Научная статья на тему 'ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКЗОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НЕОНАТАЛЬНОГО СКРИНИНГА: ВОЗМОЖНОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ'

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКЗОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НЕОНАТАЛЬНОГО СКРИНИНГА: ВОЗМОЖНОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
247
60
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕОНАТАЛЬНЫЙ СКРИНИНГ / ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЕ СЕКВЕНИРОВАНИЕ / ЭКЗОМ / ГЕНОМ

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Шубина Е., Павлова Н. С., Донников А. Е., Померанцева Е. А., Трофимов Д. Ю.

Неонатальный скрининг - популяционная программа, которая ставит своей главной целью выявление детей с моногенными заболеваниями, нуждающихся в неотложном вмешательстве. Исторически скрининговые тесты разрабатывались и вводились в практику для выявления отдельных заболеваний. Однако с развитием и увеличением доступности технологий секвенирования нового поколения появляется возможность выявлять генетические нарушения у новорожденных вне зависимости от проявления симптомов и начинать лечение или корректирование симптомов как можно раньше. В данном обзоре кратко освещена история скрининга новорожденных, а также описан опыт зарубежных проектов по использованию методов секвенирования нового поколения в неонатальном скрининге. Приведенные в качестве примера заболевания, выявляемые с помощью экзомного секвенирования, но не классическими программами скрининга, демонстрируют актуальность дальнейшего развития и введения генетических методов в обследование новорожденных. Описаны ограничения экзомного секвенирования, которые необходимо принимать во внимание; этические вопросы, возникающие при принятии решений, а также экономические выгоды использования экзомного секвенирования в скрининговых программах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по клинической медицине , автор научной работы — Шубина Е., Павлова Н. С., Донников А. Е., Померанцева Е. А., Трофимов Д. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PERSPECTIVES AND LIMITATIONS OF WHOLE EXOME BASED NEONATAL SCREENING

The main aim of neonatal screening is the identification of diseases in newborns period for urgent intervention. Screening tests were developed and introduced into practice to detect specific disease. Next-generation sequencing technologies have increased the possibility to detect genetic disorders in newborns without the manifestation. These approaches give a chance to start a treatment or correction of symptoms as early as possible. The review highlights the history of newborn screening and describes the existing experience of projects with next-generation sequencing methods. Some diseases were given as an example. In some cases, exome sequencing but not classical screening tests can detect the condition, demonstrating the relevance of further development and the introduction of genetic methods for an examination of newborns. Limitations of exome sequencing that need to be taken into account, ethical issues that arise in decision-making, and economic benefits of using exome sequencing in screening programs were described.

Текст научной работы на тему «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКЗОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НЕОНАТАЛЬНОГО СКРИНИНГА: ВОЗМОЖНОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ»

АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ

Использование экзомного секвенирования для проведения неонатального скрининга: возможности и ограничения

Шубина Е., Павлова Н.С., Донников А.Е., Померанцева Е.А., Трофимов Д.Ю.

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 117997, г. Москва, Российская Федерация

Неонатальный скрининг - популяционная программа, которая ставит своей главной целью выявление детей с моногенными заболеваниями, нуждающихся в неотложном вмешательстве. Исторически скри-нинговые тесты разрабатывались и вводились в практику для выявления отдельных заболеваний. Однако с развитием и увеличением доступности технологий секвенирования нового поколения появляется возможность выявлять генетические нарушения у новорожденных вне зависимости от проявления симптомов и начинать лечение или корректирование симптомов как можно раньше. В данном обзоре кратко освещена история скрининга новорожденных, а также описан опыт зарубежных проектов по использованию методов секвенирования нового поколения в неонатальном скрининге. Приведенные в качестве примера заболевания, выявляемые с помощью экзомного секвенирования, но не классическими программами скрининга, демонстрируют актуальность дальнейшего развития и введения генетических методов в обследование новорожденных. Описаны ограничения экзомного секвенирования, которые необходимо принимать во внимание; этические вопросы, возникающие при принятии решений, а также экономические выгоды использования экзомного секвенирования в скрининговых программах.

Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания № 121092400060-5. Конфликт интересов. Авторы подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить. Вклад авторов. Написание текста статьи - Шубина Е., Павлова Н.С., Донников А.Е.; проверка и утверждение рукописи - Шубина Е., Павлова Н.С., Донников А.Е., Померанцева Е.А., Трофимов Д.Ю.

Для цитирования: Шубина Е., Павлова Н.С., Донников А.Е., Померанцева Е.А., Трофимов Д.Ю. Использование экзомного секвенирования для проведения неонатального скрининга: возможности и ограничения // Неонатология: новости, мнения, обучение. 2022. Т. 10, № 4. С. 40-46. 001: https://doi.org/10.33029/2308-2402-2022-10-4-40-46 Статья поступила в редакцию 17.08.2022. Принята в печать 14.10.2022.

