مقدمه: ژن ها اجزای سازنده وراثت هستند. آنها از والدین به فرزند منتقل می شوند. آنها DNA، دستورالعمل ساخت پروتئین ها را نگه می دارند. پروتئین ها بیشتر کار را در سلول ها انجام می دهند. آنها مولکول ها را از مکانی به مکان دیگر منتقل می کنند، ساختار می سازند، سموم را تجزیه می کنند و بسیاری از کارهای دیگر را انجام می دهند. گاهی اوقات یک جهش (تغییر در یک ژن) وجود دارد. این جهش دستورالعمل ژن را برای ساخت پروتئین تغییر می دهد، بنابراین پروتئین به درستی کار نمی کند یا به طور کامل از بین می رود. این می تواند یک بیماری پزشکی به نام اختلال ژنتیکی ایجاد کند. در این مطلب می خواهیم به بررسی اختلالات ژنتیکی بپردازیم.
شما می توانید یک جهش ژنی را از یک یا هر دو والدین به ارث ببرید. جهش همچنین می تواند در طول زندگی شما اتفاق بیفتد.
سه نوع اختلال ژنتیکی وجود دارد:
- اختلالات تک ژنی، که در آن یک جهش بر یک ژن تأثیر می گذارد. کم خونی داسی شکل یک مثال از آن است.
- اختلالات کروموزومی، که در آن کروموزوم ها (یا قسمت هایی از کروموزوم ها) از بین رفته یا تغییر کرده اند. کروموزوم ها ساختارهایی هستند که ژن های ما را نگه می دارند. سندرم داون یک اختلال کروموزومی است.
- اختلالات پیچیده، که در آن جهش در دو یا چند ژن وجود دارد. اغلب سبک زندگی و محیط شما نیز نقش دارند. سرطان روده بزرگ یک نمونه است.
آزمایشات ژنتیکی روی خون و سایر بافت ها می تواند اختلالات ژنتیکی را شناسایی کند.
اختلالات ژنتیکی چیست؟
اختلالات ژنتیکی مشکلات سلامتی هستند که به دلیل نوعی ناهنجاری در ماده ژنتیکی فرد رخ می دهد. انواع مختلفی از اختلالات ژنتیکی وجود دارد. برخی از اختلالات ناشی از تغییر ژنتیکی (جهش) در یک ژن است. برخی از آنها به دلیل ناهنجاری در یکی از کروموزوم ها ایجاد می شوند. و برخی پیچیده هستند و شامل ژن های متعدد و تأثیرات عوامل محیطی می شوند.
درنتیجه انواع مختلفی از اختلالات ژنتیکی وجود دارد. در برخی موارد، یک تغییر ژنتیکی در یک ژن می‌تواند باعث ایجاد یک بیماری در فرد شود. در موارد دیگر، ژن تغییر ژنتیکی ندارد، اما یک فرد نسبت به بسیاری از افراد دارای نسخه های کمتر یا بیشتر از ژن است و این باعث بیماری می شود. برخی از بیماری‌ها یا شرایط زمانی رخ می‌دهند که فرد دارای تعداد کروموزوم‌های یکسانی با اکثر افراد نباشد یا قسمتی از کروموزوم از بین رفته، اضافی یا در جای مناسب نباشد.
مطلب پیشنهادی: بیماری ژنتیک تحلیل عضلانی
انواع اختلالات ژنتیکی
انواع اختلالات ژنتیکی عبارتند از:
- کروموزومی: این نوع بر ساختارهایی که ژن/DNA شما را در هر سلول (کروموزوم) نگه می‌دارند، تأثیر می‌گذارد.
- پیچیده (چند عاملی): این اختلالات ناشی از ترکیبی از جهش های ژنی و عوامل دیگر است. آنها شامل قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، رژیم غذایی، برخی داروها و مصرف تنباکو یا الکل هستند.
- تک ژنی (مونوژنیک): این گروه از شرایط از یک جهش ژنی به وجود می آید.
