CC BY
40
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ
Критерии оиенки фенотипа новорожденного для формирования группы повышенного риска генетических заболеваний
Померанцева Е.А.1, Докшукина А.А.1, Дегтярева А.В.1, 2, Масленников Д.Н.1, Трофимов Д.Ю.1, Дегтярев Д.Н.1, 2
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатоло-гии имени академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 117997, г. Москва, Российская Федерация
2 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), 119991, г. Москва, Российская Федерация
Скрининг новорожденных на генетические заболевания широко используется в мире и традиционно включает исследование биохимических маркеров, уровень которых позволяет предположить наследственное заболевание. В последние годы обсуждается возможность расширения скрининга за счет использования различных методов молекулярно-генетического тестирования, включая секвенирование дезоксирибо-нуклеиновой кислоты (ДНК) нового поколения (new generation sequencing, NGS). Однако как расширенный генетический скрининг, так и любой другой диагностический метод требуют выделения специфической группы повышенного риска. В данной статье представлены рабочий вариант оценки фенотипа новорожденных и клинические критерии включения в группу повышенного риска генетических заболеваний.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов, о которых необходимо сообщить. Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания № 121092400060-5.
Для цитирования: Померанцева Е.А., Докшукина А.А., Дегтярева А.В., Масленников Д.Н., Трофимов Д.Ю., Дегтярев Д.Н. Критерии оценки фенотипа новорожденного для формирования группы повышенного риска генетических заболеваний // Нео-натология: новости, мнения, обучение. 2022. Т. 10, № 4. С. 47-53. DOI: https://doi.org/10.33029/2308-2402-2022-10-4-47-53 Статья поступила в редакцию 19.09.2022. Принята в печать 14.10.2022.
Ключевые слова:
фенотип
новорожденного;
неонатальный
скрининг;
генетические
заболевания;
малые аномалии
развития;
секвенирование
полного экзома;
секвенирование
нового поколения
Criteria of phenotype assessment of newborn for the group formation with increased risk of genetic diseases
Pomerantseva E.A.1, Dokshukina A.A.1, Degtyareva A.V.1,2, Maslennikov D.N.1, Trofimov D.Yu.1, Degtyarev D.N.1 2
1 National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov of Ministry of Health of the Russian Federation, 117997, Moscow, Russian Federation
2 I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University), 119991, Moscow, Russian Federation
Newborn screening for genetic diseases is widely used in neonatal practice around the world. It traditionally includes the study of biochemical markers, which level suggests genetic diseases. In recent years, the possibility of expanding screening through the use of various methods of molecular genetic testing, including new-generation sequencing (NGS) discussed. However, advanced genetic screening and other diagnostic methods
require the identification of a specific high-risk group. This article presents a version of the assessment of the phenotype of newborn infants and clinical criteria for inclusion in the group of increased risk of genetic diseases.
Funding. The work was carried out within the framework of the state assignment No. 121092400060-5. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
For citation: Pomerantseva E.A., Dokshukina A.A., Degtyareva A.V., Maslennikov D.N., Trofimov D.Yu., Degtyarev D.N. Criteria of phenotype assessment of newborn for the group formation with increased risk of genetic diseases. Neonatologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Neonatology: News, Opinions, Training]. 2022; 10 (4): 47-53. DOI: https://doi.org/10.33029/2308-2402-2022-10-4-47-53 (in Russian) Received 19.09.2022. Accepted 14.10.2022.
Keywords:
neonatal pheno-type; neonatal screening; genetic diseases; minor developmental anomalies; whole exome sequencing; next-generation sequencing
Суммарная частота тяжелых генетических заболеваний в популяции составляет 1,5-2% [1]. Стремительное развитие технологий в сфере молекулярно-генетических исследований существенно увеличило выявляемость генетических заболеваний среди новорожденных, а генофеноти-пическая оценка стала неотъемлемым аспектом клинической практики. В связи с этим врачи-неонатологи должны иметь достаточную информационную базу, для того чтобы заподозрить или распознать генетические заболевания в нео-натальном периоде [2].
Оценка фенотипа складывается из спектра признаков, включающих как внешние особенности пациента, так и кли-нико-лабораторные изменения и данные семейного анамнеза. Врожденные аномалии развития (ВАР) представляют собой большую гетерогенную группу нарушений морфогенеза, которые проявляются при рождении и имеют самые разные последствия для заболеваемости и смертности. Широкая вариабельность клинических проявлений с точки зрения тяжести, времени возникновения, течения, осложнений, тактики лечения и исходов усложняет оценку ВАР, особенно в неонатальном периоде [3].
