Химеризм это что такое

Химеризм у человека

Медицинский эксперт статьи

Одновременное присутствие клеток разных генотипов в организме – это химеризм. У человека он имеет несколько видов и причин появления, рассмотрим это детальнее.

В греческой мифологии химера представлена чудовищем с козлиным туловищем, головой и шеей льва и змеиным хвостом. На сегодняшний день известно около 100 случаев человеческого химеризма. Он никак не связан с мифологией и основан на специфической мутации генов в процессе зачатия и развития эмбриона. Патологическое состояние имеет несколько видов и форм, которые отличаются причинами возникновения.

Биологические химеры могут возникать при кровосмешении двух разных рас. Очень часто это проявляется как распределение разной пигментации на теле. Если происходит полное слияние, то это говорит о кровяной патологии, когда ребенок имеет две нити ДНК. Или близнецы, выросшие в одной утробе, имеют толерантность к группе крови друг друга. Подобный дефект возникает при трансплантации органов и даже при переливании крови.

[1], [2], [3]

Код по МКБ-10

Причины химеризма у человека

С генетической точки зрения, мутации возникают из-за присутствия у человека двух и более клеточных нитей, развивающихся из разных зигот. Причины химеризма разнообразны, чаще всего это смешивание крови. Данная патология провоцирует появление кариотипа 46,XX/46,XY. Дефект может быть связан со смешиванием клеток живого и умершего близнецов в материнской утробе или соединением двух зигот в один эмбрион.

Основные причины химеризма у человека:

[4], [5]

Патогенез

Механизм развития химеризма зависит от факторов, которые его спровоцировали. Патогенез классифицируется по таким видам:

Ученым удалось диагностировать тетрагаметическое расстройство, то есть слияние двух яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами. Механизм развития данного состояния указывает на наличие двух нитей ДНК у одного (выжившего) эмбриона. Патогенез микрохимеризма указывает на проникновение клеток младенца в кроветворную систему матери или клеток матери в организм плода.

Еще один вариант развития дефекта – сращивание кровеносных сосудов гетерозиготных близнецов, которые передают друг другу свои генетические данные. Посттрансплантационный возникает при пересадке костного мозга, кроветворных органов и при переливании крови. Также известны случаи лабораторных мутаций (опыты проводились на животных и растениях) по разработанному ученными механизму химеризации.

[6], [7], [8], [9]

Симптомы химеризма у человека

Для того чтобы установить, является ли человек химерой, необходимо провести комплексное генетическое обследование. Явные симптомы патологического состояния в большинстве случаев отсутствуют. Конечно, если мутация не имеет внешних признаков.

Химеризм возникает во внутриутробном развитии. Это происходит при слиянии двух оплодотворенных яйцеклеток, одна из которых поглощает вторую, а также при смешении генетической информации эмбриона и матери или как осложнение трансфузионных процедур.

Внешние симптомы химеризма у человека проявляются при кровосмешении разных рас. Это выглядит как разный цвет глаз у ребенка или мозаичная окраска кожи. Но в большинстве случае симптомы выявляют при развернутом анализе крови, который указывает на наличие двух линий ДНК.

Техасский ребенок

Один из самых нашумевших случаев химеризма, известных медицине, это история межрасовой мутации. Техасский ребенок – именно так прозвали данный инцидент. Правая половина малыша была девочкой мулаткой, а левая мальчиком чернокожим. Это пример истинного гермафродитизма с генетически развитыми первичными и вторичными половыми признаками обоих полов в одном теле. Химере провели операцию, придав ему мужской пол, избавив от женских внешних признаков. Разумеется, что генетически, ребенок так и остался двуполым с двумя нитями ДНК.

Еще одна ужасающая история химеризма рассказывает о 11-летней китайской девочке. Из спины ребенка развивается поглощенный ею брат-близнец. Такие мутации происходят в период внутриутробного развития, когда две зиготы (будущие близнецы) сливаются в один организм. То есть фактически в одном теле оказывается два человека со своим набором генов.