اختلالات کروموزومی
تعداد کروموزوم های مختلف
افراد معمولا 23 جفت کروموزوم دارند. اما گاهی اوقات یک فرد با تعداد دیگری متولد می شود. داشتن یک کروموزوم اضافی تریزومی نامیده می شود. از دست دادن یک کروموزوم مونوزومی نامیده می شود.
به عنوان مثال، افراد مبتلا به سندرم داون یک نسخه اضافی از کروموزوم 21 دارند، این کپی اضافی رشد طبیعی بدن و مغز را تغییر می دهد و باعث ایجاد مشکلات فکری و جسمی برای فرد می شود. برخی از اختلالات به دلیل داشتن تعداد متفاوت کروموزوم های جنسی ایجاد می شوند. به عنوان مثال، افراد مبتلا به سندرم ترنر معمولاً فقط یک کروموزوم جنسی دارند، یک کروموزوم X. زنان مبتلا به سندرم ترنر ممکن است مشکلات رشد و نقایص قلبی داشته باشند.
مطلب پیشنهادی: اختلالات کروموزومی: علل، انواع و تشخیص
تغییرات در کروموزوم ها
گاهی اوقات کروموزوم ها ناقص هستند یا شکلی متفاوت از معمول دارند. از دست دادن قسمت کوچکی از کروموزوم حذف یا deletion نامیده می شود. جابجایی زمانی است که بخشی از یک کروموزوم به کروموزوم دیگر منتقل شود. وارونگی زمانی است که بخشی از کروموزوم برعکس شده باشد.
به عنوان مثال، افراد مبتلا به سندرم ویلیامز بخش کوچکی از کروموزوم 7 را از دست داده اند. این حذف می تواند منجر به ناتوانی ذهنی و ظاهر و شخصیت متمایز صورت شود.
اختلالات چند عاملی پیچیده
اختلالات پیچیده ناشی از تغییرات ژنتیکی در بسیاری از ژن های مختلف است که با عوامل محیطی کار می کنند. عوامل محیطی شامل قرار گرفتن در معرض و رفتارهایی مانند آلودگی هوا، استعمال دخانیات، مصرف الکل، میزان ورزش فرد یا غذاهایی است که می خورد. داشتن سابقه سلامت خانوادگی از یک بیماری پیچیده می تواند احتمال ابتلای شما به این بیماری را افزایش دهد. با این حال، آزمایش ژنتیکی توصیه نمی شود زیرا هیچ تغییر تک ژنی ایجاد نمی کند که آزمایش ژنتیکی آن را پیدا کند.
مطلب پیشنهادی: ناباروری چیست؟ علائم، آزمایش ها، تشخیص و درمان
بیشتر بیماری های مزمن، مانند اکثر موارد بیماری قلبی، سرطان، دیابت، پوکی استخوان و آسم، اختلالات پیچیده ای هستند. بیشتر موارد ناتوانی های رشدی مانند اختلال طیف اوتیسم و اختلال نقص توجه / بیش فعالی (ADHD) و شرایط سلامت روان مانند افسردگی و اسکیزوفرنی نیز همینطور هستند.
حجم وسیعی از اطلاعات ژنتیکی موجود به محققان این امکان را داده است تا روش‌هایی را برای مطالعه اینکه کدام نوع تغییرات ژنتیکی در افراد مبتلا به یک بیماری یا شرایط خاص بیشتر دیده می‌شود، توسعه دهند. این به محققان اجازه می دهد تا بر اساس تغییرات ژنتیکی فرد، خطر ابتلا به یک اختلال خاص را تخمین بزنند. این تخمین به عنوان نمره ریسک چند ژنی شناخته می شود.
قبل از اینکه نمرات ریسک چند ژنی به طور معمول در مراقبت های بهداشتی و سلامت عمومی استفاده شود، باید برخی از مسائل مهم در نظر گرفته شود. مطالعات در حال بررسی این هستند که نمرات خطر چند ژنی در عمل بالینی واقعی چقدر مفید است. اطلاعات در مورد اینکه چگونه هر تغییر ژنی بر خطر بیماری تأثیر می گذارد، از مطالعات ژنتیکی در سطح جمعیت می آید. پرداختن به تنوع در توسعه نمرات خطر چند ژنی مهم است، زیرا نمرات ریسک چند ژنی که از مطالعات روی یک جمعیت (به عنوان مثال، افراد با اصل و نسب اروپای شمالی) ایجاد شده است، ممکن است برای سایر جمعیت ها (به عنوان مثال، افراد با اصل و نسب غرب آفریقا) کارایی نداشته باشد. همچنین، نحوه تأثیر هر تغییر ژن بر نمره ریسک چند ژنی از مطالعه ای به مطالعه دیگر متفاوت است.
