CC BY
65
Клиническая и молекулярно-генетическая характеристика случаев MODY с дигенным и олигогенным наследованием, выявленных по результатам высокопроизводительного параллельного секвенирования
О.А. ГИОЕВА1, к.м.н. Н.А. ЗУБКОВА1, к.м.н. Ю.В. ТИХОНОВИЧ1, к.х.н. В.М. ПЕТРОВ1, к.б.н. Е.В. ВАСИЛЬЕВ^ д.м.н. А.В. КИЯЕВ2, Л.Г. ЧЕРНЫХ3, О.Ю. ПОЛЛЯК3, А.Р. ЮСУПОВА3, д.м.н. А.Н. ТЮЛЬПАКОВ1
1ФГБУ «Эндокринологический научный центр», Москва, Россия; 2ГБОУ ВПО «Уральский государственный медицинский университет», Екатеринбург, Россия; 3ГБУЗ Свердловской области «Областная детская клиническая больница №1», Екатеринбург, Россия
Диагноз MODY должен быть подтвержден молекулярно-генетическим исследованием. В последние годы внедрение технологии секвенирования нового поколения, позволяющей проводить одновременный анализ нескольких генов-кандидатов, значительно упрошает диагностику моногенных заболеваний и, в частности, MODY. Кроме того, одновременный анализ нескольких генов-кандидатов позволяет выявлять случаи с дигенным и олигогенным наследованием. В данной работе мы приводим первое в нашей стране описание случав MODY с дигенным и олигогенным наследованием. Цель исследования — изучить клинические и молекулярно-генетические характеристики случаев MODY с дигенным и олигогенным наследованием, выявленных по результатам высокопроизводительного параллельного секвенирования. Материал и методы. В исследование включены 256 пациентов (149 мальчиков, 107 девочек) в возрасте от 3 мес до 25 лет. Критерии включения: нарушения углеводного обмена различной степени, отрицательный титр аутоантител к ICA, GAD, IA2, IAA, сохранная секреция эндогенного инсулина. Молекулярно-генетическое исследование выполнено с помощью высокопроизводительного параллельного секвенирования с применением авторской панели праймеров и полупроводникового секвенатора PGM (Ion Torrent). Все мутации подтверждены методом Сэнгера. Результаты. У 10 пациентов (8 пробандов, 1 сибс, 1 родитель) выявлен дигенный характер наследования MODY: у 3 пациентов — сочетание мутаций в двух генах-кандидатах MODY, у 7 — в гене-кандидате MODY и другом гене, ассоциированном с сахарным диабетом. В 1 случае (сибс) выявлен олигогенный характер наследования (мутации в генах GCK, HNF4A и INSR). Семь выявленных мутаций ранее описаны не были. Выводы. Метод высокопроизводительного параллельного секвенирования позволяет активно выявлять случаи дигенного и олигогенного наследования MODY, что крайне важно с позиций возможного влияния со-четанных мутаций на фенотип.
Ключевые слова: сахарный диабет типа MODY, высокопроизводительное параллельное секвенирование, гены-кандидаты MODY, дигенное наследование, олигогенное наследование.
Clinical and molecular genetic characteristics of MODY cases with digenic and oligogenic inheritance as defined by targeted next-generation sequencing
O.A. GIOEVA1, N.A. ZUBKOVA1, YU.V. TIKHONOVICH1, V.M. PETROV1, E.V. VASILYEV1, A.V. KIYAEV2, L.G. CHERNICH3, O.YU. POLLYAK3, A.P. YUSUPOVA3, A.N. TIULPAKOV1
1Endocrinology Research Centre, Moscow, Russia; 2Ural State Medical University, Yekaterinburg, Russia; 3Regional children's clinical hospital №1, Yekaterinburg, Russia
The diagnosis of MODY should be verified by molecular genetic analysis. Recently the introduction of next-generation sequencing, allowing simultaneous analysis of several candidate genes, greatly facilitates the diagnosis of monogenic diseases including MODY. In addition, the simultaneous analysis of several candidate genes allows to identify cases with digenic and oligogenic inheritance. In this work we present the first description of MODY cases with digenic and oligogenic inheritance in our country. Aim — to characterize MODY cases with digenic and oligogenic inheritance as defined by targeted next-generation sequencing. Material and methods. 256 subjects (age range, 0.3—25 yrs; males, n=149, females, n=107) were included in the study. The patients fulfilled the following MODY criteria: diabetes or intermediate hyperglycemia, absence of в-cell autoimmunity (ICA, GAD, IA2, IAA antibodies), preserved C-peptide secretion. Molecular genetic analysis was performed by next-generation sequencing using custom Ion Ampliseq gene panel and PGM semiconductor sequencer (Ion Torrent). All mutations were confirmed by Sanger sequencing. Results. 10 patients (8 probands, 1 sibling and 1 parent) showed digenic inheritance of MODY: 3 patients with combination of mutations in 2 candidate genes of MODY, 7 — in a candidate genes of MODY and another gene, associated with diabetes mellitus. In 1 case (sibling) showed oligogenic inheritance (mutations in GCK, HNF4A and INSR genes). Seven of the identified mutations were not previously described. Conclusion. Next-generation sequencing is useful in identifying of MODY cases with digenic and oligogenic inheritance, which is extremely important with potentially modifying effect on the phenotype.
