Молекулярно-генетические аспекты наследственных форм первичной открытоугольной глаукомы в Республике Башкортостан Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК 617.731 - 575.224

© Л.У. Джемилева, А.Ш. Загидуллина, Р.Р. Саттарова, А.А. Александров, А.Р. Зайнитова, С.Л. Лобов, Р.Р. Хасанова, Б.М. Азнабаев, И.М. Хидиятова, Э.К. Хуснутдинова, 2015

Л.У. Джемилева1, А.Ш. Загидуллина2, Р.Р. Саттарова4, А.А. Александров4, А.Р. Зайнитова1, С.Л. Лобов1, Р.Р. Хасанова3, Б.М. Азнабаев2, И.М. Хидиятова1,3, Э.К. Хуснутдинова1,3

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ФОРМ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН ФГБУН «Институт биохимии и генетики» УНЦРАН, г. Уфа 2ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет»

Минздрава России, г. Уфа 3ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа 4Центр лазерного восстановления зрения «Оптимед», г. Уфа

Проведен анализ результатов молекулярно-генетического обследования 1045 индивидов (496 больных с первичной от-крытоугольной глаукомой (ПОУГ) и 589 лиц группы контроля). Мутация p.Q368X (c.1102C>T) в гене миоциллина (MYOC) была идентифицирована в гетерозиготном состоянии у 1 пациента (0,17%) из группы контроля. В основной группе данная мутация была выявлена у 8 неродственных пациентов (1,6% всех обследованных семей с ПОУГ). Общий вклад идентифицированной у пациентов с ПОУГ мутации p.Q368X (c. 1102C>T) в гене MYOC составил 0,8%.

Ключевые слова: первичная открытоугольная глаукома, ген миоциллина, мутации.

L.U. Dzhemileva, A.Sh. Zagidullina, R.R. Sattarova, A.A. Alexandrov, A.R. Zaynitova, S.L. Lobov, R.R. Khasanova, B.M. Aznabaev, I.M. Khidiyatova, E.K. Khusnutdinova MOLECULAR AND GENETIC ASPECTS OF HEREDITARY FORMS OF PRIMARY OPEN ANGLE GLAUCOMA IN BASHKORTOSTAN

The analysis of the results of molecular genetic testing in 1045 individuals (496 patients with primary open-angle glaucoma (POAG) and 589 individuals of the control group) was carried out. Mutation p.Q368X (c.1102C> T) in the gene myocilin (MYOC) was identified in the heterozygous state in 1 patient (0.17%) from the control group. In the study group, this mutation was detected in 8 unrelated patients (1.6% of all patients with POAG). The total contribution of the identified patients with POAG mutations p.Q368X (c.1102C> T) in the gene MYOC was 0.8%.

Key words: primary open-angle glaucoma, gene myocilin, mutations.

Первичная открытоугольная глаукома (ПОУГ) относится к группе заболеваний с наследственной предрасположенностью, возникающих и развивающихся под взаимодействием наследственности и окружающей среды [11]. Вклад генетических факторов в развитие ПОУГ, по данным различных авторов, составляет от 20 до 60% [9]. Показано, что первичная открытоугольная глаукома - это обширная группа различных по этиологии и патогенезу заболеваний, среди которых выделяют формы, сопровождающиеся повышением внутриглазного давления, и псевдонормо-тензивные глаукомы (при данной форме заболевания средние значения внутриглазного давления (ВГД) остаются в пределах возрастной нормы) [8]. В настоящее время большинство исследователей считают, что основным диагностическим признаком этой разнородной группы заболеваний является специфическая глаукоматозная оптическая нейропатия [8,9,11]. По социально-экономическому ущербу, влиянию на уровень здоровья и качество жизни пациентов первичная открыто-угольная глаукома наравне с диабетической ретинопатией и макулярной дегенерацией со-

ставляет три главные патологии в структуре слепоты у человека. Хроническое бессимптомное течение первичной открытоугольной глаукомы, часто проявляющейся у лиц среднего возраста и неуклонно прогрессирующей в течение всей жизни (в особенности юве-нильные формы ПОУГ, которые нередко становятся причиной инвалидности в молодом возрасте), определяет необходимость исследования факторов риска и механизмов развития данного заболевания с целью разработки эффективных методов диагностики и профилактики с учетом индивидуальных особенностей каждого больного. Первичная открыто-угольная глаукома (ПОУГ) является самой распространенной клинической формой заболевания [8] и по разным оценкам составляет в Европе, Америке и России от 70 до 90 % всех случаев этого заболевания [1,8]. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), глаукома стоит на втором месте среди всех заболеваний, приводящих к слепоте [14]. Последние достижения геномных и постгеномных технологий позволили выявить формы ПОУГ с моногенным типом наследования среди многофакторных форм заболевания