Ключевые слова:

неонатальный скрининг; высокопроизводительное секвенирование; экзом; геном

Perspectives and limitations of whole exome based neonatal screening

Shubina Je., Pavlova N.S., National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Peri-

Donnikov A.E., Pomerantseva E.A., natology named after Academician V.I. Kulakov of Ministry of Health Trofimov D.Yu. of Russian Federation, 117997, Moscow, Russian Federation

The main aim of neonatal screening is the identification of diseases in newborns period for urgent intervention. Screening tests were developed and introduced into practice to detect specific disease. Next-generation sequencing technologies have increased the possibility to detect genetic disorders in newborns without the manifestation. These approaches give a chance to start a treatment or correction of symptoms as early as possible. The review highlights the history of newborn screening and describes the existing experience

Keywords:

newborn screening; next-generation sequencing; exome; genome

of projects with next-generation sequencing methods. Some diseases were given as an example. In some cases, exome sequencing but not classical screening tests can detect the condition, demonstrating the relevance of further development and the introduction of genetic methods for an examination of newborns. Limitations of exome sequencing that need to be taken into account, ethical issues that arise in decision-making, and economic benefits of using exome sequencing in screening programs were described.

Funding. The work was carried out within the framework of state task No. 121092400060-5. Conflict of interest. The authors confirmed that there is no conflict of interest to report.

Contribution. Writing of the text of the manuscript - Shubina Je., Pavlova N.S., Donnikov A.E. Trofimov D.Yu.; verification and approval of the manuscript - Shubina Je., Pavlova N.S., Donnikov A.E., Pomerantseva E.A., Trofimov D.Yu.

For citation Shubina Je., Pavlova N.S., Donnikov A.E., Pomerantseva E.A., Trofimov D.Yu. Perspectives and limitations of whole exome based neonatal screening. Neonatologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Neonatology: News, Opinions, Training]. 2022; 10 (4): 40-6. DOI: https://doi.org/10.33029/2308-2402-2022-10-4-40-46 (in Russian) Received 17.08.2022. Accepted 14.10.2022.

Неонатальный скрининг - массовое обследование младенцев для выявления у них врожденных заболеваний. Проведение скрининга позволяет выявить заболевания до проявления симптомов и обеспечить своевременное лечение, что позволяет остановить или отсрочить развитие тяжелых проявлений заболевания. Большая часть заболеваний, на которые в настоящее время проводится неонатальный скрининг, - это наследственные болезни обмена. Помимо них, во многих странах скрининг проводится на спинальную мышечную атрофию, адреногенитальный синдром, муковисцидоз и иммунодефициты. Спектр заболеваний, на которые проводится скрининг, прежде всего ограничен возможностями и доступностью методов диагностики. Существует значительный разрыв между количеством описанных генетических заболеваний и перечнем заболеваний, на которые проводится скрининг. С внедрением высокопроизводительного секвенирования для неонатального скрининга все может радикально измениться. Данная статья посвящена обсуждению перспектив применения экзомного секвенирования в качестве метода генетического скрининга новорожденных.

Впервые скрининг новорожденных был предложен в 1960-е гг. для определения новорожденных с фенилкето-нурией (ФКУ) [1, 2]. В России внедрение массового неонатального скрининга началось в 1972 г., когда была создана первая отечественная программа, предназначенная для выявления ФКУ с использованием теста Гатри. Далее список заболеваний, выявляемых при скрининге, постоянно расширялся. Согласно приказу Минздрава России от 30.12.1993 № 316, стало обязательным проведение неонатального скрининга на ФКУ и врожденный гипотиреоз. В приказе от 22.03.2006 № 185-ФЗ уже закреплены скрининг на адреногенитальный синдром, галактоземию, врожденный гипотиреоз, муковисцидоз и ФКУ, а с 2007 г. проводится аудиологи-ческий скрининг на врожденную тугоухость.

Еще в 1990 г. было предложено использовать тандемную масс-спектрометрию (ТМС) для расширения спектра заболеваний, на которые проводится скрининг [3], и с 1 января 2023 г. по всей России внедряется расширенный неонатальный скрининг, включающий более 30 наследственных заболеваний (приказ Минздрава России от 21.04.2022 № 274н «Об утверждении порядка оказания медицинской помощи

пациентам с врожденными и (или) наследственными заболеваниями»). Помимо наследственных болезней обмена, для скрининга которых возможно применение ТМС, в перечень включен скрининг на спинальную мышечную атрофию (СМА) и первичные иммунодефициты (ПИД), которые проводятся с помощью молекулярно-генетических методов.

Вне зависимости от метода проведения скрининга в случае моногенных заболеваний причиной регистрируемых изменений являются мутации в соответствующих генах. Однако в базе данных OMIM (Online mendelian inheritance in man https://www.omim.org/) описано более 4700 генов с мутациями, вызывающими фенотипические особенности и большое количество возможных мутаций; в базе данных Clinvar - более 1,5 млн вариантов и более 12 тыс. вариантов, значимость которых подтверждена экспертным сообществом. Столь широкий список генов ограничивал применение молекулярно-генетических методов в области скрининга.

С появлением высокопроизводительного секвенирования стало возможным одновременное исследование кодирующих последовательностей большого количества генов и даже всего генома. Экзомное и геномное секвенирование широко применяется для диагностики моногенных заболеваний у пациентов с подозрением на них [4-6]. Секвени-рование панелей генов применяется и рекомендовано [7] для скрининга носительства моногенных заболеваний у пар, планирующих беременность [8, 9]. Снижение стоимости секвенирования позволяет все более массово его применять. Стоимость секвенирования панели генов и экзома отличается незначительно, поэтому можно проводить секвенирование экзома и анализ виртуальной панели генов. Такой подход позволяет при необходимости оперативно менять спектр заболеваний, на которые проводится скрининг. Поскольку геном человека остается неизменным на протяжении всей жизни, полученные однажды данные можно анализировать повторно, задавая разные задачи интерпретаторам в зависимости от новой клинической информации.

