Коллектив авторов.

Муковисцидоз: определение, диагностические критерии, терапия. Национальный консенсус



скачать книгу бесплатно

3.2. Ассоциация генотипа и фенотипа

Значительное варьирование фенотипических проявлений МВ у больных может быть обусловлено действием большого числа факторов, включая разнообразие генотипов гена CFTR, влияние генов-модификаторов, факторов внешней среды, в том числе положительного и отрицательного эффектов от лечения [5, 10]. Достоверно известно, что сохранение функции поджелудочной железы является хорошим маркером остаточной активности хлорного канала CFTR [5, 10].

Мутации I, II и III классов, при которых белок CFTR практически полностью отсутствует на апикальной мембране либо его функция полностью нарушена, относятся к «тяжелым» и приводят к существенным нарушениям внешнесекреторной функции поджелудочной железы у больных. Мутации IV и V классов, при которых сохраняется остаточная функция хлорного канала, относятся к «мягким» [4, 11, 12].

Сочетание в генотипе двух «тяжелых» в отношении нарушения функции поджелудочной железы мутаций (например, F508del) в гомозиготном или компаундном состоянии приводит к панкреатической недостаточности, тогда как наличие одной «тяжелой» и одной «мягкой» или двух «мягких» мутаций чаще встречается у больных с сохранной остаточной функцией поджелудочной железы. «Мягкие» мутации доминируют над «тяжелыми» в отношении панкреатического фенотипа [4, 5, 10, 11]. К мутациям, при которых функция поджелудочной железы остается относительно сохранной, относят: 3849+10kbC>T, E92K, L138ins, R334W, 2789+5G>A, 3272-16T>A, 3849G>A, R347P, S1159P, S945L, S1159F, L1335P, R117H, 4428insGA, D1152H, 4382delA, Q98R, A141D, A120T, R1066H, 3272-26A>G, W19G, L864R, F1078I, Q1476X, P205S, P988R, K1468R, 1898+3A>G, 3272-11A>G, Y1032C, A455E, G178R, R352Q, R117C, 711+3A>G, D110H, D565G, G576A, L206W, V232D, D1270N, E831X. Пациенты-носители «мягких» мутаций с высокой вероятностью имеют лучший нутритивный статус, но и более высокий риск развития панкреатита, чем больные с двумя «тяжелыми» мутациями [2]. В ряде исследований было отмечено, что показатель смертности у больных, имеющих в генотипе две «тяжелые» мутации, значимо выше, чем у больных, имеющих хотя бы одну «мягкую» мутацию. Частично это связывают с большей степенью снижения функции легких и нутритивного статуса, более тяжелой степенью панкреатической недостаточности и более ранней колонизацией P. aeruginosa у больных, имеющих две «тяжелые» мутации. Предполагают, что генотип по гену CFTR может служить независимым фактором прогноза продолжительности жизни больного МВ [12, 13]. Однако, принимая во внимание широкую вариабельность тяжести поражения легких у больных МВ в течение жизни, следует учитывать, что со временем у больных с мутациями IV, V, VI классов функция легких может значительно снижаться. У взрослых пациентов с мутациями этих классов можно наблюдать тяжелое поражение легких, тогда как у некоторых больных с двумя мутациями I, II или III классов функция легких может оставаться относительно сохранной в течение длительного времени [2].

Следует иметь в виду, что разделение мутаций на «тяжелые» и «мягкие» является условным и используется в проведении научных исследований, в частности эпидемиологических.

Использование же его для оценки клинического прогноза конкретного пациента является некорректным в силу ряда причин:

1. В гене CFTR обнаружено значительное количество мутаций, частота которых очень низка, что не позволяет проследить их ассоциацию c фенотипом.

2. Только часть известных мутаций строго ассоциирована с конкретными клиническими проявлениями.

3. Отдельные мутации могут характеризоваться вариабельностью клинических проявлений.

4. Пациенты, гомозиготные по отдельной мутации (такой, например, как F508del), обычно строго ассоциированной с определенной формой МВ, могут иметь менее выраженную степень проявления основных симптомов вследствие ранней диагностики и современной терапии по сравнению с пациентами, диагноз у которых был установлен до введения неонатального скрининга.

На основании имеющихся данных можно сделать следующие выводы:

• фенотип заболевания зависит как от генотипа по гену CFTR, так и от сопутствующих факторов (других генов, факторов окружающей среды);

• генотип не позволяет однозначно предсказать тяжесть течения и прогноз заболевания у конкретного индивида;

• диагноз «МВ» не всегда может быть поставлен или отвергнут только на основании результата молекулярно-генетического тестирования;

• при постановке диагноза должны браться в расчет клинические проявления заболевания и дополняться оценкой функции белка CFTR (потовый тест, разность назальных потенциалов или биоптатов прямой кишки) и результатами генетического анализа [2, 7, 14].

