Генетические аспекты

Патологии женской репродуктивной системы в целом, и невынашивание беременности, как важная часть этой проблемы тесно связаны с генетикой человека. Так, наиболее значимые звенья сложного и многосоставного патогенеза акушерских патологий имеют своей причиной мутации генов, обеспечивающих самые разнообразные процессы, участвующие в возникновении и нормальном протекании беременности. Рассмотрим несколько основных акушерских патологий с генетической точки зрения.

Тромбофилия

Тромбофилия – термин, обозначающий предрасположенность к венозному и случайному артериальному тромбоэмболизму. Патологическая способность к тромбообразованию может быть результатом врожденного или приобретенного нарушения свертывания крови. Наиболее распространена активация резистентности протеина С, которая вызвана мутацией фактора 5 Лейден (5)

Тромбофилия — это патологическое состояние, характеризующееся нарушением системы свёртываемости крови при которой увеличивается риск развития тромбоза.

Тромбофилия играет важную роль в патогенезе развития:

осложнений многих сердечно-сосудистых заболеваний.
артериальных и венозных тромбозов
причиной инфаркта миокарда,
ишемической болезни сердца,
эмболии сосудов лёгочной артерии,
тромбоза глубоких вен,
инсультов

Тромбофилия является ключевой проблемой в процессе развития акушерских осложнений во время беременности:

причиной развития гестоза перового триместра,
невынашивания беременности,
нарушения фетоплацентарного кровотока,
преждевременной отслойки плаценты,
внутриутробной задержки развития плода,
причиной замершей беременности,
преждевременной отслойки нормально расположенной плаценты, нарушений имплантации бластоцисты и как следствие развитие ряда неудачных попыток ЭКО.

Венозные тромбозы занимают третье место по распространённости среди сердечно-сосудистых заболеваний. Частота венозных тромбозов в общей популяции, согласно мировым данным, составляет 1-2 случая на 1000 населения ежегодно.

Риск тромбозов значительно увеличивается при наличии таких провоцирующих факторов, как хирургические операции, приём гормональных контрацептивов, различные заболевания (диабет, онкология, ожирение), а также беременность и роды.

Планирование беременности.

Своевременно выявленная тромбофилия – не приговор, а прямая инструкция к действию, ведь своевременно, еще до наступления беременности, терапия позволяет минимизировать, а часто и полностью исключить патологии беременности, вызванные тромбофилией.

Выбор способа контрацепции.

При приеме эстрогенсодержащих контрацептивов свертываемость крови повышается, что в случае тромбофилии становится просто опасным для здоровья и жизни.

Показания к назначению исследования на наследственную тромбофилию:

наличие в прошлом двух и более остановок развития плода на ранних сроках беременности;
наличие в прошлом тяжелых осложнений беременности (тяжелых форм позднего токсикоза, внутриутробной гибели плода, задержки развития плода);
наличие родственников с тромботическими осложнениями в возрасте до 50 лет (тромбозы глубоких вен, тромбоэмболия легочной артерии, инсульт, инфаркт миокарда, внезапная смерть);
несколько неудачных попытках IVF;
повышение уровня антифосфолипидных антител и/или повышения уровня гомоцистеина;
планирование гинекологических операций;
планирование гормональной контрацепции

Факторы риска тромбофилий:

генетическая предрасположенность (случаи тромбозов у родственников);
такие заболевания, как атеросклероз, артериальная гипертензия, варикозное расширение вен, аутоиммунные заболевания, тромбоцитоз, эритремия, злокачественные новообразования;
инсульт или инфаркт в анамнезе;
беременность;
травмы и хирургические вмешательства;
малоподвижный образ жизни;
ожирение;
прием гормональных контрацептивов.