هنگامی که نمرات ریسک چند ژنی برای استفاده معمول در عمل بالینی آماده شد، تلاش‌های بهداشت عمومی برای رسیدگی به مسائلی مانند دسترسی، پوشش بیمه و اشتراک‌گذاری نتایج در سیستم‌های بهداشتی مورد نیاز خواهد بود.
اختلالات تک ژنی
DNA حاوی دستورالعمل هایی برای کارکرد بدن شما است. DNA از دو رشته تشکیل شده است که به دور یکدیگر می پیچند. هر رشته DNA شامل مواد شیمیایی به نام بازهای نیتروژن – T (تامین)، A (آدنین)، C (سیتوزین) و G (گوانین) است که کد DNA را تشکیل می‌دهند. ژن ها بخش های خاصی از DNA هستند که دستورالعمل هایی برای ساخت پروتئین دارند. پروتئین ها بیشتر قسمت های بدن را تشکیل می دهند و باعث می شوند بدن به درستی کار کند.
برخی از بیماری‌ها و شرایط زمانی اتفاق می‌افتند که یک فرد در یکی از ژن‌های خود تغییر ژنتیکی (گاهی اوقات جهش نامیده می‌شود) داشته باشد. به این نوع بیماری ها اختلالات تک ژنی می گویند. گاهی اوقات اتفاقی که می افتد این است که یکی از پایه های DNA تغییر می کند. به عنوان مثال، بخشی از یک ژن که معمولاً دارای توالی TAC است به دنباله TTC تغییر می کند. این می تواند نحوه عملکرد ژن را مثلاً با تغییر پروتئین ساخته شده تغییر دهد. در موارد دیگر، یک یا چند باز در توالی DNA به طور کلی از دست رفته یا بازهای اضافی وجود دارد.
تغییرات ژنتیکی می تواند از والدین به کودک منتقل شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، بیماری یا بیماری ارثی نامیده می شود. یا این تغییرات می تواند برای اولین بار در فرآیند ساخت اسپرم یا تخمک یا در مراحل اولیه رشد اتفاق بیفتد، بنابراین کودک تغییر ژنتیکی خواهد داشت اما والدین این تغییرات را ندارند.
اختلالات تک ژنی که بر یک ژن در یکی از 22 جفت کروموزوم اتوزومی تأثیر می گذارد، اختلالات اتوزومی نامیده می شود. اختلالاتی که کروموزوم جنسی را تحت تأثیر قرار می دهند، اختلالات مرتبط با X نامیده می شوند. اختلالات بیشتر بر اساس غالب یا مغلوب بودن تغییر ژنتیکی تحت تأثیر توضیح داده می شوند.
برای برخی از بیماری ها و شرایط، هر فردی که تغییر ژنتیکی را به ارث می برد، به این بیماری یا اختلال مبتلا خواهد شد، اما میزان جدی بودن آن می تواند از فردی به فرد دیگر متفاوت باشد. در موارد دیگر، افرادی که دارای این تغییر ژنتیکی هستند، بیشتر در معرض ابتلا به این بیماری یا شرایط هستند، اما برخی از آنها هرگز به آن مبتلا نمی شوند.
اتوزومال غالب
با بیماری ها یا شرایط اتوزومال غالب، فرد برای ابتلا به این بیماری تنها به تغییر ژنتیکی در یک نسخه از ژن نیاز دارد. اگر یکی از والدین یک بیماری یا بیماری اتوزومال غالب داشته باشد، هر کودک 50٪ (1 در 2) شانس دارد که تغییرات ژنتیکی را که باعث این بیماری می شود به ارث ببرد.