[10], [11], [12]

Первые признаки

Наличие двух нитей ДНК у одного человека – это первые признаки химеризма. В большинстве случаев мутация не проявляется внешними симптомами. Установить, что человек является химерой можно только с помощью генетического исследования.

Рассмотрим несколько случаев химеризма:

[13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]

Источник

Химеризм у человека

Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.

У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.

Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.

Одновременное присутствие клеток разных генотипов в организме – это химеризм. У человека он имеет несколько видов и причин появления, рассмотрим это детальнее.

В греческой мифологии химера представлена чудовищем с козлиным туловищем, головой и шеей льва и змеиным хвостом. На сегодняшний день известно около 100 случаев человеческого химеризма. Он никак не связан с мифологией и основан на специфической мутации генов в процессе зачатия и развития эмбриона. Патологическое состояние имеет несколько видов и форм, которые отличаются причинами возникновения.

Биологические химеры могут возникать при кровосмешении двух разных рас. Очень часто это проявляется как распределение разной пигментации на теле. Если происходит полное слияние, то это говорит о кровяной патологии, когда ребенок имеет две нити ДНК. Или близнецы, выросшие в одной утробе, имеют толерантность к группе крови друг друга. Подобный дефект возникает при трансплантации органов и даже при переливании крови.

[1], [2], [3]

Код по МКБ-10

Причины химеризма у человека

С генетической точки зрения, мутации возникают из-за присутствия у человека двух и более клеточных нитей, развивающихся из разных зигот. Причины химеризма разнообразны, чаще всего это смешивание крови. Данная патология провоцирует появление кариотипа 46,XX/46,XY. Дефект может быть связан со смешиванием клеток живого и умершего близнецов в материнской утробе или соединением двух зигот в один эмбрион.

Основные причины химеризма у человека:

[4], [5]

Патогенез

Механизм развития химеризма зависит от факторов, которые его спровоцировали. Патогенез классифицируется по таким видам:

Ученым удалось диагностировать тетрагаметическое расстройство, то есть слияние двух яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами. Механизм развития данного состояния указывает на наличие двух нитей ДНК у одного (выжившего) эмбриона. Патогенез микрохимеризма указывает на проникновение клеток младенца в кроветворную систему матери или клеток матери в организм плода.

Еще один вариант развития дефекта – сращивание кровеносных сосудов гетерозиготных близнецов, которые передают друг другу свои генетические данные. Посттрансплантационный возникает при пересадке костного мозга, кроветворных органов и при переливании крови. Также известны случаи лабораторных мутаций (опыты проводились на животных и растениях) по разработанному ученными механизму химеризации.

[6], [7], [8], [9]

Симптомы химеризма у человека

Для того чтобы установить, является ли человек химерой, необходимо провести комплексное генетическое обследование. Явные симптомы патологического состояния в большинстве случаев отсутствуют. Конечно, если мутация не имеет внешних признаков.

Химеризм возникает во внутриутробном развитии. Это происходит при слиянии двух оплодотворенных яйцеклеток, одна из которых поглощает вторую, а также при смешении генетической информации эмбриона и матери или как осложнение трансфузионных процедур.

Внешние симптомы химеризма у человека проявляются при кровосмешении разных рас. Это выглядит как разный цвет глаз у ребенка или мозаичная окраска кожи. Но в большинстве случае симптомы выявляют при развернутом анализе крови, который указывает на наличие двух линий ДНК.

Техасский ребенок

Один из самых нашумевших случаев химеризма, известных медицине, это история межрасовой мутации. Техасский ребенок – именно так прозвали данный инцидент. Правая половина малыша была девочкой мулаткой, а левая мальчиком чернокожим. Это пример истинного гермафродитизма с генетически развитыми первичными и вторичными половыми признаками обоих полов в одном теле. Химере провели операцию, придав ему мужской пол, избавив от женских внешних признаков. Разумеется, что генетически, ребенок так и остался двуполым с двумя нитями ДНК.

Еще одна ужасающая история химеризма рассказывает о 11-летней китайской девочке. Из спины ребенка развивается поглощенный ею брат-близнец. Такие мутации происходят в период внутриутробного развития, когда две зиготы (будущие близнецы) сливаются в один организм. То есть фактически в одном теле оказывается два человека со своим набором генов.

