Генетические заболевания: диагностика не только у новорожденных

Начинаем репортажи с Российского диагностического саммита, который проходит в «Крокус Экспо» (Москва). Возрастные особенности диагностики наследственных заболеваний, которые следует учитывать при интерпретации результатов как биохимических, так и молекулярно-генетических тестов обсуждались 2 октября на секции Российского общества медицинских генетиков.

Доклад Галины Байдаковой, зав. Центром коллективного пользования «Метаболом» МГНЦ имени Н.П. Бочкова (Москва), был посвящен специфической группе неонатальных пациентов — недоношенным детям. Около 10% новорожденных рождаются ранее 37 недели гестации, в том числе с экстремально низкой массой тела (до 1 кг) — 0,3%, с очень низкой массой тела (1–1,5 кг) — 0,6%. Адаптация к внеутробной жизни, как принято считать, завершается к концу первого месяца, однако именно в первый месяц жизни проводится неонатальный скрининг. В сухом пятне крови, собранном на тест-бланк, методом тандемной масс-спектрометрии определяются концентрации метаболитов, что необходимо для диагностики 29 тяжелых наследственных болезней обмена веществ.

В каждом анализе существуют отрезные точки — референсные значения, в пределах которых показатель считается нормой. В данном случае они хорошо работают с доношенными детьми, но с недоношенными все не так просто. Прежде всего, их метаболизм имеет особенности из-за «незрелости» ферментативных систем. Кроме того, недоношенных детей сразу направляют в реанимацию, и это влияет как на сроки взятия образцов, так и на результаты.

Докладчица с коллегами исследовали образцы более 226 тысяч детей, родившихся в Москве в 2021–2022 гг. Образцы разделили на пять групп, в зависимости от срока гестации и веса при рождении: от доношенных (более 37 недель, вес более 2500 г) до экстремально низкой массы тела (менее 28 недель, 500—999 г).

Концентрация аминокислот (прежде всего аргинина, лейцина, метионина, фенилаланина, тирозина, валина, пролина) и свободного карнитина в крови была выше у новорожденных с низкой массой тела, повышалась у них и концентрация ацилкарнитинов, хотя не так существенно. Это может приводить к ложноположительным результатам, что создает стресс для семей и лишнюю нагрузку для регионального здравоохранения в связи с необходимостью подтверждающего тестирования.

Очевидно, что на результат анализа метаболитов влияет инфузионная терапия смесями аминокислот: после инфузии масс-спектрометрия крови фактически измеряет состав такой смеси, подчеркнула докладчица. Если ребенок получал Аминовен, однозначно необходимо взять кровь заново. Жиры дают интерференцию с ацилкарнитинами. Инфузионная терапия солевыми растворами и заменное переливание крови тоже искажают результаты.

Необходимо менять алгоритмы под разные группы недоношенных детей, заявила Галина Байдакова: не только ввести отдельные нормативы для анализа ацилкарнитинов и аминокислот, но и учитывать, какую терапию получал ребенок. К сожалению, с мест не всегда присылают информацию об этом.

Татьяна Череватова (лаборатория молекулярно-генетической диагностики № 3, ЦКП «Геном» МГНЦ имени Н.П. Бочкова) рассказала о диагностических одиссеях пациентов с болезнями Альцгеймера и Паркинсона.

Диагностировать наследственные заболевания с поздней манифестацией сложно по ряду причин, среди которых их генетическое и фенотипическое многообразие, отсутствие скрининговых программ, недостаточная осведомленность узких специалистов о наследственных заболеваниях. Проблемой остаются этические аспекты: если для заболевания не существует лечения, нужно ли пресимптоматическое тестирование в группах риска?

В этом году в Lancet Neurology вышла статья, где оценивается бремя всех расстройств нервной системы в современном мире. В частности, годы жизни, скорректированные по нетрудоспособности (DALY, disability-adjusted life year), то есть потерянная из-за этой группы заболеваний продолжительность здоровой жизни, в 2021 году составила 443 миллиона лет, и этот показатель в последние годы растет. Нейродегенеративные заболевания вносят в него существенный вклад.

