Kromosomipoikkeavuudet

Ihmisen perimäaines on pakattu kromosomeihin, joita jokaisessa solussa on 46 kappaletta tai 23 kromosomiparia. Jokaisen kromosomiparin toinen vastinkromosomi on peräisin isältä ja toinen äidiltä. Ihmisen 23 kromosomiparista 22 on samanlaisia molemmilla sukupuolilla ja yksi on sukukromosomipari. Jos molemmat sukukromosomit ovat X-kromosomeja, lapsi on ilmiasultaan tyttö ja jos toinen on Y-kromosomi, lopputuloksena on poika. Normaali tytön kromosomisto on siis 46,XX ja pojan 46,XY.

Kromosomistoon voi kuitenkin tulla poikkeavuus, jolloin yksilöllä on normaalista poikkeava määrä kromosomimateriaalia. Tällainen muutos on useimmiten syntynyt sattumalta uutena muutoksena yksittäisessä sukusolussa, mutta joskus se voi myös olla vanhemmalta peritty.

Tavallisimmin poikkeavuudessa on kyse yhden kromosomin ylimäärästä eli trisomiasta. Ylivoimaisesti tavallisin trisomia on Downin oireyhtymä, jossa solut sisältävät yhden ylimääräisen kromosomin 21.Myös sukukromosomien määrässä voi ilmetä häiriöitä. Tavallisimpia ovat yhden X-kromosomin puutos (45,X eli Turnerin oireyhtymä) tai ylimäärä (47,XXY eli Klinefelterin oireyhtymä). Kokonaisten kromosomien puutteen tai ylimäärän ohella voidaan todeta myös kromosomin osan häviämiä tai kahdentumia eli mikrodeleetioita tai -duplikaatioita. Tällaisen kromosomimuutoksen oirekuva voi olla hyvin vaihteleva riippuen muutoksen koosta ja geenisisällöstä.

Vaikeimmat kromosomipoikkeavuudet ilmenevät jo raskausaikana esimerkiksi sikiön rakennepoikkeavuuksina tai kasvuhäiriönä, ja ne voivat johtaa menehtymiseen jo sikiöaikana tai pian syntymän jälkeen. Syntymän jälkeen kromosomipoikkeavuudet voivat ilmetä esimerkiksi kehitysvammaisuutena tai kehityksen viiveenä, oppimisvaikeuksina tai poikkeavana kasvutapana. Osa kromosomipoikkeavuuksista voi esiintyä niin sanotusti tasapainoisessa muodossa, jolloin ne eivät aiheuta kantajalleen välttämättä lainkaan oireita, mutta ne voivat lisätä esimerkiksi lapsettomuuden, toistuvien keskenmenojen tai omien lasten vaikeampien kromosomipoikkeavuuksien riskiä.

Tavallisesti kromosomitutkimus tehdään verinäytteestä. Perinteisessä kromosomitutkimuksessa maljalla viljeltyjen solujen kromosomeja tarkastellaan mikroskoopilla, jolloin voidaan tutkia niiden lukumäärää ja karkeasti myös rakennetta. Nykyisin käytetyin menetelmä on kuitenkin DNA-pohjainen molekyylikaryotyypitys, jolla havaitaan hyvin pieniäkin kromosomimateriaalin yli- tai alimääriä. Mikäli raskauden aikana herää epäilys sikiön kromosomipoikkeavuudesta, voidaan kromosomitutkimuksia tehdä istukka- tai lapsivesinäytteestä. Nykyisin joitakin tavallisimpia kromosomipoikkeavuuksia voidaan seuloa myös raskaana olevan naisen verinäytteestä (ns. NIPT-tutkimus, ks. Sikiötutkimukset).

Monogeeniset sairaudet

Monet väestössä yleiset sairaudet, kuten sydän- ja verisuonisairaudet, periytyvät monitekijäisesti, eli niiden syntyyn vaikuttavat sekä useat perinnölliset alttiustekijät että ympäristötekijät yhdessä. Tällöin voidaan todeta sairauden kasautumista yksittäisiin perheisiin, mutta yksittäistä altistavaa tekijää ei ole mahdollista tunnistaa.

Mikäli sairauden taustalta on tunnistettavissa yksittäisen geenin muutos, jonka kantajuuteen liittyy merkittävän korkea sairastumisriski, puhutaan monogeenisesta sairaudesta. Tällainen geenimuutos voi olla vanhemmalta peritty tai yksilön kohdalla uusi ja sattumalta yksittäisessä sukusolussa syntynyt. Uusia geenimuutoksia voi syntyä myös yksittäisissä soluissa eri puolilla kehoa missä elämän vaiheessa hyvänsä. Yleensä nämä muutokset eivät aiheuta suurta haittaa ihmiselle, koska ne esiintyvät vain rajallisessa solujoukossa. Joskus tällaiset muutokset voivat johtaa syöpään. Tällöin kasvainkudoksessa todetaan geenimuutoksia, jotka eivät ole periytyviä.

Monogeenisiä eli yksittäisen geenin muutoksista johtuvia periytyviä sairauksia tunnetaan nykyään tuhansia, ja uusia löydetään jatkuvasti. Suurin osa niistä on kuitenkin hyvin harvinaisia. Monogeenisten sairauksien kirjo on erittäin laaja, ja yksittäinen geenimuutos voi aiheuttaa oireita vain yhdessä elimessä tai kudoksessa (esim. perinnöllinen kuulovamma) tai laaja-alaisesti monissa elinryhmissä (esim. Marfanin oireyhtymä). Merkittävä osa monogeenisistä sairauksista ilmenee jo vastasyntyneenä tai lapsuudessa, mutta tunnetaan myös paljon vasta aikuisiällä ilmeneviä sairauksia.

