USG w pierwszym trymestrze oraz USG w drugim trymestrze. Jeśli wyniki wskazują na zwiększone ryzyko, możliwa jest dalsza konsultacja genetyczna i pogłębiona diagnostyka.
W diagnostyce prenatalnej stosuje się również:
- badania cfDNA, określane często jako NIPT,
- biopsję kosmówki, czyli CVS,
- amniopunkcję,
- badania chromosomowe lub molekularne materiału pobranego podczas procedury diagnostycznej.
Screening a badanie diagnostyczne - jaka jest różnica?
To jedno z najważniejszych rozróżnień w diagnostyce prenatalnej.
Badanie przesiewowe nie rozpoznaje choroby. Określa jedynie, czy ryzyko określonej nieprawidłowości jest niższe lub wyższe.
Do badań przesiewowych należą między innymi:
- badania biochemiczne pierwszego trymestru,
- USG prenatalne,
- NIPT, czyli analiza wolnego DNA pochodzenia łożyskowego w krwi ciężarnej.
NIPT jest bardzo czułym badaniem przesiewowym w kierunku najczęstszych aneuploidii, ale nie jest badaniem diagnostycznym. Wynik wskazujący na wysokie ryzyko powinien zostać omówiony ze specjalistą i w razie potrzeby potwierdzony badaniem diagnostycznym.
Do badań diagnostycznych należą przede wszystkim biopsja kosmówki i amniopunkcja, podczas których pobiera się materiał umożliwiający bezpośrednią analizę chromosomów lub określonych genów płodu lub łożyska.
Kiedy warto skorzystać z poradnictwa genetycznego?
Konsultacja genetyczna może być pomocna między innymi wtedy, gdy:
- w rodzinie występuje znana choroba genetyczna,
- jedna lub obie osoby planujące ciążę są nosicielami patogennego wariantu,
- wcześniej wystąpiła ciąża lub dziecko z chorobą genetyczną albo nieprawidłowością chromosomową,
- wynik badania prenatalnego jest nieprawidłowy lub niejednoznaczny,
- u dziecka lub osoby dorosłej występuje zestaw objawów sugerujących chorobę genetyczną,
- potrzebne jest oszacowanie ryzyka dla kolejnej ciąży.
Genetyk kliniczny lub doradca genetyczny może pomóc dobrać odpowiednie badania i wyjaśnić, co ich wynik rzeczywiście oznacza dla pacjenta oraz rodziny.
Czy choroby genetyczne można leczyć?
Możliwości leczenia bardzo różnią się pomiędzy poszczególnymi chorobami.
W części przypadków leczenie nie usuwa przyczyny genetycznej, ale pozwala zapobiegać powikłaniom lub kontrolować objawy.
Przykłady obejmują:
- specjalistyczną dietę w fenyloketonurii,
- leki ukierunkowane na określone warianty białka CFTR w części przypadków mukowiscydozy,
- leczenie enzymatyczne lub metaboliczne w niektórych rzadkich chorobach,
- terapie genowe w wybranych, ściśle określonych chorobach.
W rdzeniowym zaniku mięśni dostępne są terapie działające na mechanizm genetyczny choroby, w tym terapie genowe. Zakres ich stosowania zależy jednak od konkretnego preparatu, wieku pacjenta, typu choroby i obowiązujących wskazań.
Terapia genowa nie oznacza również, że każdą chorobę genetyczną można obecnie wyleczyć poprzez „wprowadzenie prawidłowego genu”. Istnieje wiele różnych technologii, a większość chorób genetycznych nadal nie ma leczenia usuwającego ich pierwotną przyczynę.
Podsumowanie
Choroby genetyczne mogą wynikać ze zmian w pojedynczym genie, chromosomach lub bardziej złożonych interakcji wielu genów. Nie wszystkie są dziedziczone od rodziców, ponieważ część wariantów i zmian chromosomowych powstaje de novo.
Diagnostyka genetyczna musi być dopasowana do konkretnej sytuacji. W ciąży szczególnie ważne jest rozróżnienie badań przesiewowych, takich jak NIPT czy badania biochemiczne, od badań diagnostycznych, takich jak amniopunkcja i biopsja kosmówki. Leczenie zależy od konkretnej choroby i może obejmować dietę, leki celowane, leczenie objawowe, a w wybranych schorzeniach również terapię genową.