Keywords: maturity-onset diabetes of the young (MODY), next-generation sequencing, candidate genes of MODY, digenic inheritance, oligogenic inheritance.
doi: 10.14341/probl201662620-27
Список сокращений
СД — сахарный диабет ПЖ — поджелудочная железа НЪЛ1с — гликированный гемоглобин
ОГТТ — пероральный глюкозотолерантный тест ГСД — гестационный сахарный диабет ПГГН — пограничная гипергликемия натощак
Среди моногенных форм сахарного диабета (СД) лидирующее место занимает тип MODY (maturity-onset diabetes of the young, «диабет взрослого типа у молодых»), в основе которого лежат генетические дефекты ß-клеток поджелудочной железы (ПЖ). Впервые термин «maturity-onset diabetes of the young» и аббревиатуру «MODY» предложили R. Tat-tersall и S. Fajans [1, 2] в 1975 г. для обозначения наследственного непрогрессирующего или малопрогрессирующего инсулиннезависимого СД у молодых лиц. MODY характеризуется аутосомно-доми-нантным наследованием, манифестацией в молодом возрасте (до 25 лет) на фоне отсутствия специфических аутоантител (маркеров разрушения ß-клеток) и выраженной вариабельностью клинических проявлений (от непрогрессирующей гипергликемии натощак до тяжелого диабета с сосудистыми осложнениями). К настоящему времени известно 13 генов-кандидатов MODY (HNF4A, GCK, HNF1A, PDX1, HNF1B, NEUROD1, KLF11, CEL, PAX4, INS, BLK, ABCC8, KCNJ11) и, соответственно, 13 его подтипов. «Золотым стандартом» диагностики MODY является молекулярно-генетическое исследование. Ограниченный доступ к молекулярно-генетическим исследованиям, обусловленный длительностью, трудоемкостью и высокой стоимостью метода прямого секвенирования, часто является причиной ошибочной диагностики СД 1-го или 2-го типа у пациентов с MODY и приводит к назначению неадекватной терапии. Кроме того, генетическая верификация диагноза крайне важна для медико-генетического консультирования семьи. В последние годы для установления генетической природы моногенных заболеваний активно применяется технология секвенирования нового поколения, которая позволяет проводить одновременный анализ нескольких генов-кандидатов моногенных заболеваний. К настоящему времени в мире проведено несколько исследований структуры MODY с использованием технологии секвенирования нового поколения [3— 7]. Важным преимуществом данного метода перед методом прямого секвенирования является возможность активного выявления случаев дигенного и олигогенного наследования. На сегодняшний момент в литературе имеются описания случаев диген-ного наследования MODY, однако они единичные. Случаи олигогенного наследования MODY не описаны. Одно из первых сообщений о дигенном насле-
© Коллектив авторов, 2016 ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 6, 2016
довании MODY опубликовано в 2007 г. B.Karges и соавт. [8], которые описали семью с сочетанием мутаций в генах HNF1A и HNF1B. В 2009 г. H. Beyers и соавт. [9] описали первый случай сочетания мутаций в генах HNF1A и HNF4A у пробанда и его матери. Аналогичное сочетание мутаций в последующие годы описали G. Forlani и соавт. [10] и R. Shankar и соавт. [11]. В литературе имеется несколько описаний сочетания мутаций и в других генах-кандидатах MODY. Во всех этих исследованиях для молекуляр-но-генетического исследования применялся метод секвенирования по Сэнгеру, что требовало длительного пошагового секвенирования каждого исследуемого гена. С внедрением технологии секвенирова-ния нового поколения, позволяющей проводить одновременный анализ нескольких генов, диагностика подобных случаев стала более активной. Так, в 2014 г. в Индии среди 56 неродственных пробан-дов, клинически отнесенных к MODY, дигенный характер наследования обнаружен у 2 пациентов (сочетание мутаций в генах NEUROD1 и PDX1) [3].
Сведения об авторах:
Гиоева Олеся Анатольевна — асп. ФГБУ «Эндокринологический научный центр», Москва, Россия e-mail: olesyasogma@mail.ru
Зубкова Наталья Анатольевна — к.м.н., ст.н.с. отд.
наследственных эндокринопатий ФГБУ «Эндокринологический
научный центр», Москва, Россия
Тихонович Юлия Викторовна — к.м.н., ст.н.с. отд.
наследственных эндокринопатий ФГБУ «Эндокринологический
научный центр», Москва, Россия
Петров Василий Михайлович — к.х.н., ст.н.с. лаб. отд.
наследственных эндокринопатий ФГБУ «Эндокринологический
научный центр», Москва, Россия
Васильев Евгений Витальевич — к.б.н., ст.н.с. лаб. отд.
наследственных эндокринопатий ФГБУ «Эндокринологический
научный центр», Москва, Россия
Кияев Алексей Васильевич —д.м.н., доц. каф. поликлинической
педиатрии и педиатрии ФПК и ПП ГБОУ ВПО «Уральский
государственный медицинский университет» Минздрава
России; гл. внештатный специалист Министерства
здравоохранения Свердловской области — детский
эндокринолог, Екатеринбург, Россия
Черных Людмила Геннадьевна — зав. эндокрин. отд. ГБУЗ
Свердловской области «Областная детская клиническая
больница №1», Екатеринбург, Россия
Полляк Ольга Юрьевна — сотр. эндокрин. отд. ГБУЗ
Свердловской области «Областная детская клиническая
больница №1», Екатеринбург, Россия
Юсупова Альбина Рашитовна — сотр. эндокрин. отд. ГБУЗ
Свердловской области «Областная детская клиническая
больница №1», Екатеринбург, Россия
Тюльпаков Анатолий Николаевич — д.м.н., зав. отд.
