От генодиагностики к терапии

Баошэн Чжу: скрининг на носительство моногенных заболеваний в Китае

С докладом «Новый прогресс в клиническом применении скрининга на носительство и интерпретация консенсуса экспертов по скринингу на носительство в Китае» выступил профессор Баошэн Чжу из отдела медицинской генетики Первой народной больницы провинции Юньнань, вице-президент Китайской ассоциации профилактической медицины.

Существует множество моногенных заболеваний, которые являются основной причиной врожденных дефектов. В базу OMIM включено более 9000 моногенных заболеваний, из которых 6500 имеют четкие молекулярные механизмы, включающие почти 4600 генов.

Сколько детей в Китае затронуты моногенными заболеваниями?

Три года назад было проведено исследование 29 тысяч новорожденных в 8 провинциях на 128 заболеваний. Тестирование методами NGS контролировалось биохимическими методами, таким как тандемная масс-спектрометрия. Диагноз был поставлен 402 детям (1,4%). При этом 59 случаев можно было выявить только с помощью генетического тестирования. Это исследование доказывает, что органы здравоохранения должны уделять внимание профилактике моногенных заболеваний.   

Население провинции Юньнань превышает 48 миллионов человек, и частота встречаемости талассемии — свыше 12,5%. Несколько лет назад было предложено ввести двухэтапную программу по профилактике талассемии, используя методы секвенирования нового поколения. На первом этапе выявляется носительство аллелей, ассоциированных с заболеванием, у родителей, на втором этапе проводится пренатальная диагностика у плода с высоким риском наличия данного заболевания. Недавно были опубликованы результаты работы такой программы.

В городах Юньнань и Чжэньчжоу провинции Хуань было проведено NGS-тестирование 28 043 семей беременных женщин и женщин, планирующих зачатие, на наличие генов талассемии. Среди них 4226 человек были носителями (показатель носительства составил 15,07%), было выявлено 209 пар высокого риска (показатель высокого риска составил 0,75%), а пренатальная диагностика подтвердила 59 случаев тяжелой талассемии у плода (2,1%).

При наблюдении за 25 053 живорожденными детьми было диагностировано два случая тяжелой формы бета-талассемии.

Также в Первой народной больнице провинции Юньнань был запущен сервис добровольного скрининга на 155 моногенных заболеваний. По состоянию на прошлую неделю скрининг прошли около 8000 семей. Общее число проанализированных образцов — 11 974, при этом общая встречаемость носительства составила 37,05%, а показатель высокого риска — 1,75%.

Скрининг большого количества пациентов составил основу для подготовки и публикации консенсуса экспертов по расширенному скринингу на носительство. В составлении консенсуса приняло участие большое количество медицинских центров.

Были выработаны следующие критерии и рекомендации для выбора заболеваний.

• Высокая заболеваемость и высокий уровень переносимости.

• Патогенез ясен, патогенные гены и фенотипы четко взаимосвязаны, удобно для генетической консультации.

• Последствия могут быть серьезными, смертельными, тератогенными, приводящими к инвалидизации и смертельному исходу.

• Раннее начало, в основном на внутриутробном, неонатальном и детском этапах.

• Развитие заболевания можно предотвратить или приостановить, а клинические результаты улучшить с помощью пренатальной диагностики или ведения родов.

Сколько заболеваний необходимо включать в панель для скрининга — зависит от стоимости. В настоящее время клиника работает примерно со 150 заболеваниями при скрининге. При этом ожидается, что стоимость скрининга будет снижаться.

Пациентам с теми или иными врожденными дефектами, патологиями, семейным анамнезом рекомендуется рассмотреть возможность генетического скрининга. Также был выработан алгоритм по проведению скрининга на носительство и последующему клиническому ведению.

Проведение скрининга на носительство не лишено сложностей. Например, необходимо ли сообщать о результатах неясного генетического значения? Баошэн Чжу и коллеги рекомендуют следовать международным рекомендациям и сообщать только о патогенных или вероятно патогенных вариациях. Каждый человек, который отправляется на скрининг на носительство, должен подписать информированное согласие. В данном документе необходимо особо подчеркнуть возможность уведомления пациента обо всех рисках.

Основная цель — это снизить уровень неонатальной смертности, вызванной тяжелыми врожденными дефектами, в этом регионе до <1,1 на 10 000 живорождений.

Александр Поляков: генодиагностика и лечение  

Доклад «Генодиагностика как основа выбора персонализированной терапии моногенных заболеваний» прочитал член-корреспондент РАН Александр Поляков, заведующий лабораторией ДНК-диагностики МГНЦ РАН.

Генодиагностика, или в просторечии ДНК-диагностика, появилась в конце 80-х годов прошлого столетия. Она изучает непосредственную причину моногенных заболеваний, поэтому является наиболее адекватной и точной диагностикой.

