Молекулярное вскрытие
Молекулярное вскрытие или посмертное молекулярное тестирование — это набор молекулярных методов, используемых в судебной медицине для попытки определить причину смерти в необъяснимых случаях, в частности, в случае внезапной необъяснимой смерти (например, внезапной сердечной смерти ). Около 30% внезапных сердечных смертей у молодых людей не объясняются после полного обычного вскрытия и классифицируются как внезапные необъяснимые смерти. Использование панели генетических маркеров синдрома удлиненного интервала QT, катехоламинергической полиморфной желудочковой тахикардии и миопатий сердечных каналов позволило выяснить около 40–45% случаев. [ 1 ]
Этика
[ редактировать ]В наши дни использование молекулярной аутопсии сопряжено с этическими проблемами. Эти вопросы возникают потому, что не существует установленных законов, которым должен следовать судмедэксперт. Например, эксперту не требуется получать разрешение от родственника для проведения молекулярного вскрытия. Это создало множество проблем для семей, поскольку они не всегда хотят знать причины смерти близкого человека. Знание этой информации может вызвать у членов семьи тревогу и беспокойство по поводу возможной мутации их собственного гена, которая может привести к их смерти, хотя у них не будет возможности остановить ее. Это также создает проблему, поскольку при большинстве, если не во всех, исследованиях образцы тестов хранятся в лаборатории. Это означает, что тесты близкого человека сохраняются навсегда, чтобы их можно было использовать в другом эксперименте. Семья обычно не имеет права голоса относительно того, произойдет это или нет.
Проблема, которая возникает перед судмедэкспертами, заключается в том, что если обследование проводится и жизнь членов семьи может оказаться под угрозой, они не имеют права сообщать об этом семье, если они не желают знать. Некоторые эксперты считают, что это противоречит их долгу профессионального врача. Например, было подсчитано, что 30% внезапных сердечных смертей среди молодых людей могут быть связаны с наследственностью. Поэтому врачи считают, что не сообщать кому-либо о том, что они могут подвергаться риску, противоречит их профессии. [ 2 ]
Методы
[ редактировать ]Когда традиционное медицинское вскрытие не может определить внезапную причину смерти, молекулярное вскрытие может помочь получить альтернативную информацию за счет использования секвенирования дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Он смотрит на вещи на клеточном уровне, а не только на то, что может видеть человеческий глаз.
Первым шагом в проведении молекулярного вскрытия является получение образца крови или ткани человека после смерти. Затем ДНК извлекается из образца крови для проведения процесса генетического секвенирования. Затем последовательность ДНК тщательно анализируется для обнаружения любых генных мутаций, которые могут стать причиной внезапной смерти. Первоначально молекулярное вскрытие было сосредоточено на прямом секвенировании ДНК четырех генов. Однако недавние достижения в технологиях секвенирования позволили одновременно проверять большое количество генов из небольшого образца ДНК с помощью полноэкзомного секвенирования (WES), при котором секвенируются кодирующие области всех 22 000 генов. Это потенциально позволяет обнаруживать генетические варианты генов, связанных со всеми основными заболеваниями. [ 3 ]
Тематические исследования
[ редактировать ]Исследование внезапной смерти заставило мать однажды задаться вопросом, есть ли у ее тринадцатилетнего сына то, что ранее убило ее семнадцатилетнего сына. Этот сын был найден лежащим в постели мертвым, а вскрытие не дало результатов. Многие обвиняли в этом употребление наркотиков и злоупотребление ими, но на самом деле это не было причиной.
Почти половина внезапных смертей ранее здоровых детей не имеют результатов аутопсии. Этих детей называют синдромом внезапной необъяснимой смерти (СВДС). В исследовании населения округа Олмстед шесть из двенадцати случаев умерли от неизвестных причин СВДС. Многие судебно-медицинские патологоанатомы считают фатальную аритмию сердца причиной СВДС из-за таких смертельных нарушений, как синдром удлиненного интервала QT (LQTS). Это удлиненный интервал QT в естественном ритме сердца. Это не может оставить никаких следов для вскрытия. Клиническими признаками LQTS являются обмороки , судороги или внезапная смерть.
В Англии ежегодно регистрируется около 200 случаев СВДС, и почти треть из них приходится на LQTS. Однако это невозможно доказать без электрокардиограммы перед смертью.