Основные блоки генов, участвующих в развитии тромбофилии:

Гены свертывающей системы крови (F2, F5, F7, FGB, SERPINE 1)
Гены тромбоцитарных факторов (ITGA2, ITGВ3)
Гены ферментов фолатного цикла (MTHFR, MTRR, MTR)
Гены, ответственные за эндотелиальную дисфункцию (ACE, AGT, NOS3)
Гены, отвественные за моногенные наследственные тромбофилии (PROC, PROS)

К первичным (генетически обусловленным) тромбофилиям относят (10):

G1691A-мутацию гена фактора V (Лейден);
G20210A-мутацию гена протромбина (II фактор свертывания крови);
гомозиготную мутацию С677Т гена метилтетрагидрофолатредуктазы (МТГФР);
дефицит естественных антикоагулянтов (АТIII; протеина С, S);
синдром «липких» тромбоцитов;
повышенный уровень гомоцистеина в крови;
повышение активности или количества VIII фактора;
редкие причины (дисфибриногенемия, дефицит факторов XII, XI, кофактора гепарина II, плазминогена)

Частота различных тромбофилий (10):

Антифосфолипидный синдром – 28%
Резистентность к активированному протеину С – 25:
Повышение уровня фактора VIII – 25%
Дефицит протеина С – 10%
Дефицит протеина S – 10%
Гомоцистеинемия – 10%
Протромбин G20210А – 5-10%
Дефицит плазминогена – 2-3%
Дисфибриногенемия – 1,5%
Высокий уровень PAI – 1-3%
Дефицит тканевого активатора плазминогена – 1%

Основные мутации, приводящие к наследственной тромбофилии:

Лейденская мутация; G1691A; Arg506Gln

Замедление деградации фактора 5 активированным протеином

Коагуляционный фактор 2 (протромбин)

Усиление синтеза протромбина аллеля А, смещение равновесия в системе гемостаза в сторону усиления свертывания крови

Коагуляционный фактор 2 (протромбин)

Повышение экспрессии гена фибриногена, увеличение выработки фибрина, повышенное тромбообразование

Снижение интенсивности синтеза фибриногена

Образование термолабильной формы фермента со сниженной активностью приводит к нарушению метилирования гомоцистеина и повышению его уровня в крови. Гипергомоцистеинемия приводит к поврежению эндотелия сосудов.

Мутация приводит к термолабильности MTHFR ТОЛЬКО при СОВМEСТНОМ носительстве с мутацией 677T

Усиление плотности рецепторов к коллагену на поверхности тромбоцитов, усиление адгезии тромбоцитов к эндотелию

Мутация влияет на агрегационный свойства тромбоцитов

Ингибитор активатора плазминогена 1-го типа

Генотип 4G/4G — гиперкоагуляция

Аутосомно-доминантная тромбофилия вследствие дефицита протеина С

Аутосомно-доминантная тромбофилия вследствие дефицита протеина S

Тромбофилии в акушерской практике

В настоящее время тромбофилии являются причиной более чем 45 % случаев невынашивания беременности, 80 % преэклампсий, нередко приводя к преждевременной отслойке нормально расположенной плаценты (ПОНРП), синдрому задержки роста плода (СЗРП) с его антенатальной гибелью, а также к последовым и послеродовым кровотечениям (2, 4)

Связь тромбофилии с патологиями беременности:

F5 — Наиболее значимым и часто встречающимся наследственным дефектом. приводящим к тромбофилии, является Лейденская мутация фактора 5. Обнаруживается у 20-40% больных с венозными тромбозами и тромбоэмболиями. Гетерозиготы — 3-7-кратное увеличение риска тромбообразования, гомозиготы — 80-100-кратное. Риск тромбозов у носителей аллеля A резко повышается при хирургических вмешательствах, а у женщин — в случае приёма оральных контрацептивов и гормонзаместительной терапии. При беременности наблюдаются различные осложнения — синдром потери плода, преэклампсия, преждевременая отслойка плаценты

F2 — Риск развития тромбозов у носителей аллеля А возрастает в 2-5 раз. У беременных при наличии этой мутации значительно возрастает риск не только венозных, но и артериальных тромбозов, что может приводить к развитию инсультов и ИБС.

FGB — Мутация является фактором риска периферического и коронарного тромбоза, ассоциирована со степенью атеросклеротического поражения сосудов. При беременности возрастает риск тромбозов, невынашивания беременности, тромбоэмболических осложнений в родах и послеродовом периоде.

