Панель обследований

Панель обследований в клинической генетике достаточно велика. Это обусловлено необходимостью «осмотреть» весь организм. Только так можно поставить правильный диагноз, назначить адекватное лечение и реабилитацию.

Цель

• Диагностика

• Лечение

• Предупреждение осложнений

• Реабилитация

Методы

• Биохимический

• метаболиты (аминокислоты, витамины, микроэлементы, жиры, углеводы, аммиак и т.д.)
• энзимы (КФК, АСТ, ЩФ, ДАО и т.д.)

• Цитогенетический

• кариотипирование
• FISH-диагностика (метод флуоресцентной гибридизации)

• Молекулярно-генетический

• поиск точечной мутации
• поиск SNP (однонуклеотидных полиморфизмов)
• секвенирование (одного гена, экзома (WES), генома (WGS))

• Микробиологический

• Иммунологический

• Гистологический (биопсия слизистой кишечника при целиакии; диагностика врожденных

структурных миопатий)

Подробнее о методах лабораторной диагностики ниже.

Ферменты

В плане диагностики заболеваний наибольший интерес представляют аминотрансферазы (АСТ/АЛТ). Аминотрансферазы (митохондрии) обеспечивают взаимопревращения аминокислот и кетокислот.

- АСТ (аспартатаминотрансфераза) – превращает аспарагин в щавелевую кислоту, больше содержится в миокарде

- АЛТ (аланинаминотрансфераза) – превращает аланин (аминокислота) в пируват и глюкозу (глюконеогенез, синтез глюкозы из белка), АЛТ много в печени.

Важное значение имеет правильное соотношение аминотрансфераз. Если АСТ ˃АЛТ, речь идет об инфаркте миокарда. В обратной ситуации, когда АЛТ˃АСТ, налицо поражение печени, мышечная дистрофия.

При инсулинорезистентности (нарушен транспорт глюкозы в клетки) для синтеза глюкозы используются белки мышц (возникает саркопения), связки, хрящи, а не могущая войти в клетку глюкоза превращается в жир.

Индекс Ритиса (АСТ/АЛТ) – 0,9-1,75

- повышение (с повышением АСТ) – поражение миокарда

- снижение – поражение печени

- около 1 (за счет повышения АЛТ при нормальной АСТ) – инсулинорезистентность

ЛДГ (лактатдегидрогеназа) – обеспечивает взаимопревращения пирувата и лактата;

активизируется цинком. ЛДГ1 и ЛДГ2 наиболее активны в сердечной мышце и почках, ЛДГ4 ЛДГ5 - в скелетных мышцах и печени. Повышение – митохондриальная дисфункция, гипоксия.

КФК (креатинфосфокиназа) – в митохондриях, мышечных клетках; активизируется коэнзимом Q10

креатин + АТФ ↔ креатинфосфат + АДФ

КФК-МВ – в миокарде

КФК-ММ – в скелетных мышцах

- снижение – эндотелиальная дисфункция, митохондриальная дисфункция; не показаны интенсивные кардионагрузки (особенно бег)

- повышение КФК-ММ – патология скелетных мышц, КФК-МВ - поражение миокарда

ГГТ (гама-глутаминтрансфераза) – обеспечивает обмен аминокислот, перенос глутамильного остатка

- повышение – холестаз, поражение печени; прием барбитуратов и НПВП

- снижение – дефицит селена (при миоме матки низкая ГГТ ухудшает прогноз по малигнизации)

ДАО (диаминоксидаза) – отвечает за расщепление гистамина

Липиды

Холестерин общий (80% холестерина – эндогенное происхождение!)

