CC BY
8
DOI: 10.23868/202110007
АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ НЕЙРОФИБРОМАТОЗА 1 ТИПА В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН
Р.Н. Мустафин1, Р.Р. Валиев2, М.А. Бермишева3, Э.К. Хуснутдинова3
Поступила: 19022021 Принята к печати:01.09.2021 Опубликована on-line: 10.09.2021
1 Башкирский государственный медицинский университет, Уфа, Россия
2 Башкирский государственный университет, Уфа, Россия
3 Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра РАН, Уфа, Россия
ANALYSIS OF THE FEATURES OF NEUROFIBROMATOSIS TYPE 1 IN THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN
R.N. Mustafin1, R.R. Valiev2, M.A. Bermisheva3, E.K. Khusnutdinova3
1 Bashkir State Medical University, Ufa, Russia
2 Bashkir State University, Ufa, Russia
3 Institute of Biochemistry and Genetics — Subdivision of the Ufa Federal Research Centre of the RAS, Ufa, Russia e-mail: ruji79@mail.ru
Нейрофиброматоз 1 типа — аутосомно-доминатный наследственный опухолевый синдром, встречающийся в среднем с частотой 1:3000 человек. Клиническими признаками заболевания являются пятна цвета кофе с молоком на коже, множественные кожные, подкожные и плексиформные нейрофибромы, узелки Лиша, глиомы зрительных нервов, поражение опорно-двигательной системы, нарушения интеллекта и поведения. Причина болезни — герминативные мутации в гене №1, кодирующем онкосупрессор нейрофибромин. Нейрофиброматоз 1 типа характеризуется выраженным полиморфизмом клинических проявлений, от стертых до тяжелых форм без гено-фенотипических корреляций, поэтому вероятна роль генов-модификаторов в основе патогенеза болезни и развития системных нарушений.
Цель исследования: изучение эпидемиологических, клинических и молекулярно-генетических особенностей нейро-фиброматоза 1 типа у пациентов ГБУЗ «Республиканский медико-генетический центр», проживающих в Республике Башкортостан, и установление возможных гено-фенотипиче-ских корреляций. Для обнаружения внутригенных мутаций в гене №1 проведено секвенирование 57 экзонов гена, для идентификации делеции всего гена — микросателлитный анализ. Распространенность болезни в Республике Башкортостан составила 10 на 100000 населения. Выявлено 14 внутригенных мутаций в гене №1 у 20 пациентов и 2 протяженные делеции гена у 3 больных из 2 неродственных семей. Корреляции между типом мутации и особенностями клинических проявлений не установлено. Для определения возможного влияния генов-модификаторов на патогенез заболевания проведен сравнительный анализ клинических проявлений болезни в зависимости от наследования, этнической принадлежности и взаимосвязи скелетных аномалий с выраженностью других проявлений болезни. При анализе клинических проявлений нейрофиброматоза 1 типа глиомы зрительных нервов диагностированы у 5,25% больных, плексиформные нейрофибромы у 5%, кисты головного мозга у 4,25%. Из 14 выявленных нами мутаций 5 описаны ранее в научных публикациях (с.2806А>Т, с.2991-Ю>С, с.3158С>0, с.4537С>Т, с.6792С>А), 9 мутаций обнаружены нами впервые в мире. Описаны различные типы мутаций со случайным распределением. Выявлена протективная роль метисации в развитии тяжелых проявлений нейрофиброматоза. обнаружена большая частота встречаемости сколиоза, низкого роста, дизморфизма лица и деформации грудной клетки при наследовании мутации от матери, что позволяет предположить влияние генов-модификаторов на развитие данных проявлений болезни.
Ключевые слова: гены-модификаторы, киста головного мозга, мутации в гене МР1, нейрофиброматоз 1 типа, опухоли.
Neurofibromatosis type 1 (NF1) is an autosomal dominant hereditary tumor syndrome that occurs on average with a frequency of 1: 3000 people. Clinical features of NF1 include cafe-au-lait macules on the skin, multiple cutaneous, subcutaneous, and plexi-form neurofibromas, Lisch nodules, and optic gliomas. The disease is also characterized by damage to the musculoskeletal system, impaired intelligence and behavior. The cause of the disease is germinal mutations in the NF1 gene, which encodes the oncosuppressor neurofibromin. NF1 is characterized by pronounced polymorphism of clinical manifestations, from erased to severe, without geno-phenotypic correlations. Therefore, the role of modifier genes in the pathogenesis of NF1 is assumed. We carried out a clinical-epidemiological and molecular-genetic study of patients with NF1 from the Republic of Bashkortostan (RB). We searched for intragenic mutations by sequencing 57 exons of the NF1 gene, and identified deletions of the entire gene using microsatellite analysis. The prevalence of NF1 in RB is 10 per 100 000. We identified 14 intragenic mutations in the NF1 gene in 20 patients with NF1 and 2 extended deletion of NF1 gene in 3 patients from 2 unrelated families. We did not find a correlation between the type of mutation and the characteristics of the clinical manifestations of the disease. To determine the possible influence of modifier genes on pathogenesis of NF1, we carried out a comparative analysis of the clinical manifestations of NF1 depending on inheritance, ethnicity and association of systemic manifestations. Among the clinical manifestations of NF1 in RB, there was a low frequency of optic nerve gliomas (5,25%) and plexiform neurofibromas (5%). The incidence of brain cysts was 4,25% among patients with NF1. We identified 9 mutations for the first time in the world, 5 out of 14 identified mutations are known (c.2806A>T, c.2991-1G>C, c.3158C>G, c.4537C>T, c.6792C>A). The distribution of mutation types turned out to be random. We identified a protective role of crossbreeding for the development of severe manifestations of NF1. We determined a high incidence of scolio-sis, short stature, facial dysmorphism and chest deformity in the inheritance of NF1 from the mother, which suggests the influence of modifier genes on the pathogenesis of NF1.