По клиническим проявлениям аномалии развития классифицируют как «большие» («крупные»), негативно влияющие на прогноз жизни человека с первых месяцев жизни, и «малые», минимально влияющие на здоровье и развитие ребенка. Большие аномалии развития в клинической практике нередко обозначают термином «врожденный порок развития».
Разница между врожденным пороком развития (ВПР) и малой аномалией развития (МАР) органа состоит в функциональной значимости: если функция измененного органа страдает, такое изменение относят к порокам развития. Например, врожденное сужение слухового хода, приводящее к тугоухости, должно рассматриваться как ВПР, изменение формы ушной раковины, не приводящее к нарушению слуха, - МАР. Один и тот же тип изменений, например кожная синдактилия, в зависимости от степени выраженности может быть как пороком развития - при полной синдактилии, так и МАР - при частичной синдактилии.
Согласно современным литературным данным, распространенность ВПР колеблется от 1 до 5%, тогда как распространенность МАР в различных популяциях варьирует от 10 до 35% [3]. На распространенность ВПР и МАР в популяции влияют как генетические (например, высокая частота близ-
кородственных браков), так и прочие факторы (например, особенности окружающей среды в географическом регионе или особенности питания населения). Наличие 3 МАР и более часто свидетельствует о значительных дефектах морфогенеза и требует дополнительного генетического обследования [4].
По мнению некоторых исследователей, генетические заболевания являются причиной 35% летальных исходов в течение первого года жизни [5]. При этом, по данным Китайского исследования геномов новорожденных, более 25% умерших новорожденных с генетическими диагнозами можно было бы вылечить при своевременной диагностике [6].
На данный момент для диагностики наследственных заболеваний с ранним дебютом и поддающихся терапии используется неонатальный скрининг. Традиционно скрининг включает исследование биохимических маркеров, уровень которых позволяет предположить наследственное заболевание. К основным задачам неонатального скрининга относятся выявление детей с повышенными показателями фенилаланина, общей галактозы, иммунореактивного трипсина, 17-оксипрогестерона, тиреотропного гормона, а также формирование групп риска для проведения уточняющей диагностики и подтверждения диагноза [3] (см. рисунок).
В последние годы обсуждается возможность расширения скрининга, в том числе при помощи молекулярно-генетиче-ского тестирования различными методами, включая секве-нирование дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) нового поколения (new generation sequencing, NGS). Был достигнут значительный прогресс в использовании массового параллельного секвенирования для быстрой диагностики генетических состояний у новорожденных.
Материал и методы
В рамках проекта «ЭКЗАМЕН» («Экзомный Клинически Значимый Анализ Мутаций Единичных Нуклеотидов») идет разработка технологии и методологии формирования карты генетического здоровья новорожденных и их применения для оценки частот встречаемости генетических нарушений с низкой/средней пенетрантностью в российской популяции и выявления генетических факторов, обусловливающих тяжелые моногенные заболевания. Данное исследование включает в себя проведение генетического тестирования новорожденных, чьи родители согласились принять участие
Таблица 1. Большие и малые критерии включения новорожденного в группу повышенного риска генетических заболеваний
Большие критерии включения новорожденного в группу повышенного риска генетических заболеваний
относящиеся к семейному анамнезу относящиеся к пренатальному анамнезу относящиеся к перинатальному анамнезу общие критерии органоспецифичные критерии
Генетическое заболевание у родителя или сибса Пороки развития по УЗИ или МРТ, кроме тех, что указаны в списке малых критериев Множественные низкодинамические переломы Порок развития любого органа (не включая малые аномалии развития, МАР) Микроцефалия
Кровнородственный брак: родственники первой и второй степени родства Внутриутробные переломы Оценка по шкале Апгар <5 Отек генерализованный Крыловидные шейные складки
Эпилепсия у родителя или сибса Аритмия плода, требовавшая лечения Малая масса тела к сроку гестации с поправкой на многоплодие Врожденные контрактуры Гепатоспленомегалия
Нарушение интеллектуального развития у родителя или сибса СЗРП Гемигипертрофия Аплазия кожи