[10], [11], [12]

Первые признаки

Наличие двух нитей ДНК у одного человека – это первые признаки химеризма. В большинстве случаев мутация не проявляется внешними симптомами. Установить, что человек является химерой можно только с помощью генетического исследования.

Рассмотрим несколько случаев химеризма:

[13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]

Формы

Для того чтобы определить, что стало причиной мутации, врач собирает анамнез и проводит множество диагностических генетических анализов.

Генетический химеризм

На ранних сроках беременности, то есть в период формирования эмбриона, может произойти ряд мутаций. Генетический химеризм возникает в тех случаях, когда пара оплодотворенных яйцеклеток сливаются в одну. Каждая из зигот содержит нить родительской ДНК, то есть свой генетический профиль. Во время объединения, клетки сохраняют индивидуальный генетический вид. То есть получившийся эмбрион является комбинацией обоих. В большинстве случаев люди с подобными мутациями имеют иммунную систему, толерантную ко всем генетическим популяциям в организме.

По своей сути такая человеческая мутация является собственным двойником и встречается редко. Для ее определения проводится комплексное генетическое обследование. Анализ ДНК сдают как родители, так и ребенок. Очень часто такие исследования необходимы для установления биологической связи между детьми и родителями, так как у ребенка другой генетический профиль.

[20], [21]

Тетрагаметный химеризм

Медицине известны случаи, когда во время сдачи анализов, родители и дети не имеют генетической схожести, то есть биологически они не являются родственниками. Тетрагаметный химеризм возникает при объединении двух близнецов в один при эмбриональном развитии. Один ребенок гибнет, а выживший несет свою и его ДНК.

Такие случаи химеризма могут идентифицировать по нескольким признакам:

Учеными описан случай, когда во время зачатия генетическая информация к ребенку перешла не отца, а от его погибшего и поглощенного в утробе брата-близнеца. То есть с генетической точки зрения, родителем является умерший брат-близнец. При изучении данного случая, было установлено, что генетический код ребенка и его отца совпадает на 10%.

Биологический химеризм

Одно из загадочных явлений, известных медицине – это сочетание в одном теле нескольких геномов. Биологический химеризм встречается у людей, животных и растений. Если рассматривать данную мутацию у человека, то она происходит в таких случаях:

Возможно полное слияние, когда два плода, растущих в одной утробе, используют одну плаценту и имеют толерантность к крови друг друга. То есть при необходимости им можно делать переливание крови друг друга, так как реакция отторжения подавлена на генетическом уровне. Внешне биологическая мутация проявляется как разные по цвету радужки глаз у одного человека или сочетание нескольких цветов кожи (как правило, имеют мозаичное расположение).

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

Кровяной химеризм

Еще одно удивительное явление в медицине – это две группы крови у одного человека. Кровяной химеризм возникает из-за генетической мутации при внутриутробном развитии. В природе существуют такие группы крови: О (I), А (II), В (III) и АВ (IV).

Исходя из этого группа А совместима с А и О, В с В и О. Уникальными реципиентами являются обладатели АВ, так как их биологическая жидкость совместима со всеми имеющимися группами. Универсальным донором выступает группа О, но совместима она только с такой же группой О.

Исходя из курса анатомии, известно, что живой организм может иметь только одну из них. Так как иммунные клетки не принимают чужую кровь, вызывая реакцию отторжения во время переливания. Исключением из данного правила являются кровяные химеры. Такие люди имеют два разных типа крови и ткани, производящие кровяные тельца обоих типов. Подобная патология встречается как среди людей, так и у животных. Все известные химеры – это близнецы. Кровь делится между двумя эмбрионами, они обмениваются тканями, которые производят кровь, а реакция отторжения подавлена.