Keywords: modifier genes, brain cysts, NF1 gene mutations, neurofibromatosis type 1, tumors.
Введение
Нейрофиброматоз 1 типа (НФ1) — ауто-сомно-доминантный наследственный опухолевый
синдром, встречающийся в мире со средней частотой 1:3000 человек (варьирование от 1:960 в Израиле до 1:7812 в России) [1]. Причина болезни — мутации
в гене NF1, который расположен в локусе 11.2 длинного плеча 17 хромосомы (17q11.2) и кодирует ГТФаз-активирующий белок нейрофибромин, функционирующий как негативный регулятор Ras-митоген-активируемых сигнальных путей, контролирующих пролиферацию клеток [2]. В 2021 г. в базе данных HGMD (Human Gene Mutation Database) содержится информация о более 3000 различных герминативных мутаций в гене NF1, вызывающих развитие НФ1 [3]. Кроме того, в каталоге COSMIC (Catalogue Of Somatic Mutations In Cancer) описаны мутации гена NF1 при различных спорадических злокачественных опухолях [4]. Несмотря на обнаружение такого количества мутаций в гене NF1, горячих точек мутагенеза и гено-фенотипи-ческих корреляций при НФ1 не установлено. У 5% больных НФ1 выявляют крупные делеции, охватывающие весь ген NF1 с фланкирующими областями [5]. Около 50% случаев НФ1 представлены семейными формами, 50% — спорадическими, обусловленными мутациями de novo [1]. В спорадических злокачественных опухолях у пациентов, не страдающих НФ1, часто обнаруживают мутации в гене NF1, играющие роль в развитии этих неоплазм [6, 7], поэтому изучение механизмов онко-генеза при НФ1 может стать основой для уточнения механизмов развития спорадических новообразований. Наиболее часто соматические мутации в гене NF1 определяют в 45-90% случаев спорадических десмопласти-ческих меланом, в 12-30% кожных меланом, 21-26% феохромацитом, 14-23% глиобластом, в 6-14% при переходно-клеточной карциноме мочевого пузыря и 10,3-11,0% при плоскоклеточном раке легкого [7].
Для больных НФ1 характерно уменьшение продолжительности жизни на 8-21 год. Диагноз НФ1 устанавливают при наличии у пациента 2 и более признаков: 1 ) 6 и более пятен на коже цвета кофе с молоком (от франц. — «café-au-lait macules», CALM) диаметром более 5 мм в допубертате и более 15 мм в постпубертате;
2) веснушчатость в подмышечной или паховой областях;
3) 2 и более кожных нейрофибром или одна плексиформ-ная нейрофиброма; 4) 2 и более узелков Лиша (гамартом радужной оболочки глаза); 5) глиома зрительного нерва (нервов или хиазмы); 6) специфические дисплазии костей; 7) НФ1 у родственников 1 степени родства [1]. У 99% больных детей НФ1 старше 1 года выявляют CALM, у 90% детей старше 7 лет — веснушчатость. Для 81% детей с НФ1 характерны проблемы с поведением, и у 40% детей с НФ1 диагностируют признаки синдрома дефицита внимания и гиперактивности. Для больных НФ1 специфичны скелетные аномалии: сколиоз фиксируют у 21-49% пациентов, псевдоартроз — у 5% [8], задержку роста — у 18-30% [9]. Более чем у половины детей с НФ1 отмечают изменения на т2-взвешенных изображениях МРТ головного мозга. Нарушения интеллекта (среднее IQ=85) обнаруживают в 30-65% случаев НФ1 [10]; узелки Лиша — у 70% больных НФ1 старше 10 лет. Подкожные и кожные нейрофибромы развиваются у 40-60% больных НФ1, плексиформные нейрофибромы — у 30-50%, злокачественные опухоли из оболочек периферических нервов — у 8-1 3%, глиомы зрительных нервов — у 15-20% [11], опухоли ствола головного мозга — у 10% [12]. Кроме того, при НФ1 часто происходят изменения со стороны головного мозга, такие как гидроцефалия (7,7% случаев НФ1) [13] и эпилепсия (5,4%) [14]. У 2% пациентов диагностируют мальформацию Арнольда-Киари [15].
Целью исследования было изучение эпидемиологических, клинических и молекулярно-генетических особенностей НФ1 у пациентов ГБУЗ «Республиканский
медико-генетический центр», проживающих
в Республике Башкортостан, и выявление возможных гено-фенотипических корреляций.