Тугоухость у родителя или сибса Непропорциональность тела, относительно короткие конечности Невус гипермеланизи-рованный >5 см
Ранняя слепота у родителя или сибса Судороги Множественные (>2) гипомеланизирован-ные невусы
Симптомокомплекс «вялого ребенка» Гипертрофия клитора
Генерализованная ги-потензия Интерсексуальные половые органы
Гаргоилизм Врожденная косолапость
Килевидная либо воронкообразная грудная клетка
Изменения в биохимическом неонатальном скрининге
Гипогликемия <2,4 ммоль/л
Гиперлактатемия >2 ммоль/л
Гипераммониемия
Нарушения по аудио-скринингу
Малые критерии включения новорожденного в группу повышенного риска генетических заболеваний
относящиеся к семейному анамнезу относящиеся к пренатальному анамнезу относящиеся к перинатальному анамнезу общие малые критерии органоспецифичные малые критерии
Генетическое заболевание у родственников второй и более дальней степени родства Изолированное увеличение ТВП Единичный перелом Гипертрихоз Стойкая асимметрия лица или парез лицевого нерва
Кровнородственный
брак: родственники Изолированная анома- Оценка по шкале Апгар Повышение АЛТ, Скафоцефалия, макроце-
третьей и более даль- лия Денди-Уокера менее 7 АСТ фалия
ней степени родства
Окончание табл. 1
| Малые критерии включения новорожденного в группу повышенного риска генетических заболеваний |
относящиеся к семейному анамнезу относящиеся к пренатальному анамнезу относящиеся к перинатальному анамнезу общие малые критерии органоспецифичные малые критерии
История мертворожде-ния в том же браке Изолированная гипоплазия мозолистого тела Крупный к сроку ге-стации Нарушение обмена Са Аномалии развития костей черепа
История множественных (>2) замерших беременностей в том же браке
Сниженная двигательная активность плода
Беременность, насту-Внутриутробная гибель пившая в результате плода в том же браке ИКСИ при мужском факторе бесплодия
Нарушение интеллектуального развития у родственников второй и более дальней степени родства Эпилепсия у родственников второй и более дальней степени родства
РАС у родителей или сибсов Тугоухость у родственников второй и более дальней степени родства
Ранняя слепота у родственников второй и более дальней степени родства
Гетерохромия
Голубые склеры
Низкорасположенные маленькие/большие уши, оттопыренные, с расщепленной мочкой
Вырост преаурикулярный, отсутствие козелка
Антимонголоидный раз-глаз
Короткие глазные щели
й ряд ресниц
Раздвоенная увула (язычок) Гипоплазия крыльев носа Неонатальные зубы Короткая шея Широкая грудная клетка Пупочная/паховая грыжа Синдактилия
Поперечная ладонная складка
Гипоплазия фаланг
Полидактилия
Крипторхизм
Гипоспадия
Пиелоэктазия
Аномалии строения или расположения щитовидной железы
Гемангиома
Невус гипермеланизиро-ванный более 2 см
Примечание. СЗРП - синдром задержки развития плода; КФК - креатинфосфокиназа; ТВП - толщина воротникового пространства; ИКСИ - интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида; РАС - расстройства аутистического спектра.
Таблица 2. Показания к проведению расширенного генетического тестирования с использованием Ывв [10]
в исследовании, информирование будущих родителей о возможностях и ограничениях скрининга при помощи полно-экзомного секвенирования, анализ отклика и восприятия семей.
В рамках проекта «ЭКЗАМЕН», условно-здоровым новорожденным проводили скринирующее экзомное секвени-рование. Данное исследование обнаруживает лишь часть генетических заболеваний, которые проявляются в раннем возрасте и поддаются терапии. Сопровождение исследования экзома дополнительной клинической информацией и особенностями фенотипа существенно повысит эффективность данного скрининга. В этой связи может стать важным дополнительным инструментом при скрининге новорожденных.
Расширение неонатального скрининга путем внедрения в широкую клиническую практику требует выделения специфической группы обследуемых - группы повышенного риска, поскольку в общей популяции на данный момент такой скрининг экономически нецелесообразен. Учитывая ограничения биохимического скрининга и скри-нирующего экзомного секвенирования, исключительно важным аспектом становится оценка фенотипа новорожденного врачом-неонатологом. Тщательная оценка фенотипа позволяет не только сформировать группу риска, но и своевременно провести дополнительную консультацию врача-генетика и определить дальнейшую диагностическую тактику.