наследственных эндокринопатий ФГБУ «Эндокринологический
научный центр», Москва, Россия
В 2015 г. M. Szopa и соавт. [7] среди 54 неродственных пробандов выявили дигенное наследование у 3 пациентов, причем в одном случае мутация в гене-кандидате MODY сочеталась с мутацией в другом гене, ассоциированном с СД (HNF4A/NEUROD1, HNF1B/HNF4A, HNF4A/PTF1A).
В нашей стране к настоящему времени опубликован ряд описаний случаев MODY, подтвержденных методом прямого секвенирования [12—17]. Случаи MODY с дигенным или олигогенным наследованием среди них отсутствуют. Нами впервые в отечественной практике применена технология сек-венирования нового поколения для генетической диагностики наследственных нарушений углеводного обмена, что позволило впервые выявить случай редкого наследственного варианта СД, обусловленного дефектом гена NEUROD1 (MODY6) [18]. В данной работе мы приводим описания впервые диагностированных в нашей стране случаев MODY с ди-генным и олигогенным наследованием, выявленных с помошью методики высокопроизводительного параллельного секвенирования.
Цель исследования — изучить клинические и молекулярно-генетические характеристики случаев MODY с дигенным и олигогенным наследованием, выявленных по результатам высокопроизводительного параллельного секвенирования.
Материал и методы
Молекулярно-генетическое исследование проведено 256 пациентам (149 мальчиков, 107 девочек) в возрасте от 3 мес до 25 лет. Медиана возраста пациентов на момент исследования составила 11,7 года.
Критерии включения: нарушения углеводного обмена различной степени; отрицательный титр ау-тоантител к ICA, GAD, IA2, IAA; сохранная секреция эндогенного инсулина. Молекулярно-генетиче-ское исследование проведено с использованием метода высокопроизводительного параллельного сек-венирования. Методика подробно описана в работе, посвященной первому описанию в России случая MODY6 [18].
Результаты
По результатам молекулярно-генетического исследования у 10 пациентов (8 пробандов, 1 сибс, 1 родитель) выявлено сочетание патогенных или «возможно патогенных» мутаций в двух генах (у 3 — сочетание мутаций в двух генах-кандидатах MODY, у 7 — в гене-кандидате MODY и другом гене, ассоциированном с СД), в 1 случае выявлено олигоген-ное наследование (мутации в генах GCK, HNF4A и INSR) (табл. 1). В одном из случаев отмечалось сочетание двух мутаций в гене GCK с мутацией в гене
INSR. Все мутации найдены в гетерозиготном положении. Среди мутаций выявлена одна дупликация со сдвигом рамки считывания, одна мутация, затрагивающая 5'-нетранслируемую область, одна патогенная cеймсенс-мутация, остальные — миссенс-мутации. Среди выявленных мутаций восемь — новые, а мутации в генах HNF4A, HNF1B и ABCC8 (характерные для MODY1, MODY5 и MODY12, соответственно) впервые описаны в отечественной литературе. Методом прямого секвенирования аналогичные мутации найдены у 7 родителей.
Клинические случаи
Клинический случай 1. У пациента 2,9 года отмечено сочетание мутаций в двух генах-кандидатах MODY — GCK (MODY2) и HNF1B (MODY5>. Подтип MODY5, обусловленный гетерозиготными мутациями в гене HNF1B, в РФ до настоящего времени описан не был. У нашего пациента гипергликемия натощак (6,7 ммоль/л) зафиксирована в возрасте 2,5 года при случайном обследовании. Уровень глики-рованного гемоглобина (HbA1c) составил 6,0% (норма 4—6%). В течение 4 мес на фоне диеты с ограничением легкоусвояемых углеводов гликемия в течение суток колебалась в пределах 5,3—9,0 ммоль/л. В возрасте 2,9 года в ходе стандартного перорально-го глюкозотолерантного теста (ОГТТ) выявлена нарушенная толерантность к углеводам на фоне нор-моинсулинемии (гликемия натощак — 5,6 ммоль/л, через 2 ч — 10 ммоль/л; базальный инсулин — 2,05 мкМЕ/мл, через 2 ч — 19,78 мкМЕ/мл), а уровень HbA1c составил 6,95%, что позволило подтвердить диагноз СД. Учитывая течение заболевания, отягощенную по нарушениям углеводного обмена наследственность (гестационный СД (ГСД) в анамнезе у матери), пробанду было проведено молекуляр-но-генетическое исследование и выявлена ранее описанная гетерозиготная миссенс-мутация c.767A>G p.E256G в 7-м экзоне гена GCK, а также ранее описанная гетерозиготная миссенс-мутация c.1006C>G р.H336D в 4-м экзоне гена HNF1B [19], ассоциированная с гиподисплазией почек. Необходимо отметить, что ни у пробанда, ни у матери, у которой также обнаружена аналогичная мутация в гене HNF1B (мутация в GCKне обнаружена), почечная патология не выявлена. На момент исследования пациент не нуждался в сахароснижающей терапии; компенсировать углеводный обмен удалось диетой с ограничением легкоусвояемых углеводов. Данная клиническая картина рассматривается нами как проявление MODY2. Однако у пациента имеется также дефект гена HNF1B, при котором возможно развитие инсулинопотребности. Выявленное сочетание мутаций требует проспективного наблюдения за пациентом с учетом возможного последующего влияния дигенного характера наследования на клиническое течение заболевания.