Материал и методы
Проведен осмотр и описание клинических признаков болезни 401 пациента из 321 семьи, проживающих в Республике Башкортостан (РБ) и состоящих на учете у врача-генетика в ГБУЗ «Республиканский медико-генетический центр» с установленным, согласно принятым критериям, диагнозом НФ1 [1]. Все пациенты подписывали информационное согласие. Протокол исследования был утвержден на заседании Локального этического комитета (протокол № 5 от 7 декабря 2009)
Секвенирование гена
NF1 и микросателлитный анализ
ДНК выделяли стандартным методом фенол-хло-рофомной экстракции из образцов венозной крови объемом 7 мл 23 пациентов. Для идентификации внутри-генных мутаций гена NF1 выполняли SSCP-анализ и секвенирование 57 экзонов гена, для выявления делеции всего гена — микросателлитный анализ локусов GXAlu, TCCAint1, IVS27AC28.4, IVS38TG53.0 на оборудовании Лаборатории молекулярной генетики человека УФИЦ РАН: автоматическом секвенаторе ABI Genetic Analyzer 3500 (Applied Biosystems, США) по протоколу фирмы-производителя Amersham Pharmacia Biotech (США) с применением набора реактивов BigDye Terminator v.3.1 Cycle Sequencing Kit фирмы Applied Biosystems (США). Для прочтения последовательностей нуклеоти-дов использовали приложение Chromas разработчика Technelysium (Австралия).
Гистологическое исследование
Патогистологическое исследование образцов опухолей и морфо-генетический анализ выполняли на материале, полученном от 8 больных с выявленными мутациями и опухолями. Гистологическое исследование проводили на парафиновых срезах: материал опухолей фиксировали в 10% формалине в течение 24 ч., обезвоживали проводкой в спиртах возрастающей концентрации, заливали парафином, делали гистологические срезы толщиной 2-4 мкм, депарафинировали и окрашивали гематоксилином и эозином, по методу Ван Гизона и 1% подкисленным водным раствором толуидинового синего. Далее срезы просветляли в ксилоле, заключали в бальзам и просушивали в термостате.
Иммуногистохимический анализ
Иммуногистохимический анализ выполняли на парафиновых срезах на автоматизированном стай-нере для иммуногистохимии Ventana (США) с помощью мышиных моноклональных антител (Diagnostic BioSystems, США) к десмину (маркер опухолей миогенного происхождения), панцитокератину (маркер опухолей нейроэндокринного генеза), виментину (маркер макрофагов и фибробластов, вовлеченных в патогенез нейрофибром), нейрон-специфической енолазе (маркер клеток нейроэктодермального происхождения), CD117 (маркер пролиферации тучных клеток) и S-100 (маркер нейронов, вовлеченных в патологический процесс) в разведении 1:50, время инкубации — 20 мин. Антитела к десмину и панцитокератину использовали
Таблица 1. Сравнительная характеристика клинических проявлений НФ1 в РБ (п=401) с данными литературы [8-14]
Клинический признак
Частота встречаемости у больных НФ1 в РБ (%)
Средняя частота встречаемости у больных НФ1 по данным литературы [8-14] (%)
CALM
Нейрофибромы Сколиоз
Нарушения интеллекта Низкий рост
Плексиформные нейрофибромы
Глиомы зрительных нервов
Опухоль головного мозга вне зрительных нервов
Киста головного мозга
Гидроцефалия
Псевдоартроз
Эпилепсия
98,75 58,7 18,9 18 13,9
5 5,25 4,5
99 [8] 50 [11] 35 [8] 47,5 [10] 24 [9] 40 [11] 17,5 [11] 10 [12]
4,25 —
4 7,7 [13]
4 5 [8]
2,7 5,4 [14]
в качестве контроля для дифференциальной диагностики с другими типами неоплазм.
Статистический анализ
Для качественных бинарных данных проводили статистическую обработку с использованием интерактивной таблицы сопряженности 2x2 с вычислением статистик связи (критерий Пирсона х2) с поправкой Иэйтса на непрерывность.
Результаты и обсуждение
В 2021 г. в ГБУЗ «Республиканский медико-генетический центр» на учете состоит 401 больной с НФ1 (из 321 семей). Частота встречаемости НФ1 составила 1:10103 (распространенность 10 на 100000), что ниже, чем в среднем по миру (1:3000) [1], но выше данных по НФ1 в РБ в 2009 г. (4,7 на 100000) [16]. Болезнь зарегистрирована во всех городах и в 43 (из 54) районах сельской местности РБ. По национальной принадлежности 36% больных НФ1 оказались от смешанных браков, 64% — от одной национальности (26% — татары, 19% — русские, 12% — башкиры, 3% — чуваши, 2% — марийцы, 1% — мордва, 0,5% — казахи, 0,5% — таджики). Средний возраст пациентов — 32 ± 18,2 года (M±SD, медиана 30 лет). Отличие в соотношении мужчин (187) и женщин (212) оказалось статистически незначимым (х2=0,09; р >0,05). Средний возраст мужчин — 31 ± 18,8 лет (M±SD, медиана 29 лет), средний возраст женщин — 32,5 ± 17,7 лет (M±SD, медиана 31 год). Спорадические случаи составили 53%, наследование от матери — 27%, наследование от отца — 20%.
