Cilvēku himerisms

Dažādu genotipu šūnu vienlaicīga klātbūtne organismā ir himērisms. Cilvēkiem tam ir vairāki veidi un rašanās cēloņi, aplūkosim to sīkāk.

Grieķu mitoloģijā himēra ir briesmonis ar kazas ķermeni, lauvas galvu un kaklu, un čūskas asti. Līdz šim ir zināmi aptuveni 100 cilvēku himērisma gadījumi. Tas nav saistīts ar mitoloģiju un balstās uz specifisku gēnu mutāciju ieņemšanas un embrija attīstības laikā. Patoloģiskajam stāvoklim ir vairāki veidi un formas, kas atšķiras pēc rašanās cēloņiem.

Bioloģiskās himēras var rasties, krustojoties divām dažādām rasēm. Ļoti bieži tas izpaužas kā dažādas pigmentācijas sadalījums uz ķermeņa. Ja notiek pilnīga saplūšana, tas norāda uz asins patoloģiju, kad bērnam ir divas DNS šķiedras. Vai arī dvīņiem, kas uzauguši vienā dzemdē, ir tolerance vienam pret otra asinsgrupu. Līdzīgs defekts rodas orgānu transplantācijas un pat asins pārliešanas laikā.

[ 1 ], [ 2 ]

Cēloņi par himerismu cilvēkiem

No ģenētiskā viedokļa mutācijas rodas divu vai vairāku šūnu pavedienu klātbūtnes dēļ cilvēkā, kas attīstās no dažādām zigotām. Himērisma cēloņi ir dažādi, visbiežāk tā ir asins sajaukšanās. Šī patoloģija provocē 46,XX/46,XY kariotipa parādīšanos. Defekts var būt saistīts ar dzīva un miruša dvīņa šūnu sajaukšanos mātes dzemdē vai divu zigotu saplūšanu vienā embrijā.

Galvenie himērisma cēloņi cilvēkiem:

• Tetragamētisks — divas olšūnas saplūst vienā, bet katru no tām apaugļo cits spermatozoīds. Tas notiek, kad veidošanās sākumposmā viens no embrijiem absorbē otru. Tā rezultātā viena organisma orgāniem un šūnām ir atšķirīgs hromosomu komplekts.
• Mikrohimerisms – augļa šūnas iekļūst mātes asinsritē un iesakņojas tās audos. Ir zināmi gadījumi, kad embrija imūnās šūnas izārstēja grūtnieci no nopietnām slimībām un palielināja izturību pret onkoloģiskām patoloģijām. Šis process darbojas arī apgrieztā virzienā, tas ir, mātes šūnas integrējas embrijā caur placentas barjeru. Šīs slimības galvenais apdraudējums ir tas, ka bērns var iegūt mātes slimības, vēl atrodoties dzemdē.
• Dvīņu saplūšana ir asinsvadu saplūšana. Heterozigoti dvīņu embriji nodod viens otram savas šūnu daļas. Tā rezultātā bērnam ir divas DNS virknes.
• Pēctransplantācijas – rodas asins pārliešanas vai orgānu transplantācijas rezultātā. Organisma šūnas pastāv vienlaicīgi ar donora šūnām. Dažos gadījumos donora šūnas ir pilnībā integrētas transplantētajā organismā.
• Kaulu smadzeņu transplantācija – pati procedūra ir vērsta uz pacienta ķermeņa ģenētisku transformāciju. Izmantojot starojumu un medikamentus, pacienta kaulu smadzenes tiek iznīcinātas. To vietā tiek ievadītas donora šūnas. Ja saskaņā ar testa rezultātiem tiek atklāts donora himērisms, transplantāts ir iesakņojies.