نمونه هایی از شرایط اتوزومال غالب شامل سرطان پستان و تخمدان ارثی ناشی از تغییرات ژنتیکی (جهش) در ژن های BRCA1 و BRCA2 است. سندرم لینچ؛ و هیپرکلسترولمی خانوادگی
اتوزومال مغلوب
با بیماری ها یا شرایط اتوزومال مغلوب، فرد برای ابتلا به بیماری یا شرایط به تغییر ژنتیکی در هر دو نسخه ژن نیاز دارد. در حالی که فردی که تنها در یک نسخه از ژن تغییر ژنتیکی داشته باشد، به این بیماری یا بیماری مبتلا نخواهد شد، اما همچنان می تواند این تغییر ژنتیکی را به فرزندان خود منتقل کند. گاهی اوقات این والدین را «ناقلین» بیماری می نامند، زیرا آنها تغییر ژنتیکی را که باعث بیماری یا شرایط می شود، «ناقل» می کنند، اما خودشان به این بیماری مبتلا نیستند.
والدینی که ناقل یک بیماری هستند 50% (1 در 2) شانس انتقال ژن با تغییر ژنتیکی را به هر یک از فرزندان خود دارند. اگر پدر و مادر هر دو ناقل بیماری باشند، هر کودک 25 درصد (1 از 4) شانس دارد که دو ژن را با تغییر ژنتیکی به ارث ببرد و در نتیجه به بیماری مبتلا شود. غربالگری ناقل به دنبال تغییرات ژنتیکی اتوزومال مغلوب در والدین است تا ببیند آیا آنها می توانند فرزندی با این بیماری یا شرایط داشته باشند یا خیر.
نمونه هایی از اختلالات اتوزومال مغلوب عبارتند از بیماری سلول داسی شکل و فیبروز کیستیک.
X-linked
زنان دارای دو کروموزوم X و مردان دارای یک کروموزوم X و یک کروموزوم Y هستند. هر دختر یک X از مادرش و یک X از پدرش می گیرد. هر پسر یک X از مادرش و یک Y از پدرش می گیرد.
برخی از بیماری‌ها یا شرایط زمانی اتفاق می‌افتند که یک ژن در کروموزوم X تغییر ژنتیکی داشته باشد. از آنجایی که مردان تنها یک نسخه از تمام ژن های کروموزوم X را دارند، احتمال ابتلای آنها به اختلالات ژنتیکی مرتبط با X بسیار بیشتر از زنان است. یک زن با تغییر ژنتیکی تک در یکی از دو کروموزوم X خود ممکن است اصلاً این بیماری یا شرایط را نداشته باشد. با این حال، در برخی موارد، زنان با تغییر ژنتیکی در یکی از کروموزوم‌های X خود می‌توانند به این بیماری یا شرایط مبتلا شوند، اما اغلب شکل خفیف‌تری از بیماری نسبت به مردان است.
از آنجایی که مردان یک کروموزوم X را از مادر خود به ارث می برند، یک زن با تغییر ژنتیکی در یک نسخه از ژن، 50٪ (1 از 2) شانس انتقال این تغییر ژنتیکی را به هر یک از پسرانش دارد. پسران او ممکن است به این بیماری یا شرایط مبتلا شوند، حتی اگر خودش اینگونه نباشد.
نمونه هایی از شرایط مرتبط با X عبارتند از سندرم X شکننده، دیستروفی عضلانی دوشن و هموفیلی ارثی.
رایج ترین اختلالات ژنتیکی
Arrhythmogenic Right Ventricular Dysplasia/Cardiomyopathy (ARVD/C)
Charcot-Marie-Tooth Disease
Cleft Lip and Cleft Palate
Cleidocranial Dysplasia (CCD)
Cystic Fibrosis
Familial Adenomatous Polyposis
Hirschsprungs Disease
Brugada Syndrome
Huntington’s Disease
Klinefelter Syndrome
Mucopolysaccharidoses (MPS)
Kneist Syndrome
Marfan syndrome
Muscular Dystrophy
Sickle Cell Disease
Von Hippel-Lindau (VHL)
اختلالات ژنتیکی رایج کروموزومی، تک ژنی و پیچیده
انواع زیادی از اختلالات ژنتیکی رایج وجود دارد که عبارتند از:
اختلالات کروموزومی
- سندرم داون (تریزومی 21).