Наиболее распространенная форма деменции — больезнь Альцгеймера, для которой характерны амнезия, нарушение когнитивных функций, потеря ориентации во времени и пространстве, апатия, проблемы в самообслуживании и др. К факторам риска, помимо возраста, относят неконтролируемую артериальную гипетрензию, гиперлипидемию, диабет, избыточную массу тела, черепно-мозговые травмы и др. Обычно симптомы проявляются на седьмом-восьмом десятилетии жизни, однако моногенные формы характеризуются ранним началом и быстрым прогресссированием.

Докладчица описала семейный случай такого заболевания. Сначала, в 2008 году за медицинской помощью направили женщину с грубым спастическим парезом и прогрессирующими когнитивными нарушениями. В то время молекулярная диагностика генетических заболеваний еще только развивалась, и причину удалось установить лишь в 2022 году, когда у 47-летней женщины была глубокая инвалидность, а симптомы появились у ее 27-летнего сына. С помощью полноэкзомного секвенирования, удалось выявить новый вероятно патогенный вариант в гене пресенилина PSEN1 — через 15 лет семья все же получила диагноз.

В случае болезни Паркинсона, напротив, моногенные формы характеризуются медленным и более благоприятным течением. Докладчица рассказала о пациентке, у которой первые признаки заболевания появились в 9 лет. При обращении в 13 лет у нее предполагали лизосомную болезнь накопления (лейкодистрофию) или наследственную спастическую параплегию. Однако секвенирование клинического экзома не выявило данных, подтвержюающих наследственное заболевание, семье рекомендовали обратиться к психотерапевту, чтобы обнаружить и устранить возможную психологическую травму. Но в конце концов у девочки подтвердили делеции в экзоне гене PRKN в компаунд-гетерозиготном состоянии (два разных мутантных аллеля). Через шесть лет после появления первых симптомов диагноз установили, и ребенок начал получать адекватное лечение.

У третьего пациента — взрослого мужчины, который обратился в Центр недавно, удалось выявить делеции в PRKN согласно срокам проведения ДНК-диагностики. Татьяна Череватова завершила свое выступление призывом к врачам направлять к ним пациентов с состояниями, причиной которых могут быть генетические нарушения. Знание диагноза дает дополнительные возможности: «Мы не можем изменить то, откуда мы пришли. Но мы можем выбрать, куда идти дальше», — процитировала докладчица писателя и режиссера Стивена Чбоски.

Темой доклада Марии Булах (ЦКП «Геном», лаборатория молекулярно-генетической диагностики № 3 МГНЦ им. Н.П. Бочкова) были «мягкие» патогенные варианты в геноме человека. Согласно классификации мутантных аллелей по Герману Мюллеру, гипоморфными называют аллели, приводящие к частичной потере функции продукта, в отличие от аморфных (полная потеря функции); существуют также гиперморфные аллели (усиление функции), неоморфные (изменение функции на другую) и относительно редкие антиморфные (смена функции на противоположную).

Гипоморфные аллели формируются по разным механизмам. Точечные мутации в кодирующем участке могут быть гипоморфными (даже нонсенсные, хотя они чаще бывают аморфными); к этой группе могут относиться также делеции и инсерции, особенно не приводящие к сдвигу рамки считывания. Варианты в регуляторных областях (промоторы, энхансеры) могут быть гипоморфными, поскольку снижают экспрессию продукта на уровне транскрипции, а интронные варианты и варианты сайтов сплайсинга — поскольку нарушают процессинг. Снижают экспрессию на уровне трансляции варианты, уменьшающие эффективность связывания мРНК с рибосомой.

Подобные аллели играют важную роль в эволюции, благодаря им возникает генетическое разнообразие и становится возможной адаптация к меняющимся условиям. Однако медицинских генетиков интересует прежде всего их участие в развитии заболеваний. Они вызывают более мягкие фенотипы по сравнению с «классическими». Известны гипоморфные мутации в гене CFTR (муковисцидоз), PAH(фенилкетонурия), TSH (гипотиреоз). Докладчица привела в качестве примера работу коллег: в российской популяции при фенилкетонурии и фенилаланинемии на долю «мягких» мутаций приходится 14,4% всех мутантных аллелей.

Мария Булах рассказала о нескольких клинических случаях, связанных с гипоморфными мутациями: девятилетний мальчик с болезнью Вильсона-Коновалова, цитруллинемия у детей с компаундной гетерозиготностью. (Авторы последней работы идентифицировали два новых патогенных варианта и один гипоморфный в гене ASS1. Активность фермента у носителей различных комбинаций аллелей варьировала очень сильно, и соответственно варьировали фенотипы, от отсутствия клинической картины до летального исхода в младенчестве).