Сравнительный анализ клинических проявлений НФ1 в РБ с данными других исследователей [8-14] представлен в табл. 1. Наиболее распространенными клиническими признаками для больных НФ1 из РБ оказались CALM и нейрофибромы (в 35% случаев были обнаружены множественные опухоли по всему телу). У 39,7% больных НФ1 была выявлена патология опорно-двигательной системы (ОДС): чаще всего встречались пациенты низкого роста, со сколиозом и дизморфизмом лица (12,2%).
Изолированная деформация грудной клетки была диагностирована у 6% больных НФ1 из РБ (с учетом вторичных искривлений вследствие сколиоза — 24,9%), псевдоартроз голени — у 4%, деформация стоп — у 2,2%, синдактилия — у 0,8%, фиброзная дисплазия без псевдоартроза — у 0,5%. Частота встречаемости плек-сиформных нейрофибром у больных НФ1 оказалась значительно ниже, чем в среднем по миру (30-50%). Кроме того, у каждого пятого больного НФ1 было обнаружено нарушение интеллекта. Данных о наличии у пациентов узелков Лиша на радужной оболочке выявлено не было.
Патогистологическое исследование нейрофибром у больных с НФ1 показало отсутствие индивидуальных особенностей во внешнем строении опухолей. Макроскопически кожные и подкожные неоплазмы имели сходное строение, представляя собой солитарные плотноэластичные бугристые узелки и узлы размерами, в среднем, 2 см в диаметре (диапазон от 0,2 до 10 см). На разрезе нейрофибромы имели инкапсулированную слоистую структуру белорозового цвета у кожных узлов и желтоватого — у подкожных. При микроскопическом исследовании образцов опухолей, окрашенных по методу Ван-Гизона, в структуре нейрофибром были обнаружены беспорядочно расположенные волокна красного и розоватого цвета, между которыми находилось множество клеток вытянутой формы в форме запятой. Ядра клеток были бледные, овальной формы. В структуре большинства подкожных нейрофибром определялись включения адипоцитов, окруженных коллагеновыми волокнами. Клеточной атипии, свидетельствующей о злокачественном перерождении, в исследуемых образцах опухолей выявлено не было.
При исследовании срезов опухолей, окрашенных гематоксилин и эозином, в тканях узлов было выявлено большое количество плотных извитых коллагеновых волокон, между которыми равномерно располагались веретенообразные клетки. Во всех образцах были обнаружены расширенные артериолы и венулы, вокруг которых определялись скопления тучных клеток (идентификация с помощью окраски толуидиновым синим и использования маркера 00117), что говорит о вовлечении иммунного ответа в патогенез болезни.
Рис. Схема распределения мутаций в гене NF1 у больных НФ1 из РБ: CSRD — цистеин-серин-богатый домен; GRD — GAP (ГТФаз-активирующий белок) связанный домен; SEC14 — SEC'14-домен; CTD — С-концевой домен
Иммуногистохимический анализ образцов опухолей показал отсутствие в них десмина и панцитокератина, но наличие виментина, нейрон-специфической енолазы, CD117 и S-100. Полученные данные дали возможность идентифицировать иссеченные опухоли как нейрофи-бромы, что является важным дополнительным критерием для уточнения диагноза НФ1.
В результате проведенного секвенирования 57 экзонов гена NF1 у 20 пациентов НФ1 были идентифицированы 14 мутаций в 16 семьях: 5 мутаций ранее были описаны другими исследователями [6, 17-21], 9 мутаций выявлены нами впервые: c.205-1G>C, a1278G>A, c.1369_1370insGGGTC, a1570G>A, с.1973_1974delTC, a3526_3528delAGA, a3826delC, a4514+5G>A, c.5758_5761delTTGA. На рис. показано распределение найденных мутаций в гене NF1.
При морфо-генетическом исследовании больных НФ1 с выявленными мутациями специфических корреляций между типом мутаций и особенностями клинических проявлений обнаружено не было: единственным общим признаком для всех пациентов было наличие CALM. Характеристика всех обследованных больных дана в табл. 2.
Протяженная делеция гена NF1 была определена у 3 больных из 2 неродственных семей: в одной семье у мальчика 4 лет со спорадическим случаем НФ1 со множеством CALM и килевидной деформацией грудной клетки; в другой семье у женщины 29 лет со множеством CALM и очаговыми кожными и подкожными нейрофи-бромами на теле. У ее сына 5 лет были диагностированы тяжелые проявления НФ1: множественные CALM, односторонняя глиома зрительного нерва, опухоль головного мозга, киста головного мозга, одностороннее укорочение голени, вальгусная деформация стоп, когнитивный дефицит и дизморфизм лица. Значительное утяжеление клинических проявлений НФ1 и ранняя манифестация свидетельствуют о феномене антиципации при наследовании протяженной делеции в гене NF1 от матери. Действительно, в исследовании НФ1 сообщалось о подобном феномене, когда у мальчиков при наследовании болезни от матери наблюдались более ранняя
манифестация и тяжелое течение заболевания [22], хронический миелолейкоз также развивался чаще у мальчиков при наследовании болезни от матери [23].