- повышение – холестаз, гипотиреоз, воспаление, семейная гиперхолестеринемия, сахарный диабет

- снижение – нарушение миелинизации, высокие дозы принимаемой омеги-3, цирроз печени, голодание, гипертиреоз, дефицит В12, панкреатопатия

Триглицериды

- повышение – первичные гиперлипидемиях (триглицеридемия), ожирение, чрезмерное потребление углеводов (показатель гликирования белков – много жареного), сахарный диабет, гипотиреоз, гиперурикемия, хронический панкреатит

- снижение – гипертиреоз, синдром мальабсорбции, низкожировая диета, холестаз, панкреатопатия

Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП)

- повышение – дислипидемии (IIb, III, IV и V типы), воспаление, холестаз

- снижение – гипертиреоз, синдром мальабсорбции, низкожировая диета, холестаз, панкреатопатия

Липопротеины низкой плотности (ЛПНП)

- повышение –первичные гиперхолестеринемии, дислипопротеинемиях (IIa и IIb типах), ожирение, холестаз, сахарный диабет, гипотиреоз, воспаление

- снижение – гипертиреоз, синдром мальабсорбции, низкожировая диета, холестаз, панкреатопатия

Липопротеины высокой плотности (ЛПВП)

- снижение - гипертриглицеридемии, атеросклероз, сахарный диабет, ожирение, курение; нарушение микробиоты; нарушение детоксикации жирорастворимых токсинов

Углеводы

Глюкоза

- повышение – сахарный диабет, инсулинорезистентность, митохондриальная дисфункция, синдром истощенных надпочечников (1 фаза), гиперкортицизм, эстрогендоминирование; в рационе много кофе; прием КОК

- снижение – наследственные синдромы (гликогенозы, органические ацидурии, нарушение окисления жирных кислот, синдром Мак-Кари), синдром истощенных надпочечников (2 фаза), гиперинсулинизм, гипотиреоз

Гликозилированный гемоглобин – показатель нарушения толерантности к глюкозе

Инсулин, С-пептид – обращать внимание на низкие уровни на фоне низкоуглеводного питания и кетодиеты!

Индекс НОМА (инсулинорезистентность) – соотношение глюкоза/инсулин (норма до 2)

Глюкозо-толерантный тест – диагностика преддиабета, нарушения толерантности к глюкозе

Микро- и макроэлементы, тяжелые металлы

Для определения уровня этих веществ используют:

• кровь

• волосы

• моча

• эритроциты (магний, цинк)

• SNP

Микро- и макроэлементы и SNP

Железо – TFR2, TMPRSS6 , LOC108783645, HFE, BTBD9 (высокий ферритин)

Кальций – CASR, ATP2B (нарушен транспорт кальция в клетку), CaSR (гиперкальциурия)

Магний – TRPM6 (транспорт), MUC1 (нарушение всасывания в кишечнике), ATP2B (транспорт магния в клетку)

Цинк – SLC30A8 (транспорт)

Селен – GPX3

Микро-/макроэлемент и соответствующие метаболиты в моче

Железо (дефицит) – гидроксифенилмолочная, 4-гидроксифенилпируват, гомогентизиновая, ванилманделовая (↓), гомованиловая (↓), аконитовая, фумаровая (↑)

Медь (дефицит) – 4-гидроксифенилпируват, ванилманделовая (↓)

Магний (дефицит) – сукциновая, оксоглутаровая, изолимонная, гомованиловая (↓), 5-оксопролин

Марганец (дефицит) – изолимонная, цис-аконитовая, этилмалоновая

Цинк (дефицит) – молочная

Селен (дефицит) – пиколиновая, 5-оксопролин

Хром, ванадий (дефицит) – 5-гидроксибутировая, пиколиновая

Молибден (дефицит) – ванилманделовая

• цинк – низкие ЛДГ, ЩФ; высокая ОЖСС (общая железосвязывающая способность крови)

• магний – низкая ЩФ

• селен – низкая ГГТ

• железо – низкий ферритин

Витамины

Для анализа используют:

• кровь

• моча (органические кислоты)

• ликвор (церебральный фолатный дефицит)

• SNP

- снижены жирорастворимые витамины – нарушение желчеобразования или желчеоттока

- повышены жирорастворимые витамины – передозировка препаратов с их содержанием, нарушение системы детоксикации

- повышение витаминов группы В (водорастворимые) – нарушение транспорта в клетку, дисбиоз, нарушение детоксикации

Витамин Д

*25-ОН-D – состояние обеспеченности витамином D

*1,25-ОН2-D – состояние биосинтеза активной формы витамина D (железодефицитная анемия, гестационный диабет, рассеянный склероз, нарушение остеогенеза)

