Молекулярное вскрытие - Википедия - Molecular autopsy

Структура ДНК

Молекулярное вскрытие или же посмертное молекулярное тестирование представляет собой набор молекулярных методов, используемых в судебной медицине для попытки определить причину смерти в необъяснимых случаях, в частности внезапная необъяснимая смерть (Например внезапная сердечная смерть ). Около 30% внезапных сердечных смертей у молодых людей не имеют объяснения после полного традиционного вскрытия и классифицируются как внезапные необъяснимые смерти. Использование панели генетических маркеров синдрома удлиненного интервала QT, катехоламинергическая полиморфная желудочковая тахикардия и миопатии сердечного канала выявили примерно от 40 до 45% случаев.[1]

Этика

В наши дни использование молекулярной аутопсии имеет свою долю этичный вопросы. Проблемы возникают из-за отсутствия установленных законов, которым должен следовать медицинский эксперт. Например, экзаменатору не требуется получать разрешение от родственника на проведение молекулярного вскрытия. Это создало множество проблем для семей, потому что они не всегда хотят знать, почему умер любимый человек. Знание этой информации может вызвать беспокойство и беспокойство у членов семьи по поводу возможной мутации их собственного гена, которая может вызвать их смерть, в то время как у них не будет возможности остановить это. Это также создает проблему, потому что в большинстве, если не во всех исследованиях, образцы теста остаются в лаборатории. Это означает, что тесты любимого человека сохраняются навсегда, чтобы их можно было использовать в другом эксперименте. Семья обычно не может сказать, произойдет это или нет.

Проблема, которая возникает перед судебно-медицинскими экспертами, заключается в том, что, если обследование проводится и жизнь членов семьи может оказаться под угрозой, у них нет разрешения сообщить семье, если они не хотят знать. Некоторые эксперты считают, что это противоречит их обязанностям профессионального врача. Например, было подсчитано, что 30% внезапных сердечных смертей среди молодых людей могут быть связаны с наследственностью. Поэтому врачи считают, что это против их профессии - не сообщать кому-либо о том, что он может подвергнуться риску.[2]

Методы

Когда традиционная медицина вскрытие не может определить внезапную причину смерти, молекулярное вскрытие может помочь получить альтернативное понимание с помощью секвенирования дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Он смотрит на вещи на клеточном уровне, а не только на то, что видит человеческий глаз.

Первым шагом в проведении молекулярного вскрытия является получение образца крови или ткани человека после наступления смерти. Затем из образца крови извлекается ДНК, чтобы пройти процесс генетического секвенирования. Затем Последовательность ДНК тщательно анализируется, чтобы обнаружить любые генные мутации, которые могут стать причиной внезапной смерти. Первоначально молекулярная аутопсия была сосредоточена на прямом секвенировании ДНК четырех генов. Однако последние достижения в технологиях секвенирования сделали возможным одновременный скрининг большого количества генов из небольшого образца ДНК через секвенирование всего экзома (WES), в котором секвенированы кодирующие области всех 22000 генов. Это потенциально позволяет обнаруживать генетические варианты генов, связанных со всеми основными заболеваниями.[3]

Примеры из практики

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 мертвым в постели на вскрытии, которое было неубедительный. Многие винят в этом употребление наркотиков и злоупотребление ими, но на самом деле причина не в этом.

PQRST комплекс сердцебиения

Почти половина случаев внезапной смерти ранее здоровых детей не обнаруживается при вскрытии. Эти дети имеют синдром внезапной необъяснимой смерти (СУДС). В исследовании населения округа Олмстед шесть из двенадцати заболевших умерли от неизвестных причин SUDS. Многие судебные патологоанатомы обвиняют в смертельном исходе. аритмия сердца, чтобы быть причиной SUDS из-за смертельных заболеваний, таких как синдром удлиненного интервала QT (LQTS). Это удлиненный интервал QT в естественном ритме сердца. Это не может оставить следов для вскрытия. Клинические признаки LQTS: обморок, припадки, или внезапная смерть.