Таблица 1. Случаи МОЭУ с дигенным и олигогенным наследованием
Пациент Ген Эк-зон Нуклеотидная замена Аминокислотная замена Н/О Ген Экзон Нуклеотид-ная замена Аминокислотная замена Н/О
1 ОСК 7 с.767Л^ p.E256G О НШ1В 4 с. 1006С^ р.H336D О
2 ОСК 3 с.234С^ р^78Е О WFS1 8 c.1124G>A р.Я375Н О
3 ОСК 6 с.637Т>С; р.С213Я; О 1МЯ 10 с. 2122G>A р.Е708К Н
7 c.795G>C p.E265D Н
4 нши 3 c.693G>A р.Т231Т О RFX6 18 с. 2412С>Л р^804Я Н
5 нши 5 c.1012dupG р^339ИяХ80 Н ттк 22 с. 39^>Л р.Е1307К О
6 нши 10 с.1813Л>С р.№05Н Н ОЬШЗ 2 с. 82Л^ p.I28V О
7 ЛВСС8 10 с.1531С^ рХ51ГУ Н 18 с. 3296С>Т р.Т1099М Н
8 ОСК 5 с.С571Т р.Ш9Ш О 10 c.A2084G р.0695Я Н
9 ОСК 5 с.С571Т р.Ш9Ш О НШ4Л 5'иТЯ — сЬг.20:43029938 430 О
29944delGGAGGC
10 ОСК 5 с.С571Т р.Ш9Ш О НШ4Л 5'иТЯ — сЬг.20:43029938 430 О
29944delGGAGGC
11 ОСК 5 с.С571Т р.Ш9Ш О НШ4Л 5'иТЯ — сЬт.20:43029938 430 О
1ЖК 10 c.A2084G р.0695Я Н — — — 29944delGGAGGC -
Примечание. Пациенты 8—11 из одной семьи П. (8 — пробанд, 9 — сибс, 10 — родитель, 11 — сибс с олигогенным наследованием). Н — новая мутация, О — ранее описанная мутация.
Клинический случай 2. Ранее не описанная дупликация со сдвигом рамки считывания р^339^8Х80 c.1012dupG в 5-м экзоне гена НЫ¥1Л и описанная мутация с. 3919G>A р.Е1307К в 22-м экзоне гена обнаружены у пробанда 16 лет с отягощенной наследственностью по СД в 4 поколениях. Гипергликемия (6,8 ммоль/л) выявлена случайно при обследовании по поводу ожирения (SDS ИМТ +2,34). При ОГТТ выявлен СД (13,4 ммоль/л на 120 мин), НЪЛ1с — 6,3%, однако специфические аутоантитела обнаружены не были. Заподозрен моногенный характер СД и методом прямого секвенирования проведено молекулярно-генетическое исследование гена Н№¥1Л, но мутаций обнаружено не было. Учитывая наличие ожирения и гипергликемии, назначена терапия метформином в дозе 1000 мг/сут с положительным эффектом (НЪЛ1с на фоне терапии — 5,11%). Через полгода отмечено нарастание уровня НЪЛ1с до 7,2%, гликемия натощак достигала 9,2 ммоль/л, в течение дня — 13,7 ммоль/л, что потребовало увеличения дозы метформина до 2000 мг/сут без видимого эффекта. Пациент повторно направлен на молекулярно-генетическое исследование (панель генов «Сахарный диабет»); использование метода высокопроизводительного параллельного секвенирования позволило установить дигенное наследование СД. Метформин был отменен и с патогенетической целью назначен гликлазид (диабетон МВ 60 мг). На фоне диабетона МВ в дозе 60 мг/сут в течение недели отмечен выраженный положительный эффект (гликемия натощак 4,8—6,6 ммоль/л, в течение дня — до 8,8 ммоль/л). Модификация терапии способствовала не только нормализации гликемии, но и значительному приросту как базального, так и стимулированного уровня инсулина: 5,5—16,5
мкЕ/мл в точках 0 и 120 мин на гликлазиде и 0,9— 4,1 мкЕ/мл в соответствующих точках на фоне мет-формина.
Клинический случай 3 (семья П.). Уникальный случай сочетания дигенного и олигогенного характера наследования выявлен в семье с большой концентрацией СД (см. рисунок). Поводом для поиска моногенного СД в данной семье послужило выявление нарушений углеводного обмена разной степени у 3 сибсов и отягощенная по СД наследственность по обеим линиям.
У пробанда в течение 6 лет фиксировалась пограничная гипергликемия натощак (ПГГН), а в 14 лет был диагностирован СД (гликемия натощак до 10,2 ммоль/л, НЪЛ1с до 6,9%), однако в ходе ОГТТ отмечена достаточная секреция инсулина (12,4— 33,8 мЕд/л в точках 0 и 120 мин, соответственно). Назначен метформин в дозе 1000 мг/сут, на фоне приема которого в течение последующих 2 лет уровень НЪЛ1с колебался в пределах 6,2—7,7%. Из-за отсутствия стабильного положительного эффекта (последний год НЪЛ1с 7,4—7,6%) рассматривался вопрос о назначении инсулинотерапии. Однако учитывая мягкое течение СД и отягощенную наследственность, пациент был направлен на молекулярно-генетическое исследование, которое обнаружило дигенный характер заболевания: выявлены гетерозиготные мутации в генах ОСК (с.С571Т p.R191W) и (c.A2084G р^695Я), последняя — новая.