3.3. Интерпретация результатов молекулярно-генетического анализа

Аннотация генетических вариантов и интерпретация результатов ДНК-тестирования должны выполняться специалистом в области генетики МВ. Для определения клинической значимости обнаруженных генетических вариантов следует использовать базу данных CFTR2.org [15] и Консенсус по клиническим эффектам генетических вариантов (база данных SeqDB: http://seqdb.med-gen.ru/), а также рекомендации настоящего Консенсуса и имеющиеся стандарты и руководства [16, 17, 18, 19]. Интерпретация генетических вариантов с неопределенной клинической значимостью и вновь выявленных мутаций с очевидной патогенной значимостью должна проводиться с большой осторожностью и при наличии у специалиста опыта. Обо всех неизвестных ранее клинически значимых находках следует сообщать куратору базы данных SeqDB (http://seqdb.med-gen.ru/) либо самостоятельно регистрировать новую информацию на данном ресурсе, используя «Руководство по использованию базы данных SeqDB», – http://seqdb.med-gen.ru/docs/. База данных SeqDB создана и поддерживается представителями сообщества специалистов в области генетики муковисцидоза.

3.4. Диагностические критерии МВ

В диагностических критериях заболевания генетической диагностике отводится важная роль, однако диагноз может быть поставлен без данного исследования. Для подтверждения диагноза достаточно двух признаков, по одному из каждого блока:

1.1. Положительная потовая проба

и/или

1.2. Две патогенные мутации в гене CFTR в транс-положении, вызывающие муковисцидоз (http://cftr2.org, http://seqdb.med-gen.ru/)77
  Если мутация не представлена в CFTR2 (http://cftr2.org), то возможно использовать http://seqdb.med-gen.ru/ или оценивать по очевидной патогенности (общирные перестройки – делеции/инсерции)


[Закрыть]

и

2.1. Неонатальная гипертрипсиногенемия

или

2.2. С рождения или появившиеся позже характерные клинические признаки, включая (но не ограничиваясь ими) такие, как диффузные бронхоэктазы, высев из мокроты значимой для МВ патогенной микрофлоры (особенно синегнойной палочки), экзокринная панкреатическая недостаточность, синдром потери солей, обструктивная азооспермия (мужчины) [20, 21, 22, 23].

3.4.1. Неопределенный диагноз при положительном неонатальном скрининге на МВ

Относительно недавно Европейское общество по муковисцидозу предложило выделять группу детей после неонатального скрининга с новым диагнозом: «неопределенный диагноз при положительном неонатальном скрининге на муковисцидоз» (CFSPID) – и выработало новые рекомендации для наблюдения за данной группой детей. В рекомендациях по муковисцидозу США (Cystic Fibrosis Foundation) для этой группы детей используется термин CFTR-зависимый метаболический синдром (CFTR-related metabolic syndrome, CRMS).

Рекомендовано после неонатального скрининга детей с положительным иммунореактивным трипсиногеном (ИРТ) без клинических проявлений заболевания разделять на две группы:

А – имеющие нормальные хлориды пота (<30 ммоль/л) и две мутации в гене CFTR, из которых, по крайней мере одна имеет «неясные» фенотипические последствия;

В – имеющие пограничные значения хлоридов пота и одну или ни одной мутации в гене CFTR.

Наблюдение за детьми с данным диагнозом осуществляется в центрах МВ. В возрасте 2 лет им рекомендовано проведение потовой пробы, так как у большинства из них к 3 годам могут появиться клинические симптомы МВ [24, 25].

3.4.2. ДНК-диагностика при CFTR-связанных нарушениях

Под CFTR-связанными нарушениями (CFTR-related disorders) принято понимать клинические состояния, ассоциированные с нарушением функции гена CFTR, но при этом не соответствующие полностью диагностическим критериям МВ [22, 23, 26].

К таким состояниям относятся двустороннее врожденное отсутствие семявыносящих протоков, рецидивирующий острый или хронический панкреатит, диссеминированные бронхоэктазы [23, 26].

Обязательным условием постановки диагноза является наличие хотя бы одной идентифицированной мутации в гене CFTR [22]. Однако клиническая практика показывает, что почти у 70–75% больных с диссеминированными бронхоэктазами диагностируется МВ и нередко больной с бесплодием при дообследовании оказывается больным МВ.