В настоящее время в некоторых странах внедрен алгоритм осмотра новорожденных детей, включающий оценку наличия крупных и малых аномалий развития, на основании которых определяются показания для дополнительных генетических исследований [7, 8]. В России на сегодняшний день не представлен унифицированный протокол оценки фенотипа среди условно-здоровых новорожденных. В этой связи определение группы риска генетических заболеваний в периоде новорожденности и создание универсальной системы оценки клинико-фенотипических и анамнестических признаков являются крайне актуальными проблемами.
Результаты
На основании собственного клинического опыта, приобретенного в рамках реализации проекта «ЭКЗАМЕН»,
и анализа литературных данных группой специалистов разных профилей разработан локальный протокол отбора новорожденных в группу риска по наличию генетических заболеваний. Были разработаны большие и малые критерии для включения новорожденного в группу повышенного риска. Критерии содержат 5 типов данных: общие, органо-специфические, пренатальные, перинатальные и семейные. При выявлении 1 большого или 2 (и более) малых критериев можно отнести ребенка к группе повышенного риска генетического заболевания. Порок развития любого органа (ВПР) всегда относится к большим критериям. Малые аномалии развития (МАР) в отдельных случаях могут рассматриваться как большие критерии (табл. 1). Новорожденным, выделенным в группу риска, необходимо обеспечить консультацию врача-генетика для решения вопроса о расширении неона-тального скрининга путем использования молекулярно-генетических методов.
В 2019 г. Американским колледжем медицинской генетики и геномики (ACMG) и другими профессиональными организациями США был проведен опрос, который показал, что квалифицированных генетиков недостаточно для удовлетворения потребностей в генетических услугах [9]. В связи с этим ACMG опубликовал общие показания к проведению расширенного генетического тестирования с использованием NGS (табл. 2) [5, 10].
Обсуждение
Существуют критерии повышенного риска, разработанные различными российскими и зарубежными центрами. Например, рекомендации Бостонского детского госпиталя включают следующие признаки, при обнаружении любых двух пациенту обоснованно назначение консультации врача-генетика:
■ нарушения строения уха;
■ необычная форма глаз;
■ глаза разного цвета;
■ необычные либо непохожие на родственников черты лица;
■ хрупкие либо редкие волосы;
■ избыток волос на теле;
■ участки депигментации (белые пятна) на коже;
■ слишком большой или слишком маленький язык;
■ нарушение формы зубов;
Все новорожденные
Здоровые
Группа повышенного риска
Группа высокого риска
Визуальное представление распределения новорожденных по группам риска
■ отсутствие части зубов или, наоборот, присутствие лишних;
■ разболтанные или, наоборот, тугоподвижные суставы;
■ необычно высокий или низкий рост;
■ кожная перепонка между пальцами рук или ног;
■ избыточная, свисающая складками кожа;
■ необычные родинки;
■ усиленное или сниженное потоотделение;
■ необычный запах тела.
В большинстве случаев существующие протоколы преследуют одну из двух целей: определение группы пациентов, которым необходимо проведение генетического обследования, и тех, которым необходима консультация врача-генетика. Расширенный скрининг с использованием различных методов диагностики отличается тем, что проводится на достаточно широкой выборке пациентов, а это затрудняет индивидуальные претестовые консультации врача-генетика. В то же время скрининг не является диа-
гностикой: если у новорожденного есть явные признаки генетического заболевания, нужна именно диагностика, и порядок ее проведения известен. Настоящий список критериев выделения группы риска относится как к новорожденным с подозрением на генетическое заболевание, так и к пациентам с промежуточным фенотипом - недостаточно выраженным, чтобы удовлетворять требованиям к направлению на консультацию врача-генетика, но отличающимся от нормы. Использование такого подхода к поэтапной диагностике (выделение, согласно критериям группы повышенного риска, проведение скрининга молекулярно-гене-тическими методами, консультация генетика по результатам скрининга, уточняющая диагностика для тех, у кого скрининг положителен) должно увеличивать выявляемость генетических болезней и компенсировать нехватку узкопрофильных специалистов - врачей-генетиков со специализацией в синдромологии.