Изучив молекулярный уровень проблем, вызывающих СВДС и/или LQTS, они смогут обнаружить ионные каналы, которые повреждены в сердце. У пациентов с LQTS выявлено шесть генетических маркеров LQTS, пять генов LQTS и около 200 мутаций. Нацеливаясь на эти молекулы, становится возможным молекулярное вскрытие. Именно поэтому молекулярное вскрытие актуально во всех трех следующих случаях.
Случай 1
[ редактировать ]В этом случае у матери, задававшей вопросы о том, что у ее живого сына может быть та же проблема, что и у ее теперь уже мертвого сына, в семье были клинические признаки LQTS, указанные выше. В частности, у бабушки несколько раз были синкопальные эпизоды. Хотя множественные электрокардиограммы не выявили существенных результатов, которые могли бы привести к диагнозу LQTS.
Было проведено множество исследований, одно из которых, в частности, касалось изменений реполяризации, вызванных адреналином. Это показало, что результаты наличия пяти нуклеотидов (гуанина [g], цитозина [c], гуанина, цитозина и тимидина [t]) в положениях 735–739 отсутствуют. Это генетические компоненты ДНК. Это привело к тому, что сердечный калиевый канал вызвал сдвиг аминокислот. В этом сдвиге вводится и необходим стоп-кодон аминокислоты. Это может серьезно повлиять на деполяризацию и реполяризацию сердца, что имеет решающее значение для нормального ритма мышц. [ 4 ]
Случай 2
[ редактировать ]Другое исследование было проведено для молекулярного аутопсии кодируемого RyR2 сердечного рианодинового рецептора при СВДС. В этом исследовании было 49 случаев, 30 из которых были мужчинами. У тринадцати из 49 обследованных в семейном анамнезе были обмороки. В семи из этих случаев СВДС было выявлено шесть различных миссенс-мутаций RyR2. Во время этих смертей деятельность была следующей: три случая напряжения, один случай эмоций и три неизвестных случая. Это исследование было первым исследованием RyR2 при молекулярной аутопсии. Он нацелен на 18 из 105 экзонов, кодирующих белок сердечного рецептора рианодина/канала высвобождения кальция. Это показало, что каждый седьмой человек имеет положительную реакцию на мутации RyR2 при СВДС. Это исследование показало, что тестирование этой мутации должно быть частью аутопсии. Это исследование также доказало, что эта мутация, возможно, передается по наследству. [ 5 ]
Случай 3
[ редактировать ]Другое исследование - фармакогеномика как молекулярное вскрытие для судебной токсикологии. В этом исследовании рассматривается генотипирование цитохрома P450 3A4*1B и 3A5*3. Фармакогенетика – это изучение генетического вклада в действие лекарств. Это может помочь в подтверждении токсичности фентанила. Фентанил используется для анестезии в хирургии или для контроля боли у животных и людей. Этот препарат может иметь переменный метаболизм из-за различных аллелей цитохрома P450. В этом исследовании было рассмотрено 25 различных случаев смерти, связанных с фентанилом (22 человека европеоидной расы, 1 афроамериканец и 2 коренных американца). из офиса судмедэкспертизы округа Милуоки и направления. Кровь брали и анализировали после смерти с помощью радиоиммуноанализа и жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии. Это исследование показало, что средняя концентрация фентанила в случаях дикого типа CYP3A4*1B и гомозиготного варианта 3A5*3 была выше, чем в случаях варианта CYP3A4*1B (значимой разницы не было). Данные, полученные в результате этого исследования, дали научные доказательства того, что CYP3A5 участвует в метаболизме фентанила, тогда как гомозиготный CYP3A5*3 вызывает нарушение метаболизма фентанила. Генотипирование вариантов CYP3A4*1B и 3A5*3 может помочь подтвердить токсичность фентанила. Для дальнейшего изучения этой темы понадобятся еще кейсы. Это исследование было в основном направлено на предоставление информации для мониторинга этого препарата и лечения боли. [ 6 ]
Связь с молекулярным аутопсией
[ редактировать ]Молекулярное вскрытие стало важным компонентом в процессе расследования внезапной сердечной смерти (ВСС) . Причины внезапной сердечной смерти широко варьируются, но наибольший вклад в развитие внезапной сердечной смерти вносит генетическая предрасположенность , особенно у лиц в возрасте до 40 лет. Наследственные заболевания включают, помимо прочего, первичные аритмогенные нарушения и наследственные кардиомиопатии. Молекулярное вскрытие не только помогает найти объяснение СНС, но и оценивает потенциальные риски, которые родственники могут иметь в отношении сердечно-сосудистых заболеваний. Ежегодно от СКА умирают более 3 миллионов человек, что делает молекулярное вскрытие при СКА очень востребованным. Использование молекулярной аутопсии при ВСС у молодых, здоровых и, казалось бы, здоровых людей становится все более интересной темой для исследований. До 30% вскрытий, проведенных посмертно молодым людям, умершим от ВСС, не выявили причину смерти, что называется синдромом внезапной аритмической смерти (SADS). Это связано с тем, что многие первичные аритмогенные нарушения не вызывают структурных повреждений сердца, что затрудняет патологоанатомам заключение о причине смерти.
