Комплексное молекулярно-генетическое исследование при наследственной нейросенсорной тугоухости (гены GJB2, GJB3, GJB6, POU3F4, WFS1)

Нейросенсорная тугоухость (НТ) представляет собой группу заболеваний слуха, при которых поражаются какие-либо из участков звуковоспринимающего отдела слухового анализатора, начиная от непосредственного сенсорного аппарата улитки и заканчивая поражением невральных структур. На долю НТ приходится около 70% всех случаев тугоухости. 

Число пациентов с тугоухостью в РФ превышает 13 млн человек, из них более 1 млн составляют дети.  Распространенность конгенитальной НТ составляет по некоторым расчетам до 5 на 1000 новорожденных. Наиболее часто конгенитальная НТ является единственным проявлением заболевания, то есть является несиндромальной. Считается, что примерно 50% всех случаев несиндромальной конгенитальной НТ связаны с различными генетическим аберрациями. 

Описано более 150 генов, аберрации в которых могут вызывать НТ. С точки зрения наследования, около 80% случаев НТ имеют аутосомно-рецессивный тип наследования (кодировка DFNB), 15% - аутосомно-доминантный (кодировка DFNA), около 5% - Х-сцепленный (кодировка DFNX) и митохондриальный. 

Данное исследование позволяет диагностировать наиболее распространенные формы НТ: DFNB1 (гены GJB2, GJB3, GJB6), DFNA3 (гены GJB2, GJB6), DFNX2 (ген POU3F4), синдром Вольфрама (ген WFS1).

Наиболее частой причиной развития НТ являются случаи, ассоциированные с аберрациями в гене GJB2. Ген GJB2 кодирует трансмембранный белок коннексин-26 (Cx26), который представляет собой белок щелевых контактов. 6 коннексинов собираясь вместе образуют коннексон, структуру, которая при связывании с соответствующим коннексоном на другой клетке образует щелевой контакт. 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.

Наиболее распространенным аберрациями гена GJB2 являются небольшие делеции c.35delG, c.313_326del14, c.235delC, c.358_360delGAG, c.167delT, а также точечные аберрации IVS1+1G>A и  c.101T>C и протяженные делеции, затрагивающие весь ген GJB2, а также находящиеся рядом GJB3, GJB6. 

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. 

НТ, ассоциированная с аберрациями в локусе DFNB1, имеет степень от умеренной до глубокой. Это двусторонняя тугоухость, однако в 2% случаев у пациентов с патогенными вариантами в гене GJB2 было описано одностороннее поражение. НТ, ассоциированная с аберрациями в локусе DFNB1, наступает до развития речи (прелингвальная тугоухость) и имеет непрогрессирующее течение. Эта форма НТ наследуется по аутосомно-рецессивному типу и является наиболее частой причиной несиндромальной тугоухости. НТ, ассоциированная с аберрациями в локусе DFNB1, характеризуется отсутствием вестибулярной дисфункции, при проведении КТ височной кости не выявляется никаких нарушений. 

Причиной НТ, ассоциированной с локусом DFNA3, служат доминантные патогенные варианты в генах GJB2 и GJB6. Эта форма тугоухости является несиндромальной и имеет прогрессирующее течение. Также, для нее характерно разнообразие клинических проявлений. Степень тугоухости при этой форме варьирует от умеренной до глубокой, при этом не выявляются нарушения вестибулярной функции, а также нет данных о патологии со стороны КТ височных костей. Для НТ, ассоциированной с локусом DFNA3, характерно аутосомно-доминантное наследование с полной пенетрантностью. 

Нейросенсорная тугоухость, ассоциированная с локусом DFNX2, вызвана аберрациями в гене POU3F4, который ответственен за развитие 50% всех случаев Х-сцепленной несиндромальной тугоухости. Для этой формы тугоухости характерно Х-сцепленное рецессивное наследование. Отличительными признаками НТ, ассоциированной с локусом DFNX2, служат фиксация стремечка и наличие аномалий височной кости, выявляемых с помощью КТ.  У пациентов наблюдается характерная КТ-картина: утолщение подножной пластинки стремени, гипоплазия основания улитки, отсутствие костного стержня, расширенный внутренний слуховой проход, аномально расширенное сообщение между внутренним слуховым проходом и базальным поворотом улитки. Интраоперационно у пациентов с НТ, ассоциированной с локусом DFNX2, отмечается феномен “фонтанирования”: внезапная обильная ликворея во время проведения стапедотомии или стапедэктомии, поэтому чрезвычайно важным является распознавание данной формы НТ до проведения хирургического вмешательства. НТ, ассоциированная с локусом DFNX2, является двусторонней, смешанной тугоухостью (кондуктивный компонент вызван фиксацией стремечка) и имеет прогрессирующее течение. 