Сплайсинговая мутация c.2991-1G>C ранее была описана у больных НФ1 из Германии [18]. Нонсенс-мутация c.4537C>T оказалась наиболее известной в мире и обнаружена у 7 больных в Германии [1 8], 2 — в Бельгии [20], 2 — в Корее [19] и у 1 пациента в Испании [17]. Нонсенс-мутация c.6792 СМ ранее была выявлена у 3 пациентов с НФ1 в Германии [18], 2 — в Испании [17], 1 — Бельгии [20], 1 — в Корее [19]. Две другие нонсенс-мутации были определены в образцах спорадических злокачественных неоплазм у пациентов без НФ1: c.3158C>G — в тканях рака молочной железы, резистентного к гормональной терапии [6]; c.2806A>T- в феохромацитоме [21].
Отсутствие корреляции между типом мутации и особенностями клинических проявлений в нашем исследовании соответствует данным мировой научной литературы [1 , 2], что свидетельствует о корректности проведенной работы и о необходимости поиска новых механизмов патогенеза НФ1, в которых могут играть роль гены-модификаторы. Например, при делециях всего гена NF1 течение НФ1 становится более тяжелым с пороками внутренних органов, ранним началом болезни и значительным количеством опухолей [24]. Предполагают, что это связано с вовлечением в делети-рованный участок гена HCA66, белковый продукт которого взаимодействует с опухолевым супрессором Apaf-1 (apoptic protease activating factor-1), участвуя таким образом в регуляции апоптоза [25]. Модификаторами при НФ1 могут служить гены серин-треониновых про-теинкиназ: ATM (ataxia-telangiectasia mutated) [26], AKT1 BRAF, PAK1, RAF1; рецептора эпидермального фактора роста EGFR; LIMK1 (кодирует протеинкиназу, содержающую LIM мотив); фосфатазы PtEn, синдекана SDC2, SMARCA4 и VCP [27]. Описано вероятное участие генов хемокинов CXCL12 и CXCR4 [28] в патогенезе нейрофибром, а также роль специфических микроРНК в развитии злокачественных опухолей из оболочек периферических нервов при НФ1. К ним относятся miR-34a
Таблица 2. Особенности клинических признаков НФ1 у больных с выявленными мутациями в гене ЫР1
Название мутации
Номер экзона (интрона)
Характеристика пациента
сплайсинговая мутация (2)
с.205-Ю>0
Нонсенс-мутация 12
с.1278Э>А (р^426Х)
Нонсенс-мутация 12
с.1278Э>А (p.W426Х)
Инсерция 12
с.1369_13701пз000Т0 (р.И457Гз)
Миссенс-мутация 14
с.1570Э>А (р.Е524К)
Миссенс-мутация 14
с.1570Э>А (р.Е524К)
Делеция 17
с.1973_1974с1в!Т0 (р!658Гэ)
Нонсенс-мутация с.2806А>Т (р.К936Х) 21
сплайсинговая мутация (22)
с.2991-Ю>0
сплайсинговая мутация (22)
с.2991-Ю>0
сплайсинговая мутация (22)
с.2991-Ю>0
Нонсенс-мутация с.31580>Э (р.Б1053Х) 24
Делеция с.3526_3528Се!АЭА 27
(р.т176Се!)
Делеция с.3526_3528Се!АЭА 27
(р.Я1176Се!)
Делеция с.3526_3528Се!АЭА 27
(р.Я1176Се!)
Делеция с.3826Се!0 (р.Р1276ЕГэ) 28
Сплайсинговая мутация a4514+5G>A (33)
Нонсенс-мутация с.4537С>Т (p.R1513X) 34
Делеция c.5758_5761delTTGA 39 (p.L1920Nfs)
Нонсенс-мутация с.6792С>A (p.Y2264X) 45
Девочка, 3 года: сколиоз, множественные CALM
Мужчина, 55 лет: множество кожных и подкожных нейрофибром, CALM, опухоль головного мозга
Девочка, 12 лет: сколиоз, множественные CALM, единичные нейрофибромы
Мальчик, 6 лет: глиома зрительного нерва, множество нейрофибром и CALM
Женщина, 46 лет: множество CALM, единичные нейрофибромы
Мальчик, 13 лет: нарушение интеллекта, низкий рост, множественные CALM
Мужчина, 18 лет: плексиформная нейрофиброма плеча, множественные нейрофибромы и CALM
Девочка, 14 лет: энцефалопатия, множество CALM
Женщина, 50 лет: множество кожных и подкожных нейрофибром, CALM
Мальчик, 11 лет: сколиоз, острый лимфолейкоз, дизморфизм лица, единичные кожные нейрофибромы
Мужчина, 21 год: единичные подкожные нейрофибромы, множественные CALM
Мальчик, 7 лет: множественные CALM
Мужчина, 60 лет: множество кожных и подкожных нейрофиброма, CALM
Мужчина, 28 лет: эпилепсия, гидроцефалия, множество CALM
Мужчина, 31 год: гидроцефалия, нарушение интеллекта, единичные подкожные нейрофибромы
Мужчина, 20 лет: деформация грудной клетки, опухоль головного мозга, множество подкожных нейрофибром и CALM
Женщина, 27 лет: энцефалопатия, множество CALM
Женщина, 38 лет: множество кожных и подкожных нейрофибром, CALM
Девочка, 11 лет: сколиоз, единичные кожные нейрофибромы
Женщина, 21 год: деформация грудной клетки, псевдоартроз голени, гидроцефалия, множество CALM
(регулирует множество генов, участвующих в клеточном цикле и пролиферации клеток) [29], miR-204 (ингиби-рует сигналы Ras) [30], miR-21 (оказывает целевое воздействие на онкосупрессорный ген PDCD4) [31] и miR-24 (потенциальная мишень для таргетной терапии НФ1) [32].