*24,25-ОН2-D – биодеградация витамина D (почечная недостаточность)

Метод определения – газовая хроматография (ИФА даёт ложное завышение уровня на 8-16%)

Учитывать сопутствующие патологические состояния (результат нужно снижать на 16%)

- сахарный диабет II типа

- анемия

- рассеянный склероз

- почечная недостаточность

- склерополикистоз яичников

Органические кислоты мочи

Витамин и метаболиты в моче

В1 – лактат, пируват, 2-кетоизовалериановая, 2-гидроксибутировая, 2-гидроксиизокапроновая, адипиновая, альфа-кетоглутаровая

В2 – глутаровая, этилмалоновая, метилсукциновая, 3-метиладипиновая, адипиновая, субериновая, гомованилиновая, фумаровая, альфа-кетоглутаровая

В3 – лактат, пируват, 2-кетоизовалериановая, 2-гидроксибутировая, фумаровая, оротовая, малоновая, гомованилиновая

В5 – этилмалоновая, метилсукциновая, 3-метиладипиновая, адипиновая, субериновая, альфа-кетоглутаровая

В6 – фумаровая, ксантуреновая, оротовая, оксаловая, гликолевая, глицериновая, гомованилиновая

В9 – формиминоглутамат

В12 – метилмалоновая, этилмалоновая, 3-гидроксимасляная

С – гидроксипролин, гидроксифенилмолочная, гомогентизиновая, 4-гидроксифенилпируват

Е – гидроксифенилмолочная

Д – фосфорная

биотин – бета-гидроксиизовалериановая, метиллимонная, молочная, 3-гидроксипропионовая, цисаконитовая, этилмалоновая, адипиновая

Метод SNP

Витамины и SNP

E – ZPR1, CYP4F2, SCARB1, GSTP1

А – ВСМО (не усваивается из растительных источников), FFAR4, ВСКО (нарушено превращение бета-каротина в ретинол; цинк)

В6 – ALPL (страдает трансмембранная щелочная фосфатаза, не показан Р-5-Р), NBPF3, PHOSPHO2, PDXP, PNPO, PDXK (страдает биотрансформация неактивного В6)

В12 – TCN2, CD320, ABCD4, MMAA, ММАВ, FUT2, CUBN (страдает всасывание в кишечнике), CLYBL, MUT, TRDMT1, MTR, MTRR, ММАСНС (нарушение трансформации в активные формы)

В9 – MTR, MTRR, SLC19A1 (внутриклеточный транспорт фолатов)

К1 – VKORC1, CYP4F2 (нарушение превращения К1 в К2)

Д – VDR (+ снижение дофамина), CYP27B1 и CYP2R1 (синтез активной формы, В2), GC (переносчик витамина Д)

В1 – ATP8A2, SLC19A2/SLC19A3 (переносчик тиамина), PDHA1 (тиаминзависимая молочнокислая ацидемия), BCKDHB, DBT, DLD (тиаминзависимый лейциноз)

С – SLC23A1,2 (транспорт)

В2 – FMO3 (триметиламинурия)

Маркеры воспаления

Для выявления воспалительного процесса назначают:

• клинический анализ крови, мочи

• иммунограмма

• СРБ, ФНО, катионный эозинофильный белок, интерлейкины и т.д

• повышение уровня ионизированного кальция, магния, натрия

SNP и его значение

IgG (FCGR2A) – IgG, фагоцитоз (частые инфекции дыхательных путей)

IgA (CFH, FUT2, HLA-DQA2, IFIH1, IGF1R, MTC03P, PSMB8/TAP1/TAР, TRAF1 – IgA, низкая защита кожных покровов и слизистых, предрасположенность к аллергическим и аутоиммунным болезням

IRF5, IL13, 10 – цитокины, интерферон

IgE (DARC, FCER1A, IL-13, RAD50) – риск атопии

IRGM, ATG16L1 – нарушена противобактериальная защита, аутофагия

Нейротрансмиттеры и нейровоспаление

Качество работы нейронных связей оценивается путем назначения анализа:

- анализ крови серотонин, дофамин, адреналин, норадреналин, глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота, глицин, таурин