- سندرم FragileX
- سندرم کلاین فلتر
- سندرم تریپل ایکس
- سندرم ترنر
- تریزومی 18
- تریزومی 13
اختلالات چند عاملی
- بیماری آلزایمر دیر شروع
- آرتروز
- اختلال طیف اوتیسم، در بیشتر موارد
- سرطان، در بیشتر موارد
- بیماری عروق کرونر
- دیابت
- سردردهای میگرنی
- اسپینا بیفیدا
- نقایص مادرزادی قلب منفرد
اختلالات مونوژنیک
- فیبروز سیستیک
- ناشنوایی که در بدو تولد وجود دارد (مادرزادی)
- دیستروفی عضلانی دوشن
- هیپرکلسترولمی خانوادگی، نوعی بیماری کلسترول بالا
- هموکروماتوز (بیش از حد آهن)
- نوروفیبروماتوز نوع 1 (NF1)
- بیماری سلول داسی‌شکل
- بیماری تای ساکس
آیا انواع دیگری از اختلالات ژنتیکی وجود دارد؟
اختلالات ژنتیکی نیز ممکن است باعث بیماری های نادر شود. این گروه از شرایط کمتر از 200000 نفر را در ایالات متحده تحت تاثیر قرار می دهد، طبق گفته کارشناسان، ممکن است 7000 مورد از این بیماری ها وجود داشته باشد.
اختلالات ژنتیکی نادر عبارتند از:
- آمیلوئیدوز AA
- آدرنولوکودیستروفی (ALD).
- سندرم اهلرز-دانلوس.
- بیماری های میتوکندری
- سندرم آشر
علل اختلالات ژنتیکی چیست؟
برای درک علل اختلالات ژنتیکی، کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه عملکرد ژن ها و DNA مفید است. بیشتر DNA موجود در ژن های شما به بدن دستور می دهد تا پروتئین بسازد. این پروتئین ها فعل و انفعالات پیچیده سلولی را آغاز می کنند که به شما کمک می کند سالم بمانید.
هنگامی که یک جهش رخ می دهد، دستورالعمل های پروتئین سازی ژن ها را تحت تاثیر قرار می دهد. ممکن است پروتئین از دست رفته باشد. یا آنهایی که دارید به درستی کار نکنند. عوامل محیطی (که به آنها جهش زا نیز گفته می شود) که می توانند منجر به جهش ژنتیکی شوند عبارتند از:
- قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی
- قرارگیری در معرض تشعشع
- سیگار کشیدن
- قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش از خورشید
علائم اختلالات ژنتیکی چیست؟
علائم بسته به نوع اختلال، اندام های آسیب دیده و شدت آن متفاوت است ازجمله:
- تغییرات یا اختلالات رفتاری
- مشکلات تنفسی
- نقص های شناختی، زمانی که مغز نمی تواند اطلاعات را آنطور که باید پردازش کند
- تأخیرهای رشدی که شامل چالش در مهارت های گفتاری یا اجتماعی می شود
- مشکلات مربوط به خوردن و گوارش، مانند مشکل در بلع یا ناتوانی در پردازش مواد مغذی
- ناهنجاری های اندام یا صورت، که شامل انگشتان از دست رفته یا شکاف لب و کام می شود
- اختلالات حرکتی به دلیل سفتی یا ضعف عضلانی
- مشکلات عصبی مانند تشنج یا سکته مغزی
- رشد ضعیف یا کوتاهی قد
- کاهش بینایی یا شنوایی
نحوه تشخیص اختلالات ژنتیکی
اگر سابقه خانوادگی اختلال ژنتیکی دارید، ممکن است بخواهید مشاوره ژنتیک را در نظر بگیرید تا ببینید آیا آزمایش ژنتیک برای شما مناسب است یا خیر. آزمایش‌های آزمایشگاهی معمولاً می‌توانند نشان دهند که آیا شما دارای جهش‌های ژنی مسئول آن وضعیت هستید یا خیر. در بسیاری از موارد، حمل جهش همیشه به این معنی نیست که شما با آن مواجه خواهید شد. مشاوران ژنتیک می توانند خطر را توضیح دهند و در صورت وجود اقداماتی که می توانید برای محافظت از سلامت خود انجام دهید را پیشنهاد دهند.