ДНК-диагностика традиционно делится по своим целям на подтверждающую (актуально в начале заболевания, когда картина еще не развернутая и можно перепутать сходные по своему течению болезни), пресимптоматическую (актуально для заболеваний с поздним дебютом), диагностику носительства, дородовую (пренатальную, предимплатационную), и наконец, диагностику в целях подбора терапии, которая появилась около 10 лет назад, но по социальной значимости и востребованности, по количеству анализов сегодня выходит на первое место,

Терапия наследственных болезней сегодня персонализирована, часто это генотерапия. Сейчас проводится около 3000 клинических исследований препаратов для генотерапии, в мире уже зарегистрировано 33 препарата. Для того, чтобы назначить такой препарат, нужно не только определить и подтвердить, чем болен пациент, на уровне ДНК, но часто и определить саму мутацию, потому что эти препараты бывают мутационно-специфичными.

Для того, чтобы назначить и провести этиотропную/патогенетическую терапию, необходимо знание генов, знание эпидемиологии этих заболеваний, спектра и частот мутаций в различных регионах России и в стране в целом и наличие простых информативных моногенетических тест-систем, позволяющих обследовать большое количество пациентов с подозрением на заболевание за короткое время и за небольшие деньги.

К концу 2000-х годов большинство генов, отвечающих за моногенные болезни, было выявлено классическими методами.

Далее идет изучение спектров мутаций на территории России. В отдельных этносах он прежде всего проводится и проводился для наиболее частых наследственных заболеваний. Так, спектр мутаций, связанных с развитием муковисцидоза, на сегодня в России хорошо изучен. Он весьма смешанный, отражает то количество этносов, которое представлено в стране.

Есть регистр больных муковисцидозом, куда входят 3700 пациентов и 38 мутаций, доля которых выше 0,1%. Для муковисцидоза сейчас диагностика проводится в три этапа: сначала выявляют наиболее частые мутации, информативность по суммарно-аллельной частоте здесь выше 90%. Если мутация не найдена или, что чаще бывает, найдена одна мутация, то редкие мутации ищут панельным секвенированием. Наконец, совсем редкие случаи, около 5%, смотрят с помощью MLPA, которая выявляет крупные делеции и дупликации в гене.

Александр Поляков привел результаты работы по выявлению мутаций, ассоциированных со СМА и миодистрофией Дюшенна. Эти данные нужны, чтобы оценивать эффективность скрининга.

В лаборатории ДНК-диагностики были картированы и идентифицированы 5 генов, ответственных за моногенные болезни, разработаны и внедрены в практическую деятельность протоколы диагностики для более чем 300 моногенных болезней, разработаны и внедрены 19 медицинских технологий диагностики наследственных болезней, определены спектры наиболее частых генетических вариантов и мутаций для 12 групп наследственных болезней, проведено три пилотных проекта, разработаны 20 NGS-панелей, получено 6 патентов.

В лаборатории посмотрели частоту встречаемости мутаций, которые делают неэффективным препарат Оркамби против муковисцидоза. Также было показано, что в России существенно меньше, чем в Европе, доля людей, которым помогло бы лечение препаратами тетрагидробиоптерина при фенилкетонурии.

Докладчик также рассказал о результатах программы скрининга на СМА. Если сравнить ожидаемое число случаев и выявленное, то выходит, что в 2024 году эффективность скрининга была близка к 100%. Пропусков за этот год пока не найдено. А к середине 2024 года таких пропусков за 2023 год было около четырех.

Известен спектр мутаций при мышечной дистрофии Дюшенна, а значит, известно, скольким пациентам подходит та или иная терапия. Только в лаборатории Александра Владимировича 42% всех больных, почти 650 человек, подходят для назначения соответствующей патогенетической мутационно-специфичной терапии.

Всего диагностические программы лаборатории ДНК-диагностики ФГБУ МГНЦ им. академика Н.П.Бочкова позволили выявить более 6000 пациентов, подходящих для назначения патогенетической/этиотропной терапии. Большинство их сегодня эту терапию действительно получают.

Евгений Имянитов: наследственные опухолевые синдромы

Евгений Наумович Имянитов, член-корреспондент РАН, доктор наук, профессор, заведующий отделом биологии и опухолевого роста НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова, выступил с докладом «Наследственные опухолевые синдромы: от диагностики к лечению».

По-видимому, в совокупности наследственные опухолевые синдромы — это самое частое наследственное заболевание у человека. Они встречаются у 2–5% популяции и связаны с фатальной предрасположенностью к определенным видам рака. Есть еще тяжелейшие заболевания с комплексной симптоматикой, одно из проявлений которых — очень высокий риск возникновения опухолей.