Проекты по генетическому скринингу новорожденных в мире

В разных странах проводятся пилотные проекты по применению высокопроизводительного секвенирования

для неонатального скрининга. Авторы проекта NBSeq сравнивали результаты, полученные с использованием ТМС и экзомного секвенирования, с анализом виртуальной панели генов [10]. Они отмечают более низкую чувствительность и специфичность скрининга, основанного на сек-венировании экзома, по сравнению с ТМС-скринингом, что во многом связано с ограничением метода и сложностью интерпретации редких, плохо описанных генетических вариантов. При этом в работе приведены случаи, когда находки по данным секвенирования не соответствовали данным ТМС, но были подтверждены при дальнейшем наблюдении за пациентами.

В проекте NEXUS также отмечают более низкую чувствительность секвенирования по сравнению с ТМС, однако, помимо вариантов, объясняющих фенотипические особенности, авторы обнаружили клинически значимые варианты, не имеющие отношение к причине выполнения исследования [11].

В проекте Babyseq [12-15] авторы предложили курируемый список заболеваний для проведения скрининга [12], а при анализе обнаружили клинически значимые находки у 8% здоровых новорожденных, при этом больше половины находок были в генах для заболеваний с неполной пене-трантностью.

В Нидерландах запущен проект NGS-first for the NBS по изучению возможностей скрининга новорожденных с помощью высокопроизводительного секвенирования. Авторы планируют оценить применимость и ограничения метода и подготовиться к внедрению в систему здравоохранения [16].

Вышеперечисленные проекты позволили провести сравнение чувствительности высокопроизводительного секвенирования и ТМС, однако из-за небольшого количества исследованных пациентов не позволяют полностью оценить дополнительные преимущества, которые дает сек-венирование.

Преимушества экзомного исследования

Теоретически использование экзомного секвенирова-ния позволяет обнаружить мутации в любом гене, а также хромосомные нарушения. Исходя из частоты встречаемости наиболее вероятно у новорожденных обнаружить мутации в генах GJB2, приводящие к нейросенсорной тугоухости, CFTR - муковизцидоз, PAH - фенилкетонурию, DHCR7 -синдром Смита-Лемли-Опица, HEXA - болезнь Тая-Сакса и др. [9], а также нарушение числа копий половых хромосом (47ХХХ, 47XXY). Даже если заболевание теоретически может быть выявлено на стандартном скрининге, часть случаев упускается, и молекулярно-генетическая диагностика дает возможность повысить выявляемость [17].

Так, некоторые варианты гена GJB2 приводят к развитию нейросенсорной тугоухости приблизительно у половины людей с проблемами слуха [18]. Несмотря на наличие программ проверки слуха новорожденных во многих странах, диагностика тугоухости может быть несвоевременной [19]. Основные факторы риска того, что случай будет упущен, -нахождение ребенка в отделении интенсивной терапии

и, как следствие, отсутствие физической возможности провести исследование слуха, а также низкая выявляемость физиологическим скринингом тугоухости легкой или средней степени, при которых установка слухового аппарата может быть необходима [20]. Также в ряде случаев клинические проявления тугоухости могут развиваться не сразу после рождения, и таким образом положительный результат физиологического обследования новорожденного оказывается ложноположительным [19]. В этих случаях при несвоевременной диагностике установка, настройка слухового аппарата и последующее развитие слуха и речи ребенка будут проведены поздно, и у ребенка будет наблюдаться задержка речевого развития [21]. Более того, согласно результатам исследований, чем раньше ребенку был поставлен диагноз (в идеальном случае в возрасте не позже 1 мес), тем ниже вероятность того, что родители откажутся корректировать тугоухость [22].

Примером значения ранней диагностики генетических заболеваний для социальной жизни ребенка могут служить нарушения формирования пола. Сам диагноз обычно бывает установлен в результате обнаружения несоответствия фенотипического пола ребенка и кариотипа [23]. Однако информация о том, в каком гене произошла мутация, может быть полезна родителям для лучшей социальной адаптации ребенка и создания для него благоприятной психологической обстановки. Например, пациентки с вариантом в гене андрогенового рецептора AR, как правило, ощущают себя комфортно в женском поле, а пациентки с вариантами в генах SRD5A1 и HSD17B после достижения пубертата обычно предпочитают сменить пол на мужской, что требует дополнительной психологической и социальной адаптации [24-27]. Кроме того, в некоторых случаях при дискордантности хромосомного и гонадного пола фенотип не привлекает внимания, поскольку соответствует обычному для женского или мужского пола, вплоть до полового созревания [23].

Периодическая болезнь, которая достаточно распространена в России и вызывается патогенными вариантами в гене MEFV, часто проявляется как «острый живот», но при хирургических вмешательствах не удается найти причину болей. Заболевание эффективно лечится. Ранняя диагностика периодической болезни позволяет снизить риск ненужных операций, а также предотвратить амилоидоз, значительно повышает качество жизни пациентов [28, 29]. По данным литературы, более чем у половины пациентов диагноз поставлен несвоевременно, и в настоящее время секвенирование гена MEFV считается единственным способом точной и своевременной диагностики [30].