Vallitsevalla periytymisellä tarkoitetaan tilannetta, jossa jo toiselta vanhemmalta peritty geenimuutos riittää aiheuttamaan sairauden. Tällöin vanhemmalla itsellään on yleensä sama sairaus, joskin taudin vaikeusaste voi vaihdella samankin perheen sisällä. Vallitsevasti periytyvät taudit periytyvät jälkeläiselle 50 % todennäköisyydellä sukupuolesta riippumatta.

Monet vaikeat lapsuusiän sairaudet puolestaan periytyvät peittyvästi. Peittyvällä periytymisellä tarkoitetaan tilannetta, jossa geenimuutos aiheuttaa sairauden vain, mikäli lapsi perii sen molemmilta vanhemmiltaan. Tällöin vanhemmat ovat yleensä itse oireettomia kantajia, koska heillä on itsellään geenimuutos vain toiselta vanhemmalta perittynä, ja lapsi on usein sukunsa ensimmäinen sairastunut henkilö. Mikäli perheessä yhdellä lapsella on todettu peittyvästi periytyvä sairaus, on perheen seuraavilla lapsilla 25 % todennäköisyys sairastua samaan sairauteen.

Kolmas tavallinen periytymistapa on X-kromosomaalinen eli sukupuoleen sitoutunut periytyminen. X-kromosomaaliset sairaudet esiintyvät usein vain poikalapsilla. Geenimuutosta kantavat tytöt ja naiset puolestaan ovat yleensä terveitä tai korkeintaan lieväoireisia, koska heillä toinen X-kromosomi sisältää toimivan geenikopion. Jotkut X-kromosomaaliset sairaudet voivat kuitenkin aiheuttaa merkittäviä oireita myös naisille. Myös muita, harvinaisempia periytymismuotoja tunnetaan.

Sairauksien periytyvyydestä on luettavissa myös oma artikkeli: Sairauksien periytyvyys.

Suomalaisessa väestössä eräät perinnölliset sairaudet ovat keskimäärin yleisempiä kuin muualla maailmassa ja puhutaankin "suomalaisesta tautiperimästä". Suomalaisen tautiperimän sairauksia tunnetaan noin 40, jotka kaikki ovat meilläkin harvinaisia. Toisaalta joitakin muualla maailmassa melko yleisiä perinnöllisiä sairauksia esiintyy kantasuomalaisessa väestössä poikkeuksellisen vähän.

Geneettiset tutkimukset ja perinnöllisyysneuvonta

Mikäli perheessä on todettu perinnöllinen sairaus tai sellaista epäillään, voidaan potilas tai koko perhe ohjata lisätutkimuksia ja neuvontaa varten perinnöllisyyspoliklinikkaan, joita on Suomen jokaisessa yliopistosairaalassa. Mikäli tautia aiheuttava perimän muutos on jo tiedossa, voidaan suvun terveille jäsenille tarjota neuvontaa ja omia perinnöllisyystutkimuksia, mikäli ne katsotaan tarpeellisiksi. Toisaalta perinnöllisyyspoliklinikassa voidaan antaa perheen perustamiseen liittyvää neuvontaa sekä arvioida sairauden toistumisriskiä perheessä ja tarvetta raskaudenaikaisille tutkimuksille.

Geneettisten tutkimusmenetelmien kehityksen myötä mahdollisuudet perinnöllisten sairauksien diagnostiikkaan ovat viime vuosina huomattavasti parantuneet. Koska uusia perinnöllisiä sairauksia ja niihin liittyviä perimän muutoksia myös tunnistetaan jatkuvasti, on tutkimusten painopiste siirtynyt yksittäisten geenien tutkimuksista laajoihin geenipaneelitutkimuksiin tai eksomin ja jopa koko genomin sekvensointiin.

Eksomisekvensoinnilla voidaan tutkia samanaikaisesti perimän kaikki proteiinia koodittavat alueet eli noin 1 % koko perimästä, kokogenomisekvensoinnilla puolestaan koko perimä. Laajemmilla tutkimuksilla on usein mahdollista päästä diagnoosiin silloinkin, kun oirekuva on epämääräinen tai epätyypillinen. Toisaalta laajoilla tutkimuksilla havaitaan myös paljon sellaisia muutoksia, jotka ovat merkitykseltään epäselviä tai joista ei ole vielä lainkaan tutkimustietoa. Tällaiset muutokset voivat aiheuttaa tarpeetonta huolta ja turhia lisätutkimuksia. Tämän vuoksi geneettisten tutkimusten suunnittelun ja tulkinnan pitäisi aina tapahtua asiaan perehtyneen ammattilaisen toimesta. On myös tärkeää, että tutkittava saa jo etukäteen riittävästi tietoa siitä, miksi tutkimuksia tehdään ja millaisia tuloksia niistä saatetaan saada. Tällöin hän voi paremmin tehdä päätöksen tutkimuksen tarpeellisuudesta omalla kohdallaan. Tulosten valmistuttua niiden merkitys pitäisi myös selittää tutkittavalle selkeästi ja ymmärrettävästi ja järjestää tarvittaessa perinnöllisyysneuvontaa myös sukulaisille.

Aina perinnöllisen sairauden syy ei selviä, koska kyse voi olla jostain sellaisesta muutoksesta, jonka tutkimiseen ei ole käytössä hyvää menetelmää tai joka on vielä kokonaan tuntematon. Koska tutkimusmenetelmien kehitys on nopeaa, kannattaa asiaan useinkin palata esimerkiksi muutaman vuoden kuluttua uudelleen, mikäli epäily perinnöllisestä sairaudesta on vahva.