[ 3 ]

Pathogenesis

Himērisma attīstības mehānisms ir atkarīgs no faktoriem, kas to izraisīja. Patoģenēzi klasificē šādos veidos:

1. Transplantācijas (jatrogēnās) himēras
2. Primārais himērisms

• Embrionāls
• Nenoteikts

3. Sekundārās mutācijas

• Feto-augļa himēras ("auglis - auglis")
• Mātes un augļa mutācijas
• "Augļa - mātes" tipa himēras

Zinātniekiem ir izdevies diagnosticēt tetragamētisku traucējumu, proti, divu olšūnu saplūšanu, ko apaugļojuši dažādi spermatozoīdi. Šī stāvokļa attīstības mehānisms norāda uz divu DNS pavedienu klātbūtni vienā (izdzīvojušajā) embrijā. Mikrohimerisma patoģenēze norāda uz bērna šūnu iekļūšanu mātes asinsrades sistēmā vai mātes šūnu iekļūšanu augļa organismā.

Vēl viens defekta attīstības variants ir heterozigotu dvīņu asinsvadu saplūšana, kuri viens otram nodod savus ģenētiskos datus. Pēctransplantācija notiek kaulu smadzeņu, hematopoētisko orgānu transplantācijas un asins pārliešanas laikā. Ir zināmi arī laboratorisku mutāciju gadījumi (eksperimenti tika veikti ar dzīvniekiem un augiem) saskaņā ar zinātnieku izstrādāto himerizācijas mehānismu.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Simptomi par himerismu cilvēkiem

Lai noteiktu, vai cilvēks ir himēra, nepieciešams veikt visaptverošu ģenētisko pārbaudi. Vairumā gadījumu nav acīmredzamu patoloģiskā stāvokļa simptomu. Protams, ja mutācijai nav ārēju pazīmju.

Himērisms rodas intrauterīnās attīstības laikā. Tas notiek, kad saplūst divas apaugļotas olšūnas, no kurām viena absorbē otru, kā arī tad, kad sajaucas embrija un mātes ģenētiskā informācija vai kā transfūzijas procedūru komplikācija.

Ārēji himērisma simptomi cilvēkiem parādās, kad dažādas rases krustojas. Tas izskatās kā dažādas acu krāsas bērnam vai mozaīkas ādas krāsojums. Taču vairumā gadījumu simptomus atklāj visaptveroša asins analīze, kas norāda uz divu DNS līniju klātbūtni.

Teksasas bērns

Viens no sensacionālākajiem himērisma gadījumiem, kas zināms medicīnai, ir stāsts par starprasu mutāciju. Teksasas mazulis – tā sauca šo incidentu. Bērna labā puse bija mulatu meitene, bet kreisā puse – melnādains zēns. Šis ir patiesa hermafrodītisma piemērs ar ģenētiski attīstītām abu dzimumu primārajām un sekundārajām dzimumpazīmēm vienā ķermenī. Himērai tika veikta operācija, piešķirot tai vīriešu dzimumu, atbrīvojoties no sieviešu ārējām pazīmēm. Protams, ģenētiski bērns palika biseksuāls ar divām DNS pavedieniem.

Vēl viens šausminošs stāsts par himērismu vēsta par 11 gadus vecu ķīniešu meiteni. No viņas muguras attīstās dvīņubrālis, ko viņa absorbē. Šādas mutācijas rodas intrauterīnās attīstības laikā, kad divas zigotas (nākotnes dvīņi) saplūst vienā organismā. Tas ir, faktiski divi cilvēki ar savu gēnu komplektu nonāk vienā ķermenī.

[ 8 ], [ 9 ]

Pirmās pazīmes

Divu DNS pavedienu klātbūtne vienā cilvēkā ir pirmā himērisma pazīme. Vairumā gadījumu mutācija neizpaužas ar ārējiem simptomiem. Noteikt, ka cilvēks ir himēra, ir iespējams tikai ar ģenētisko testēšanu.