При отсутствии гено-фенотипических корреляций, с целью определения влияния других возможных факторов на патогенез НФ1, был проведен сравнительный анализ специфических проявлений НФ1 у метисов. Было обнаружено, что у больных НФ1 от родителей одной нации статистически значимо чаще встречаются кисты головного мозга (критерий Пирсона %г=3,99; р=0,046; ф*эмп=2,2), что может свидетельствовать о про-тективной роли метисации. Однако в исследовании
других авторов влияния расовых и этнических особенностей на развитие опухолей головного мозга у больных НФ1 найдено не было [33]. В связи с этим полученные нами данные о протективной роли метисации в развитии данного осложнения НФ1 являются инновационными, требующими проведения дополнительных исследований на более крупных выборках.
При сравнении особенностей клинических проявлений НФ1 у пациентов, наследовавших болезнь от матери, и у больных со спорадическими случаями НФ1, определено статистически более редкое развитие скелетных аномалий у больных со спорадическими случаями НФ1 (табл. 3). Полученные результаты могут говорить о вероятной роли импринтинга генов-модификаторов в развитии патологии ОДС у больных НФ1.
Таблица 3. Отличия клинических проявлений НФ1 у пациентов со спорадическими случаями болезни и у наследовавших НФ1 от матери
Специфический признак
Критерий Фишера, ф*эм
Значение р
Спорадические случаи Наследование от матери
(доля больных)
(доля больных)
Деформация грудной клетки 1,9
Дизморфизм лица 2,57
Низкий рост 4,15
Псевдо-артроз 1,52
Сколиоз 2,24
0,022 0,008 0,0005 0,036 0,023
11 (5%) 23 (11%) 17 (8%) 6 (3%) 34 (16%)
12 (11%) 24 (22%) 28 (26%) 7 (6,4%) 29 (27%)
Таблица 4. Особенности клинических проявлений НФ1 у больных с поражением ОДС (п=401) в РБ
Специфический признак НФ1 Доля среди больных НФ1 с патологией ОДС в РБ (п=159) Доля среди всех больных НФ1 в РБ (п=401) Критерий X2 Значение р
Нейрофибромы 55,3% (88) 58,7% (236) 0,57 0,45
Множественные нейрофибромы 29% (46) 35% (140) 1,16 0,283
Умственная отсталость 26,4% (42) 18% (72) 5,0 0,025
тяжелая умственная отсталость 22% (35) 13% (52) 9,22 0,0033
Глиомы зрительных нервов 8,8% (14) 5% (21) 2,5 0,116
Гидроцефалия 6% (10) 4% (16) 0,897 0,34
Опухоль головного мозга 4,4% (7) 3% (12) 0,69 0,406
Мальформация Арнольда-Киари 3% (5) 1,3% (5) 1,39 0,24
Эпилепсия 2% (3) 2,7% (11) 1,56 0,2
Поскольку специфическими признаками НФ1 , которые различаются в зависимости от типа наследования болезни, являются скелетные аномалии, нами был проведен сравнительный анализ клинических особенностей НФ1 в группе пациентов с наличием скелетных аномалий и в общей группе больных НФ1 в РБ (табл. 4). Было обнаружено статистически значимое более частое развитие умственной отсталости при наличии патологии ОДС у пациентов с НФ1, что может свидетельствовать об общих механизмах развития таких проявлений болезни. Влияние импринтинга гена МИ на особенности специфических проявлений болезни (например, глиом зрительных нервов), согласно данным проанализированной литературы [34], не выявлено. Таким образом, повышенную частоту встречаемости скелетных аномалий при наследовании НФ1 от матери в нашем исследовании, вероятно, можно объяснить влиянием генов-модификаторов, подверженных импринтингу [35].
На сегодняшний день в научной литературе имеются лишь единичные данные о связи ортопедической патологии с другими проявлениями НФ1 и о роли генов-модификаторов в развитии скелетных аномалий при НФ1. Была выявлена корреляция низкого роста с более высокой частотой встречаемости серьезных осложнений, таких как выраженный сколиоз, опухоли ЦНС и плексиформ-ные нейрофибромы [9], а у детей с плексиформными нейрофибромами была определена большая частота встречаемости тяжелых скелетных аномалий [36]. Преклинические исследования на мышах показали, что дефицит МП в клетках костных предшественников нарушает гомеостаз пирофосфата МЕК-зависимым образом и приводит к изменениям в минерализации костей [37]. Кроме того, была обнаружена повышенная экспрессия
АМКН, наряду с Епрр1, в клетках, выделенных из ней-рофибром мыши и человека, и доказано, что ген АМКН кодирует трансмембранный белок, синтезируемый в суставах и играющий роль в развитии остеобластов и остеокластов [36]. В МП-дефицитных стромальных клетках костного мозга мышей (тВМБО) было отмечено снижение экспрессии гена щелочной фосфатазы А1-Р1- [37], а в тканях нейрофибром — низкая экспрессия гена коллагена 0йП4А1 [23].