Высказано предположение, что в основе патофизиологических изменений при CFTR-связанных нарушениях лежит нарушение бикарбонатной проводимости канала CFTR. Канал CFTR осуществляет проведение не только ионов хлорида (Cl-), но и ионов бикарбоната (HCO3-). Экспериментально показано, что бикарбонатная проводимость канала CFTR повышается посредством WNK1-SPAK-активации [27]. Полное нарушение функции CFTR как хлорного канала при «тяжелых» мутациях приводит к клинической картине МВ. При таких генетических вариантах, как R74Q, R75Q, R117H, R170H, L967S, L997F, D1152H, S1235R, D1270N, проводящие свойства CFTR для хлоридов сохраняются. Однако наличие этих вариантов в молекуле CFTR нарушает активационный механизм WNK1-SPAK, что приводит к селективному нарушению функции CFTR как бикарбонатного канала. При этом поражаются органы, использующие, как полагают, CFTR для секреции бикарбоната, что повышает риск развития панкреатита, синусита и мужского бесплодия [27].

Генетические особенности врожденного двустороннего отсутствия семявыносящих протоков (ВДОСП; CBAVD)

Около 3% случаев бесплодия у мужчин обусловлено наличием ВДОСП. Заболеваемость ВДОСП составляет приблизительно 1:1000 мужчин. Установлено, что в большинстве случаев изолированное ВДОСП является аутосомно-рецессивным генетическим расстройством, связанным с мутациями в гене CFTR с сохранением остаточной функции белка CFTR. Для ВДОСП характерно носительство в транс-положении одной «тяжелой» и одной «мягкой» мутации или двух «мягких» мутаций, а также «мягкой» мутации и мутации с неопределенной клинической значимостью или двух мутаций с неопределенной клинической значимостью [23].

У мужчин с ВДОСП в европейских популяциях наиболее распространенными являются два компаундных гетерозиготных генотипа: мутация F508del в транс-положении с вариантом IVS8-5T (28%) или с мутацией R117H (6%). Частота F508del при ВДОСП варьируется от 12 до 33%. Вариант IVS8-5T обнаружен во многих случаях ВДОСП даже в популяциях, где МВ встречается редко. Частота аллеля IVS8-5T у мужчин с ВДОСП составляет 25-40%, что в 5-8 раз выше, чем в общей популяции. Генотип, гомозиготный по этому аллелю, распространен при ВДОСП. Для ВДОСП характерно сочетание мутации R117H с аллелями IVS8-5T и IVS8-7T в цис-положении (комплексные аллели – R117H-5Т и R117H-7Т). Комплексный аллель R117H-5Т часто встречается у пациентов с МВ, в то время как аллель R117H-7Т, как правило, не связан с МВ. Повторы IVS8-TGn (IVS8-TG12 или TG13) в цис-положении с IVS8-5T также встречаются при ВДОСП. У пациентов с ВДОСП были обнаружены комплексные аллели: G576A-R668C, D443Y-G576A-R668C, R74W-V201M-D1270N и S1235R-IVS8-5T [23].

Ген CFTR и рецидивирующий (или хронический) панкреатит

Панкреатит может быть обусловлен мутациями в ряде генов и встречаться как у людей без МВ, так и на его фоне. Мутации в гене CFTR встречаются у 32-48% больных хроническим панкреатитом с аутосомно-рецессивным типом наследования и у 10-15% больных МВ с сохранной функцией поджелудочной железы. Больные МВ с «мягкими» мутациями чаще имеют панкреатит.

Помимо мутаций в гене CFTR при панкреатите встречаются мутации в генах SPINK1 (ингибитор сериновой протеазы, тип Казал 1; serine protease inhibitor, Kazal type 1), PRSS1 (катионный трипсиноген), A1AT (?1-антитрипсин).

Предполагают возможность дигенного наследования панкреатита: часто у пациентов с панкреатитом обнаруживают гетерозиготное носительство мутаций в генах CFTR и PRSS1 или SPINK1 [28].

3.5. Генетический диагноз – фармакогенетическая терапия

Препараты, действие которых направлено на восстановление функции белка CFTR, называются CFTR-модуляторами и делятся на группы [29]:

• Корректоры CFTR: цель – увеличить количество и доставку белка CFTR к поверхности клетки.

• Потенциаторы CFTR: цель – увеличить активность ионного канала CFTR, расположенного на поверхности клетки.

• Препараты со свойствами модуляторов и потенциаторов.

• Вещества, способствующие «прочитыванию» стоп-кодонов CFTR-mRNA и предотвращению преждевременной терминации синтеза молекулы белка, используются при лечении пациентов, имеющих нонсенс-мутации (мутации I класса).