У 50-60% пациентов с синдромом Клайнфельтера, который характеризуется нарушением числа половых хромосом и кариотипом 47,XXY, постановка диагноза происходит во взрослом возрасте, как правило, при обращении пациента к врачам-репродуктологам по причине бесплодия [31]. Сложность диагностики заключается в том, что симптоматика у пациентов варьирует, и невозможно выделить общие симптомы, встречающиеся у всех людей с данным синдромом [32, 33]. При этом информация о наличии синдрома может быть полезна пациенту и влиять на качество его жизни. Так,

заместительная терапия тестостероном может скорректировать дефицит андрогенов, а реализация репродуктивного потенциала пациента возможна благодаря использованию вспомогательных репродуктивных технологий [32].

Кроме того, согласно данным популяционных баз и проведенным исследованиям, ожидаются находки у 0,5-2% пациентов [34] в генах, рекомендованных для выдачи в качестве случайных находок [35].

Авторы проекта Babyseq также обнаружили у 5% новорожденных варианты, имеющие отношение к фармакоге-нетике [14].

Ограничения молекулярно-генетического скрининга

Несмотря на большой объем данных, которые можно получить с помощью высокопроизводительного секвени-рования, оно имеет ряд ограничений, которые на данный момент ограничивают возможности скрининга и не позволяют использовать секвенирование экзома или генома вместо ТМС.

Это и ограничения, связанные с особенностями метода: экзомное секвенирование не всегда позволяет увидеть деле-ции и дупликации длиной больше 10 п.н. (пар нуклеотидов), сбалансированные перестройки и варианты в некодирую-щей области. Длина прочтения ограничивает возможности детектировать мутации, связанные с экспансиями повторов, и затрудняет поиск изменений в генах, для которых в геноме есть псевдогены или близкие по последовательности гены из одного и того же семейства [36].

Еще большую сложность представляет то, что, несмотря на широкое использование методов секвенирования в диагностике, клиническая значимость описана далеко не для всех вариантов. Информация в публичных базах данных может быть противоречивой, а анализ отдельного варианта требует работы квалифицированных специалистов. К тому же существующие рекомендации по интерпретации данных предполагают, что анализ проводится пациенту, у которого подозревают моногенное заболевание, и на досимптомати-ческом этапе оценить значимость многих вариантов без проведения дополнительных исследований не представляется возможным [37]. Лаборатории, проводящие большое количество исследований, создают собственные курируемые вручную базы данных вариантов, однако обычно эти базы данных не являются публичными.

Во многих случаях мутации в одном и том же гене могут приводить к разным заболеваниям, нередко с разным типом наследования, эта информация по отдельным вариантам не всегда есть в публичных базах данных. Например, для гена CFTR, мутации в котором приводят к муковисцидозу и другим заболеваниям, есть отдельная база данных, описывающая наличие и выраженность клинических симптомов у пациентов с разными сочетаниями вариантов в этом гене (https://cftr2.org/). Для более редких и менее изученных заболеваний таких баз данных нет.

В момент взятия крови для проведения скрининга у пациента может не быть никаких симптомов. При проявлении симптомов заболевания получение отрицательного

результата скрининга, выполненного с использованием высокопроизводительного секвенирования, может создать ложную уверенность в том, что проведено полное обследование, и причина не выявлена. Поскольку требования к значимости сообщаемых вариантов разные при проведении скрининга новорожденного и диагностического исследования, недостаточно хорошо описанные варианты, объясняющие заболевания, которые были бы указаны при проведении диагностики, могут отсутствовать в заключении при проведении скрининга.

Сложности и этические вопросы неонатального генетического скрининга

Возможности, которые нам дают современные молеку-лярно-генетические методы, нередко опережают готовность врачебного сообщества к применению этих методов в клинической практике. В рамках реализации проектов по секве-нированию здоровых новорожденных постоянно возникают вопросы о том, какую информацию нужно или не нужно сообщать родителям [38].

Не вызывает сомнения целесообразность сообщения о риске развития моногенных заболеваний, для которых есть профилактика или патогенетическое лечение [12].

Однако для многих заболеваний лечения на данный момент не существует, а заболевание может проявиться в старшем возрасте. С одной стороны, в таком случае родители могут испытывать тревогу в ожидании проявления признаков заболевания, а их отношение к ребенку может измениться. С другой стороны, информация вероятности развития у ребенка моногенного заболевания полезна для профилактики рождения других детей с наследственными заболеваниями в этой семье. Кроме того, эта информация может позволить избежать долгой диагностической одиссеи при проявлении симптомов заболевания, а методы лечения могут быть разработаны уже в течение жизни этого ребенка. Если принимается решение о сообщении, то нарушается право самого ребенка не знать о носительстве такого рода вариантов - нарушение «права на открытое будущее».

При анализе данных экзомного секвенирования возможны случайные находки. Американский колледж медицинской генетики и геномики (ACMG) рекомендует сообщать пациентам информацию о патогенных и вероятно патогенных вариантах в 73 генах вне зависимости от причины проведения исследования (D. Miller и соавт., 2021). Варианты в части этих генов могут приводить к фенотипическим особенностям у детей, но есть и те, что приводят к проявлению фенотипических особенностей только у взрослых, например варианты в гене BRCA1, значительно повышающие риск развития рака груди и других онкологических заболеваний. В этом случае польза для ребенка от информации о носительстве мутации сомнительна, однако сообщение этой информации семье может помочь провести тестирование и выявить взрослых родственников, которым показано более пристальное наблюдение [14].