- моча (суточная) дофамин, адреналин, норадреналин + метаболиты адреналина и норадреналина (метанефрин, норметанефрин)

- органические кислоты мочи ванилманделовая (норадреналин), гомованиловая (дофамин), 5-гидроксииндолуксусная (серотонин), 3,4-дигидроксифенилацетат (дофамин)

Нейровоспаление

• NSE (нейроспецифическая енолаза) крови

- маркер повреждения нейронов

• S-100 крови

- маркер повреждения миелиновых оболочек

Оценка функции митохондрий

• Лактат – кровь, моча

• Пируват крови

• Глюкоза крови

• Лактатдегидрогеназа крови

• Креатинин крови

• Органические кислоты мочи

• Фактор роста фибробластов FGF21, энзимодиагностика (биопсия)

• Севенирование мтДНК, поиск точечных мутаций в ядерной ДНК

SNP

Карнитин – PEX5L, SLC22A4, SLC16A9

I комплекс дыхательной цепи – NDUFS

II комплекс дыхательной цепи – UQCRC2

Окисление жирных кислот – PPARα, CYP4V2

IV комплекс дыхательной цепи – COX5A

Превращение неактивного коэнзима в активный убихинол – NQO1

Антиоксидантная защита – SOD3

Синтез АТФ в митохондриях – ATP5c1

Конверсия альфа-кетоглутарата в сукцинил-СоА (+усиление активности mTOR и угнетение аутофагии) – OGDH

Аминокислоты

• ВЭЖХ (высокоэффективная жидкостная хроматография) крови и мочи

• ТМС (тандемная масс-спектрометрия) – дополнительно даёт возможность оценить спектр ацилкарнитинов

- специфические аминоацидопатии (фенилкетонурия, тирозинемия, валинемия и тд; лизинурическая непереносимость белка)

- нарушение фолатно-метионинового цикла (метионин, цистеин, таурин)

- обмен нейротрансмиттеров и биогенных аминов (таурин, глицин, глутамат, аспартат, тирозин, триптофан, гистидин, фенилаланин, гомоцистеин)

- энергетический обмен (аланин)

- обмен соединительной ткани – пролин, глицин, лизин, аргинин

- мочевинообразование (обезвреживание аммиака) – цитруллин, аргинин, орнитин

! Учитывать количество белка в рационе + состояние желудочно-кишечного тракта

Органические кислоты мочи

Аминокислота и соответствующая кислота

фенилаланин – 3-гидроксифенилацетат, манделовая, фенилмолочная,

тирозин –гомогентизиновая, 4-гидроксифенилпировиноградная, гидроксифенилмолочная

триптофан – квинолиновая, пиколиновая, индолацетат, индоллактат

лейцин – сукциновая, 3-метилглутаровая, 3-метилглутаконовая, 3-гидроксивалериановая, 3-гидроксиизобутировая

изолейцин – сукциновая, 3-метилбутирилглицин, тиглинглицин

валин – сукциновая, изобутирилглицин

Оценка состояния соединительной ткани

нарушение коллагенообразования

• низкий пролин крови/мочи

• низкий оксипролин суточной мочи

• низкие гликозаминогликаны крови/мочи (важны фракции! – хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота, дерматансульфат, гепарансульфат)

усиленный распад коллагена

• высокий пролин крови/мочи (исключить пролинемию!)

• высокий оксипролин суточной мочи

• низкие гликозаминогликаны крови/мочи (важны фракции! – хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота, дерматансульфат, гепарансульфат) – исключить мукополисахаридозы!