В связи с многообразием мутаций гена CFTR и различными их последствиями разработка этиотропной и патогенетической терапии, направленной на восстановление функции гена, изначально была сложной задачей и шла по нескольким направлениям:

1. Препараты для носителей мутаций класса I.

2. Препараты для носителей мутаций класса II и наиболее часто встречающейся мутации F508del.

3. Препараты для носителей «мягких» мутаций.

4. Препараты, работающие при всех классах мутаций.

В настоящее удалось добиться успеха при разработке препаратов, направленных на коррекцию последствий определенного вида мутаций II-V классов – потенциаторов и корректоров. Мишенью потенциаторов являются молекулы мутантного белка CFTR, располагающиеся в апикальной мембране. Действие потенциаторов направлено на восстановление (активацию) функции ионного канала, образованного мутантным белком CFTR (мутации III-IV классов). Первым препаратом стал Ивакафтор (Калидеко, VX-770) компании Vertex Pharmaceuticals Incorporated. Препарат получил одобрение FDA для лечения детей, больных МВ, старше 2 лет и взрослых, имеющих одну из 10 мутаций: G551D, G1244E, G1349D, G178R, G551S, S1251N, S1255P, S549N, S549R или R117H. Корректоры – лекарственные средства, позволяющие мутантному белку CFTR пройти через систему внутриклеточного контроля качества и занять правильное расположение на апикальной мембране (мутации II класса), – 4-фенилбутират/генистен; VX-809. Для терапии пациентов со II классом мутаций (генотип F508del/F508del) разработан комбинированный (корректор + потенциатор) препарат Оркамби (V809 и V770), он показан пациентам старше 6 лет. Идут исследования по снижению возрастных ограничений [7, 29].

Таким образом, разработанные препараты стали новым шагом в терапии МВ, повышении качества и продолжительности жизни больных. Исследования в области этиопатогенетической фармакотерапии МВ продолжаются (http://investors.vrtx.com; https://cysticfibrosisnewstoday.com/cystic-fibrosis-therapy-tracker/).

3.6. Другие гены, связанные с развитием МВ

У некоторых пациентов с МВ не удается выявить мутации в гене CFTR в обоих аллелях. Это наблюдается в 1-1,5% случаев при полной клинической картине заболевания.

Частично это может быть объяснено тем фактом, что в большинстве случаев проводится исследование лишь кодирующей части гена CFTR, и иногда также смежных экзон-интронных участков. Мутации, расположенные в регуляторных участках интронов и промоторных областях гена, в большинстве случаев не исследуются и не анализируются. Распространенность крупных структурных изменений гена (делеций и дупликаций) до настоящего времени также не изучена [2].

Необходимо упомянуть, что МВ характеризуется не только нарушением секреции хлоридов, но и повышенной абсорбцией натрия в дыхательных путях. Транспорт ионов натрия осуществляется через чувствительный к амилориду натриевый канал, состоящий из трех субъединиц. Известно, что повышенная экспрессия гена Scnn1b, кодирующего одну из субъединиц, приводит к развитию муковисцидозоподобного состояния в легких у мышей [31]. Это позволяет предположить, что нарушения гена SCNN1B могут вызывать заболевание и у людей. По крайней мере у двух пациентов с нетипичным МВ, у которых не идентифицированы мутации в кодирующей области гена CFTR, выявлены функционально значимые мутации в гене SCNN1B [32]. Генетические факторы, лежащие в основе других случаев МВ без мутаций в гене, остаются невыясненными [2].

Гены-модификаторы

Различия в характере течения заболевания у больных с одинаковым генотипом по гену CFTR наблюдаются как среди неродственных индивидов, так и между сибсами, испытывающими равное влияние таких средовых факторов, как условия проживания, социально-экономический статус, методы лечения. В мультицентровых исследованиях Европы и США выявлены достоверно более высокая конкордантность клинических проявлений (тяжесть бронхолегочного процесса, поражение печени, наличие в анамнезе мекониевого илеуса и синдрома дистальной интестинальной обструкции, нутритивный статус) у монозиготных близнецов по сравнению с дизиготными и просто сибсами, а также значительный диапазон вариабельности характера течения МВ внутри пар сибсов [7, 33]. Приведенные данные свидетельствуют о возможном влиянии на спектр и тяжесть клинических проявлений МВ других, в том числе генетических, факторов, отличных от гена CFTR. Модифицирующее действие могут оказывать как гены, продукты которых регулируют экспрессию, функцию и утилизацию белка СFTR, так и гены, продукты которых участвуют в процессах, задействованных в патогенезе клинических проявлений МВ.

