Генетическое обследование при мышечной дистрофии Дюшенна и Беккера

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 мутации 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 мутаций в гене DMD нарушают экспрессию именно мышечной изоформы дистрофина, что приводит к развитию миодистрофии Дюшенна и Беккера. Наиболее распространенными мутациями в данном гене являются делеции одного или нескольких экзонов (65%). Реже причиной заболевания становятся дупликации (5-15%) или точечные мутации (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 мутации локализуются либо в центральной части гена, либо на 5’-конце. Первая локализация соответствует 45-55 экзонам и является наиболее подверженным мутациям 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 мутации 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 патогенной мутации, 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 мутантные 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.

1. Владыкина А.В., Назаров В.Д., Краснов В.С., Королева Е.И., Федорова П.А., Мошникова А.Н., Мазинг А.В., Лапин С.В., Эмануэль В.Л., Руденко Д.И., Стучевская Ф.Р., Затаковенко С.М., Павлова Т.А., Алексеева Т.М., Голдобин В.В. Исследование диагностической значимости тяжелых цепей нейрофиламентов в цереброспинальной жидкости при боковом амиотрофическом склерозе. Анналы клинической и экспериментальной неврологии 2021
2. Алексеева Т.М., Стучевская Т.Р., Демешонок В.С. Боковой амиотрофический склероз: механизмы патогенеза и новые подходы к фармакотерапии (обзор литературы). Нервно-мышечные болезни 2018
3. P. Masrori and P. Van Damme. Amyotrophic lateral sclerosis: a clinical review. European Journal of Neurology 2020, 27: 1918–1929
4. Nick S. Verber, Stephanie R. Shepheard, Matilde Sassani, Harry E. McDonough, Sophie A. Moore, James J. P. Alix, Iain D. Wilkinson, Tom M. Jenkins and Pamela J. Shaw. Biomarkers in Motor Neuron Disease: A State of the Art Review. Front. Neurol., 03 April 2019.
5. Сычева А.М., Назаров В.Д., Лапин С.В. и др. Оптимизация преаналитического этапа обработки материаладля проведения гистохимического исследования биоптатов скелетной мышцы в диагностике нервно-мышечных заболеваний. Нервно-мышечные болезни 2019