Увеличение количества заболеваний, на которые проводится скрининг, в свою очередь, увеличивает количество

потенциальных находок и требует от системы здравоохранения дополнительных средств для обеспечения помощи таким семьям.

Экономическая эффективность неонатального генетического скрининга

Профилактика традиционно оценивается с сугубо экономических позиций - по соотношению затрат на предотвращение одного случая заболевания и на лечение этого заболевания [Критерии эффективности скрининга Wilson и Junger (ВОЗ, 1968)]. Оправданной профилактика считается в случае, если предотвращенные затраты на лечение превосходят понесенные затраты на предотвращение. Однако в случае генетических заболеваний не учитываются косвенные затраты - на социальную поддержку и адаптацию больных с тяжелыми наследственными заболеваниями. В результате оценка экономической нагрузки генетических заболеваний, как правило, существенно занижена. Необходимо учитывать также исключение из трудовой деятельности родственников, ухаживающих за больным.

Результаты диагностики ФКУ показали, что ежегодно при расходах 5-10 млн долл. выя вляются только 183 случая фенилкетонурии, и некоторые специалисты считают это расточительством. Но если не проводить диагностику, то о больном придется заботиться всю его оставшуюся жизнь (продолжительность которой в среднем 50 лет, а ежегодные расходы на содержание в лечебном учреждении составляют, по самым скромным оценкам, 5000 долл. ежегодно). В эти 250 тыс. долларов еще не входят дополнительные расходы. При совмещении в одном анализе от одного ребенка диагностики нескольких наследственных заболеваний экономический эффект станет еще выше.

На сегодняшний день в экономике здравоохранения наиболее используемым способом оценки влияния методов и подходов медицины на качество и продолжительность жизни является индекс QALY (Quality-adjusted life years -Добавленные годы жизни с поправкой на качество). Индекс QALY позволяет оценить эффект медицинского вмешательства на здоровье пациента с учетом продолжительности и качества жизни [39]. В недавнем исследовании, проведенном на базе Мельбурнского альянса геномики здоровья, была оценена экономическая эффективность применения экзомного секвенирования новорожденных с подозрениями на моногенные заболевания. В исследование включили 80 новорожденных; по сравнению со стандартной диагностикой экзомное секвенирование увеличило индекс QALY после тестирования родственников первой степени, а также

после оценки следующих репродуктивных попыток родителей новорожденных, участвующих в исследовании [40]. Таким образом, экзомный скрининг новорожденных при введении в практику показывает высокую рентабельность относительно повышения качества жизни, особенно в применении к целым семьям, а не только к новорожденным.

Заключение

Исследование генома на текущий момент не может полностью заменить собой все стандартные неонаталь-ные скрининги ввиду сложности биологических процессов и ограничений методов, однако оно дополняет остальные исследования, при наличии изменений по данным ТМС позволяет быстро определить причину и поставить моле-кулярно-генетический диагноз. Делает возможным скрининг на заболевания, которые не выявляется с помощью ТМС и создает основу для применения полученных данных для уточнения молекулярно-генетического диагноза, если возникнут какие-то особенности у ребенка в течение жизни.

Несмотря на техническую возможность получения данных геномного и экзомного секвенирования, остаются нерешенными вопросы с анализом данных, который на данный момент невозможно проводить автоматически, а необходимость экспертного анализа в «ручном» режиме ограничивает массовое использования такого скрининга.

Для внедрения исследования геномных данных в массовую практику необходимо обучение соответствующих специалистов, которые могли бы проводить консультации по результатам исследования. Следует разработать нормативную документацию, регламентирующую правила работы, сформировать консенсус в научном сообществе о том, какую информацию и в какой момент времени можно сообщать, а также повышать осведомленность общества о возможностях новых технологий.

Экономическая эффективность проведения неонатального скрининга с использованием высокопроизводительного секвенирования во многом зависит от того, какая информация будет считаться допустимой для сообщения родителям новорожденного, возможности безопасного хранения и повторного анализа данных при необходимости.

С развитием и накоплением знаний об особенностях генома человека исследование экзома или полного генома может стать первым и основным исследованием, проводящимся каждому новорожденному. В зависимости от полученных результатов генетические исследования могут дополняться уточняющими исследованиями.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Шубина Екатерина (Jekaterina Shubina)* - кандидат биологических наук, заведующий лабораторией анализа геномных данных Института репродуктивной генетики ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-4383-7428

* Автор для корреспонденции.

Павлова Надежда Сергеевна (Nadezhda S. Pavlova) - младший научный сотрудник отделения клинической генетики Института репродуктивной генетики ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-5619-2695

Донников Андрей Евгеньевич (Andrey E. Donnikov) - кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией молекулярно-генетических методов, врач клинической лабораторной диагностики Института репродуктивной генетики, ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-3504-2406

Померанцева Екатерина Алексеевна (Ekaterina А. Pomerantseva) - кандидат биологических наук, заместитель по клинической работе директора Института репродуктивной генетики ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-2027-2738

Трофимов Дмитрий Юрьевич (Dmitry Yu. Trofimov) - член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, профессор РАН, директор Института репродуктивной генетики ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация

E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-1569-8486

ЛИТЕРАТУРА

1. Irwin H.R. et al. Blood phenylalanine levels of newborn Infants A routine screening program for the hospital newborn nursery. Calif Med. 1964. Vol. 101, N 5. P. 331-333.