[27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37],

Неполный эритроцитарный химеризм

Существуют естественные и искусственные факторы, провоцирующие появление неполного эритроцитарного химеризма:

Для неполного химеризма характерно наличие у реципиента донорских и аутологичных эритроцитов. Данный тип представляет собой транзиторную циркуляцию эритроцитов донора, которые начли репопулировать или пассивно перелиты с костным мозгом.

Такое патологическое состояние вызывает опасения. Это связано с неустановленными физическими изменениями в организме реципиента. Кроме того, химеризм может стать причиной психологических проблем. Так как не все пациенты готовы принять свою измененную анатомию и физиологию.

Посттрансфузионный химеризм

Трансфузиология – это наука об управлении организмом через целенаправленное воздействие на морфологический состав крови путем переливания. Посттрансфузионный химеризм возникает при смешивании двух разных групп крови, когда донорские клетки полностью замещают или сосуществуют с генетическим кодом реципиента. Данную патологию можно назвать осложнением переливания или трансплантации.

Выделяют такие трансфузионные средства:

Посттрансфузионный химеризм может возникать из-за наличия лейкоцитов в донорской крови. Если из биологической жидкости или эритроцитарной массы убрать лейкоциты, то риск посттрансфузионного химеризма, аллоиммунизации и других осложнений минимален.

Осложнения и последствия

Одна из опасностей химеризма – это неконтролируемые процессы в человеческом организме. Последствия химеризации могут быть связаны с посттрансфузионными процедурами или патологиями во время внутриутробного развития.

Кроме того, химеризм ставит под вопрос правдивость ДНК тестов и многих судебных дел. Из-за генетического расстройства возникает много проблем с установлением отцовства. Также существует определенный процент пар, которые бесплодны по причине мутации.

Наличие двух нитей ДНК у одного организма может вызвать ряд осложнений. Прежде всего, это связано с физическими патологиями. Науке известен ряд случаев, когда рождались дети с разным цветом глаз, мраморной пигментацией или дополнительными конечностями от поглощенных в период эмбрионального развития близнецов.

Еще одно осложнение данной мутации в том, что при необходимости пересадки органов и выборе родственного донора, выявляется генетическое несоответствие. Это вызывает множество вопросов и осложняет процесс трансплантации. После пересадки могут произойти изменения в структуре волос, группе крови и резус-факторе.

Известен случай, когда пациенту страдавшему СПИДом и лимфомой провели трансплантацию костного мозга. Донором оказался носитель мутации, которая обеспечивала устойчивость к вирусу. После пересадки реципиент передал ее вместе с костным мозгом. Это привело к тому, что пациент полностью излечился от своих заболеваний.

[38], [39], [40], [41], [42], [43], [44], [45], [46]

Диагностика химеризма у человека

Как правило, диагностика химеризма проводится с помощью анализа на ДНК, то есть теста на определение родственных связей. Выбор данного исследования объясняется тем, что на клеточном уровне дефект представляет собой смешение двух генотипов в одном организме.

Для обследования используют высокотехнологичные молекулярные методы. При подозрении на химеризм, пациента ждет комплекс анализов, инструментальная и обязательная дифференциальная диагностика. Врач узнает о семейном анамнезе, то есть наследственной предрасположенности к мутациям.

Применение того или иного метода зависит от наличия информации о возможном типе расстройства. Анализы при подозрении на химеризм, направлены на генетическое исследование крови и ДНК. Используются скрининговые и детекционный лабораторные методы, рассмотрим их:

Вышеописанные анализы применяют при молекулярном исследовании ДНК на различные генетические патологии, мутации, в том числе и химеризм.

Инструментальная диагностика

При подозрении на химеризм пациента ждет целый комплекс различных диагностических процедур. Инструментальная диагностика необходима для изучения состояния и строения внутренних органов и других структур организма. Так как известно, что при химеризме кроветворные органы (костный мозг, тимус, селезенка, железы внутренней секреции и другие) вырабатывают кровь с различными аллелями ДНК.

Пациенту проводят скрининговые исследования, КТ, МРТ, ультразвуковую диагностику и другие процедуры. В большинстве случаев детальная инструментальная диагностика необходима при трансплантации органов или переливания крови, когда пациент хочет выступать в роли донора или реципиента.