Apskatīsim dažus himērisma gadījumus:

• Bostonas skolotājai bija nepieciešama nieru transplantācija. Viņas trīs bērni piekrita būt par donoriem, taču ģenētiskā testēšana parādīja, ka divi no viņiem nebija viņu mātes bioloģiskie bērni. Turpmāka testēšana atklāja, ka skolotājai bija dvīņumāsa, kas embrionālās attīstības laikā bija saplūdusi ar izdzīvojušo augli. Tas ir, skolotāja bija himēra, jo viņai bija divi dažādi gēnu komplekti, kas viens otram netraucēja.
• Vēl viens himērisma atklāšanas gadījums tika konstatēts transplantācijas laikā. Saskaņā ar testu rezultātiem sievietes bioloģiskie bērni ģenētiski nebija viņas bērni. Viņi bija radniecīgi tikai ar savu vecmāmiņu. Tāpēc tika veikta matu analīze, kas saturēja atšķirīgu ģenētisko materiālu, un tika apstiprinātas radniecības saites.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Veidlapas

Lai noteiktu, kas izraisīja mutāciju, ārsts apkopo anamnēzi un veic dažādus diagnostiskos ģenētiskos testus.

Ģenētiskais himērisms

Agrīnā grūtniecības stadijā, tas ir, embrija veidošanās laikā, var notikt vairākas mutācijas. Ģenētiskais himērisms rodas, kad apaugļotu olšūnu pāris saplūst vienā. Katra zigota satur vecāku DNS virkni, tas ir, savu ģenētisko profilu. Saplūšanas laikā šūnas saglabā savu individuālo ģenētisko sastāvu. Tas nozīmē, ka iegūtais embrijs ir abu kombinācija. Vairumā gadījumu cilvēkiem ar šādām mutācijām ir imūnsistēma, kas ir toleranta pret visām ģenētiskajām populācijām organismā.

Būtībā šāda cilvēka mutācija ir savs dvīnis un ir reta. Lai to noteiktu, tiek veikta visaptveroša ģenētiskā pārbaude. Gan vecākiem, gan bērnam tiek veikta DNS analīze. Ļoti bieži šādi pētījumi ir nepieciešami, lai noteiktu bioloģisko saikni starp bērniem un vecākiem, jo bērnam ir atšķirīgs ģenētiskais profils.

[ 16 ]

Tetragamētiskā himērisms

Medicīna zina gadījumus, kad testu laikā vecākiem un bērniem nav ģenētiskas līdzības, tas ir, bioloģiski viņi nav radinieki. Tetragamētiskais himērisms rodas, kad divi dvīņi embrionālās attīstības laikā apvienojas vienā. Viens bērns nomirst, un izdzīvojušais nes savu un viņas DNS.

Šādus himērisma gadījumus var identificēt pēc vairākām pazīmēm:

• Hermafrodītisms
• Eritrocītu populācija
• Mozaīkas ādas krāsojums
• Dažādas acu krāsas

Zinātnieki ir aprakstījuši gadījumu, kad ieņemšanas laikā bērna ģenētiskā informācija tika nodota nevis no tēva, bet gan no viņa dvīņubrāļa, kurš nomira un tika uzsūkts dzemdē. Tas ir, no ģenētiskā viedokļa vecāks ir mirušais dvīņubrālis. Pētot šo gadījumu, tika konstatēts, ka bērna un viņa tēva ģenētiskais kods sakrīt par 10%.

Bioloģiskais himērisms

Viena no noslēpumainajām parādībām, kas zināma medicīnā, ir vairāku genomu apvienošanās vienā organismā. Bioloģiskais himērisms rodas cilvēkiem, dzīvniekiem un augiem. Ja ņemam vērā šo mutāciju cilvēkiem, tā notiek šādos gadījumos:

• Divu apaugļotu olšūnu saplūšana vienā embrionālās attīstības laikā.
• Orgānu transplantācija, kaulu smadzeņu transplantācija, asins pārliešana.
• Dažādu rasu incests.

Pilnīga saplūšana ir iespējama, ja divi augļi, kas aug vienā dzemdē, izmanto vienu un to pašu placentu un tiem ir tolerance viens pret otra asinīm. Tas ir, ja nepieciešams, tiem var pārliet viens otra asinis, jo atgrūšanas reakcija tiek nomākta ģenētiskā līmenī. Ārēji bioloģiska mutācija izpaužas kā dažādu krāsu varavīksnenes vienam cilvēkam vai vairāku ādas krāsu kombinācija (parasti ar mozaīkas izkārtojumu).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Asins himērisms

Vēl viena pārsteidzoša parādība medicīnā ir divas asinsgrupas vienā cilvēkā. Asins himērisms rodas ģenētiskas mutācijas dēļ intrauterīnās attīstības laikā. Dabā pastāv šādas asinsgrupas: O (I), A (II), B (III) un AB (IV).