2. Guthrie R., Susi A. A simple phenylalanine method for detecting phenylketonuria in large populations of newborn infants // Pediatrics. 1963. Vol. 32. P. 338-343.

3. Millington D.S. et al. Tandem mass spectrometry: a new method for acylcarnitine profiling with potential for neonatal screening for inborn errors of metabolism // J. Inherit. Metab. Dis. 1990. Vol. 13, N 3. P. 321-324.

4. Dimmock D. et al. Project Baby Bear: Rapid precision care incorporating rWGS in 5 California children's hospitals demonstrates improved clinical outcomes and reduced costs of care // Am. J. Hum. Genet. ElsevierCompany. 2021. Vol. 108, N 7. P. 1231-1238.

5. Weber S. et al. Identification of 47 novel mutations in patients with Alport syndrome and thin basement membrane nephropathy // Pediatr. Nephrol. 2016. Vol. 31, N 6. P. 941-955.

6. Mariath L.M. etal.An overview ofthe genetic basis ofepidermolysis bullosa in Brazil: discovery of novel and recurrent disease-causing variants // Clin. Genet. 2019. Vol. 96, N 3. P. 189-198.

7. Grody W.W. et al. ACMG position statement on prenatal/preconception expanded carrier screening. Genet Med. 2013. Vol. 15, N 6. P. 482-483.

8. Chokoshvili D., Vears D., Borry P. Expanded carrier screening for monogenic disorders: where are we now? // Prenat. Diagn. 2018. Vol. 38, N 1. P. 5966.

9. Guo M.H., Gregg A.R. Estimating yields of prenatal carrier screening and implications for design of expanded carrier screening panels // Genet. Med. Springer US, 2019. Vol. 21, N 9. P. 1940-1947.

10. Adhikari A.N. et al. The role of exome sequencing in newborn screening for inborn errors of metabolism // Nat. Med. Springer US, 2020. Vol. 26, N 9. P. 13921397.

11. Roman T.S. et al. Genomic Sequencing for Newborn Screening: Results of the NC NEXUS Project // Am. J. Hum. Genet. 2020. Vol. 107, N 4. P. 596611.

12. Ceyhan-Birsoy O. et al. A curated gene list for reporting results of newborn genomic sequencing // Genet Med. 2017. Vol. 19, N 7. P. 809-818.

13. Wojcik M.H. et al. Discordant results between conventional newborn screening and genomic sequencing in the BabySeq Project // Genet. Med. 2021. Vol. 23, N 7. P. 1372-1375.

14. Ceyhan-Birsoy O. et al. Interpretation of Genomic Sequencing Results in Healthy and Ill Newborns: Results from the BabySeq Project // Am. J. Hum. Genet. 2019. Vol. 104, N 1. P. 76-93.

15. Ross L.F., Clayton E.W. Ethical issues in newborn sequencing research: The case study of BabySeq // Pediatrics. 2019. Vol. 144, N 6. P. e20191031.

16. Veldman A. et al. Towards next-generation sequencing (NGS)-based newborn screening: a technical study to prepare for the challenges ahead. Int. J. Neonatal. Screen. 2022. Vol. 8, N 1. P. 17.

17. Berg J.S. et al. Newborn sequencing in genomic medicine and public health // Pediatrics. 2017. Vol. 139, N 2. P. 20162252.

18. Guo J. et al. GJB2 gene therapy and conditional deletion reveal developmental stage-dependent effects on inner ear structure and function // Mol. Ther. Methods Clin. Dev. 2021. Vol. 23. P. 319-333.

19. Wiley V., Webster D., Loeber G. Screening Pathways through China, the Asia Pacific Region, the World // Int. J. Neonatal Screen. 2019. Vol. 5, N 3. P. 26.

20. Durieux-Smith A., Fitzpatrick E., Whittingham J. Universal newborn hearing screening: A question of evidence // Int. J. Audiol. 2008. Vol. 47, N 1. P. 1-10.

21. Werfel K.L. et al. The Production of Complex Syntax in Spontaneous Language by 4-Year-Old Children With Hearing Loss // Am. J. Speech-Language Pathol. 2021. Vol. 30, № 2. P. 609-621.

22. Spivak L. et al. Newborn Hearing Screening Follow-Up: Factors affecting hearing aid fitting by 6 months of age // Am. J. Audiol. 2009. Vol. 18, N 1. P. 24-33.

23. Delot E.C., Vilain E. Towards improved genetic diagnosis of human differences of sex development // Nat. Rev. Genet. 2021. Vol. 22, N 9. P. 588-602.

24. Meyer-Bahlburg H.F.L. Gender monitoring and gender reassignment of children and adolescents with a somatic disorder of sex development // Child. Adolesc. Psychiatr. Clin. N. Am. 2011. Vol. 20, N 4. P. 639-649.