Генетическое тестирование случаев SADS началось более десяти лет назад. Образец крови трупа берется и анализируется. Молекулярное вскрытие фокусируется на четырех основных генах: KCNQ1, KCNH2, SCN5A и RYR2. Более 95% мутаций, обнаруженных при молекулярном вскрытии, являются хромосомно-доминантными признаками, что указывает на то, что половина детей испытуемого также являются носителями мутировавшего гена. [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тестер, Дэвид Дж; Майкл Дж. Акерман (2006). «Роль молекулярного вскрытия в необъяснимой внезапной сердечной смерти». Современное мнение в кардиологии . 21 (3): 166–172. дои : 10.1097/01.hco.0000221576.33501.83 . ISSN 0268-4705 . ПМИД 16601452 . S2CID 2855334 .
- ^ Макгуайр, Эми Л., Кьянта Мур, Мэри Маджамдер, Магдалена Валькевич, Кристин М. Энг, Джон В. Бельмонт, Сальма Нассеф, Сандра Дарилек, Кэти Резерфорд, Стейси Перейра, Стивен Э. Шерер, В. Рид Саттон, Дуэйн Вольф , Ричард А. Гиббс, Роджер Кан, Луис А. Санчес и Консорциум молекулярного вскрытия Хьюстона (MATCH). «Этика проведения молекулярных вскрытий в случаях внезапной смерти молодых». Этика проведения молекулярных аутопсий в случаях внезапной смерти молодых людей (2016): n. стр. Геномные исследования . Лабораторное издательство Колд-Спринг-Харбор, сентябрь 2016 г. Интернет. 21 апреля 2017 г.
- ^ Ларучи, Наджим, Элайджа Р. Бер и Конни Р. Беззина. «Секвенирование следующего поколения в посмертном генетическом тестировании молодых людей с внезапной сердечной смертью». Границы сердечно-сосудистой медицины 3 (2016): 13. PMC. Веб. 2 апреля 2017 г.
- ^ Акерман, Майкл Дж., доктор медицинских наук, доктор философии, Дэвид Дж. Тестер, бакалавр наук, и Дэвид Дж. Дрисколл, доктор медицинских наук. «Молекулярное вскрытие внезапной необъяснимой смерти молодого человека: Американский журнал судебной медицины и патологии». ДВВ. Американский журнал судебной медицины и патологии, июнь 2001 г. Интернет. 20 марта 2017 г.
- ^ Тестер, Дэвид Дж., бакалавр наук, Дэниел Б. Спун, бакалавр наук, Гектор Х. Вальдивия, доктор медицинских наук, доктор философии, Джонатан К. Макелски, доктор медицинских наук, и Майкл Дж. Акерман, доктор медицинских наук, доктор философии. «Целевой мутационный анализ кодируемого RyR2 сердечного рианодинового рецептора при внезапной необъяснимой смерти: молекулярное вскрытие 49 случаев судебно-медицинской экспертизы/коронера». Материалы Мэйской клиники. Нп, 2004. Интернет.
- ^ Джин, Минг, Сьюзен Б. Гок, Пол Дж. Джаннетто, Джеффри М. Дженцен и Стивен Х. Вонг. «Фармакогеномика как молекулярное вскрытие для судебной токсикологии: генотипирование цитохрома P450 3A4*1B и 3A5*3 для 25 случаев фентанила». Журнал аналитической токсикологии. Нп, 2005. Интернет.
- ^ Семсарян, Кристофер и Роберт М. Гамильтон. (2012) «Ключевая роль молекулярного вскрытия во внезапной неожиданной смерти». Ритм сердца 9,1: 145-50. doi: 10.1016/j.hrthm.2011.07.034. Семсарян К., Инглес Дж. и Уайльд А.А. (2015) Внезапная сердечная смерть у молодых: молекулярное вскрытие и практический подход к выживанию родственников. Европейский кардиологический журнал, 36 (21), 1290–1296. Дои: 10.1093/eurheartj/ehv063