Аутистические расстройства занимают видное место в обширном спектре нарушений познавательной активности, что ведёт к регрессу и распаду личности, десоциализации, инвалидизации и снижению интеллекта. Частота аутизма значительно варьирует как в разных странах, так и по оценкам разных авторов; она составляет от 5 до 90 на 10 000 детского населения; приводятся данные о частоте 1:250 и даже 1:80 [2, 6]. Часто (до 70%) аутизм сопровождается умственной отсталостью [1, 2, 6, 13].

Современные цитогенетические и молекулярно-цитогенетические исследования, направленные на идентификацию хромосомных и геномных аномалий среди детей с аутизмом, позволяют выявлять те или иные численные и структурные аномалии хромосом, а также картировать гены психических болезней [2-5, 8]. Методы молекулярной цитогенетики (флюоресцентная гибридизация insitu- FISH и сравнительная геномная гибридизация – CGH в её различных вариациях) позволяют проводить анализ структуры и числа хромосом с высоким уровнем разрешения в различных типах клеток. Данные исследований свидетельствуют о том, что различные аномалии хромосом и нестабильность генома могут наблюдаться при многих психических заболеваниях, в том числе и при аутизме [1, 4, 5, 7, 12-13]. Некоторыми группами исследователей неоднократно выдвигалась гипотеза о наследуемости части случаев аутизма либо наследуемости предрасположенности к нему, особенно по материнской линии [1, 3]. Цель настоящей работы – провести комплексное цитогенетическое и молекулярно-цитогенетическое исследование детей с аутизмом в сочетании с умственной отсталостью и их матерей.

Материалы и методы

Для исследований использовались следующие методы: стандартное цитогенетическое исследование (кариотип) [1, 3, 12, 13], флюоресцентная гибридизация insitu(FISH)[3, 13], сравнительная геномная гибридизация (CGH) [3, 9, 10].В работе исследовались группы детей с аутизмом и умственной отсталостью, а также группа их матери. Были обследованы 3 группы: группа 1 — 204 ребёнка с идиопатическим аутизмом и умственной отсталостью, средний возраст 6,3 г; максимальный – 18 лет, минимальный – 1 год. Среди этих детей было 170 мальчиков и 34 девочки. Соотношение полов составило (М:Ж) 5:1;группа 2 — Для изучения хромосомного мозаицизма у детей с аутизмом и умственной отсталостью исследования проводились в группе из 116 детей (все мальчики), средний возраст 6,5 лет, максимальный – 16 лет, минимальный – 2 года 7 месяцев; группа3 — 96 матерей детей с аутизмом и умственной отсталостью. Средний возраст в момент рождения ребёнка с аутизмом 27,4 года (от 17 до 45 лет).

Результаты и обсуждение

В результате всех проведённых исследований были получены следующие данные:

1) В группе 1 стандартным кариотипированием обнаружены 17 случаев патологии из 204, что составило 8,3% (рис.1) от общего числа пациентов. Кроме того, методами FISH и CGH выявлено 5 случаев патологии. Общая частота аномалий составила 11,3%. На рисунке 2 показан примерисследования методом HR CGH, проведённого у мальчика 6-ти лет с аутизмом и выраженной умственной отсталостью. У этого ребёнка обнаруженамикродупликация хромосомы 22. Исследование гетерохроматиновых околоцентромерных районов в этой группе выявило хромосомные варианты у 110 пациентов из 204, что составило 53,9% (рис. 3).

Рис. 1. Удельный вес хромосомной патологии, обнаруженной цитогенетическими методами, в группе детей с аутизмом (n=204)

Рис. 2. Исследование методом HR CGH (микродупликация хромосомы 22), проведённое у мальчика 6-ти лет с аутизмом и выраженной умственной отсталостью

Рис. 3.Удельный вес вариантов хромосом в группе детей с аутизмом (группа 1)

2) при исследовании хромосомного мозаицизма в группе из 116 мальчиков (группа 2) с нормальным кариотипом с помощью метода FISH (рис. 4.) мозаичная анеуплоидия выше фонового уровня [1, 13] обнаружена у 19 (16,4%) из 116 детей, причём мозаичный мозаицизмнаблюдался не только по половым хромосомам (гоносомам), но и по некоторым аутосомам. На рисунке 4 представлен случай мозаицизма с кариотипом 47,ХХУ/46,ХУ у мальчика 6-ти лет идиопатическим аутизмом.

Рис.4. Флюоресцентная гибридизацияinsitu (FISH) с центромерными ДНК зондами на хромосомы X и Y у мальчика 6-ти лет с идиопатическим аутизмом (в одной интерфазной клетке видны две хромосомы Х и одна У, в другой – по одной хромосоме Х и У)

3) в группе матерей детей с аутизмом хромосомные аномалии обнаружены у 16 матерей (16,6% случаев), а гетерохроматиновые варианты в 64,6% случаев (рис.5).

Рис. 5. Удельный вес хромосомных аномалий, вариантов и их сочетания у матерей детей с аутизмом

На основании полученных данных исследований 3-х групп можно сделать следующие заключения:

1) Частота хромосомных аномалий в когорте детей с аутизмом составила 11,3%. Частота хромосомных вариантов в виде гетероморфизма гетерохроматиновых участков хромосом в когорте детей, страдающих аутизмом, составляет 53,4% (группа 1).

2) Мозаичные формы хромосомной патологии в виде хромосомного мозаицизма в группе мальчиков с идиопатическим аутизмом, выявляемые при применении современных молекулярно-цитогенетических технологий (FISH), составляла 16,4% (группа 2).

3) В группе матерей детей с аутизмом обнаружена высокая частота хромосомных аномалий (16,6%) в виде мозаичных форм численных аномалий хромосомы Х, в том числе в виде мозаичных форм синдрома Шерешевского-Тернера, трисомии хромосомы Х, дополнительных маркерных хромосом – дериватов хромосомы Х и хромосомная нестабильность, что указывает на высокую частоту генетической предрасположенности к заболеваниям в семьях с детей с аутизмом;

Обнаружена высокая частота хромосомных вариантов у матерей детей с аутистизмом, составляющая 64,6% (группа 3).

На основании полученных данных можно предложить гипотезу о связи вариаций гетерохроматиновых участков генома с аутистическими расстройствами. Вклад хромосомных аномалий, хромосомного мозаицизма (в виде мозаичной анеуплоидии) и вариантов хромосом в этиологию аутизма очевиден. Применение современных высокоинформативных молекулярно-цитогенетических методов необходимо для эффективного выявления хромосомных (геномных) аномалий в группе детей с аутизмом.

Таким образом, результаты исследования детей с аутистическими расстройствами и их матерей показывают, что всестороннее изучение такой сложной, многофакторной патологии, как расстройства аутистического спектра, с помощью современных цитогенетических и молекулярно-цитогенетических методов (FISH, CGH и др.) позволяет выявлять аномалии генома, в том числе и субмикроскопические, служащие причиной развития аутизма, а также в подобных исследованиях можно выявлять гены-кандидаты аутизма.

Исследование выполнено за счет гранта Российского Научного Фонда (проект №14-15-00411).