F7 — «Дикий» аллель G является фактором риска развития тромботических нарушений и акушерских патологий (остановка развития беременности на ранних сроках, задержка внутриутробного развития плода, фетоплацентарная недостаточность, аномалии развития плода, неудачи ЭКО). Аллель А — снижение риска гипертонии, атеросклероза, патологий беременности.

Генетическая предрасположенность к инфаркту миокарда, ИБС, коронарному атеросклезрозу, венозным и артериальным тромбозам, при беременности — поздний гестоз и задержка развития плода, фитоплацентарная недостаточность.

F5 Лейденская мутация (G1691A)

Обнаруживается у 20-40% больных с венозными тромбозами и тромбоэмболиями. Гетерозиготы — 3-7-кратное увеличение риска тромбообразования, гомозиготы — 80-100-кратное. Риск тромбозов у носителей аллеля A резко повышается при хирургических вмешательствах, а у женщин — в случае приёма оральных контрацептивов и гормонзаместительной терапии. При беременности наблюдаются различные осложнения — синдром потери плода, преэклампсия, преждевременая отслойка плаценты

F2 Коагуляционный фактор 2 / Протромбин (G20210A)

Риск развития тромбозов у носителей аллеля А возрастает в 2-5 раз. У беременных при наличии этой мутации значительно возрастает риск не только венозных, но и артериальных тромбозов, что может приводить к развитию инсультов и ИБС.

Мутация является фактором риска периферического и коронарного тромбоза, ассоциирована со степенью атеросклеротического поражения сосудов. При беременности возрастает риск тромбозов, невынашивания беременности, тромбоэмболических осложнений в родах и послеродовом периоде.

F7 Коагуляционный фактор 7 (G10976A)

«Дикий» аллель G является фактором риска развития тромботических нарушений и акушерских патологий (остановка развития беременности на ранних сроках, задержка внутриутробного развития плода, фетоплацентарная недостаточность, аномалии развития плода, неудачи ЭКО). Аллель А — снижение рска гипертонии, атеросклероза, патологий беременности.

SERPINE 1 Ингибитор активатора плазминогена 1-го типа (5G>4G)

Наличие аллеля 4G — повышение риска имфаркта миокарда, высокая частота венозных и артериальных тромбозов. Осложнения беременности — ранние преэмбриональные и эмбриональные потери, гестозы и неудачи ЭКО.

Мутации в генах тромбоцитарных факторов

Генетическая предрасположенность к инфаркту миокаржа, ИБС, коронарному атеросклезрозу, венозным и артериальным тромбозам, при беременности — поздний гестоз и задержка развития плода, фитоплацентарная недостаточность.

MTHFR 5,10-метилентетрагидрофолатредуктаза (C677T)

Аллель Т — гипергомоцистеинемия. Венозные и артериальные тромбозы. Гомозиготы по Т — гестоз, преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты, внутриутробная задержка развития плода, синдром потери плода, увеличение риска развития при беременности и развития дефектов невральной трубки.

Дефекты генов фолатного цикла и беременность

Определённую роль в невынашивании беременности могут играть гены, принимающие участие в метаболизме фолиевой кислоты и витамина В12.

Фолиевая кислота (витамин В9) отвечает за перенос метильных групп (СН3-) при химических реакциях в организме – это реакции, в ходе которых синтезируются ДНК, РНК и ряд аминокислот (глицин, метионин). Поэтому для беременных и для плода так важно не иметь дефицита как самой фолиевой кислоты, так и ферментов, участвующих в ее метаболизме.

Высокие концентрации активной формы фолиевой кислоты необходимы для превращения гомоцистеина в метионин. Основными генами, продукты которых контролируют превращение фолиевой кислоты в метаболически активные формы и регулируют обмен гомоцистеина, являют ся MTHFR (метилентетрагидрофолатредуктаза), MTR (метионинредуктаза) и MTRR (метионинсинтетазредуктаза). Снижение активности этих ферментов – одна из важных причин накопления гомоцистеина в организме.