Гипоморфные варианты часто встречаются при заболеваниях глаз, включая возрастную макулярную дегенерацию. В одном обзоре было показано, что среди биаллельных случаев врожденных заболеваний сетчатки общая распространенность гипоморфных вариантов — 18,5%. Некоторые аллели, считавшиеся доброкачественными, на самом деле могут быть «чрезвычайно гипоморфными» и вызывать заболевание с поздним началом и менее выраженной патологией. Гипоморфные варианты гена PKD1 бывают модификаторами при аутосомно-доминантной поликистозной болезни почек.

Таким образом, гипоморфные варианты приводят к более легким фенотипам с более поздним дебютом и достаточно часто встречаются в популяции. При этом они могут не подчиняться законам менделевского наследования, сложны для диагностики, интерпретации и генетического консультирования, отметила докладчица.

С заключительным докладом о нейродегенеративных заболеваниях с поздней манифестацией выступила Ольга Щагина, ведущий научный сотрудник лаборатории ДНК-диагностики, завлабораторией молекулярно-генетической диагностики № 1 МГНЦ имени Н.П. Бочкова.

В основе любой диагностики наследственного заболевания лежит клиническая гипотеза, подчеркнула она. Однако генетическое заболевание у взрослого человека трудно заподозрить, в том числе из-за стереотипного представления о том, что они должны проявляться в детском возрасте. Но также и потому, что проявления заболевания у взрослого человека и у маленького ребенка могут кардинально различаться (например, дистрофическая миотония 1-го типа у взрослого и у маленького ребенка проявляется абсолютно несходно). Диагностику затрудняют и сопутствующие ненаследственные патологии, и сложности с получением семейного анамнеза, когда родителей уже нет в живых, а у детей заболевание еще не выражено.

При этом диагностика генетических заболеваний у взрослых может иметь большую практическую значимость. Например, динамические мутации — нарастание числа повторов — приводят к болезням экспансии, к которым относится и дистрофическая миотония 1-го типа. Тяжесть этого заболевания зависит от числа тринуклеотидных повторов в 3’-нетранслируемой области гена DMPK (в норме их до 35, а при ювенильных и врожденных формах может быть более 150). Корреляция между числом повторов и возрастом манифестации существует, но предсказать тяжесть проявления у конкретного пациента по числу повторов не всегда возможно. Тем не менее из-за увеличения числа повторов у детей зачастую симптомы более тяжелые, чем у родителей, у младших детей — более тяжелые, чем у старших. Иногда родитель получает диагноз по результатам диагностики ребенка.

При поздней манифестации затруднена оценка патогенности вариантов с использованием популяционных баз данных (особенно при неполной пенетрантности): их может там просто не быть.

Докладчица коснулась проблемы «старения» генетических заболеваний: мягкие формы чаще выявляют у взрослых, кроме того, взрослеют пациенты, которые до появления эффективных терапевтических средств умирали в детском возрасте. Медико-генетическое консультирование взрослых пациентов сопряжено с особыми этическими и практическими проблемами. Многие опасаются стигматизации, у многих уже родились дети. Для взрослых менее доступна дорогостоящая терапия: благотворительные фонды ориентированы в основном на детей. Тем не менее диагностика нужна и взрослым. Например, некоторые наследственные патологии зрения часто манифестируют в позднем возрасте, и скоро могут появиться препараты для их лечения.

Информация о докладчиках

Байдакова Галина Викторовна, к.б.н., заведующий Центром коллективного пользования «Метаболом» ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова», Москва

Череватова Татьяна Борисовна, к.м.н., врач-лабораторный генетик лаборатории молекулярно-генетической диагностики № 3, научный сотрудник ЦКП «Геном» ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова», Москва

Булах Мария Васильевна, к.м.н., старший научный сотрудник ЦКП «Геном», врач-лабораторный генетик лаборатории молекулярно-генетической диагностики № 3 ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова», Москва

Щагина Ольга Анатольевна, д.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории ДНК-диагностики, заведующий лабораторией молекулярно-генетической диагностики № 1, заведующий кафедрой молекулярной генетики и биоинформатики ИВиДПО ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова», Москва