مطلب پیشنهادی: مشاوره ژنتیک
اگر سابقه خانوادگی وجود داشته باشد، آزمایش DNA برای اختلالات ژنتیکی می تواند بخش مهمی از تشکیل خانواده باشد. گزینه ها عبارتند از:
- آزمایش حامل: این آزمایش خون نشان می دهد که آیا شما یا همسرتان دارای جهش مرتبط با اختلالات ژنتیکی هستید یا خیر. این برای همه افرادی که قصد بارداری دارند توصیه می شود، حتی اگر سابقه خانوادگی نداشته باشند.
- غربالگری قبل از تولد: این آزمایش معمولاً شامل آزمایش خون از یک فرد باردار است که به آنها می گوید چقدر احتمال دارد که جنین یک بیماری کروموزومی مشترک داشته باشد. (در رابطه با غربالگری سه ماه اول بارداری بیشتر بخوانید.)
- تست های تشخیصی قبل از تولد: می توانید متوجه شوید که آیا جنین در حال رشد با خطر بیشتری برای برخی اختلالات ژنتیکی مواجه است یا خیر. آزمایش قبل از تولد از نمونه مایع رحم (آمنیوسنتز) استفاده می کند.
- غربالگری نوزادان: این آزمایش از نمونه خون نوزاد تازه متولد شده شما استفاده می کند و بر روی همه نوزادان متولد شده در اوهایو انجام می شود. تشخیص اختلالات ژنتیکی در اوایل زندگی می تواند به فرزند شما کمک کند در صورت نیاز مراقبت های به موقع دریافت کند.
مطلب پیشنهادی: آزمایش ژنتیک قبل از تولد: ضرورت، کاربرد و انواع
درمان اختلالات ژنتیکی چگونه است؟
بیشتر اختلالات ژنتیکی درمان ندارند. برخی از آنها درمان هایی دارند که ممکن است پیشرفت بیماری را کاهش دهد یا تأثیر آنها را بر زندگی شما کاهش دهد. نوع درمانی که برای شما مناسب است به نوع و شدت بیماری بستگی دارد. در مورد دیگران، ممکن است درمان نداشته باشیم، اما می‌توانیم نظارت پزشکی را برای تشخیص زودهنگام عوارض انجام دهیم.
مطلب پیشنهادی: آزمایش ژنتیک تشخیص سرطان های ارثی
ممکن است موارد زیر کارساز باشند:
- داروها برای مدیریت علائم یا شیمی درمانی برای کند کردن رشد غیر طبیعی سلول.
- مشاوره تغذیه یا مکمل های غذایی برای کمک به دریافت مواد مغذی مورد نیاز بدن.
- فیزیکی، شغلی یا گفتار درمانی برای به حداکثر رساندن توانایی های خود.
- انتقال خون برای بازگرداندن سطح سلول های خونی سالم.
- جراحی برای ترمیم ساختارهای غیر طبیعی یا درمان عوارض.
- درمان های تخصصی، مانند پرتودرمانی برای سرطان.
- پیوند عضو، که روشی برای جایگزینی یک عضو غیرفعال با عضوی از یک اهداکننده سالم است.
مطلب پیشنهادی: آزمایش ژنتیک سرطان
چگونه می توان از یک اختلال ژنتیکی جلوگیری کرد؟
برای جلوگیری از یک اختلال ژنتیکی اغلب کارهای کمی می توانید انجام دهید. اما مشاوره و آزمایش ژنتیک می تواند به شما کمک کند تا در مورد خطر خود بیشتر بدانید. همچنین می تواند احتمال انتقال برخی اختلالات به فرزندانتان را به شما اطلاع دهد.
مطلب پیشنهادی: آزمایش NIPT چیست؟
