Комплексное молекулярно-генетическое исследование родителей на гетерозиготное носительство частых наследственных болезней при планировании беременности (гены GJB2, SMN1, PAH, CFTR)

Данный тест является скринингом наиболее частых наследственных аутосомно-рецессивных заболеваний (фенилкетонурия, муковисцидоз, нейросенсорная тугоухость, спинальная амиотрофия).

При аутосомно-рецессивном наследовании патогенный вариант клинически проявляется только в гомозиготном состоянии, тогда, когда обе копии гена, расположенные на гомологичных аутосомах, являются повреждёнными. Для проявления заболевания аберрация должна быть унаследована от обоих родителей. Больной ребенок рождается у двух фенотипически здоровых носителей аберрантного аллеля. Риск рождения больного ребенка в браке двух носителей аберраций высокий и для каждой беременности он составляет 25%.

Определить риски появления данных заболеваний можно еще до зачатия ребенка (преконцепционный скрининг), для этого обеим родителям необходимо пройти генетическое обследование на носительство частых патогенных вариантов в указанных генах.

Фенилкетонурия (ФКУ) – моногенное заболевание из группы наследственных болезней обмена веществ, обусловленное нарушением обмена незаменимой аминокислоты фенилаланин, поступающей в организм человека с белковой пищей, и накоплением токсичных продуктов метаболизма. Частота выявления ФКУ в российской популяции составляет 1:7000. Классическая ФКУ обусловлена аберрациями в гене РАН (кодирует фермент фенилаланин-4-гидроксилазу). Наследуются аутосомно-рецессивно. При рождении у ребёнка нет никаких явных признаков заболевания. Однако поступление фенилаланина с пищей (в т.ч. с материнским молоком) вызывает манифестацию заболевания уже в первом полугодии жизни, а в дальнейшем приводит к тяжелым нарушениям умственного и физического развития. Классическая ФКУ – одно из немногих наследственных метаболических заболеваний, проявления которого можно полностью устранить путём своевременной диагностики и диетотерапии. Также важен преконцепционный скрининг для выявления гетерозиготного носительства аберраций у родителей.

Частота гетерозиготного носительства аберраций в гене PAH достаточно высока и составляет среди здорового населения РФ в среднем 1:35 [3], по другим данным - 1:31 или 3,2 % [4], частота аберрации R408W – 1:42 – 1:47 человек [5].

Существуют популяционные и этнические различия частоты встречаемости аберраций, в России наиболее частыми являются: R408W (62,3–63,6%), P281L (2,7–4,95%), IVS10-11G>A (4,1%), R261Q (3,3–8,2%), R158Q (1,65–4,3%), IVS12+1G>A (1,85–2,3%), R252W (1,8%) [5]. Всего на сегодняшний день описано свыше 400 аберраций в гене PAH, большинство из которых являются очень редкими.

Муковисцидоз (кистозный фиброз) — системное наследственное аутосомно-рецессивное заболевание, обусловленное наличием аберраций гена трансмембранного регулятора муковисцидоза (CFTR) и характеризующееся поражением желёз внешней секреции и тяжёлыми нарушениями функций органов дыхания. Частота выявления в Европе - 1:2000-1:2500, в России 1:4000-1:10 000.

Патологические изменения в лёгких характеризуются признаками хронического бронхита с развитием бронхоэктазов и диффузного пневмосклероза. Симптомами бронхо-лёгочной формы муковисцидоза являются вялость, бледность кожных покровов ребенка, недостаточная прибавка массы тела при удовлетворительном аппетите. В некоторых случаях с первых дней жизни у больного появляется покашливание. Кашель сопровождается отделением густой мокроты, которая при наслоении бактериальной флоры становится впоследствии слизисто-гнойной.

В поджелудочной железе выявляется диффузный фиброз. Клиническая симптоматика кишечной формы обусловлена секреторной недостаточностью поджелудочной железы. Нарушение ферментативной активности желудочно-кишечного тракта особенно ярко выражено после перевода ребёнка на искусственное вскармливание или прикорм и проявляется недостаточным расщеплением и всасыванием белков, жиров и в меньшей степени углеводов. В кишечнике преобладают гнилостные процессы, сопровождающиеся накоплением газов, что приводит к вздутию живота.

Частота гетерозиготного носительства аберраций в гене CFTR в российской популяции составляет 2,9 %, или 1:34 [4]. Частота носительства для отдельных аберраций у бесплодных мужчин значительно выше (12%), чем в общей популяции.

Основные аберрации в гене CFTR - del21kb, delF508, delI507, 1677delTA, 2143delT, 2184insA, 394delTT, 3821delT, G542X, W1282X, N1303K, L138ins, R334W, 3849+10kbC>T обусловливают примерно 75% генетических дефектов, приводящих к муковисцидозу. Из этих аберраций наиболее частой является делеция del F508. Частота ее в России составляет около 55%. Всего же в гене CFTR описано свыше 700 патогенных вариантов, большинство из которых являются очень редкими.