[47], [48]

Дифференциальная диагностика

Химера является скомбинированным организмом, который произошел более чем из одной зиготы. Существует ряд патологических случаев, которые имеют схожее происхождение. Дифференциальная диагностика направлена на их выявление.

Рассмотрим, кто похож на химеру, но не является ей:

В процессе дифференциации рассматриваются все вышеописанные генетические мутации, исследуется ДНК пациента и его родственников.

К кому обратиться?

Профилактика

Изучение генетических аномалий в человеческом организме направлено на предупреждение различных мутаций. Профилактика химеризма, вызванного естественными факторами невозможна. Так как на сегодняшний день не существует доступных и безопасных методов, позволяющих проследить процесс развития эмбрионов в материнской утробе.

Но можно предупредить химеризм, вызванный посттрансфузионными процедурами (пересадка костного мозга, органов, переливание крови). Генная инженерия используется парами, которые имею высокий риск рождения детей с генными патологиями. В этом случае, для предупреждения мутаций в эмбрион вживляют дополнительные клетки, нормализующие хромосомный набор будущего ребенка.

[49], [50], [51], [52], [53], [54], [55], [56], [57], [58]

Прогноз

Химеризм у человека представляет собой разный генетический код в одном организме. Прогноз такой мутации зависит от причины, которая ее вызвала. Если это кровяные химеры, то в течение всей жизни человек может так и не узнать о том, что у него два набора ДНК. Это связано с тем, что для выявления аномалии необходимы специальные исследования и в большинстве случаев данный вид расстройства не имеет внешних признаков. Если химеризация связана с искусственными методами, то ее прогноз сложно определить. Так, при пересадке костного мозга, у пациента может меняться группа крови, резус фактор и какие-то особенности внешности (цвет глаз, волос), которые имел донор.

[59], [60]

Лечение химеризма у человека

Один из инструментов биотехнологии – это генная инженерия. Данная наука представляет собой комплекс метод, направленных на выделение генов из организма, осуществление с ними различных манипуляций, введение в разные организмы, получение рекомбинантных ДНК и РНК. Лечение химеризма, его изучение и создание, возможно с помощью таких генетических технологий.

С помощью генной инженерии врачи управляют процессом химеризации. Такое возможно при трансплантации костного мозга, других органов или при переливании крови. Это своеобразное создание радиационного химеризма в клинических условиях.

Что касается лечения химер с внешними проявлениями, как, к примеру, в случае Техасского ребенка, при мозаичной окраске кожи, разном цвете глаз или при дополнительных конечностях от поглощенных в утробе близнецов, то терапия направлена на исправление внешних дефектов. Лечение проводится на первых годах жизни пациента. Это позволяет добиться хороших результатов и свести к минимуму нарушения процесса социализации. При этом генетические изменения, то есть удаление одной из нитей ДНК не используется.

Источник

Генетическое двуличие: химеризм

Генетическая информация в ДНК зашифрована в последовательности оснований, при этом ДНК разных людей совпадают на 99,9 %. Уникальность генетического кода обеспечивается участками структурного полиморфизма, которые называются вариабельными тандемными повторами. Именно их используют для идентификации в методах генетической экспертизы. Данные исследования построены на принципе, что каждая клетка индивидуума содержит идентичное «руководство по эксплуатации» в виде ДНК.

Но всегда ли это правило справедливо?

«Все лгут», даже ДНК [1]

Описано множество случаев, когда экспериментальные животные или человек имели не единственную генетическую составляющую. Такие организмы называются химерами — по аналогии с мифическим существом, тело которого состояло из частей многих животных, и у них наблюдается как минимум две разные популяции клеток, которые генетически различны и происходят из разных зигот [2].

Для животных химеризм, как и его фенотипические проявления, более характерен по причине частой многоплодной беременности. Каждая клеточная линия сохраняет свой генотип и в результате организм представляет собой сочетание различных тканей.