В результате полногеномного анализа ассоциаций выявлены два кластера генов, расположенных в регионах хромосом 11p13 (гены APIP, EHF, ELF5, PDHX) и 20q13.2 (гены CBLN4, MC3R, CASS4, CSTF1, AURKA), модулирующих тяжесть поражения легких при МВ; показано, что гены SLC26A9, SLC6A14, SLC9A3, SLC4A4, MSRA, ADIPOR2 являются модификаторами мекониевого илеуса, а ген ARRDC3 – регулятором массы тела и энергозатрат у мужчин; для генов SLC26A9, CDKAL1, CDKN2A/B и IGF2BP2 показана ассоциация с МВ-зависимым диабетом [33].

В результате поиска генов-кандидатов выявлены ассоциации гена MNL2 со снижением функции легких при МВ, с ранним поражением P. aeruginosa и малой продолжительностью жизни; для генов TGFB1, IFRD1, IL-8, EDNRA показана ассоциация с тяжестью поражения легких; гены CAPN10, TCF7L2 ассоциированы с МВ-зависимым диабетом, а гены SERPINA1, SERPINA2 – с поражением печени при МВ (цирроз с портальной гипертензией) [33].

3.7. Частота и распределение мутаций

В постоянно обновляемой базе данных (http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr) Консорциума по генетическому анализу МВ (CFGAC) представлено более 2000 вариантов нуклеотидной последовательности, выявленных в гене CFTR [1]. Только часть из них напрямую связана с развитием заболевания [15; http://seqdb.med-gen.ru/].

Наиболее распространенной мутацией гена CFTR является F508del, ранее обозначаемая как ?F508. По имеющимся данным, ее частота составляет более 65% в объединенной мировой выборке обследованных больных МВ. В Европе наблюдается снижение частоты мутации F508del с северо-востока на юго-запад. Около 20-ти прочих мутаций встречаются в мировой выборке с частотой выше 0,1%. Распространенность отдельных мутаций может существенно варьироваться в конкретных регионах и популяциях, что является следствием эффекта дрейфа генов в различных религиозных, этнических или географических изолятах. В России наиболее частой мутацией также является F508del, составляющая около 52% от общего числа мутантных аллелей в объединенной выборке больных МВ. Ее частота варьируется от 40 до 60% в разных регионах. К настоящему времени у российских пациентов с МВ выявлено 155 различных мутантных аллелей гена CFTR (Табл. 1), большинство из которых являются весьма редкими [34]. Десять наиболее частых мутаций у российских больных составляют 71,22% от всех мутантных аллелей. Две мутации были определены у 70,4% от числа больных, у которых проводилось генетическое исследование, одна – у 23,1%, ни одной мутации не удалось выявить у 6,5% больных [34].


Таблица 1. Аллельная частота мутаций муковисцидоза в РФ (регистр 2015 г.)

* Включая мутации S466X и S466X-R1070Q


Приведенные в Таблице 1 данные дают общее и несколько смещенное представление о разнообразии и частоте мутаций у российских пациентов с МВ, что связано с рядом особенностей проведения тестирования:

• ДНК-тестирование не является обязательным этапом при диагностике МВ, в том числе и в ходе неонатального скрининга в России, и выполняется по желанию родителей ребенка. Поэтому во многих регионах обследованы не все больные с установленным диагнозом;

• ДНК-тестирование большей части пациентов выполнялось на панелях, включающих ограниченный спектр мутаций (от 11–16 до 30 мутаций);

• в ряде случаев у пациентов с МВ не удается обнаружить двух мутаций, что может быть связано с их отсутствием в стандартных тест-системах, несовершенством алгоритмов ДНК-тестирования, существованием неизвестных ранее генетических вариантов, атипичных случаев МВ или МВ-подобных состояний, связанных с нарушением работы иных генов.

На основании сведений об эпидемиологической генетике МВ можно сделать следующие предположения:

• частота и спектр мутаций, ассоциированных с развитием МВ, варьируются в зависимости от региона проживания и этнической принадлежности обследуемых пациентов с МВ;

• отсутствуют репрезентативные сведения о спектре и частотах мутаций в гене CFTR для всей российской популяции и ряда регионов;

• для расчета вклада отдельных мутаций и их связи с развитием заболевания необходимо продолжить работу по созданию общероссийского регистра пациентов с МВ с внесением в него информации о результатах молекулярно-генетического тестирования всех диагностированных пациентов вне зависимости от формы проявления, возраста манифестации и региона проживания.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6 7