• A asinsgrupa satur antigēnu (mudina organismu ražot antivielas) A un antivielas B.
• B asinsgrupa satur B antigēnu un A antivielas.
• AB grupa satur abu veidu antigēnus, bet nesatur antivielas.
• A grupai ir abu veidu antivielas, bet nav antigēnu.

Pamatojoties uz to, A grupa ir saderīga ar A un O, B ar B un O. Unikāli recipienti ir tie, kuriem ir AB, jo viņu bioloģiskais šķidrums ir saderīgs ar visām esošajām grupām. O grupa darbojas kā universāls donors, bet tā ir saderīga tikai ar to pašu O grupu.

Balstoties uz anatomijas kursu, ir zināms, ka dzīvam organismam var būt tikai viena no tām. Tā kā imūnās šūnas nepieņem svešas asinis, transfūzijas laikā rodas atgrūšanas reakcija. Izņēmums no šī noteikuma ir asins himēras. Šādiem cilvēkiem ir divu dažādu veidu asinis un audi, kas ražo abu veidu asins šūnas. Šāda patoloģija rodas gan cilvēkiem, gan dzīvniekiem. Visas zināmās himēras ir dvīņi. Asinis tiek sadalītas starp diviem embrijiem, tie apmainās ar audiem, kas ražo asinis, un atgrūšanas reakcija tiek nomākta.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ]

Nepilnīgs sarkano asins šūnu himērisms

Pastāv dabiski un mākslīgi faktori, kas izraisa nepilnīga eritrocītu himērisma parādīšanos:

• Dizigotiskiem dvīņiem dabiskas mutācijas rodas hematopoētisko šūnu apmaiņas dēļ caur asinsvadu anastomozēm.
• Mākslīgais himērisms rodas alogēnas kaulu smadzeņu transplantācijas laikā un pēc asins pārliešanas. Tas notiek donoru sarkano asins šūnu likvidēšanas un sākotnējās asinsgrupas atgriešanās dēļ. Orgānu vai kaulu smadzeņu transplantācijas laikā pacienta paša sarkanās asins šūnas tiek aizstātas ar donoru sarkanajām asins šūnām.

Nepilnīgu himērismu raksturo donora un autologu sarkano asins šūnu klātbūtne recipienta organismā. Šis veids ir pārejoša donora sarkano asins šūnu cirkulācija, kas ir sākusi atjaunoties vai kurām pasīvi tiek pārlietas kaulu smadzenes.

Šis patoloģiskais stāvoklis ir satraucošs. Tas ir saistīts ar neprecizētām fiziskām izmaiņām recipienta organismā. Turklāt himērisms var izraisīt psiholoģiskas problēmas, jo ne visi pacienti ir gatavi pieņemt savu izmainīto anatomiju un fizioloģiju.

Pēctransfūzijas himērisms

Transfuzioloģija ir zinātne par ķermeņa pārvaldību, mērķtiecīgi ietekmējot asins morfoloģisko sastāvu ar transfūzijas palīdzību. Pēctransfūzijas himērisms rodas, ja tiek sajauktas divas dažādas asinsgrupas, kad donora šūnas pilnībā aizstāj vai pastāv līdzās recipienta ģenētiskajam kodam. Šo patoloģiju var saukt par transfūzijas vai transplantācijas komplikāciju.

Izšķir šādus transfūzijas līdzekļus:

• Asinis un to sastāvdaļas (eritrocīti, leikocīti, trombocīti, plazma).
• Asins aizstājēji ir medicīniski šķīdumi, ko lieto asinsrites traucējumu gadījumos, lai to normalizētu vai aizstātu.
• Kaulu smadzeņu un hematopoētisko orgānu transplantācija.