Аммиак

Аммиак – нарушение цикла мочевинообразования, дисбиоз, нарушения фолатно-метионинового цикла (CBS, MTHFR 1298, NOS-3), патология печени

Мочевая кислота

- повышение – нарушение обмена пуринов (подагра, остеоартроз, ацетонемии у детей; синдром Леша-Нихана); дефицит тестостерона у мужчин

- снижение – нарушение миелинизации

- крайне низкие значения – дефицит ксантиноксидазы, сульфитоксидазы (молибден)

Порфирины (моча) – диагностика порфирий (нарушение обмена гема)

Гормональный профиль – кортизол, 17-ОН-прогестерон, ДГТ, эстардиол, тестостерон, Т3, Т4, ТТГ, антитела к ТПО, пролактин и тд

Анализ микробиоты по Осипову и копрограмма

Анализ микробиоты по Осипову

• количество

• разнообразие

• селективный дефицит

• пролиферация

• эндотоксины

Копрограмма

• мышечные волокна – гипохлоргидрия

• растительные волокна, клетчатка, йодофильная микрофлора – переизбыток углеводов в рационе (усиленное брожение); панкреатопатия

• нейтральный жир, мыла – переизбыток жиров в рационе, муковисцидоз, нарушение желчеоттока и/или желчеобразования; панкреатопатия

• трипельфосфаты – усилены процессы гниения; переизбыток белка в рационе

• детрит – воспаление слизистой

• крахмал – дефицит (или снижена активность) амилаз; переизбыток в рационе

• скрытая кровь – исключить аутоиммунный колит

• оксалаты, дрожжи, паразиты

Оценка состояния кишечника

• Кал на дисбактериоз

• Анализ микробиоты по Осипову

• Копрограмма

• Биохимия кала (пропионовая, уксусная, масляная кислоты)

• Кальпротектин кала (маркер воспаления слизистой)

• Альфа-1-антитрипсин кала (маркер повышенной проницаемости)

• Зонулин кала (маркер повышенной проницаемости)

• Эластаза кала (маркер экзокринной функции поджелудочной железы; маркер

муковисцидоза)

• Антитела к сахаромицетам, париетальным клеткам желудка

• Катионный эозинофильный белок крови

Органические кислоты мочи

Патоген и кислота

Клостридии – 3,4-дигидроксифенилпропионовая

Грибки – D-арабинитол, тартаровая (винная), фуроилглицин, 3-карболиловая, гомованилиновая, ванилманделовая, D-молочная кислота, 3-гидрокси-3-метилглутаровая, 3-гидроксимасляная

Аспергилла – фурандикарбоксиловая, гидроксиметил-фуранкарбоновая

Лактобактерии – молочная

СИБР/дефицит резидентной микрофлоры – индикан, гиппуровая, бензойная (↑), фенилуксусная, фенилпропионовая, гидроксифенилмолочная

Оценка патогенного статуса

• паразитологическое обследование – кал (яйца глист, метод Parasep), соскоб, кровь

• вирусологическое обследование – кровь (ИФА, ПЦР), слюна (ПЦР), соскоб (ПЦР)

• бак посев из носа, зева, влагалища, наружного слухового прохода и тд

• контаминация Helicobacter pylori – ИФА (кровь), кал (ПЦР)

• энтеровирусы – кал (ПЦР)

• грибковая контаминация – антитела к Candida albicans, аспергилле

Специфическая энзимодиагностика

*лизосомные болезни накопления (лейкоциты, сыворотка крови, мышечная ткань, культура фибробластов)

*митохондриальные болезни (определение активности ферментов дыхательной цепи в мышечных тканях – биопсия

Непереносимости

• непереносимость лактозы (молочного сахара) – ген LCT, MCM6

• непереносимость казеина (80% всех белков молока)

• непереносимость бычьего сывороточного альбумина (перекрёстно реагирует с говядиной/телятиной)

• непереносимость бета-лактоглобулина (4% всех белков молока)

• непереносимость альфа-лактальбумина (перекрестно реагирует с яичным белком)

• непереносимость глютена (антитела к глиадину, тканевой трансглутаминазе, SNP)

• панель на переносимость продуктов питания – титр IgG4

Цитогенетические

• Кариотипирование – числовые и структурные перестройки, видимые в световой микроскоп

• Хромосомный микроматричный анализ – выявление мелких внутриструктурных перестроек

Молекулярно-генетические (FISH, ПЦР, CGH)

• подтверждающая

• превентивная (пресимптоматическая)

• выявление носительства

• пренатальная диагностика

Таким образом, имея в арсенале надежные (информативные) методы диагностики, можно с успехом выявлять и лечить самые тяжелые заболевания, добиваясь результатов, как если у пациента не было никаких проблем со здоровьем.