Нейрогенетика и генетика наследственных заболеваний
Диагностика болезни Гентингтона (код 01.02.15.750)
1.Болезнь Гентингтона (БГ)– наследственное аутосомно-доминантное прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, проявляющееся двигательными нарушениями, расстройством когнитивных функций и психоэмоциональными отклонениями. Распространенность заболевания в европейской популяции составляет от 7 до 10 человек на 100000 населения. В основе патогенеза заболевания лежит патологическая экспансия тринуклеотидных CAG повторов в локусе 4p16.3 на 5-конце 1-го экзона гена HTT, кодирующего белок гентингтин (ГЕНТ). Экспансией называется патологическое увеличение количества нуклеотидных последовательностей в нестабильных участках генома, приводящих к нарушению функции кодируемого белка и других протеинов. Причиной появления экспансии при болезни Гентингтона называют образование аномальныхи неклассических ДНК форм, таких как инвертированные повторы и «шпильки», триплекс и квадриплекс нуклеотидные пары. Данные структуры нарушают нормальную репликацию ДНК, приводя к остановке репликационного аппарата или «проскальзованию» и дальнейшему увеличению количества повторов. Кроме этого было показано, что нарушение различных механизмов репарации и рекомбинации ДНК также приводит к появлению патологических экспансий. В случае с БГ в норме в гене HTT количество CAG-повторов не превышает 35, хотя при умеренном увеличении CAG-повторов в пределах 27-35 существует риск до 10 % развития Болезнь Гентингтона у последующих поколений. Патологическая экспансия более 36 CAG-повторов приводит к образованию аномального белка ГЕНТ с удлиненным полиглутаминовым участком на N-конце молекулы. Изменение первичной структуры ГЕНТ приводит к дестабилизации молекулы, повышению склонности к агрегации и образованию внутриядерных отложений. Некоторые авторы называют данный механизм главной причиной селективной гибели ГАМК-ергических шипиковых нейронов полосатого тела при Болезнь Гентингтона, однако значимую роль играет и нарушение убиквинтин-протеасомной системы деградации белков, аксонального транспорта, транскрипции ДНК, а также эксайтотоксичность, вызванная мутантным белком, и появление токсичного N-фрагмента белка ГЕНТ с экспансионной полиглутаминовой последовательностью.
Было показано, что уровень экспансии находится в обратной корреляции с временем начала первых неврологических симптомов и скоростью прогрессии. Количество CAG повторов мутантной аллели объясняет только 50 – 70 % вариаций в возрасте манифестации и тяжести болезни Гентингтона. Другие генетические, а также внешнесредовые факторы могут оказывать влияние на течение Болезни Гентингтона.
Лабораторное подтверждение и определение уровня экспансии при БГ является важным этапом не только дифференциального диагноза, но и прогнозирования течения заболевания и определения рисков его развития у последующего поколения. Диагностика болезни Гентингтона основана на выявлении экспансией CAG-триплетных повторов в 1 экзоне гена HTT, располагающегося на коротком плече 4 хромосомы и кодирующего белок гентингтин.
Характеристики наследования:
Заболевание наследуется по аутосомно-доминантному типу, то есть имеется 50% риска развития заболевания у потомков. Для болезни Гентингтона характерен феномен антиципации. Размер экспансии коррелирует с тяжестью симптоматики, уровнем пенетрантности и временем первых проявлений заболевания. При передачи мутантной аллели от отца у потомков наблюдается утяжеление симптоматики.
Клинические проявления и признаки болезни Гентингтона:
|
- Моторные нарушения - гиперкинезы: хорея, дистония, атетоз, тремор, миоклония; окуломоторные нарушения; брадикинезия и ригидность; дисфагия; нарушение равновесия, координации и походки. - Когнитивные нарушения – снижение исполнительных повседневных функций; деменция. - Нейропсихические нарушения - депрессия; раздражительность, агрессивность; психозы (бред, галлюцинации, паранойя, сверхценные идеи); апатия; персеверация и обсессивно-компульсивное расстройство. - Инструментальное обследование – МРТ головного мозга: атрофия головки хвостатого ядра, уменьшение объема коры головного мозга. |
Показания к проведению лабораторного исследования:
Генетическое обследование на болезнь Гентингтона проводится при наличии у пациента клинической симптоматики, характерной для данного заболевания, а также родственникам и детям больного. Наличие экспансии тринуклеотидных CAG-повторов в локусе 4p16.3 определяется с помощью методов ПЦР-тройных повторов и фрагментного анализа, в соответствии с рекомендациями American College of Medical Genetics от 2014 года, а также European Molecular Genetics Quality Network от 2013. Количество CAG-повторов влияет на пенетрантность и тяжесть заболевания, а также на риск развития болезни Гентингтона у последующих поколений.
Критерии оценки CAG-повторов по результатам фрагментного анализа.
|
Количество повторов |
Диагностический тест |
Прогностический тест |
Риск развития у детей |
|
6-26 – нормальная аллель |
БГ исключена |
БГ не разовьется |
Невысокий риск развития БГ |
|
27-35 – умеренное увеличение |
БГ очень маловероятна |
Маловероятно, что БГ разовьется |
Риск развития БГ (<10%) |
|
36-39 – умеренная экспансия |
Диагноз БГ подтвержден. Возможна легкая форма проявлений |
Может развиться БГ со сниженной пенетрантностью |
Повышенный риск развития БГ |
|
40 и более – выраженная экспансия |
Диагноз БГ подтвержден |
БГ разовьется |
Повышенный риск развития БГ |
Дифференциальный диагноз:
Гентингтоноподобное заболевание 1 типа
Гентингтоноподобное заболевание 2 типа
Гентингтоноподобное заболевание 4 типа (спиноцеребеллярная атаксия 17 типа)
Дентаторубропаллидолюисова атрофия
Болезнь ВильсонаКоновалова
Нейроакантоцитоз (абеталипопротеинемия (синдром Бассена—Корнцвейга), семейная гипобеталипопротеинемия, хореяакантоцитоз, синдром Маклеода, недостаточность пантотенаткиназы, гентингтоноподобное заболевание 2 типа )
Доброкачественная наследственная хорея
Хорея беременных
Болезнь Крейтцфельда- Якоба
Наследственные мозжечковые атаксии
Болезнь Альцгеймера раннего начала
Семейная фронтотемпоральная деменция с паркинсонизмом17
Системная красная волчанка