Pēctransfūzijas himērisms var rasties leikocītu klātbūtnes dēļ donora asinīs. Ja leikocīti tiek izņemti no bioloģiskā šķidruma vai sarkano asinsķermenīšu masas, pēctransfūzijas himērisma, alloimunizācijas un citu komplikāciju risks ir minimāls.

Komplikācijas un sekas

Viens no himērisma briesmām ir nekontrolēti procesi cilvēka organismā. Himerizācijas sekas var būt saistītas ar pēctransfūzijas procedūrām vai patoloģijām intrauterīnās attīstības laikā.

Himērisms arī apšauba DNS testu derīgumu un daudzas tiesas prāvas. Ģenētiskā slimība rada daudzas problēmas paternitātes noteikšanā. Ir arī noteikts procents pāru, kuri ir neauglīgi mutācijas dēļ.

Divu DNS pavedienu klātbūtne vienā organismā var izraisīt vairākas komplikācijas. Pirmkārt, tas ir saistīts ar fiziskām patoloģijām. Zinātne zina vairākus gadījumus, kad bērni piedzima ar atšķirīgu acu krāsu, marmora pigmentāciju vai papildu ekstremitātēm no dvīņiem, kas absorbēti embrionālās attīstības laikā.

Vēl viena šīs mutācijas komplikācija ir tā, ka, veicot orgānu transplantāciju un izvēloties radniecīgu donoru, tiek atklāta ģenētiska neatbilstība. Tas rada daudz jautājumu un sarežģī transplantācijas procesu. Pēc transplantācijas var rasties izmaiņas matu struktūrā, asinsgrupā un Rh faktorā.

Ir zināms gadījums, kad pacientam, kurš cieta no AIDS un limfomas, tika veikta kaulu smadzeņu transplantācija. Donors bija mutācijas nesējs, kas nodrošināja rezistenci pret vīrusu. Pēc transplantācijas recipients to nodeva tālāk kopā ar kaulu smadzenēm. Tas noveda pie pacienta pilnīgas izārstēšanas no savām slimībām.

[ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ]

Diagnostika par himerismu cilvēkiem

Parasti himērismu diagnosticē, izmantojot DNS analīzi, t. i., testu ģimenes saišu noteikšanai. Šī pētījuma izvēle ir izskaidrojama ar to, ka šūnu līmenī defekts ir divu genotipu sajaukums vienā organismā.

Izmeklēšanai tiek izmantotas augsto tehnoloģiju molekulārās metodes. Ja ir aizdomas par himērismu, pacientam tiks veikta virkne testu, instrumentālā un obligātā diferenciāldiagnostika. Ārsts uzzinās par ģimenes anamnēzi, tas ir, par iedzimtu noslieci uz mutācijām.

Testi

Vienas vai otras metodes izmantošana ir atkarīga no informācijas pieejamības par iespējamo traucējumu veidu. Aizdomīgas himērisma pārbaudes ir vērstas uz asins un DNS ģenētisko testēšanu. Tiek izmantotas skrīninga un noteikšanas laboratorijas metodes, apskatīsim tās:

1. Mutāciju skrīnings tiek izmantots, ja mutācijas raksturs nav zināms, bet ģimenes anamnēze liecina par gēnu pārkārtošanās klātbūtni.

• Makropārkārtojumu analīze, izmantojot DNS blotēšanu.
• Heterodupleksa analīze.
• Vienpavedienu DNS konformācijas polimorfisma analīze.
• Divpavedienu DNS elektroforēze denaturanta gradientā.
• Denaturējoša augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfija.

2. Nesapārotu nukleotīdu ķīmiskā noteikšana — mutāciju noteikšana balstās uz kontroles parauga denaturēšanu ar normālu DNS. Paraugi tiek atdzesēti, veidojot dupreksus, no kuriem dažiem būs nesapārotas bāzes, kas norāda uz mutāciju.

• RNāzes aizsardzība.
• Skrīnings.
• Mutāciju noteikšana.