Условно можно выделить две категории генов. Первая — это гены, ассоциированные с почти фатальным (70–90%) риском возникновения рака — BRCA1/2, TP53. Вторая — гены, достоверно ассоциированные с умеренным (2–4-кратным) увеличением онкологического риска — CHEK2, ATM. Например, если у женщины, которая считает себя здоровой, риск заболеть раком молочной железы в течение жизни 10%, то при носительстве мутации в гене CHEK2 (это примерно 2–3% населения) риск увеличивается до 20 или 30%. Не совсем понятно, что делать с такими пациентами, отметил докладчик.

Подавляющее большинство наследственных раков более или менее органоспецифичны, поэтому такие меры, как профилактические операции, оказываются достаточно эффективными.

В подавляющем большинстве случаев встречаются инактивирующие мутации в генах-супрессорах. Большая часть наследственных опухолевых синдромов связана с генами, которые так или иначе участвуют в поддержании целостности генома.

Многие гены вызывают тяжелейшие заболевания в случае биаллельной инактивации, при этом у гетерозиготных носителей отмечается «только» повышенный онкологический риск (ATM, BRCA2, BLM, NBN).

Например, при биаллельной инактивации хорошо известного гена BLM развивается синдром Блума, тяжелейший иммунодефицит. А при гетерозиготном носительстве растет предрасположенность к раку молочной железы. Не только в России, но и за границей ген BLM включен в стандартную диагностическую панель. Если у пациентки в эпоху NGS есть подозрения на рак молочной железы, то тестируются не только BRCA1, BRCA2 и другие гены, но и в том числе и ген BLM.

Славяне, судя по всему, самое большое фаундер-сообщество в мире: их генетическая гомогенность по порядку величин сопоставима с финнами и евреями европейского происхождения. При этом славяне — огромная популяция, 260–270 миллионов человек. Но группа Евгения Имянитова сейчас больше занимается этническими аспектами в рамках всей страны.

Первые работы по генам, ассоциированным с раками, были выполнены специалистами из Томска в отношении населения Тувы. Теперь же удалось сделать более или менее систематическую карту встречаемости генов наследственного рака молочной железы и яичника у народов Кавказа. И частота носительства как такового, и вклад этих генов в заболеваемость рака молочной железы, рака яичника более или менее сопоставимы между различными нациями. Как и следовало ожидать, мутации у всех представителей народностей Северного Кавказа абсолютно разные, сильно выражен эффект основателя.

Мощный толчок к развитию генетики в онкологии дало понимание, что почти все наследственные раки почему-то имеют необычный патогенез, который требует особого лечения. Когда эти тесты стали подсказывать, как правильно лечить пациентов, они сразу же стали распространенными, и внимание к этой проблеме повысилось.

Наиболее яркий пример — это самый частый наследственный раковый синдром, мутации в генах BRCA. Носительница мутации в гене BRCA имеет мутацию в каждой клетке организма, она унаследовала ее от родителей. Опухоль возникает из-за того, что в одной из клеток органа-мишени (молочная железа или яичники) в результате соматической мутации инактивируется оставшаяся копия гена. Это причина развития рака, но это еще и уникальное терапевтическое окно. Дело в том, что функция продуктов генов BRCA — устранение двунитевых разрывов ДНК. В клетках BRCA-ассоциированных опухолей утрачена способность восстанавливать ДНК после двунитевых разрывов, а в нормальных клетках она присутствует. Соответственно, можно назначать очень простые лекарственные препараты, например, цисплатин, и будет наблюдаться изумительная селективность. Опухолевые клетки будут элиминироваться, а нормальные клетки смогут этот препарат переносить.

Пациентки с наследственной формой рака яичника реагируют на препараты платины лучше, чем пациентки, у которых нет наследственного рака. Все пациентки получают цисплатин, но при этом у женщин с наследственным раком опухоль фактически исчезает еще до начала операции. Терапия назначается для того, чтобы уменьшить опухоль, сделать ее операбельной. Хирург делает ревизию, и ему удается удалить остаточную опухоль. Это называется «полная циторедукция», полное удаление видимых опухолевых масс. Терапия, которая за два месяца привела к тому, чтобы опухоль полностью исчезла, назначается еще на несколько недель после терапии, чтобы элиминировать оставшиеся опухолевые клетки. Казалось бы, профилактическое назначение такого эффективного для этих пациенток препарата должно полностью их вылечивать. Но они, к сожалению, возвращаются в клинику спустя полтора-два года с рецидивом. Почему?