Проксимальная спинальная мышечная атрофия 5q (СМА) — это тяжелое аутосомно-рецессивное нервно-мышечное заболевание, характеризующееся прогрессирующими симптомами вялого паралича и мышечной атрофии вследствие дегенерации α-мотонейронов передних рогов спинного мозг. Частота встречаемости 1:6000—10000. Развитие СМА обусловлено аберрациями в гене SMN.

Ген SMN – Survival Motor Neuron («ген выживаемости мотонейронов») кодирует ядерный белок, играющий важную роль в метаболизме нервных клеток. Функция белка заключается в биогенезе ядерных рибонуклеопротеинов и в обеспечении транспорта РНК по аксонам. Особенностью гена SMN является то, что он представлен двумя копиями: одна копия находится теломерной области 5 хромосомы (SMN1), вторая (SMN2) – в центромерной области той же хромосомы. Аберрации теломерной копии вызывают заболевание – амиотрофии I, II, III типов. Основным типом аберраций в этом гене являются делеции экзонов 7 и/или 8, которые выявляются у 95 % больных. Остальные 5 % являются компаунд-гетерозиготами по делеции в одной копии гена SMN1 и точечной аберрации в другой. Заболевание является аутосомно-рецессивным, т. е. проявляется при наличии аберрации в двух аллелях гена SMN1.

Обнаружение делеции 7 и/или 8 экзонов данного гена в гомозиготном состоянии позволяет точно поставить диагноз больному, а обнаружение данной аберрации в гетерозиготном состоянии у обоих супругов – сделать заключение о высоком риске рождения ребенка со спинальной амиотрофией и спланировать профилактические мероприятия по проведению дородовой диагностики этого заболевания на ранних сроках беременности.

Чaстота гетерозиготного носительства гена СМА составила 2.7% (1:37) - 2.8% (1:36 человек) при обследовании пациентов из разных регионов России [12].

Проксимальная спинальная мышечная атрофия I типа, или болезнь Верднига-Гоффмана возникает в возрасте до 6 месяцев и характеризуется тяжелой мышечной слабостью. Больные дети не способны держать голову, переворачиваться, сидеть без поддержки. Проксимальная, симметричная мышечная слабость, отсутствие моторного развития и мышечная гипотония являются основными клиническими признаками СМА I типа.

Проксимальная спинальная мышечная атрофия II типа или хроническая СМА (болезнь Дубовица) имеет более позднее начало в возрасте 6-18 месяцев и менее тяжелое течение. Такие дети сохраняют способность сидеть и удерживать голову самостоятельно. У пациентов со СМА II наблюдаются фасцикуляции мышц языка, тремор пальцев вытянутых рук, фасцикулярные и фибриллярные подергивания мышц проксимальных отделов конечностей, выраженный сколиоз, слабость межреберной мускулатуры, диафрагмальное дыхание. Развиваются и прогрессируют скелетные деформации.

Начало проксимальной спинальной мышечной атрофии III типа (юношеская форма), или болезни Кугельберга-Веландер, варьирует в возрасте начиная с 18 месяцев и до юношеского возраста. Пациенты со СМА III сохраняют способность передвигаться самостоятельно, но могут часто падать или испытывать трудности при подъеме и спуске по лестнице, беге, наклоне, подъеме из положения сидя.

Нейросенсорная (сенсоневральная) тугоухость (НТ) — это ухудшение или потеря слуха в результате повреждения элементов внутреннего уха, слухового нерва или нейронов головного мозга, которые отвечают за распознавание звука. Нейросенсорная тугоухость может развиваться под воздействием множества факторов, таких как генетические причины, воспалительные процессы, травмы и др., она может быть врожденной или приобретенной. На долю НТ приходится около 70% всех случаев тугоухости.  Распространенность врожденной НТ составляет по некоторым расчетам до 5 на 1000 новорожденных. Наиболее часто врожденная НТ является единственным проявлением заболевания, то есть является несиндромальной. Считается, что примерно 50% всех случаев несиндромальной врожденной НТ связаны с различными генетическим аберрациями.  Описано более 150 генов, аберрации в которых могут вызывать НТ. Наиболее частой причиной развития НТ являются случаи, ассоциированные с патогенными вариантами в гене GJB2. Ген GJB2 кодирует трансмембранный белок коннексин-26 (Cx26), который представляет собой белок щелевых контактов. Аберрации в гене GJB2 приводят к образованию стоп-кодонов, вследствие чего прекращается синтез белка коннексина 26 (С-26), что ведет к нарушению обмена сигнальных молекул в тканях и различных метаболитов, приводя к накоплению ионов калия во внутреннем ухе. Это влечет за собой гибель нейроэпителия Кортиева органа, вследствие чего происходит формирование наследственной глухоты. В большинстве случаев НТ, ассоциированная с аберрациями в гене GJB2, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, и частота носительства патогенных вариантов в популяции в РФ может достигать 4% населения.  По другим данным, частота гетерозиготного носительства аберраций в гене GJB2 составляет 3,7 %, или 1:27 [10].

На нашем сайте опубликована статья, содержащая современные международные рекомендации и российские популяционные данные по преконцепционному скринингу.