Синдром Вольфрама I типа (синдром инсулинзависимого сахарного диабета, несахарного диабета и оптической атрофии с тугоухостью; Diabetes Insipidus and Mellitus with Optic Atrophy and Deafness Syndrome) - редкое тяжелое аутосомно-рецессивное нейродегенеративное заболевание, вызываемое аберрациями в гене WFS1. В 95% случаев имеют место миссенс- и нонсенс-мутации, а также делеции в 8-м экзоне гена. В результате нарушения структуры белка происходит гибель клеток нервной ткани и β-клеток поджелудочной железы. Как правило, первым признаком синдрома Вольфрама является сахарный диабет. Он диагностируется обычно в 4–6-летнем возрасте. Остальные составляющие синдрома появляются чаще во 2-м и 3-м десятилетиях. Несахарный диабет при синдроме Вольфрама часто развивается в скрытой форме и проявляется ранним и стойким снижением относительной плотности мочи. На фоне дисфункции автономной нервной системы у пациентов часто возникает дилатация мочевыводящих путей и нефрогенный мочевой пузырь. Глухота при этом синдроме чаще выявляется лишь на аудиограммах, преимущественно в диапазоне высоких частот, но у небольшой части пораженных лиц наблюдается врожденная глухота. Дополнительные клинические проявления могут включать почечные аномалии, атаксию, деменцию, эпилепсию, нарушение интеллектуального развития, а также различные психические заболевания. Минимальными диагностическими критериями синдрома Вольфрама являются атрофия зрительного нерва и сахарный диабет с ювенильным началом. Аллельные варианты гена WFS1 могут вызывать DFNA6/14/38 формы нейросенсорной тугоухости, а также Вольфрамо-подобный  синдром (аутосомно-доминантный синдром, характеризуется клинической триадой: врожденным прогрессирующим нарушением слуха, сахарным диабетом и атрофией зрительного нерва).

 Характеристика тугоухости в зависимости от вовлеченного локуса

 Интерпретация

В ходе исследования проводится проводится детекция аберраций c.35delG, c.313_326del14, c.235delC, c.358_360delGAG, c.167delT, IVS1+1G>A,  c.101T>C в гене GJB2, делеций генов GJB2 и GJB6, делеции и дупликации генов POU3F4 и WFS1.

Выявление гомозиготной аберрации или «сложной» (компаудной) генетрозиготной аберрации c.35delG, c.313_326del14, c.235delC, c.358_360delGAG, c.167delT, IVS1+1G>A,  c.101T>C в гене GJB2, делеций генов GJB2 и GJB6, подтверждает диагноз несиндромальной нейросенсорной тугоухости аутосомно-рецессивной или аутосомно-доминантной формы. 

Выявление одной аберрации из перечисленных (гетерозиготное носительство) не позволяет с уверенностью подтвердить диагноз НТ. Однако при наличии характерной симптоматики заболевания у пациента обнаружение гетерозиготной аберрации повышает вероятность наличия НТ типа DFNB1, так как возможно существование редкой аберрации в гене GJB2 или других генах коннексома, которые не выявляются данным исследованием. 

Отсутствие этих патогенных вариантов не исключает диагноз НТ, однако снижает вероятность DFNB1 и DFNA3 форм несиндромальной тугоухости. 

Выявление делеций или дупликаций гена POU3F4 подтверждает диагноз НГ типа DFNX2.  Отсутствие делеций и дупликаций в гене POU3F4 значительно снижает вероятность тугоухости DFNX2 типа, однако не исключает его полностью, так как точечные аберрации выявляются в половине случаев. 

Выявление делеций гена WFS1 подтверждает наличие у пациента синдрома Вольфрама.  Отсутствие делеций и дупликаций в гене WFS1 не исключает развитие DFNA6/14/38 форм нейросенсорной тугоухости.