[1,8,9]. В ряде популяционных исследований было продемонстрировано, что наличие отягощенного по глаукоме семейного анамнеза является важным фактором риска развития глаукомы [13]. Выраженная генетическая гетерогенность, различия в механизмах возникновения и разнообразие клинических проявлений различных форм глауком нередко затрудняют поиск и идентификацию мутаций, которые необходимы для определения риска возникновения и скорости прогрессирования заболевания у пробандов и их родственников, а также проведения профилактических мероприятий в семьях высокого риска по ПОУГ. В связи с этим изучение этиопатогенеза и генетических аспектов различных форм первичной открытоугольной глаукомы является одной из наиболее актуальных проблем офталь-могенетики и молекулярной медицины.

Согласно литературным данным большинство случаев генетически детерминированной первичной открытоугольной глаукомы наследуется в основном по аутосомно-доминантному типу. Среди всех идентифицированных генов, вовлеченных в функционирование оттока водянистой влаги из передней камеры глаза, наиболее значимым является ген миоциллина (МУОС), вклад которого в развитие ПОУГ, по данным различных авторов, достигает 2-10% в различных этнических группах [5].

Таким образом, представляется целесообразным определение диагностической значимости мутаций в гене миоцилина (МУОС) у пациентов из Республики Башкортостан с наследственными формами первичной откры-тоугольной глаукомы.

Материал и методы

Обследовано 1045 пациентов (496 пациентов с ПОУГ и 589 индивидов из группы контроля), состоящих на учете в Центре лазерного восстановления зрения «Оптимед», МБУЗ «Городская клиническая больница №10», ГБУ «Уфимский научно-исследовательский институт глазных болезней». В исследовании участвовали также члены семей пациентов, а также здоровые доноры, проживающие в Волго-Уральском регионе.

Критерием включения в исследование был диагноз первичная открытоугольная глаукома (Н40.1 по МКБ-10), установленный на основании клинических, лабораторно-инструментальных и молекулярно-генетичес-ких методов исследований в соответствии с современными диагностическими критериями ПОУГ.

Идентификация мутаций в гене МУОС проводилась методом анализа кривых плавле-

ния с высоким разрешением (high resolution melting curve analysis - HRM, HRMA, HRMCA) в реальном времени и последующего ресекве-нирования образцов ДНК с измененными кривыми плавления. Молекулярно-генетические исследования, включающие выделение геномной ДНК, амплификацию исследуемых участков генов методом полимеразной цепной реакции, анализ конформационного полиморфизма однонитевых фрагментов ДНК (SSCP-анализ), клонирование с последующим секвенировани-ем, проводились на базе лаборатории ФГБУН Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН.

Результаты и обсуждение

Около 97% всех мутаций в гене MYOC локализуются в 3-м экзоне и более 30% из них - в области нуклеотидных позиций 361380 и 420-440, которые кодируют ольфакто-мединподобный домен миоциллина [6]. Мутаций в гене MYOC, вызывающих преждевременную терминацию биосинтеза белка и имеющих наивысшую пенетрантность, известно всего 4: p.Q368X (c.1102C>T, g.171605478G>A, rs74315329), p.W417X (c.1251G>A, g.171605329C>T, rs139804296), p.R91X (c.271C>T, g.171621481G>A, rs143413116) и p.R46X (c.136C>T, g.171621616G>A) [8,7,10]. Наиболее часто встречаемые мутации гена миоциллина: p.Q368X (c.1102C>T) мутация, характерная для 1,6% больных ПОУГ европеоидной расы [3], и р.R46X (c.136C>T), выявляемая у 0,99% азиатских пациентов [2]. На их долю приходится около 40% от всех найденных в гене MYOC мутаций [4]. В отношении распространенности мутаций p.Q368X (c.1102C>T), p.N480K (c.1440C>G, c.1440C>A) и p.D380A (c.1138G>C) гена MYOC показана расовая и/или этническая специфичность, обусловленная в ряде случаев эффектом основателя, а также, возможно, географической и социальной изоляцией некоторых популяций. p.Q368X идентифицирована у пациентов с ПОАГ из США, Канады, Австралии, Европы, Южной Америки и России [12].