Тетрагаметическая химера [3]

Искусственный химеризм

Искусственный (артифициальный) химеризм обусловлен донорскими гемопоэтическими стволовыми клетками при аллогенных трансплантациях компонентов крови или костного мозга. После трансплантации у реципиента будут присутствовать тандемные повторы ДНК — как собственные, так и донорские. Если донор обладает тем же генетическим паттерном, что и получатель, но имеет другой пол, образцы из получателя могут быть неверно идентифицированы при идентификации пола. Образцы, такие как кровь, фрагменты буккального эпителия, ногти, могут быть инфильтрированы клетками донора; исключение составляют клетки волосяных луковиц [4].

Трансплацентарный химеризм

В определенный период беременности происходит фетоплацентарное движение клеток. Bianchi и соавторы впервые выявили феномен циркуляции фетальных клеток в организме матери через десятилетия после беременности. Они были обнаружены в щитовидной железе, сердце, периферической крови, лимфоузлах [5]. Вариабельные тандемные повторы плода можно найти в материнской плазме уже на 42-й день беременности, а количество эмбриональной ДНК увеличивается с гестационным возрастом. При этом количество генетического материала все же будет намного меньше (не более 1 % всех клеток организма), чем в случаях аллогенных трансплантаций, поэтому данный процесс характеризуется как микрохимеризм [6]. Далее выяснено, что процесс может осуществляться в обе стороны — как от плода к матери (фетальный микрохимеризм), так и от матери к плоду (материнский микрохимеризм).

Мигрировать могут самые различные типы фетальных клеток, такие как трофобласты, эритробласты с ядром, тромбоциты, В- и Т-лимфоциты, моноциты, естественные киллеры и некоторые типы клеток-предшественников/стволовых клеток. Но длительно циркулировать могут лишь недифференцированные клетки, такие микрохимерные клетки, обладающие признаками стволовости, и их называют ассоциированными с беременностью клетками-предшественниками. То есть в дальнейшем эти клетки могут дифференцироваться в остеогенном, хондрогенном, миогенном и адипогенном направлениях, что рассматривают как эволюционное приспособление для обеспечения репарации в материнском организме. Их патогенное действие может быть связано с инициацией или обострением аутоиммунных реакций [7].

Также возможен «близнецовый» химеризм, когда из-за анастомозирования кровеносных сосудов плацент гетерозиготные эмбрионы обмениваются клетками.

Тетрагаметический химеризм

Тетрагаметический химеризм возникает в результате оплодотворения двух яйцеклеток двумя сперматозоидами с последующим слиянием двух различных зигот на самых ранних стадиях развития. Тетрагаметическая химера может иметь два генетических профиля в крови и разные ДНК-маркеры в разных частях тела, при этом фенотипические признаки наличия разных типов клеток могут как проявляться, так и отсутствовать. В исследовании Neng Yu с коллегами описан случай, когда при поиске доноров почки для 52-летней женщины выяснилось, что она не могла быть биологической матерью двух из трех ее сыновей, у которых был гаплотип HLA ее мужа и уникальная коллекция детерминант HLA вместо одного из ожидаемых материнских гаплотипов. Далее выяснилось, что клетки крови женщины были представлены только одной клеточной линией с характерными маркерами, а в других органах и тканях встречаются клетки как с HLA-гаплотипами 1 и 3, так и с гаплотипами 2 и 4, которые представляют собой потомков двух различных слившихся зигот, обе из которых имели кариотип XX (то есть у этой женщины была сестра-близнец) [8]. Возможен и вариант гермафродитной тетрагаметической химеры, которая образуется в результате слияния эмбрионов различного пола.

Фенотипические различия могут быть как незначительными (например, отличия по форме больших пальцев, разная скорость роста волос на разных участках тела), так и более заметными: различный цвет глаз (гетерохромия), разные цвет и структура волос, неравномерная пигментация кожи, в случае гермафродитных организмов — наличие двойственных половых органов [7].

Помимо трудностей при проведении ДНК анализа в криминалистической практике, химеризм имеет множество неизученных аспектов влияния на здоровье таких организмов и перспективы использования в медицине, что также согласуется с этическими и правовыми вопросами экспериментов в этой области.

Источник