У матери, в анамнезе которой имел место ГСД, проведен поиск данных мутаций методом Сэнгера: найдена только аналогичная мутация в гене ОСК. Мутация в гене у пробанда могла быть спорадической, однако отягощенная наследственность по отцовской линии послужила поводом для поиска дан-
в>
37 л 6/30 л
нормогликемия СД1 типа
в в в
8/14 л / 6/8 л 5/6 л
ПГГН/СД / СД ПГГН
Мутация в ОСК | | Мутация в И^4А | | Мутация в INSR \ Не обследован
Родословная семьи П.
ной мутации у клинически здорового отца. У него была найдена мутация в гене INSR, что в данном случае свидетельствует о здоровом носительстве. Учитывая полученные данные, был обследован сибс 6 лет, у которого в течение года фиксировалась ПГГН, колебания НЬЛ1с в пределах 6,2—7%. У него была найдена аналогичная мутация в гене GCK. Также был обследован сибс 8 лет, у которого 2 года назад был диагностирован СД 1-го типа, дебютировавший с классических жалоб, но на фоне отсутствия аутоантител. Течение СД у данного пациента потребовало лечения инсулином по интенсифицированной схеме, на фоне чего отмечалась субкомпенсация заболевания (НЬЛ1с 8—8,1%). По результатам секве-нирования по Сэнгеру у данного сибса были найдены аналогичные мутации в генах GCK и INSR, однако это не объясняло столь тяжелого течения СД. С целью исключения мутаций в других генах-кандидатах MODY пациенту было проведено исследование панели генов «Сахарный диабет», по результатам которого найдена ранее описанная мутация, затрагивающая 5'Ш^ в гене HNF4A (MODY1). У остальных членов семьи также был проведен поиск данной мутаций методом прямого секвенирова-ния, и мутация обнаружена у матери и у сибса 6 лет. Таким образом, нам удалось установить дигенное наследование СД у 3 членов семьи и олигогенный характер наследования у 1 из сибсов.
Обсуждение
Молекулярно-генетическое исследование, выполненное методом высокопроизводительного па-
раллельного секвенирования, установило факт ди-генного наследования MODY у 8 пробандов, 1 сибса и 1 родителя, а также факт олигогенного наследования заболевания у 1 сибса. В ряде случаев проведена модификация терапии, а некоторые пациенты были приглашены для повторного обследования с целью рассмотрения вопроса о модификации терапии. Так, у пациента с установленной мутацией в гене HNF1A (MODY3) метформин был заменен патогенетически обоснованным препаратом из группы сульфонилмочевины, что обеспечило выраженный клинический эффект. Кроме того, у одного из родителей с установленной мутацией в гене GCK была отменена инсулинотерапия, сопровождавшаяся гипогликемиями. Пациент с сочетанной мутацией в гене WFS1 направлен на консультацию оториноларинголога в связи с имеющимися жалобами на снижение слуха. Полученные данные позволили провести медико-генетическое консультирование обследованных семей и дать соответствующие рекомендации. Все пациенты находятся под динамическим наблюдением, что в дальнейшем позволит оценить влияние сочетанных мутаций на фенотип.
На примере семьи П., имеющей столь разнообразные генетические и клинические характеристики, показана значимость правильной диагностики для разработки индивидуальной тактики наблюдения и терапии.
Использование методики высокопроизводительного параллельного секвенирования позволило выявить не только случаи MODY с дигенным и оли-гогенным наследованием, но и редкие подтипы MODY (MODY1, MODY5 и MODY12, обусловлен-
ные мутациями в генах Н^4Л, HNF1B и ЛВСС8, соответственно), ранее не описанные в отечественной литературе. Кроме того, у ряда пациентов мутации в генах MODY сочетались с мутациями в генах 1ЖЯ, ОLIS3 и RFX6, мутации в которых также ранее не описаны в отечественной литературе.
Впервые яркий и разнообразный по своей клинической картине подтип MODY5 был описан в 1997 г. ^ Нонка-«^ и соавт. [20]. В настоящее время обнаружено 116 мутаций в гене HNF1B. Ген локализован на длинном плече хромосомы 17 (17q21.3), экспрессируется в ПЖ, печени, почках, кишечнике, желудке, легких, яичниках и влияет на эмбриогенез этих органов [21]. Мутации в гене HNF1B, помимо СД, могут проявляться патологией почек (полики-стоз, почечная дисфункция), врожденными аномалиями внутренних гениталий у девочек (аплазия влагалища, рудиментарная или двурогая матка) и патологией других органов, однако эти признаки не облигатны для MODY5. Так, в литературе есть описания пациентов с MODY5 без патологии мочеполовой системы [22]. У нашего пациента, как и у его матери с мутацией в данном гене, отсутствовали нарушения мочеполовой системы и другие аномалии развития. Пациенты с MODY5 нечувствительны к препаратам сульфонилмочевины и обычно нуждаются в инсулинотерапии [23]. Наш пациент и его мать в настоящее время инсулиннезависимы, что требует динамического наблюдения.