Критерии, представленные в нашем списке для выделения неспецифических особенностей фенотипа, достаточно просты и могут быть использованы врачами-неонатоло-гами самостоятельно при оценке общего состояния новорожденного. В соответствии с этими критериями дети из группы повышенного риска направляются на расширенный скрининг при помощи молекулярно-генетических методов, в том числе полноэкзомного секвенирования. При выявлении на скрининге риска наследственного заболевания семье предлагается консультация с врачом-генетиком, в рамках которой может проводиться дообследование (подтверждающая диагностика в соответствии с типом заболевания). Для детей, родившихся с явными признаками генетической патологии, параллельно действует стандартный порядок оказания медицинской помощи, но их участие в расширенном скрининге во многих случаях позволяет сократить диагностическую одиссею, быстрее подтвердить диагноз молекулярно-генетическими методами и начать своевременную терапию.
Благодарности. Авторы выражают благодарность сотрудникам Института неонатологии и педиатрии и сотрудникам Института репродуктивной генетики ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Померанцева Екатерина Алексеевна (Ekaterina A. Pomerantseva)* - врач-генетик, заместитель директора Института репродуктивной генетики ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация E-mail: e.pomerantseva@gmail.com https://orcid.org/0000-0002-2027-2738
Докшукина Алина Алексеевна (Alina A. Dokshukina) - врач-неонатолог, научный сотрудник консультативного педиатрического отделения отдела педиатрии Института неонатологии и педиатрии ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация E-mail: dokshukina.aa@gmail.com https://orcid.org/0000-0002-4424-0271
* Автор для корреспонденции.
Дегтярева Анна Владимировна (Anna V. Degtyareva) - доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом педиатрии Института неонатологии и педиатрии ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, профессор кафедры неона-тологии Клинического института детского здоровья им. Н.Ф. Филатова ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москва, Российская Федерация E-mail: annadim@yahoo.com https://orcid.org/0000-0003-0822-751X
Масленников Дмитрий Николаевич (Dmitry N. Maslennikov) - врач-генетик лаборатории анализа геномных данных Института репродуктивной генетики ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Российская Федерация E-mail: d_maslennikov@oparina4.ru https://orcid.org/0000-0001-5916-0672
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: d_trofimov@oparina4.ru https://orcid.org/0000-0002-1569-8486
Дегтярев Дмитрий Николаевич (Dmitry N. Degtyarev) - доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной работе ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России, заведующий кафедрой неонатологии Клинического института детского здоровья им. Н.Ф. Филатова ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Москва, Российская Федерация E-mail: d.degtiarev@oparina4.ru https://orcid.org/0000-0001-8975-2425
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1. Nguengang Wakap S., Lambert D.M. Estimating cumulative point prevalence of rare diseases: analysis of the Orphanet database. Eur J Hum Genet. 2020; 28: 165-73.
2. Lalani S.R. Current genetic testing tools in neonatal medicine. Pediatr Neonatal. 2017; 58 (2): 111-21.
3. Verma R.P. Evaluation and risk assessment of congenital anomalies in neonates. Children (Basel). 2021; 8: 862.
4. Queiber-Luft A., Stolz G., Wiesel A., Schlaefer K., Spranger J. Malformations in newborn: results based on 30940 infants and fetuses from the Mainz congenital birth defect monitoring system (1990-1998). Arch Gynecol Obstet. 2002; 266: 163-7.
5. Bick D., Jones M., Taylor S.L., Taft R.J., Belmont J. Case for genome sequencing in infants and children with rare, undiagnosed or genetic diseases. J Med Genet. 2019; 56: 783-91.
6. Yang L., Liu X., Li Z., Zhang P., Wu B., Wang H., et al. Genetic aetiology of early infant deaths in a neonatal intensive care unit. J Med Genet. 2020; 57: 169-77.
7. Kimble R., Lee J., Sutherns S. Queensland Clinical Guideline: Newborn Baby Assessment (Routine). Queensland, 2021.
8. Murphy J., Mohan C.M., Duffy G. The Newborn Clinical Examination Book. Ireland, 2018.
9. Maiese D.R., Keehn A., Lyon M., Flannery D., Watson M.; Working Groups of the National Coordinating Center for Seven Regional Genetics Service Collaboratives. Current conditions in medical genetics practice. Genet Med. 2019; 21: 1874-7.
10. Xiaо T., Qi Ni, Chen H., Wang H., et al. High-risk phenotypes of genetic disease in a Neonatal Intensive Care Unit population. Chin Med J (Engl). 2022; 135: 625-7.