Схема метаболизма фолиевой кислоты

Причины токсического действия избытка гомоцистеина на организм женщины и плода следующие (6):

гомоцистеин повреждает эндотелий сосудов, что приводит к стимуляции тромбообразования. Это может приводить к нарушениям плацентации и расстройствам фетоплацентарного кровообращения, результатом чего становятся бесплодие и невынашивание беременности;
повышенный уровень гомоцистеина на поздних сроках беременности может быть причиной плацентарной недостаточности и, как результат этого, задержки внутриутробного развития и хронической гипоксии плода;
отмечена положительная корреляция между уровнем гомоцистеина в крови и тяжестью гестоза.

Полиморфизм: названия и [синонимы]

Мутантный вариант этого полиморфизма 677Т приводит к образованию термолабильного фермента и повышению уровня гомоцистеина в крови

Повышенная частота генотипов А/С и С/С для этого полиморфизма была зарегистрирована у женщин с повторными выкидышами раннего срока.

Показано увеличение частоты встречаемости аллеля 66А гена MTRR и аллеля 2756G гена MTR у женщин с преждевременными родами в анамнезе (после 22-й недели беременности).

Полиморфизм гена MTRR A66C связан с синдромом Дауна и дефектами спинного мозга.

Нарушение имплантации эмбриона (гены TP53, LIF и другие)

На настоящий момент доказано, что экспрессия белка LIF является круциальным фактором для формирования так называемого «окна имплантации».

В эндометрии женщин с бесплодием снижена экспрессия LIF, а также было показано, что при бесплодии неясного генеза значительно снижается экспрессия LIF в среднюю секреторную фазу эндометрия.

Уровень LIF регулируется белком р53, соответственно, мутации генов сигнального пути гена TH53 опосредованно влияют и на экспрессию LIF в эндометрии. Это мутации генов TP53, MDM2, MDM4, USP7 и некоторых других (D.d’Avila Paskulin et al., 2012)

Нарушения имплантации эмбриона (генная сеть генов LIF и TP53)

XbaI Polymorphism; A-351G; IVS1-351A>G

Совместное регулирование как р53 так и эстрогенами требуется для обеспечения экспрессии LIF на уровне, достаточном для имплантации бластоцисты. Учитывая, что функция эстрогенового рецептора при варианте гена rs9340799-G в гомозиготном состоянии (генотип G/G) значительно снижена, следует ожидать уменьшения количества LIF и, как следствие, нарушения имплантации бластоцисты.

PvuII Polymorphism; T-397C; -397T>C

Совместное регулирование как р53 так и эстрогенами требуется для обеспечения экспрессии LIF на уровне, достаточном для имплантации бластоцисты. Учитывая, что функция эстрогенового рецептора при варианте гена rs2234693-C в гомозиготном состоянии (генотип C/C) значительно снижена, следует ожидать уменьшения количества LIF и, как следствие, нарушения имплантации бластоцисты.

5-гидрокситриптаминовый (серотониновый) рецептор 1A

У гомозиготных носителей варианта rs6295-C гена 5-HT1A (генотип C/C) обнаруживаются значительно более низкие показатели имплантации. Для них также свойственны значительно более высокие биохимические показатели потери беременности. PMID: 23499153

Фактор, ингибирующий лейкемию

Val64Met; Val86Met; 3400 G/A; G3400A; Arg26His

Значительно повышена вероятность идиопатического бесплодия и вероятность безуспешного ЭКО у пациенток — носительниц мутантного варианта гена LIF, по сравнению с контрольными группами.

Фактор, ингибирующий лейкемию

Выявлена ассоциация варианта C полиморфизма rs929271 в 3 ‘UTR гена LIF с нарушением имплантации бластоцисты. Встречаемость C аллеля много выше у женщин с идиопатическим бесплодием в возрасте до 35 лет, но не старше.

MDM2 протоонкоген, E3 убиквитин-протеин-лигаза

Вариант rs2279744-G резко увеличивает экспрессию кодируемого MDM2 белка. Повышенное количество MDM2, в свою очередь, ингибирует p53, что снижает уровень LIF и вероятность имплантации.

Присутствие аллеля Т в полиморфизме rs1563828 гена MDM4 увеличивает экспрессию кодируемого этим геном белка-супрессора р53. Ингибирование р53, в свою очередь, приводит к снижению количества LIF и вероятности имплантации.

