Молекулярно-генетическое исследование при мышечной дистрофии Дюшенна и Беккера (определение делеций и дупликаций всех экзонов гена DMD)

Мышечные дистрофии Дюшенна и Беккера входят в группу дистрофинопатий и представляют собой наследственное, Х-сцепленное рецессивное заболевание, характеризующееся прогрессирующей мышечной слабостью. Распространенность мышечной дистрофии Дюшенна составляет 1 на 5000 мальчиков, Беккера - примерно 1 на 18,000 мальчиков. В основе патогенеза лежат аберрации в гене DMD, расположенном на коротком плече половой Х-хромосомы (Хр21.2) и кодирующем белок дистрофин. Ген DMD является крупнейшим из известных генов человека, содержит 79 экзонов и кодирует три полноценные изоформы белка дистрофина в головном мозге, мышцах и клетках Пуркинье мозжечка, а также множество более коротких изоформ данного белка.

Большинство аберраций в гене DMD нарушают экспрессию именно мышечной изоформы дистрофина, что приводит к развитию миодистрофии Дюшенна и Беккера. Наиболее распространенными аберрациями в данном гене являются делеции одного или нескольких экзонов (65%). Реже причиной заболевания становятся дупликации (5-15%) или точечные аберрации (10%), которые приводят к сдвигу рамки считывания или являются нонсенс-мутациями. Делеции и дупликации могут обнаруживаться практически на любом участке гена дистрофина, однако наиболее часто данные аберрации локализуются либо в центральной части гена, либо на 5’-конце. Первая локализация соответствует 45-55 экзонам и является наиболее подверженным аберрациям регионом, в то время как вторая включает 2-19 экзоны на 5’-конце. Интересно, что корреляции между размером делеции и тяжестью клинических проявлений не выявлено. Известно, что делеции небольших экзонов, таких как экзон 44, могут приводить к развитию типичной формы мышечной дистрофии Дюшенна; в то время как крупные делеции, включающие до 50% гена DMD, описаны у пациентов с более легкой формой заболевания – мышечной дистрофией Беккера. В основе развития различных форм мышечной дистрофии лежит наличие или отсутствие сдвига рамки считывания. При его наличии происходит преждевременная терминация трансляции, и синтез белка дистрофина прекращается, что приводит к более тяжелой форме заболевания – мышечной дистрофии Дюшенна. В случае, когда аберрации не приводят к сдвигу рамки считывания, синтезируется аномально усеченный, но функциональный дистрофин, что обусловливает более легкую форму – мышечную дистрофию Беккера.

Дистрофин является структурным белком, который локализуется на внутриклеточной поверхности сарколеммы вдоль всего мышечного волокна. Данный белок участвует в образовании дистрофин-гликопротеинового комплекса, важнейшая роль которого заключается в стабилизации сарколеммы и мышечных волокон во время их сокращения. При дистрофинопатиях происходит постепенный некроз мышечных волокон и замещение их соединительной тканью, что клинически проявляется прогрессирующей тяжелой мышечной слабостью и псевдогипертрофией мышц голени.

Первые симптомы мышечной дистрофии Дюшенна появляются у мальчиков в раннем возрасте (около 2-3 лет) и проявляются значительной проксимальной мышечной слабостью, вследствие которой возникают трудности при ходьбе и частые падения. Женщины являются лишь носителями патогенного варианта, однако возможно бессимптомное повышение уровня креатинкиназы и гипертрофии голени, а также развитие легкой мышечной слабости во взрослом возрасте или наличие кардиомиопатии. Мышечная дистрофия Дюшенна является инвалидизирующим заболеванием, при котором прогрессирующая потеря мышечной ткани и функции приводит к необходимости использовать инвалидное кресло в возрасте 12 лет и неинвазивную искусственную вентиляцию легких – в возрасте 20 лет. Продолжительность жизни при данном заболевании снижена в связи с частыми респираторными осложнениями и прогрессирующей кардиомиопатией (большинство пациентов доживают до 3-4 десятилетия жизни).

Мышечная дистрофия Беккера является более легкой формой дистрофинопатии. Данная форма, как правило, дебютирует позднее мышечной дистрофии Дюшенна (в возрасте от 5 до 15 лет) и характеризуется меньшим поражением скелетной мускулатуры, возникновением крампи на высоте активности, псевдогипертрофией голеней. Частой причиной летального исхода также является кардиомиопатия.

 Интерпретация

Диагностика мышечной дистрофии Дюшенна и Беккера основана на выявлении делеции/дупликации одного или нескольких экзонов в гене DMD, расположенного на коротком плече Х-хромосомы и кодирующего белок дистрофин. Заболевание наследуется рецессивно, сцеплено с половой Х-хромосомой. Риск передачи патогенной аллели от гетерозиготной матери потомкам составляет 50%. В ряде случаев у женщин-носителей встречается гонадный мозаицизм, при котором аберрантные аллели гена дистрофина присутствуют только у части зародышевых половых клеток. Заболевание проявляется только у сыновей, унаследовавших патогенную аллель; дочери, в свою очередь, будут гетерозиготными носителями.

Данное исследование проводится методом количественного MLPA-анализа, а также методом ПЦР в реальном времени.

• При выявленной делеции/дупликации в гене DMD диагноз мышечной дистрофии Дюшенна и Беккера является подтвержденным и интерпретируется с учетом клинической картины (возраст дебюта симптоматики и выраженность клинических проявлений).

• В случае, когда патогенной аллели не выявлено, рекомендуется качественное исследование путем секвенирования данного гена с целью выявления точечных делеций/инсерций или миссенс и нонсенс мутаций.