Iepriekš aprakstītās analīzes tiek izmantotas molekulārās DNS pētījumos dažādu ģenētisku patoloģiju, mutāciju, tostarp himērisma, noteikšanai.

Instrumentālā diagnostika

Ja ir aizdomas par himērismu, pacientam tiks veikta virkne dažādu diagnostikas procedūru. Instrumentālā diagnostika ir nepieciešama, lai izpētītu iekšējo orgānu un citu ķermeņa struktūru stāvokli un struktūru. Tā kā ir zināms, ka himērisma gadījumā asinsrades orgāni (kaulu smadzenes, aizkrūtes dziedzeris, liesa, endokrīnie dziedzeri utt.) ražo asinis ar dažādiem DNS alēļiem.

Pacientam tiek veiktas skrīninga pārbaudes, datortomogrāfija, magnētiskās rezonanses attēlveidošana, ultraskaņas diagnostika un citas procedūras. Vairumā gadījumu detalizēta instrumentālā diagnostika ir nepieciešama orgānu transplantācijai vai asins pārliešanai, kad pacients vēlas darboties kā donors vai recipients.

[ 33 ], [ 34 ]

Diferenciālā diagnoze

Himēra ir kombinēts organisms, kas radies no vairāk nekā vienas zigotas. Pastāv vairāki patoloģiski gadījumi ar līdzīgu izcelsmi. Diferenciāldiagnostikas mērķis ir tos identificēt.

Apsvērsim, kurš izskatās pēc himēras, bet tāds nav:

1. Hibrīdi

• Ģenētiskais.
• Somatisks.

2. Mozaīkas

• Hromosomāls.
• Ģenētiskais.
• Epigenetisks.

3. Ginandromorfi
4. Dažādas smaguma teratogēna iedarbība, ko izraisa par attīstības procesiem atbildīgo gēnu darbības traucējumi.
5. Dabiski notikumi, ko var pavadīt mutācijas

• Brīvmārti.
• Viltus hermafrodītisms.
• Smagas iedzimtas anomālijas.
• Īsts hermafrodītisms.
• Ovotestis.
• Anomāla sadraudzība.

Diferenciācijas procesā tiek ņemtas vērā visas iepriekš aprakstītās ģenētiskās mutācijas, tiek pārbaudīta pacienta un viņa radinieku DNS.

Profilakse

Cilvēka ķermeņa ģenētisko anomāliju izpēte ir vērsta uz dažādu mutāciju novēršanu. Dabisku faktoru izraisīta himērisma novēršana nav iespējama. Tā kā mūsdienās nav pieejamu un drošu metožu, kas ļautu izsekot embrija attīstības procesam mātes dzemdē.

Bet ir iespējams novērst himērismu, ko izraisa pēctransfūzijas procedūras( kaulu smadzeņu transplantācija, orgānu transplantācija, asins pārliešana).Ģenētisko inženieriju izmanto pāri, kuriem ir augsts risks iegūt bērnus ar ģenētiskām patoloģijām. Šajā gadījumā, lai novērstu mutācijas, embrijā tiek implantētas papildu šūnas, normalizējot nedzimušā bērna hromosomu komplektu.

[ 35 ], [ 36 ], [ 37 ], [ 38 ], [ 39 ], [ 40 ], [ 41 ]

Prognoze

Cilvēkam himērisms ir atšķirīgs ģenētiskais kods vienā organismā. Šādas mutācijas prognoze ir atkarīga no cēloņa, kas to izraisīja. Ja tās ir asins himēras, tad visas dzīves laikā cilvēks var nekad neuzzināt, ka viņam ir divi DNS komplekti. Tas ir saistīts ar faktu, ka anomālijas atklāšanai ir nepieciešami īpaši pētījumi, un vairumā gadījumu šāda veida traucējumiem nav ārēju pazīmju. Ja himerizācija ir saistīta ar mākslīgām metodēm, tad tās prognozi ir grūti noteikt. Tādējādi kaulu smadzeņu transplantācijas laikā var mainīties pacienta asinsgrupa, Rh faktors un dažas izskata iezīmes (acu krāsa, mati), kas bija donoram.