Несмотря на различия в спектре мутаций в гене MYOC, выявленные большинством исследователей, общая частота их встречаемости в данном гене у больных ПОУГ в большинстве случаев составляет не более 25% [8, 9,11]. Встречающиеся в гене миоцилина мутации неравнозначны по своему фено-типическому проявлению. Так, для мутации p.Q368X характерна более поздняя манифестация заболевания и более доброкачественное течение по сравнению с p.Y437H, p.I477N

и особенно с p.P370L, которые приводят к развитию ювенильных форм ПОУГ с агрессивным течением [3].

На первом этапе исследований был проведен скрининг мутации р^368Х (с.1102С>Т) в гене МУОС у 496 неродственных пациентов и у 589 индивидов из контрольной группы, проживающих в Республике Башкортостан. У 8 неродственных пациентов данная мутация была выявлена в гетерозиготном состоянии, что составило 1,6% всех обследованных семей с ПОУГ. По этнической принадлежности пациенты с мутацией р^368Х (с.1102С>Т) распределились следующим образом: 6 русских, 1 татарин и 1 метис (русский/татарин). У всех пациентов анамнез по ПОУГ был отягощен.

Также были проанализированы 589 образцов ДНК здоровых доноров из группы контроля (русские, татары, башкиры) из Вол-го-Уральского региона. Мутация р^368Х (с.1102С>Т) в гене МУОС была идентифицирована в гетерозиготном состоянии у 1 (0,17%) русского пациента. Носители мутации р^368Х в гене МУОС в течение жизни имеют риск развития заболевания, варьирующий от 60 до 100% [5,6,13].

Учитывая относительное преобладание мутации р^368Х (с.1102С>Т) в гене МУОС у пациентов из европейских популяций, достаточно легко объяснить сегрегацию мутантных аллелей в гене МУОС среди больных ПОУГ из Республики Башкортостан. У пробанда русской этнической принадлежности с наследственной формой ПОУГ была обнаружена мутация р.А^4228ег(с.1264С>А) в гене МУОС в гетерозиготном состоянии. Данная мутация была выявлена ранее у пробанда в семье с наследственной формой ПОУГ, манифестирующей в раннем возрасте и характеризующейся агрессивным течением. Мутация р.Азп450Н18 (с.1348А>С) в гене МУОС выяв-

лена у пробанда метиса (башкир/татарин) также в гетерозиготном состоянии в гене МУОС. Обе мутации являются патогенными, поскольку вызывают повреждение ольфакто-мединсвязывающего домена миоцилина. Мутация р.А^4228ег(с.1264С>А) ранее была описана у пациента с тяжелой формой ПОУГ, манифестирующей в возрасте 25 лет.

Общий вклад идентифицированной у пациентов с ПОУГ мутации р^368Х (с.1102С>Т) в гене МУОС составил 0,8%. При оценке тяжести заболевания у пациентов с выявленными мутациями в гене МУОС установлено, что для мутации р^368Х характерна более поздняя манифестация заболевания и более доброкачественное течение по сравнению с мутациями р.А^4228ег(с.1264С>А) и р.А8п450Н18 (с.1348А>С), которые приводят к развитию более тяжелых, рано манифестирующих форм ПОУГ с агрессивным течением. Встречаемость мутации в гене МУОС, установленная в наших исследованиях, сходится с таковой в других популяциях России, что согласуется с данными литературы [12].

Таким образом, остается еще множество нерешенных вопросов в диагностике ПОУГ, решение которых требует комплексного и разностороннего подхода. Клиническая гетерогенность этого заболевания свидетельствует о необходимости идентификации факторов риска, предрасполагающих к развитию повышенного внутриглазного давления в целом, а также к поиску определенных вариантов заболевания и проведения ассоциативных исследований в группах индивидов различной этнической принадлежности с целью разработки персонифицированных подходов к своевременной профилактике и лечению.

Работа поддержана грантами РФФИ № 14-04-97002-р_поволжье_а, 14-04-97007 рповолжьеа, 12-04-97004-р_поволжье_а.

Сведения об авторах статьи: Джемилева Лиля Усейновна - д.м.н., доцент, с.н.с. лаборатории молекулярной генетики человека ФГБУН «Институт биохимии и генетики» УНЦ РАН. Адрес: 450045, г. Уфа, Проспект Октября, 71. Тел./факс: 8(347) 235-60-88. Загидуллина Айгуль Шамилевна - к.м.н., доцент кафедры офтальмологии с курсом ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3.Тел./факс: 8(347) 275-97-65.

Саттарова Римма Разяновна - врач-офтальмолог ЦВЛЗ «Оptimed». Адрес: 450008, г. Уфа, ул. 50 лет СССР, 8. Тел./факс: 8(347) 277-60-60.