В Англии ежегодно регистрируется около 200 случаев SUDS, и почти треть из них связана с LQTS. Однако это не может быть доказано без ЭКГ перед смертью.

Изучая молекулярный уровень проблем, вызывающих SUDS и / или LQTS, они могут найти ионные каналы, которые являются сердечными дефектами. У пациентов с LQTS выявлено шесть генетических маркеров LQTS, пять генов LQTS и около 200 мутаций. Нацелившись на эти молекулы, возможно молекулярное вскрытие. Вот почему молекулярное вскрытие актуально во всех трех следующих случаях.

Случай 1

В этом случае матери с вопросами о ее живом сыне, возможно, имеющей ту же проблему, что и у ее теперь мертвого сына, была история этих клинических признаков LQTS, которые были указаны выше в семье. В частности, у бабушки несколько раз были синкопальные приступы. Тем не менее, множественные электрокардиограммы не показали значительных результатов, которые позволили бы поставить диагноз LQTS.

Было проведено несколько исследований, одно из которых, в частности, касалось изменений реполяризации, вызванных адреналином. Это показало, что пять нуклеотидов (гуанин [g], цитозин [c], гуанин, цитозин и тимидин [t]) из положений 735-739 отсутствовали. Это генетические компоненты ДНК. Это привело к тому, что в сердечном калиевом канале произошел сдвиг аминокислот. В этом смещении вводится стоп-кодон аминокислоты, и он необходим. Это может серьезно повлиять на деполяризацию и реполяризацию сердца, что имеет решающее значение для нормального ритма мышц.[4]

Случай 2

Другое исследование было проведено для молекулярной аутопсии рецептора сердечного рианодина, кодируемого RyR2, в SUDS. В этом исследовании было 49 случаев, 30 из которых были мужчинами. Тринадцать из 49 обследованных имели в семейном анамнезе обмороки. В семи из этих случаев SUDS было шесть различных миссенс-мутаций RyR2. Во время этих смертей действия были следующими: три случая напряжения, один случай эмоций и три неизвестных случая. Это первое исследование RyR2 при молекулярной аутопсии. Он нацелился на 18 из 105 экзонов, кодирующих белок сердечного рецептора рианодина / канала высвобождения кальция. Это показало, что каждый седьмой был положительным на мутации RyR2 в SUDS. Это исследование показало, что проверка этой мутации должна быть частью расследования вскрытия. Это исследование также доказало, что эта мутация может передаваться по наследству.[5]

Случай 3

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 обезболивания 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 с белой расы, 1 афроамериканец и 2 индейца). из офиса судебно-медицинской экспертизы округа Милуоки и направлений. Кровь была взята и проанализирована после смерти с помощью радиоиммуноанализа и жидкостной хроматографии / масс-спектрометрии. Это исследование показало, что средняя концентрация фентанила в случаях CYP3A4 * 1B дикого типа и гомозиготного варианта 3A5 * 3 была выше, чем в случаях варианта CYP3A4 * 1B (это не было значимой разницей). Данные, взятые из этого исследования, дали научное доказательство 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 этого предмета потребуются дополнительные кейсы. Это исследование в основном предназначалось для предоставления информации для мониторинга этого препарата и обезболивания.[6]

Связь с молекулярной аутопсией

Молекулярная аутопсия стала важным компонентом процесса расследования SUD, в частности внезапная сердечная смерть (ВСС). Причины ВСС широко варьируются, но наибольший вклад в ВСС лежит в основе генетическая предрасположенность, особенно в возрасте до 40 лет. Наследственные заболевания включают, но не ограничиваются ими, первичные аритмогенные нарушения и наследственные кардиомиопатии. Молекулярная аутопсия не только помогает определить объяснение SUD, но и оценивает потенциальные риски, которые могут иметь родственники в связи с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Более 3 миллионов человек умирают от ВСС в год, поэтому молекулярная аутопсия для ВСС пользуется большим спросом. Использование молекулярной аутопсии для SCD у молодого, здорового и здорового человека становится все более интересной темой для исследований. До 30% вскрытий, проводимых после вскрытия трупов молодых людей, умерших от ВСС, не имеют установленной причины смерти, что называется синдромом внезапной аритмической смерти или отрицательным аутопсией. Это связано с тем, что многие первичные аритмогенные нарушения не вызывают структурных повреждений сердца, что затрудняет заключение патологоанатомов о причине смерти.