Простагландин-эндопероксид синтаза (простагландин G/H синтаза и циклооксигеназа)

Аллель -765С гена PTGS2 связан с рецидивирующим нарушением имплантации и является молекулярным маркером нарушения репродуктивной функции.

Нейротрансмиттерный переносчик серотонина

У гомозиготных носителей (генотип L/L) обнаруживаются значительно более низкие показатели имплантации, более низкие клинические показатели беременности (PR) и более высокие биохимические показатели потери беременности (BPL).

Arg72Pro; Ex4+119C>G; 12139G>C; R72P

Процент женщин-носительниц аллеля Pro72 был существенно выше в выборке перенесших ЭКО в связи с повышенным числом случаев нарушений имплантации. Аллель Pro72 служит фактором риска развития недостаточности имплантации.

Убиквитин-специфическая пептидаза 7, ассоциированная с вирусом герпеса

У пациентов, несущих аллель Hausp A (генотип A/A), наблюдается значительное нарушение функции гена USP7, снижающее в итоге активность p53. Потеря активности p53 влечёт за собой снижение экспрессии гена LIF, что уменьшает количество соответствующего белка, играющего ключевую роль в процессе имплантации бластоцисты

Преэклампсия

Преэклампсия – возникающий при беременности синдром полиорганной недостаточности, в основе которого лежит увеличение проницаемости сосудстой стенки и других мембран исвязанные с этим волемические и гемодинамические нарушения.

На генетическую предрасположенность к преэклампсии влияет целый ряд генетических полиморфизмов. В настоящее время исследованы свыше 20 генов предрасположенности к гестозу, однако данные постоянно перепроверяются и пополняются.

Четко показана связь с гестозом для следующих групп генов:

Гены цитокинов и ростовых факторов (TNFA; IGFII; IL10; ILIA; IL1B; IL1RN; CTLA4)
Гены метаболизма (GSTM1; GSTT1; GSTP1; ЕРНХ)
Гены факторов свертывания крови (F5; F2; MTHFR; FGB; ITGB3; F7)
Гены сосудистой системы (АСЕ; AGT; REN; AGTR1; AGTR2; SERPINE1 (РАI1))

Генетическая предрасположенность преэклампсии (эндотелиальной дисфункции, гестозу)

Полиморфизм: названия и [синонимы]

XbaI Polymorphism; A-351G; [IVS1-351A>G]

При одновременном наличии Т/Т генотипа полиморфизма Pvull, риск преэклампсии возрастает в 3,26 раза даже при отсуствии таких факторов риска, как повышенный индекс массы тела, курение, беременность.

PvuII Polymorphism; T-397C; [-397T>C]

При одновременном наличии A/A генотипа полиморфизма Xball, риск преэклампсии возрастает в 3,26 раза даже при отсуствии таких факторов риска, как повышенный индекс массы тела, курение, беременность.

Met235Thr; M235T; Met268Thr; M268T

У носительниц аллеля 235Thr повышена концентрация ангитензиногена в крови; риск развития преэклампсии в 2 раза выше, чем у носительниц «дикого» аллеля Met235.

Ins/Del, Intron 16; 289bp Alu-Ins/Del

У носительниц аллеля D упровень АФП повышен; риск развития преэклампсии в 2 раза выше, чем у носительниц «дикого» аллеля I.

Ангиотензин-превращающий фермент (Дипептидилкарбоксипептидаза 1)

Ins/Del, Intron 16; 289bp Alu-Ins/Del

Мутации гена АСЕ являются одной из причин эндотелиальной дисфункции. У носительниц генотипа D/D уровень АПФ повышен; риск развития преэклампсии и тромбоэмболий в 2 раза выше, чем у носительниц «дикого» генотипа I/I.

Glu298Asp; E298D; [G894T; 894G>T]

Показано, что у гомозигот по минорному аллелю Asp/Asp риск развития преэклампсии выше по сравнению со среднепопуляционным в 2,45 раза. Носительницы аллеля Asp (генотипы Asp/Asp и Glu/Asp) встречаются чаще в группах беременных, страдающих гипертонией и отслойкой плаценты, по сравнению с группой женщин без данных осложнений беременности. Наличие аллеля Asp является фактором риска развития гипертензии при беременности.