25. Markosyan R., Ahmed S.F. Sex assignment in conditions affecting sex development // J. Clin. Res. Pediatr. Endocrinol. 2017. Vol. 9, Suppl 2. P. 106-112.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

26. Pasterski V. et al. I Increased cross-gender identification independent of gender role behavior in girls with congenital adrenal hyperplasia: results from a standardized assessment of 4- to 11-year-old children // Arch. Sex. Behav. 2015. Vol. 44, N 5. P. 1363-1375.

27. Wisniewski A.B. et al. Complete androgen insensitivity syndrome: long-term medical, surgical, and psychosexual outcome 1 // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2000. Vol. 85, N 8. P. 2664-2669.

28. Tufan A., Lachmann H.J. Familial Mediterranean fever, from pathogenesis to treatment: a contemporary review // Turk. J. Med. Sci. 2020. Vol. 50, N 7. P. 15911610.

29. Frenkel J. et al. Familial Mediterranean fever: not to be missed // Ned. Tijdschr. Geneeskd. 2013. Vol. 157, N 18. P. A5784.

30. Tezcan M.E. et al. MEFV gene testing may guide physicians for early diagnosis of familial Mediterranean fever // Int. J. Rheum. Dis. 2018. Vol. 21, N 7. P. 1452-1457.

31. Ferlin A. Strategies to improve early diagnosis of Klinefelter syndrome // Expert Rev. Endocrinol. Metab. 2020. Vol. 15, N 6. P. 375-378.

32. Lanfranco F. et al. Klinefelter'ssyndrome // Lancet. 2004. Vol. 364, N 9430. P. 273-283.

33. Bonomi M. et al. Klinefelter syndrome (KS): genetics, clinical phenotype and hypogonadism // J. Endocrinol. Invest. 2017. Vol. 40, N 2. P. 123-134.

34. Elfatih A. et al. Frequency and management of medically actionable incidental findings from genome and exome sequencing data: a systematic review // Physiol. Genomics. 2021. Vol. 53, N 9. P. 373-384.

35. Miller D.T. et al. A ACMG SF v3.0 list for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing: a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) // Genet. Med. 2021. Vol. 23, N 8. P, 1381-1390.

36. Barbitoff Y.A. et al. Systematic dissection of biases in whole-exome and whole-genome sequencing reveals major determinants of coding sequence coverage // bioRxiv. 2018. P. 387639.

37. Рыжкова О.П., Кардымон О.Л., Прохорчук Е.Б. и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных ме-

тодами массового параллельного секвенирования (MPS) (редакция 2018, версия 2) // Медицинская генетика. 2019. Т. 18, № 2. С. 3-23. DOI: https://doi. org/10.25557/2073-7998.2019.02.3-2338

38. Ross L.F., Clayton E.W. Ethical Issues in Newborn Sequencing Research: The Case Study of BabySeq // Pediatrics. 2019. Vol. 144, N 6. P. e20191031.

39. Sassl F. Calculating QALYs, comparing QALY and DALY calculations // Health Policy Plan. 2006. Vol. 21, N 5. P. 402-408.

40. Schofield D. et al. Long-term economic impacts of exome sequencing for suspected monogenic disorders: diagnosis, management, and reproductive outcomes // Genet. Med. 2019. Vol. 21, N 11. P. 2586-2593.

REFERENCES

1. Irwin H.R., et al. Blood phenylalanine levels of newborn Infants. A routine screening program for the hospital newborn nursery. Calif Med. 1964; 101 (5): 331-3.

2. Guthrie R., Susi A. A simple phenylalanine method for detecting phenylketonuria in large populations of newborn infants. Pediatrics. 1963; 32; 338-43.

3. Millington D.S., et al. Tandem mass spectrometry: a new method for acylcar-nitine profiling with potential for neonatal screening for inborn errors of metabolism. J Inherit Metab Dis. 1990; 13 (3): 321-4.

4. Dimmock D., et al. Project Baby Bear: Rapid precision care incorporating rWGS in 5 California children's hospitals demonstrates improved clinical outcomes and reduced costs of care. Am J Hum Genet. 2021; 108 (7): 1231-8.

5. Weber S., et al. Identification of 47 novel mutations in patients with Alport syndrome and thin basement membrane nephropathy. Pediatr Nephrol. 2016; 31 (6): 941-55.

6. Mariath L.M., et al. An overview of the genetic basis of epidermolysis bullosa in Brazil: discovery of novel and recurrent disease-causing variants. Clin Genet. 2019; 96 (3): 189-98.

7. Grody W.W., et al. ACMG position statement on prenatal/preconception expanded carrier screening. Genet Med. 2013; 15 (6): 482-3.

8. Chokoshvili D., Vears D., Borry P. Expanded carrier screening for monogenic disorders: where are we now? Prenat Diagn. 2018; 38 (1): 59-66.

9. Guo M.H., Gregg A.R. Estimating yields of prenatal carrier screening and implications for design of expanded carrier screening panels. Genet Med. 2019; 21 (9): 1940-7.

10. Adhikari A.N., et al. The role of exome sequencing in newborn screening for inborn errors of metabolism. Nat Med. 2020; 26 (9): 1392-7.

11. Roman T.S., et al. Genomic sequencing for newborn screening: results of the NC NEXUS project. Am J Hum Genet. 2020; 107 (4): 596-611.