Впервые в РФ мы выявили пациента с MODY12. Данный подтип обусловлен инактивирующими гетерозиготными мутациями в гене ЛВСС8, кодирующим SUR1 субъединицу АТФ-зависимых К-кана-лов. Активирующие же гомо- или гетерозиготные, а также компаунд-гетерозиготные мутации (в данном случае мутантный ген может содержать как активирующую, так и инактивирующую аллели [24]) являются причиной неонатального СД. Клинически MODY12 сопоставим с MODY1 и 3; пациенты чувствительны к препаратам сульфонилмочевины [25]. Наш пациент на момент молекулярно-генети-ческого исследования получал терапию метформи-ном, в связи с чем ему была рекомендована госпитализация для решения вопроса о модификации терапии.
На долю MODY1, обусловленного гетерозиготными мутациями в гене ядерного фактора гепатоци-тов HNF4Л, приходится менее 10% всех случаев MODY. Впервые данный подтип был описан в 1996 г. К. Yamagata и соавт. [26]. К настоящему времени среди 173 семей описано более 103 мутаций в гене HNF4Л [27]. По клинической картине данный подтип сходен с MODY3, однако заболевание протекает без глюкозурии. Интересно отметить, что у новорожденных с мутациями в гене HNF4Л возможны транзиторные гипогликемии в сочетании с феталь-ной макросомией, которые обусловлены внутри-
утробным увеличением инсулиновой секреции, причины которого до конца неясны [28]. Среди взрослых пациентов с мутациями в данном гене отмечено снижение уровня триглицеридов и некоторых аполипопротеинов [29]. Среди наших пациентов мутация в HNF4A выявлена в семье П., причем в 2 случаях — в рамках дигенного, а в 1 — олигогенно-го наследования.
У 5 наших пациентов выявлены мутации в гене INSR, ассоциированные с инсулинорезистентно-стью. К настоящему времени описано 128 мутаций в этом гене. У наших пациентов трудно охарактеризовать влияние таких мутаций на фенотип, так как они сочетались с мутациями в разных генах-кандидатах MODY.
Следует отметить, что у пациента с сочетанием мутаций в генах HNF1A и RFX6 (на ранних стадиях органогенеза кодируемый геном RFX6 транскрипционный фактор RFX6 участвует в регуляции диф-ференцировки эндодермальных клеток ПЖ в ß-клетки) в дебюте заболевания выявлен кетоз, наличие которого считается нехарактерным для MODY. Однако при первом описании MODY3 в России было установлено, что кетоз в анамнезе не исключает моногенный СД при нетипичной клинической картине [13]. Поэтому данный пациент был включен в исследование, что позволило выявить у него дигенный характер наследования. Течение заболевания в этом случае не позволило отменить ин-сулинотерапию, однако полученные данные были использованы для медико-генетического консультирования семьи.
Описанные нами случаи дигенного и олигоген-ного наследования MODY требуют дальнейшего наблюдения, что позволит в будущем оценить влияние выявленных генетических дефектов на фенотип.
Заключение
В последние годы активное внедрение технологии секвенирования нового поколения открыло новые перспективы в диагностике моногенных заболеваний. Методика высокопроизводительного параллельного секвенирования позволяет проводить одновременный анализ нескольких генов-кандидатов MODY без их пошагового исследования методом прямого секвенирования. Важным преимуществом данного метода является возможность активного выявления случаев с дигенным и олигогенным наследованием, что отчетливо продемонстрировано нашим исследованием. Необходимо учитывать, что сочетание мутаций в разных генах может непосредственно отражаться на фенотипе и терапевтической тактике. Кроме того, правильный генетический диагноз служит основой для проведения медико-генетического консультирования семьи. Также необходимо отметить, что данная методика является высо-
коэффективной в диагностике MODY. Так, у одного из пациентов с подозрением на MODY3 мутации гена HNF1A не были выявлены методом прямого секвенирования. Лишь использование секвениро-вания нового поколения позволило обнаружить мутацию в этом гене и, кроме того, установить диген-ное наследование MODY. Это дало возможность назначить патогенетически обоснованную терапию, что привело к выраженному положительному клиническому эффекту, что крайне важно с учетом возможных сосудистых осложнений при мутациях в гене HNF1A.
Выделяя две стратегии секвенирования генов-кандидатов MODY — последовательное прямое секвенирование генов GCK и HNF1A (как наиболее часто встречающиеся подтипы MODY) и в отсутствие мутаций — панельное секвенирование или первоначальное панельное секвенирование — нужно отметить, что последний метод является экономически оправданным.
Клиническая картина неиммунного диабета зачастую не укладывается в классические критерии MODY, и бывает трудно обозначить ген-кандидат для проведения молекулярно-генетического исследования. Четкая корреляция генотип-фенотип проявляется, пожалуй, только в случае MODY2. Иссле-
дования редких подтипов MODY в нашей стране ранее не проводились, а единичные описания в мировой литературе не позволяют в настоящее время установить четкую корреляцию генотип-фенотип для всех подтипов MODY. Методика высокопроизводительного параллельного секвенирования расширяет возможности диагностики редких подтипов MODY и случаев с дигенным и олигогенным наследованием. Приведенное описание случаев MODY с сочетанным наследованием является наиболее крупным среди подобных сообщений и первым в отечественной литературе. Случай же олигогенного наследования MODY описан впервые в мире.