Исследователи брали опухолевые клетки до начала лечения и опухолевые клетки, которые были получены в момент операции (остаточную опухоль), и сравнивали их характеристики. Оказывается, опухоль, удаленная всего через несколько недель после начала терапии, восстанавливает функцию гена BRCA. В каждой опухоли изначально присутствуют клетки, которые уже являются опухолевыми, но еще не утратили BRCA. Такое ощущение, что клетка «знает», как ее будут лечить. Удаленная остаточная опухоль практически полностью состоит из клеток с сохранной BRCA-функцией, которые составляли меньшинство в исходной массе. Таким образом, опухоль — это баланс между агрессивными клетками, которые чувствительны к терапии (таких клеток большинство) и медленно делящимися клетками, которые не могут выиграть соревнования, но из-за них опухоль устойчива к подобным лечебным воздействиям.

Как лечить подобные опухоли?

В 2014 году группа Евгения Имянитова пыталась применять митомицин, еще один BRCA-специфический препарат, и с удивлением обнаружила, что он эффективен как для цисплатин-чувствительных опухолей, так и для цисплатин-резистентных опухолей. Исследователи попытались применять эти препараты в комбинации — цисплатин и митомицин. Полной элиминации опухолевых клеток, при морфологическом анализе всегда обнаруживается остаточная опухоль. А вот при этой комбинации впервые за всю историю онкологии данной области были случаи, когда морфолог в операционном материале вообще не видел опухолевых клеток, все они элиминировались. Этот полный морфологический ответ — синоним излечения. Наблюдение за некоторыми из таких пациенток продолжается больше 10 лет, у них нет признаков заболевания.

Увидеть эффект и доказать, что он достоин того, чтобы включать подобные алгоритмы в повседневную практику, — это трудная работа. Необходимо сравнивать их с существующими стандартами лечения. Но эта схема — цисплатин плюс митомицин — при наследственных раках явно более эффективна, чем стандартные методы лечения.

BRCA-ассоциированные опухоли не могут справляться с устранением двунитевых разрывов ДНК. Соответственно, эти опухоли чувствительны к цисплатину. Но сейчас благодаря NGS появились методы сканирования генома, которые могут выявить признаки неправильной коррекции двунитевых разрывов в опухолевых клетках. Отсюда появляются два направления. Первое — это тест для выбора лечения. Для таких случаев теперь назначается та же терапия, что и для наследственных опухолей. Второй момент — новые разновидности рака. У них такой же патогенез или нет? 

Примерно 2% населения имеют мутации в CHEK2, они ассоциированы с двух-трехкратным риском увеличения заболевания, то есть пациенток с такими мутациями довольно много. Ген CHEK2 тоже является геном репарации ДНК. Но здесь нет никакого дефицита гомологичной рекомбинации ДНК, это видно по результатам сканирования генома. Более того, эти опухоли колоссально отличаются от BRCA-ассоциированных по чувствительности к терапии. BRCA-ассоциированные опухоли реагируют на антрациклины, а CHEK2-ассоциированные — нет.

Другой пример — ген PALB2, партнер гена BRCA2. С точки зрения влияния на целостность генома он эквивалентен BRCA2. Здесь виден такой же спектр хромосомных нарушений, что и в BRCA2-ассоциированных опухолях, и схожая чувствительность подобных опухолей к терапии. На заболеваемость раком молочной железы во всех популяциях влияет сопоставимый процент этих двух генов. Но в отношении рака толстой кишки в России есть свои особенности.

Во-первых, судя по всему, частота встречаемости синдрома Линча в России существенно ниже, чем в Европе. Во-вторых, в России нет эффекта основателя. Поэтому попытки использовать ПЦР-тесты, которые были успешными 20 лет назад для рака молочной железы, оказались бесперспективными в отношении наследственного рака толстой кишки.

Отдельно от других заболеваний стоят полипозы. Здесь простой диагностикой не обойтись, потому что полипозов довольно много. Фактически все, что сейчас делается, делается только на основе NGS-панелей.

В заключение Евгений Имянитов рассказал о случае, когда пациентке с мутацией в гене MUTYH и метастатическим раком помогла иммунотерапия, и о другом случае, когда отсутствие кооперации между различными специалистами привело к плохому исходу для пациентки.

Информация о докладчиках

Баошэн Чжу, отдел медицинской генетики Первой народной больницы провинции Юньнань, вице-президент Китайской ассоциации профилактической медицины, член комитета по медицинской генетике Китайской медицинской ассоциации, заместитель председателя комитета по профилактике и лечению талассемии Китайской ассоциации охраны материнства и детства.

Александр Владимирович Поляков, член-корреспондент РАН, доктор наук, профессор, заведующий лабораторией ДНК-диагностики Медико-генетического научного центра РАН имени академика Н. П. Бочкова.

Евгений Наумович Имянитов, член-корреспондент РАН, доктор наук, профессор, заведующий отделом биологии и опухолевого роста НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова

Еще пострелизы со Съезда РОМГ

Генетика в медицине: диагностика, терапия, фармакология

Об успехах популяционной генетики и современной цитогенетике