12. Ceyhan-Birsoy O., et al. A curated gene list for reporting results of newborn genomic sequencing. Genet Med. 2017; 19 (7): 809-18.

13. Wojcik M.H., et al. Discordant results between conventional newborn screening and genomic sequencing in the BabySeq Project. Genet Med. 2021; 23 (7): 1372-5.

14. Ceyhan-Birsoy O., et al. Interpretation of genomic sequencing results in healthy and ill newborns: results from the BabySeq Project. Am J Hum Genet. 2019; 104 (1): 76-93.

15. Ross L.F., Clayton E.W. Ethical issues in newborn sequencing research: the case study of BabySeq. Pediatrics. 2019; 144 (6): e20191031.

16. Veldman A., et al. Towards next-generation sequencing (NGS)-based newborn screening: a technical study to prepare for the challenges ahead. Int J Neonatal Screen. 2022; 8 (1): 17.

17. Berg J.S., et al. Newborn sequencing in genomic medicine and public health. Pediatrics. 2017; 139 (2):20162252.

18. Guo J., et al. GJB2 gene therapy and conditional deletion reveal developmental stage-dependent effects on inner ear structure and function. Mol Ther Methods Clin Dev. 2021; 23: 319-33.

19. Wiley V., Webster D., Loeber G. Screening pathways through China, the Asia Pacific Region, the World. Int J Neonatal Screen. 2019; 5 (3) 26.

20. Durieux-Smith A., Fitzpatrick E., Whittingham J. Universal newborn hearing screening: a question of evidence. Int J Audiol. 2008; 47 (1): 1-10.

21. Werfel K.L., et al. The production of complex syntax in spontaneous language by 4-year-old children with hearing loss. Am J Speech Lang Pathol. 2021; 30 (2): 609-21.

22. Spivak L., et al. Newborn hearing screening follow-up: factors affecting hearing aid fitting by 6 months of age. Am J Audiol. 2009; 18 (1): 24-33.

23. Delot E.C., Vilain E. Towards improved genetic diagnosis of human differences of sex development. Nat Rev Genet. 2021; 22 (9): 588-602.

24. Meyer-Bahlburg H.F. Gender monitoring and gender reassignment of children and adolescents with a somatic disorder of sex development. Child Adolesc Psychiatr Clin N Am. 2011; 20 (4): 639-49.

25. Markosyan R., Ahmed S.F. Sex assignment in conditions affecting sex development. J Clin Res Pediatr Endocrinol. 2017; 9 (suppl 2): 106-12.

26. Pasterski V., et al. Increased cross-gender identification independent of gender role behavior in girls with congenital adrenal hyperplasia: results from a standardized assessment of 4- to 11-year-old children. Arch Sex Behav. 2015; 44 (5): 1363-75.

27. Wisniewski A.B., et al. Complete androgen insensitivity syndrome: long-term medical, surgical, and psychosexual outcome 1. J Clin Endocrinol Metab. 2000; 85 (8): 2664-9.

28. Tufan A., Lachmann H.J. Familial Mediterranean fever, from pathogenesis to treatment: a contemporary review. Turk J Med Sci. 2020; 50 (7): 1591-610.

29. Frenkel J., et al. [Familial Mediterranean fever: not to be missed]. Ned Tijd-schr Geneeskd. 2013; 157 (18): A5784.

30. Tezcan M.E., et al. MEFV gene testing may guide physicians for early diagnosis of familial Mediterranean fever. Int J Rheum Dis. 2018; 21 (7): 1452-7.

31. Ferlin A. Strategies to improve early diagnosis of Klinefelter syndrome. Expert Rev Endocrinol Metab. 2020; 15 (6): 375-8.

32. Lanfranco F., et al. Klinefelter's syndrome. Lancet. 2004; 364 (9430): 273-83.

33. Bonomi M., et al. Klinefelter syndrome (KS): genetics, clinical phenotype and hypogonadism. J Endocrinol Invest. 2017; 40 (2): 123-34.

34. Elfatih A., et al. Frequency and management of medically actionable incidental findings from genome and exome sequencing data: a systematic review. Physiol Genomics. 2021; 53 (9): 373-84.

35. Miller D.T., et al. ACMG SF v3.0 list for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing: a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Genet Med. 2021; 23 (8): 1381-90.

36. Barbitoff Y.A., et al. Systematic dissection of biases in whole-exome and whole-genome sequencing reveals major determinants of coding sequence coverage. bioRxiv. 2018: 387639.

37. Ryzhkova O.P., Kardymon O.L., Prohorchuk E.B., et al. .Guidelines for the interpretation of massive parallel sequencing variants (update 2018, v2. Meditsinskaya genetika [Medical Genetics]. 2020; (2): 3-23. DOI: https://doi.org/10.25557/2073-7998.2019.02.3-23 (in Russian)

38. Ross L.F., Clayton E.W. Ethical issues in newborn sequencing research: the case study of BabySeq. Pediatrics. 2019; 144 (6): e20191031.

39. Sassi F. Calculating QALYs, comparing QALY and DALY calculations. Health Policy Plan. 2006; 21 (5): 402-8.

40. Schofield D., et al. Long-term economic impacts of exome sequencing for suspected monogenic disorders: diagnosis, management, and reproductive outcomes. Genet Med. 2019; 21 (11): 2586-93.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.