Финансирование исследование. Исследование частично выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №16-15-10408) http://xn--m1afn.xn--p1ai/.
Конфликт интересов отсутствует.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования, сбор материала, анализ полученных данных, написание текста: О.А. Гиоева, А.Н. Тюль-паков.
Сбор материала, анализ полученных данных — Н.А. Зубко-ва, Ю.В. Тихонович, А.В. Кияев, Л.Г. Черных, О.Ю. Полляк,
A.Р. Юсупова.
Проведение молекулярно-генетического исследования —
B.М. Петров, Е.В. Васильев, А.Н. Тюльпаков.
AMTEPATYPA/REFERENCES
1. Tattersall RB. Mild familial diabetes with dominant inheritance. Q J Med. 1974;43(170):339-357.
2. Tattersall RB, Fajans SS, Arbor A. A Difference Between the Inheritance of Classical Juvenile-onset and Maturity-onset Type Diabetes of Young People. Diabetes. 1975;24(1):44-53.
doi: 10.2337/diab.24.1.44
3. Chapla A, Mruthyunjaya MD, Asha HS, et al. Maturity onset diabetes of the young in India - a distinctive mutation pattern identified through targeted next-generation sequencing. Clin Endocrinol (Oxf). 2015;82(4):533-542.
doi: 10.1111/cen.12541
4. Ellard S, Lango Allen H, De Franco E, et al. Improved genetic testing for monogenic diabetes using targeted next-generation sequencing. Diabetologia. 2013;56(9):1958-1963.
doi: 10.1007/s00125-013-2962-5
5. Anik A, Qatli G, Abaci A, et al. Molecular diagnosis of maturity-onset diabetes of the young (MODY) in Turkish children by using targeted next-generation sequencing. J Pediatr Endocrinol Metab. 2015;28(11-12).
doi: 10.1515/jpem-2014-0430
6. Alkorta-Aranburu G, Carmody D, Cheng YW, et al. Phenotypic heterogeneity in monogenic diabetes: The clinical and diagnostic utility of a gene panel-based next-generation sequencing approach. Mol Genet Metab. 2014;113(4):315-320.
doi: 10.1016/j.ymgme.2014.09.007
7. Szopa M, Ludwig-GaiQzowska A, Radkowski P, et al. Genetic testing for monogenic diabetes using targeted next-generation sequencing in patients with maturity-onset diabetes of the young. Pol Arch Med Wewn. 2015;125(11):845-851.
8. Karges B, Bergmann C, Scholl K, et al. Digenic inheritance of hepatocyte nuclear factor-lalpha and -lbeta with maturity-onset diabetes of the young, polycystic thyroid, and urogenital malformations. Diabetes Care. 2007;30(6):1613-1614.
doi: 10.2337/dc06-2618
9. Beijers HJ, Losekoot M, Odink RJ, Bravenboer B. Hepatocyte nuclear factor (HNF)1A and HNF4A substitution occurring simultaneously in a family with maturity-onset diabetes of the young. DiabetMed. 2009;26(11):1172-1174.
doi: 10.1111/j.1464-5491.2009.02855.x
10. Forlani G, Zucchini S, Di Rocco A, et al. Double heterozygous mutations involving both HNF1A/MODY3 and HNF4A/ MODY1 genes: a case report. Diabetes Care. 2010;33(11):2336-2338.
doi: 10.2337/dc10-0561
11. Shankar RK, Ellard S, Standiford D, et al. Digenic heterozygous HNF1A and HNF4A mutations in two siblings with childhood-onset diabetes. Pediatr Diabetes. 2013;14(7):535-538.
doi: 10.1111/pedi.12018
12. Дедов И.И., Зубкова Н.А., Арбатская Н.Ю., и др. MODY тип 2: клинические и молекулярно-генетические характеристики 13 случаев заболевания. Первое описание MODY в России // Проблемы Эндокринологии. — 2009. — Т. 55. — №3. — C. 3-7. [Dedov II, Zubkova NA, Arbatskaya NY, Akopova AG, Tyul'pakov AN, Dedov II, et al. MODY2: Clinical and molecular genetic characteristics of 13 cases of the disease. The first description of MODY in Russia. ProblEndocrinol. (Mosk.). 2009;55(3):3-7. (In Russ.)].
doi: 10.14341/probl20095533-7
13. Зубкова Н.А., Арбатская Н.Ю., Петряйкина Е.Е., и др. Сахарный диабет типа MODY3: клиническая и молекулярно-генетическая характеристика 9 случаев заболевания // Проблемы Эндокринологии. — 2014. — Т. 60. — №1. — C. 51-56. [Zubkova NA, Arbatskaya NY, Patryaikina EE, et al. Type 3 form of MODY: the clinical and molecular-genetic characteristic. Nine cases of the disease. Probl Endocrinol. (Mosk.). 2014;60(1):51-56. (In Russ.)].
doi: 10. 14341/probl201460151 - 56
14. Сечко Е.А., Кураева Т.Л., Зильберман Л.И., и др. MODY3 у детей и подростков: молекулярно-генетическая основа и клинико-лабораторные проявления // Проблемы Эндокринологии. — 2015. — Т. 61. — №3. — C. 16-22. [Sechko EA, Kuraeva TL, Zil'berman LI, et al. MODY3 in children and adolescents: the molecular-genetic basis and clinico-laboratory manifestations. Probl Endocrinol. (Mosk.). 2015;61(3):16-22. (In Russ.)].
doi: 10. 14341/probl201561316-22
15. Кураева Т.Л., Сечко Е.А., Зильберман Л.И., и др. Молеку-лярно-генетические и клинические варианты MODY2 и MODY3 у детей в России. // Проблемы Эндокринологии.