Заключение
Распространенность НФ1 в РБ в 2021 г. составила 10 на 100000 человек. Анализ специфических для болезни клинических проявлений НФ1 у пациентов в РБ показал, что они совпадают с результатами работ других авторов [8-1 4]. Важно отметить, что у больных НФ1 в РБ не диагностированы узелки Лиша, поэтому необходим осмотр пациентов офтальмологом с помощью щелевой лампы с целью выявления гамартом радужной оболочки. Получены инновационные данные, ранее не представленные в научной литературе: у метисов реже встречаются кисты головного мозга (%г=3,99; р=0,046; ф*эмп=2,2) по сравнению с пациентами, родители которых принадлежат одной этнической группе. Обнаружено, что статистически значимо чаще формируемая патология ОДС при наследовании НФ1 от матери коррелирует с нарушением интеллекта, что позволяет предположить наличие общих механизмов развития данных изменений, связанных с влиянием генов-модификаторов.
В результате проведенного секвенирования гена МП идентифицированы 14 мутаций у 20 человек из 16 семей, 9 из которых (с.205-1Э>0, с.1278Э>А (р.
W426X), С.1369_13701П8666ТС (р.Н457Гэ), с.1570Э>А (р.Е524К), с.1973_1974delTC (р.1658Гз), с.3526_3528delAGA (рЛ1176del), с.3826delC (р.Р1276ЕГв), с.4514+5G>A, с.5758_5761 delTTGA (p.L1920fs)) ранее не были описаны другими авторами. С помощью микросателлитного анализ выявлена протяженная делеция гена МП у 3 пациентов из 2 неродственных семей, при этом в семье с наследованием мутации от матери обнаружен феномен антиципации, который проявился в более тяжелом течении НФ1 у мальчика. С использованием молекулярно-генетического анализа
в 26% случаев определены нонсенс мутации, в 26% — внутригенные делеции (одно-, ди-, три- и тетрануклеотид-ные), в 22% — сплайсинговые мутации, в 4,3% — пен-тануклеотидная инсерция, в 8,7% — миссенс-мутация, в 13% — протяженная делеция гена МП.
Благодарности
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ ^<Ми-2020-0027).
ЛИТЕРАТУРА [REFERENCES]:
1. Gutmann D.H., Ferner R.E., Listernick R.H. et al. Neurofibromatosis type 1. Nat. Rev. Dis. Primers 2017; 3: 17004.
2. Kang E., Kim Y., Seo G.H. et al. Phenotype categorization of neurofibromatosis type I and correlation to NF1 mutation types. J. Hum. Genet. 2020; 65(2): 79-89.
3. The Human Gene Mutation Database at the Institute of Medical Genetics in Cardiff (HGMD), http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php. Accessed 2021.
4. Catalogue of Somatic Mutations in Cancer (COSMIC), http:// cancer.sanger.ac.uk/cosmic. Accessed 2021.
5. Pasmant E., Sabbagh A., Spurlock G. et al. NF1 microdeletions in neurofibromatosis type 1: from genotype to phenotype. Hum. Mutat. 2010; 31(6): E1506-18.
6. Razavi P., Chang M.T., Xu G. et al. The Genomic Landscape of Endocrine-Resistant Advanced Breast Cancer. Cancer Cell 2018; 34(3): 427-38.
7. Philpott C., Tovell H., Frayling I.M. et al. The NF1 somatic mutational landscape in sporadic human cancers. Hum. Genomics 2017; 11(1): 13.
8. Ly K.L., Blakeley J.O. The Diagnosis and Management of Neurofibromatosis Type 1. Med. Clin. North. Am. 2019; 103: 1035-54.
9. Virdis R., Street M.E., Bandello M.A. et al. Growth and pubertal disorders in neurofibromatosis type 1. J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 2003; 16: 289-292.
10. Biotteau M., Dejean S., Lelong S. et al. Sporadic and Familail Variants in NF1: An Explanation of the Wide Variablility in Neurocognitive Phenotype. Front. Neurol. 2020; 11: 368.
11. Anderson J.L., Gutmann D.H. Neurofibromatosis type 1. Handb. Clin. Neurol. 2015; 132: 75-86.
12. Costa A.D.A., Gutmann D.H. Brain tumors in neurofibromatosis type 1. Neurooncol. Adv. 2020; 2: i85-7.
13. Glombova M., Petrak B., Lisy J. et al. Brain gliomas, hydrocephalus and idiopathic aqueduct stenosis in children with neurofibromatosis type 1. Brain Dev. 2019; 41(8): 678-90.
14. Bernardo P., Cinalli G., Santoro C. Epilepsy in NF1: a systematic review of the literature. Childs Nerv. Syst. 2020; 36: 2333-50.
15. Miraglia E., Fabbrini G., Di Biasi C. et al. Chiari type 1 malformation in Neurofibromatosis type 1: experience of a center and review of the literature. Clin. Ter. 2016; 167: e6-10.
