Елена Бабичева
Дело случая: что такое химеризм и как он возникает
Трансплантация костного мозга проводится, чтобы заменить больные клетки реципиента донорскими. После операции «свои» и «чужие» клетки могут существовать вместе — такое состояние называют химеризмом. Но на самом деле это явление гораздо обширнее и способно возникать в самых разных тканях и органах человека.
В греческой мифологии химерой называется чудовище с головой и туловищем козла и хвостом змеи. Медицинский термин, разумеется, не предполагает появление хвоста, по крайней мере у человека. А с мифическим персонажем его роднит лишь тот факт, что при химеризме, будь то человек или животное, обнаруживаются клетки ДНК, принадлежащие другому организму.
Самый понятный и наглядный случай химеризма — это, пожалуй, гермафродитизм, когда человек рождается одновременно с тканями и яичника, и яичка. Человек с химеризмом может иметь разного цвета глаза или два цвета волос. Или даже разный оттенок кожи. Как, например, в случае с американской моделью Тейлор Мюль, у которой туловище имеет два цвета. Левая сторона светлая, правая — смуглая.
Все это видимые проявления явления. Чаще же всего человек даже не догадывается о своем химеризме. Это состояние выявляется совершенно случайно, как правило, при необходимости исследовать ДНК. Вот тут-то его и поджидают сюрпризы, причем не всегда приятные.
Нарушая законы генетики
Именно так был обнаружен случай химеризма, который считается первым официально зарегистрированным. Зафиксирован он был в 1953 году в Великобритании при взятии донорской крови. Врачи определили, что клетки крови Эрин Мартин, которая была донором, относятся к разным группам. Это заключение обескураживало: как такое возможно? Медики стали исследовать вопрос. Ответ оказался не менее впечатляющим: это был так называемый близнецовый химеризм.
Его причина — неправильное развитие многоплодной беременности. Иногда в силу неведомых обстоятельств случается, что один из эмбрионов погибает на ранней стадии, когда двойню или тройню еще не определили диагностически. Так что женщина даже не предполагает, что могла стать мамой не одного ребенка.
Что тогда происходит с погибшим эмбрионом? Его развитие замирает, а клетки и ткани поглощает близнец, который в результате приобретает черты химеры. Поскольку помимо своего набора ДНК у него будет дубль — из клеток неразвившегося эмбриона.
Данный феномен получил название «синдром исчезающего близнеца». Происходит он, вероятнее всего, из-за нарушений в ДНК эмбриона, которые препятствуют его полному развитию. Эти патологии невозможно ни предвидеть, ни контролировать — зачастую они формируются во время зачатия.
Точной статистики, сколько таким образом рождается химер, не существует. Но данные о количестве новорожденных и исчезающих близнецов позволяют предположить, что каждая 80-я беременность может привести к рождению ребенка-химеры.
Какие именно ткани станут химерными, зависит от многих факторов: как клетки перемещаются, какие из них проходят через плаценту и где они оседают. Чаще всего происходит химеризм крови.
Химеризм нарушает все правила генетики. В обычных обстоятельствах ребенок наследует от каждого родителя его ДНК, и в большинстве случаев эти клетки присутствуют во всем организме. Но при химеризме ДНК в сперматозоидах или яйцеклетках могут отличаться от присутствующих в остальной части тела.
Таким образом, гены, которые человек-химера передает своим детям, могут быть перепутаны. Вот почему дети способны родиться с характеристиками, не имеющими сходства с родительскими. И как раз в этом случае тест на материнство или отцовство будет ложноотрицательным, просто потому что на анализ ДНК был взят образец ткани, имеющий клетки чужого организма.
Драмы с неожиданной развязкой
Один из громких случаев, связанных с выявлением химеризма, произошел в конце 1990-х с американкой Карен Киган, которой потребовалась трансплантация почки. У нее было двое сыновей, которые готовы были стать донорами, но генетический анализ, необходимый при подборе донора, показал, что они не являются ее детьми.
При этом отцовство ее мужа было подтверждено. Впрочем, сам мужчина нисколько не сомневался, кто мать его сыновей, поскольку присутствовал при родах. Ситуация выглядела запутанной — прояснить ее помог случай.
