БИОЛОГИЯ Том 3 - руководство по общей биологии - 2004

25. ПРИКЛАДНАЯ ГЕНЕТИКА

25.7. Генетика человека

25.7.3. Муковисцидоз

Муковисцидоз — генетическое заболевание, наиболее распространенное среди жителей северной части Европы и белых американцев. Ген, ответственный за заболевание, локализуется в аутосоме (не сцеплен с полом) и наследуется рецессивно. В названных выше популяциях каждый из 20—25 человек является носителем, а каждый из 2000 — заболевшим. Среди африканцев и азиатов заболевание встречается реже, чем в 1 случае на 100 000 новорожденных. Муковисцидоз представляет собой особый интерес не только из-за его широкой распространенности, но и потому, что это одно из первых наследственных заболеваний, которое пытались лечить (разд. 25.7.11). Как и в случае серповидноклеточной анемии, широкая распространенность муковисцидоза указывает на то, что носители при определенных условиях имеют преимущество над людьми с нормальным генотипом. Пока непонятно, в чем заключается эго преимущество; возможно, оно определяет повышенную устойчивость к холере — болезни, которая вплоть до конца XIX столетия была основным убийцей в Европе.

Причина

Причиной заболевания является рецессивная мутация в гене, локализованном на хромосоме 7. Ген кодирует белок из 1480 аминокислот, расположенный в мембране эпителиальных клеток. С помощью этого белка ионы хлора проходят внутрь эпителиальных клеток и выходят из них. У больных муковисцидозом этот канал не функционирует. Поскольку ген рецессивен, больные являются гомозиготами и несут две копии поврежденного гена.

Ген, ответственный за муковисцидоз, был клонирован в 1989 г. Благодаря этому удалось выяснить природу мутации и усовершенствовать метод выявления носителей (разд. 25.7.9). В настоящее время стала доступной и пренатальная диагностика. Установлено, что в Центральной и Западной Европе причиной заболевания в 70% случаев служит делеция трех пар оснований, приводящая к потере кодона 508 в мРНК. В результате в позиции 508 белка отсутствует аминокислота фенилаланин (F). Поэтому мутация называется AF508 (Δ — греческая буква дельта, обозначающая делению). В том же самом гене было обнаружено более 400 других мутаций, которые тоже вызывают муковисцидоз, однако более чем в 15% случаев болезнь возникает в результате только пяти из них. Есть мутации, обнаруженные лишь у одного пациента.

Симптомы

Одна из функций эпителиальных клеток — образование слизистого секрета. У больных муковисцидозом слизь аномально густая, поскольку нарушен нормальный отток ионов хлора из клетки. Ионы хлора заряжены отрицательно, и чтобы сбалансировать возникающий в клетке отрицательный заряд, в нее входит больше ионов натрия. Это в свою очередь препятствует выходу воды из клетки. При заболевании больше всего поражаются легкие, поджелудочная железа и печень. Густая слизь препятствует доступу воздуха в легкие, а кроме того, закупоривает протоки, по которым секрет поджелудочной железы и желчь из печени поступают в кишечник. Следствием этого являются повторяющиеся легочные инфекции, а также трудности с пищеварением из- за недостаточного поступления панкреатических ферментов и плохого всасывания пищи. Больные мужчины почти всегда бесплодны, у женщин фертильность тоже часто нарушена. Другой характерный симптом — повышенная соленость пота, обусловленная высокой концентрацией ионов натрия в клетках больных. Недаром в старинном изречении говорится: «Горе ребенку, чей лоб при поцелуе окажется соленым, он обречен умереть молодым». В 95% случаев смерть наступает в результате легочных осложнений. В результате применения современных методов лечения средняя продолжительность жизни больных муковисцидозом повысилась с 1 года до 20—30 лет, однако почти половина больных умирает до 20 лет.

Лечение

Лечение в основном направлено на предотвращение осложнений со стороны легких. Обычно оно включает лечебную физкультуру, вибрационный массаж и стимуляцию кашля, т. е. те процедуры, которые способствуют выведению слизи из легких (рис. 25.24). Для улучшения переваривания пиши рекомендуют прием ферментных препаратов во время еды, а для того чтобы бороться с инфекцией, назначают антибиотики. В отдельных случаях используют пересадку сердца и легких. Для разрушения ДН К погибших лейкоцитов, увеличивающих вязкость слизи, довольно успешным оказалось применение в виде аэрозоля фермента — ДНКазы человека. Однако наиболее радикальной начнется генная терапия (разд. 25.7.11).

Рис. 25.24. Пациент смуковисцидозом, принимающий физиотерапевтические процедуры.