Генетическое тестирование на случаи SADS началось более десяти лет назад. Берут и исследуют образец крови трупа. Молекулярная аутопсия фокусируется на четырех основных генах: KCNQ1, KCNH2, SCN5A и RYR2. Более 95% мутаций, обнаруженных при молекулярном вскрытии, являются хромосомным доминантным признаком, что указывает на то, что половина детей испытуемого также несут мутировавший ген.[7]

Рекомендации

  1. ^ Тестер, Дэвид Дж; Майкл Дж. Акерман (2006). «Роль молекулярного вскрытия в необъяснимой внезапной сердечной смерти». Текущее мнение в области кардиологии. 21 (3): 166–172. Дои:10.1097 / 01.hco.0000221576.33501.83. ISSN  0268-4705. PMID  16601452.
  2. ^ Макгуайр, Эми Л., Квианта Мур, Мэри Маджамдер, Магдалена Валкевич, Кристин М. Энг, Джон В. Бельмонт, Сальма Нассеф, Сандра Дарилек, Кэти Резерфорд, Стейси Перейра, Стивен Э. Шерер, В. Рид Саттон, Дуэйн Вульф, Ричард А. Гиббс, Роджер Кан, Луис А. Санчес и Хьюстонский консорциум молекулярной аутопсии (MATCH). «Этика проведения молекулярных аутопсий в случаях внезапной смерти молодых людей». Этика проведения молекулярных вскрытий при внезапной смерти молодых людей (2016): п. стр. Геномные исследования. Пресса лаборатории Колд-Спринг-Харбор, сентябрь 2016 г. Web. 21 апреля 2017.
  3. ^ Лахучи, Наджим, Элайджа Р. Бер и Конни Р. Беззина. «Секвенирование нового поколения при посмертном генетическом тестировании молодых случаев внезапной сердечной смерти». Границы сердечно-сосудистой медицины 3 (2016): 13. PMC. Интернет. 2 апреля 2017.
  4. ^ Акерман, Майкл Дж., Доктор медицины, доктор философии, Дэвид Дж. Тестер, BS, и Дэвид Дж. Дрисколл, доктор медицины. «Молекулярное вскрытие внезапной необъяснимой смерти молодых людей: Американский журнал судебной медицины и патологии». LWW. Американский журнал судебной медицины и патологии, июнь 2001 г. Интернет. 20 марта 2017 г.
  5. ^ Тестер, Дэвид Дж., BS, Дэниел Б. Спун, BS, Гектор Х. Вальдивия, MD, PhD, Джонатан К. Макельски, MD, и Майкл Дж. Акерман, MD, PhD. «Целевой мутационный анализ RyR2-кодированного сердечного рецептора рианодина при внезапной необъяснимой смерти: молекулярное вскрытие 49 случаев медицинского эксперта / коронера». Майские труды клиники. N.p., 2004. Web.
  6. ^ Джин, Мин, Сьюзен Б. Гок, Пол Дж. Джаннетто, Джеффри М. Джентцен и Стивен Х. Вонг. «Фармакогеномика как молекулярная аутопсия для судебной токсикологии: генотипирование цитохрома P450 3A4 * 1B и 3A5 * 3 для 25 случаев фентанила». Журнал аналитической токсикологии. N.p., 2005. Web.
  7. ^ Семзарян, Кристофер и Роберт М. Гамильтон. (2012) «Ключевая роль молекулярной аутопсии в внезапной неожиданной смерти». Сердечный ритм 9.1: 145-50. doi: 10.1016 / j.hrthm.2011.07.034 Семсарян К., Инглес Дж. и Уайлд А.А. (2015) Внезапная сердечная смерть в молодом возрасте: молекулярное вскрытие и практический подход к выживанию родственников. Европейский журнал сердца, 36 (21), 1290-1296. Doi: 10.1093 / eurheartj / ehv063