В ходе исследований подняли медицинскую карту женщины и обнаружили, что недавно ей выполняли операцию по удалению части щитовидной железы. Образец этих тканей, который по счастливой случайности сохранился в больнице, отдали на генетический анализ. И вот этот кусочек щитовидки оказался генетически родственным ее сыновьям. А сама женщина так узнала про свой химеризм.
Другая похожая история произошла в 2002 году с Лидией Фэйрчайлд и была куда драматичнее.
В процессе развода и оформления опеки над детьми женщине необходимо было сделать анализ ДНК — свой и детей, чтобы подтвердить материнство. Каково же было ее удивление, когда она получила отрицательные результаты.
Женщину обвинили во лжи. Объяснениям, что так иногда бывает, никто не захотел верить.
В то время она была беременна третьим ребенком. Дабы убедить чиновников, что ни она, ни врачи не обманывают систему, присутствовать на родах пригласили представителей органов опеки. И те своими глазами могли убедиться, что ребенок рожден Лидией Фэйрчайлд, но генетический анализ опять это отрицал. Вот тогда-то и вспомнился случай с Карен Киган.
Проведенные дополнительные исследования выявили у женщины два комплекта ДНК: один она унаследовала от своей матери, а другой — от близнеца, слияние с которым произошло еще на этапе эмбрионального развития. В итоге в ее репродуктивной системе присутствовали его гены.
Химера химере рознь
Как же чужая ДНК попадает в организм? Сегодня исследователи уже могут уверенно назвать несколько факторов, которые влияют на развитие этой патологии. А химеризм — это генетическая патология, которая развивается вследствие какой-то поломки неизвестной причины.
И синдром исчезающего близнеца, когда один из эмбрионов погибает, а его ткани и клетки поглощает близнец, — лишь одна из них, возникающая во время беременности. Поломки происходят и на этом этапе. Иногда случается, что клетки плода преодолевают плацентарный барьер и попадают в материнскую систему кровообращения. В результате смешения клеток крови матери и плода кто-то из них приобретает второй комплект ДНК.
Химеризм может возникать на стадии оплодотворения, когда в одном организме развиваются две клеточные популяции. Происходит это, если два разных сперматозоида оплодотворили две разные яйцеклетки. Но потом что-то пошло не так, и получается, что четыре гаметы (именно так называются сперматозоиды и яйцеклетки) в результате слияния создали один организм.
Помимо генетических причин развития химеризма существует и искусственный — это трансплантация органов и тканей, в том числе костного мозга.
Однако если в генетических случаях химеризм становится неожиданностью, то в результате трансплантации это вполне ожидаемый процесс. У пересаженного органа или ткани ДНК не изменяется, а сохраняется собственная, с которой клетки реципиента вынуждены соседствовать. Таким образом, у него в организме, уже совершенно легально, оказываются два комплекта разных ДНК: большая часть приходится на исходную, а меньшая часть состоит из донорских.
Совсем по-другому обстоит дело с трансплантацией костного мозга, при которой необходимо замещение всех собственных клеток крови на донорские. В этом случае говорят о полном донорском химеризме. В результате этой операции у реципиента группа крови меняется на ту, которая есть у донора.
Взять под контроль
Можно ли выявить химеризм? Да, если имеются такие предположения, то делается анализ методом ПЦР, который позволяет определить наличие разных генетических материалов. Для этого проводят анализ ДНК в образцах различных тканей: буккального эпителия, мочи, кожи, крови. В обычной ситуации результат везде будет одинаковый, если же он не совпадает, речь может идти о человеке-химере.
Особенно важное значение исследование на выявление химеризма имеет после трансплантации кроветворных клеток от неродственного донора.
Пока полного замещения не произошло, необходим тщательный мониторинг химеризма, чтобы следить за процессом приживления «чужих» клеток и вовремя обнаружить признаки отторжения. Поэтому молекулярный надзор за гемопоэтическим химеризмом у пациентов является очень важным.
Особенно в ситуации, когда используется режим кондиционирования пониженной интенсивности (процедуры, предшествующей пересадке, когда уничтожается собственный костный мозг реципиента), что приводит к удлинению периода смешанного гемопоэтического химеризма.
Все это требует постоянного контроля. Регулярное тестирование позволяет оценить и успешность приживления трансплантата, и риск возможного его отторжения, и то, что, видимо, болезнь возвращается.