— 2015. — Т. 61. — №5. — C. 14-25. [Kuraeva TL, Sechko EA, Zil'berman LI, et al. Molecular genetic and clinical variants MODY2 and MODY3 in children in Russia. Probl Endocrinol (Mosk.). 2014;60(1):51-56. (In Russ.)].
doi: 10.14341/probl201561514-25
16. Кураева Т.Л., Сечко Е.А., Еремина И.А., и др. Особенности течения MODY3 у ребенка с фенотипом сахарного диабета 2-го типа. //Сахарный диабет. 2013. — №2. — С. 88-93. [Kuraeva TL, Sechko EA, Eremina IA, et al. MODY3 in the child with type 2 diabetes mellitus phenotype: case report. Diabetes mel-litus. 2013;2:88-93. (In Russ.)].
doi: 10.14341/2072-0351-3762
17. Емельянов А.О., Созаева Л.С. Сочетание двух моногенных заболеваний: врожденного ламеллярного ихтиоза и сахарного диабета MODY 2-го типа // Проблемы Эндокринологии.
— 2013. — Т. 59. — №4. — C. 28-32. [Emel'ianov AO, Sozaeva LS. The combination of two monogenic diseases, congenital lamellar ichthyosis and type 2 MODY diabetes mellitus. Probl Endocrinol. (Mosk.). 2013;59(4):28-32. (In Russ.)].
doi: 10.14341/probl201359428-32
18. Гиоева О.А., Колодкина А.А., Васильев Е.В., и др. Наследственный вариант сахарного диабета, обусловленного дефектом гена NEUROD1 (MODY6): первое описание в России. // Проблемы Эндокринологии. — 2016. — Т. 62. — №3.
— C. 16-20. [Gioeva OA, Kolodkina AA, Vasilyev EV, Petrov VM, Tiulpakov AN. Hereditary variant of diabetes mellitus caused by a defect of the NEUROD1 gene (MODY6): the first description in Russia. Probl Endocrinol. (Mosk.). 2016;62(3):16-20. (In Russ.)].
doi: 10.14341/probl201662316-20
19. Weber S, Moriniere V, Knuppel T, et al. Prevalence of mutations in renal developmental genes in children with renal hypodysplasia: results of the ESCAPE study. J Am Soc Nephrol. 2006;17(10):2864-2870.
doi: 10.1681/ASN.2006030277
20. Horikawa Y, Iwasaki N, Hara M, et al. Mutation in hepatocyte nuclear factor-1 beta gene (TCF2) associated with MODY. Nat Genet. 1997;17(4):384-385.
doi: 10.1038/ng 1297-384
21. Coffinier C, Thepot D, Babinet C, et al. Essential role for the ho-meoprotein vHNF1/HNF1beta in visceral endoderm differentiation. Development. 1999;126(21):4785-4794.
22. Edghill EL, Bingham C, Ellard S, et al. Mutations in hepatocyte nuclear factor-1 and their related phenotypes. J Med Genet. 2005;43(1):84-90.
doi: 10.1136/jmg.2005.032854
23. Bellanne-Chantelot C, Chauveau D, Gautier JF, et al. Clinical spectrum associated with hepatocyte nuclear factor-1beta mutations. Ann Intern Med. 2004;140(7):510-517.
24. Ellard S, Flanagan SE, Girard CA, et al. Permanent neonatal diabetes caused by dominant, recessive, or compound heterozygous SUR1 mutations with opposite functional effects. Am J Hum Genet. 2007;81(2):375-382.
doi: 10.1086/519174
25. Bowman P, Flanagan SE, Edghill EL, et al. Heterozygous ABCC8 mutations are a cause of MODY. Diabetologia. 2012;55(1):123-127.
doi: 10.1007/s00125-011-2319-x
26. Yamagata K, Furuta H, Oda N, et al. Mutations in the hepatocyte nuclear factor-4alpha gene in maturity-onset diabetes of the young (MODY1). Nature. 1996;384(6608):458-460.
doi: 10.1038/384458a0
27. Colclough K, Bellanne-Chantelot C, Saint-Martin C, et al. Mutations in the genes encoding the transcription factors hepatocyte nuclear factor 1 alpha and 4 alpha in maturity-onset diabetes of the young and hyperinsulinemic hypoglycemia. Hum Mutat. 2013;34(5):669-685.
doi: 10.1002/humu.22279
28. Pearson ER, Boj SF, Steele AM, et al. Macrosomia and hyper-insulinaemic hypoglycaemia in patients with heterozygous mutations in the HNF4A gene. PLoSMed. 2007;4(4):e118.
doi: 10.1371/journal.pmed.0040118
29. Lehto M, Bitzen PO, Isomaa B, et al. Mutation in the HNF-4alpha gene affects insulin secretion and triglyceride metabolism. Diabetes. 1999;48(2):423-425.