Замена С на Т в регуляторной области гена ведет к снижению экспрессии гена, которая ведет к повышению тонуса артерий. Это является фактором риска спазма коронарных сосудов, в сочетании с присутствием аллеля 298Asp значительно повышает риск развития преэклампсии.

Активатор ингибитора плазминогена, тип 1 (PAI1)

4G/5G; PAI1: 4G/5G; Ins/Del G; [-675 4G/5G; Ins/Del(G)]

Полиморфизм 4G/5G является полиморфизмом инсерции/делеции нуклеотида G в промоторной области гена SERPINE1. Отсутствие одного нуклеотида в области полиморфизма получило название 4G варианта, который связан с высокой транскрипционной активностью данного гена и увеличением концентрации его продукта, что, в свою очередь, негативно воздействует на фибринолиз, повышает риск сосудистых осложнений и тромбозов. Наличие варианта 4G в гомозиготном состоянии (генотип 4G/4G) связано со значительным риском развития поликистоза яичников, а также со значительным риском возникновения осложений беременности, таких как ранние эмбриональные и преэмбриональные потери, гестозы и неудачи ЭКО. Указанные риски увеличиваются при сочетании с носительством варианта 34Leu гена полипептида A1 фактора коагуляции XIII (F13A1).

Фактор коагуляции XIII, полипептид A1

Данная мутация приводит к дефициту фактора свертывания 13, вызванной отсутствием субъединица А белка. Этот дефект приводит к склонности к кровотечениям, плохому заживлению ран и привычным выкидышам.

Интерлейкин 6 (интерферон, бета 2)

Аллель C — понижение экспрессии интерлейкина-6 и снижению агрегации тромбоцитов и синтеза фибриногена. — протективный

Полиморфизм A-1082G гена IL10, , ассоциирован с регуляцией экспрессии гена IL10, так как нуклеотид в положении –1082 входит в состав участка связывания фактора PU.1, который является репрессором транскрипции гена IL10. При этом у носителей аллеля G уровень связывания фактора PU.1 выше, чем у носителей аллеля A. Таким образом, у носителей аллеля G синтез интерлейкина 10 понижен. Интерлейкин-10 (IL-10) является противовоспалительным, поэтому уменьшение его концентрации в крови и уровня экспрессии мРНК в плаценте выявлено при гестозе. IL-10 является защитным для эндотелия сосудов, т. к. он ослабляет эффекты ангиотензина II, активированного продуктами оксидативного стресса, и восстанавливает активность синтазы оксида азота, подавленной индукторами эндотелиальной дисфункции. Вариант IL10 (-1082G) приводит к снижению синтеза цитокина, что ведет к снижению противовоспалительной активности.

Гиперандрогения и синдром поликистозных яичников (СПКЯ)

Согласно консенсусу специального Международного симпозиума объединенной рабочей группы ESHRE/ASRM (Европейского общества репродукции и эмбриологии человека и Американского общества репродуктивной медицины). Симпозиум состоялся 1–3 мая 2003 г. в Роттердаме (Нидерланды), на нем были приняты следующие диагностические критерии постановки диагноза наличие хотя бы двух из трех утвержденных критериев позволяет после исключения иных состояний верифицировать диагноз СПКЯ. Таким образом, с одной стороны, в плане обследования СПКЯ остается синдромом (комплексом симптомов), идентификация которого невозможна и недопустима на основании изолированного наличия любого единственного диагностического критерия (одиночно от остальных двух). С другой стороны, простой анализ попарного сочетания современных критериев позволяет сделать принципиальный вывод о необходимости расширенного толкования термина СПКЯ. Это связано с дополнительным включением в его дефиницию новых клинических форм, а именно: в отсутствие другой гиперандрогенной патологии диагноз СПКЯ допустимо выставлять не только при классическим течении (полной триаде признаков), но и при наличии одного из трех неполных (неклассических) клинико-инструментальных дуэтов.

Диагностические критерии СПКЯ (по консенсусу Симпозиума рабочей группы ESHRE/ASRM):