16. Мустафин Р.Н., Бермишева М.А., Хуснутдинова Э.К. Клинико-эпидемиологическое исследование нейрофиброматоза 1 типа в Республике Башкортостан. Якутский медицинский журнал 2009; 2(26): 23-5 [Mustafin R.N., Bermisheva M.A., Khusnutdinova E.K. Clinical and epidemiological study of neurofibromatosis type 1 in the Republic of Bush-kortostan. Yakut Medical Journal 2009; 2(26): 23-5].
17. Ars E., Serra E., Garcia J. et al. Mutations affecting mRNA splicing are the most common molecular defects in patients with neurofibromatosis type 1. Human Molecular Genetics 2000; 9(2): 237-47.
18. Fahsold R., Hoffmeyer S., Mischung C. et al. Minor Lesion Mutational Specrum of the Entire NF1 Gene Does Not Explain Its High Mutability but Points to a Functional Domain Upstream of the GAP-Related Domain. Am.J. Hum. Genet. 2000; 66: 790-818.
19. Jeong S., Park S., Kim H. The Spectrum of NF1 Mutations in Korean Patients with Neurofibromatosis Type 1. J. Korean Med. Sci. 2006; 21(1): 107-11.
20. Messiaen L.M., Callens T., Mortier G. et al. Exhaustive Mutation Analysis of NF1 Gene Allows Identification of 95% of Mutations and Reveals
a High Frequency of Unusual Splicing Defects. Human Mutation 2000; 15: 541-55.
21. Welander J., Andreasson A., Juhlin C.C. et al. Rare germline mutations identified by targeted next-generation sequencing of susceptibility genes in pheochromacytoma and paraganglioma. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2014; 99(7): E1352-60.
22. Miller M., Hall J.G. Possible maternal effect on severity of neurofibromatosis. Lancet 1978; 2(8099): 1071-3.
23. Shannon K.M., Watterson J., Johnson P. et al. Monosomy 7 myeloproliferative disease in children with neurofibromatosis, type 1: epidemiology and molecular analysis. Blood 1992; 79(5): 1311-8.
24. Bartelt-Kirbach B., Wuepping M., Dodrimont-Lattke M. et al. Expression analysis of genes lying in the NF1 microdeletion interval points to four candidate modifiers for neurofibroma formation. Neurogenetics 2009; 10: 79-85.
25. Sharafi P., Ayter S. Possible modifier genes in the vatiration of neurofibromatosis type 1 clinical phenotypes. J. Neurogenet. 2018; 32(2): 65-77.
26. Yu Y., Choi K., Wu J. et al. NF1 patient missense variants predict a role for ATM in modifying neurofibroma initiation. Acta Neuropathol. 2020; 139: 157-74.
27. Kowalski T.W., Reis L.B., Andreis T.F. et al. Systems Biology Approaches Reveal Potential Phenotype-Modifier Genes in Neurofibromato-sis Type 1. Cancers (Basel) 2020; 12: E2416.
28. Karaosmanoglu B., Kocaefe C.Y., Soylemezoglu F. et al. Heightened CXCR4 and CXCL12 expression in NF1-associated neurofibromas. Childs Nerv. Syst. 2018; 34: 877-82.
29. Subramanian S., Thayanithy V., West R.B. et al. Genome-wide transcriptome analyses reveal p53 inactivation mediated loss of miR-34a expression in malignant peripheral nerve sheath tumours. The Journal of Pathology 2010; 220: 58-70.
30. Gong M., Ma J., Li M. et al. MicroRNA-204 critically regulates carcinogenesis in malignant peripheral nerve sheath tumors. Neuro Oncology 2012; 14: 1007-17.
31. Itani S., Kunisada T., Morimoto Y. et al. MicroRNA-21 correlates with tumorogenesis in malignant peripheral nerve sheath tumor (MPNST) via programmed cell death protein 4 (PDCD4). Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 2012; 138: 1501-9.
32. Weng Y., Chen Y., Chen J. et al. Identification of serum microRNAs in genome-wide serum microRNA expression profiles as novel noninvasive biomarkers for malignant peripheral nerve sheath tumor diagnosis. Medical Oncology 2013; 30: 531.
33. Abadin S.S., Zoellner N.L., Schaeffer M. et al. Racial/Ethnic Differences in Pediatric Brain Tumor Diagnoses in Patients with Neurofibromatosis Type 1. J. Pediatr. 2015; 167: 613-20.
34. Johnson K.J., Fisher M.J., Listernick R.L. et al. Parent-of-origin in individuals with familial neurofibromatosis type 1 and optic pathway gliomas. Fam. Cancer 2012; 11: 653-6.
35. Wolf J.B., Brandvain Y. Gene interations in the evolution of genomic imprinting. Heredity (Edinb.) 2014; 113: 129-37.
36. Ma Y., Gross A.M., Dombi E. et al. A molecular basis for neurofi-broma-associated skeletal manifestations in NF1. Genet. Med. 2020; 22: 1786-93.
37. Tahaei S.E., Couasnay G., Ma Y. et al. The reduced osteogenic potential of Nf1-deficient osteoprogenitors is EGFR-independent. Bone 2018; 106: 103-11.