Александров Аркадий Андреевич - врач-офтальмолог ЦВЛЗ «Оptimed». Адрес: 450008, г. Уфа, ул. 50 лет СССР, 8. Тел./факс: 8(347) 277-60-60.

Зайнитова Алия Рифовна - аспирант ФГБУН «Институт биохимии и генетики» УНЦ РАН. Адрес: 450045, г. Уфа, Проспект Октября, 71. Тел./факс: 8(347) 235-60-88.

Лобов Семен Леонидович - к.б.н., м.н.с. лаборатории молекулярной генетики человека ФГБУН «Институт биохимии и генетики УНЦ РАН. Адрес: 450045, г. Уфа, Проспект Октября, 71. Тел./факс: 8(347) 235-60-88.

Хасанова Рамзиля Рамилевна - аспирант кафедры генетики и фундаментальной медицины ФГБОУ ВПО БГУ. Адрес:450000, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32. Тел./факс: 8(347) 273-67-78.

Азнабаев Булат Маратович - д.м.н., профессор, зав. кафедрой офтальмологии с курсом ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: (347) 275-97-65.

Хидиятова Ирина Михайловна - д.б.н., в.н.с. лаборатории молекулярной генетики человека ФГУН «Институт биохимии и генетики» УНЦ РАН. Адрес: 450045, г.Уфа, Проспект Октября, 71. Тел./факс: 8(347) 235-60-88.

Хуснутдинова Эльза Камилевна - д.б.н., зав. лабораторией молекулярной генетики человека ФГУН «Институт биохимии и генетики» УНЦ РАН. Адрес: 450045, г. Уфа, Проспект Октября, 71. Тел./факс: 8(347) 235-60-88.

ЛИТЕРАТУРА

1. Allingham, R. The genetics of primary open-angle glaucoma: a review / R. Allingham, Y. Liu, D.J. Rhee // Experimental eye research. -2009. - Vol. 88, № 4. - P. 837-844.

2. Myocilin Polymorphisms and Primary Open-Angle Glaucoma: A Systematic Review and Meta-Analysis / J.W. Cheng [et al.] // PloS one. - 2012. - Vol. 7, № 9. - P. e46632.

3. Founder TIGR/myocilin mutations for glaucoma in the Quebec population / M. Faucher [et al.] // Human molecular genetics. - 2002. -Vol. 11, № 18. - P. 2077-2090.

4. Fingert, J.H. Primary open-angle glaucoma genes / J.H. Fingert // Eye. - 2011. - Vol. 25, № 5. - P. 587-595.

5. Fuse, N. Genetic bases for glaucoma / N. Fuse // The Tohoku journal of experimental medicine. - 2010. - Vol. 221, № 1. - P.1-10.

6. Myocilin levels in primary open-angle glaucoma and pseudoexfoliation glaucoma human aqueous humor / K.G. Howell [et al.] // Journal of glaucoma. - 2010. - Vol. 19, № 9. - P. 569

7. Low prevalence of myocilin mutations in an African American population with primary open-angle glaucoma / W. Liu [et al.] // Molecular vision. - 2012. - Vol. 18. - P. 2241.

8. Liu, Y. Glaucoma. Chapter / Y. Liu, R.R. Allingham // Genomic and Personalized Medicine, 2nd edition. by Ginsburg & Willard. -2013. - Vol. 1, № 2. - P. 1082-1094.

9. Liu, Y. Molecular genetics in glaucoma / Y. Liu, R. Allingham // Experimental eye research. - 2011.- Vol. 93, № 4. - P. 331-339.

10. Novel and known MYOC exon 3 mutations in an admixed Peruvian primary open-angle glaucoma population / V. Mendoza-Reinoso [et al.] // Molecular Vision. - 2012. - Vol. 18. - P. 2067.

11. Quigley, H.A. The number of people with glaucoma world-wide in 2010 and 2020 / H.A. Quigley, A.T. Broman // Brithish Journal of Ophthalmoljgy. - 2006. - Vol. 90. - P. 262-267.

12. Mutations and polymorphisms in the genes for myocilin and optineur in as the risk factors of primary open-angle glaucoma / V.V. Rakhmanov [et al.] // Genetika. - 2005. - Vol. 41, № 11. - P. 1567.

13. Clinical implications of old and new genes for open-angle glaucoma/ W.D. Ramdas [et al.]// Ophthalmology.- 2011.-Vol. 118, № 12. - P. 2389-2397.

14. World Health Organization (WHO), http://www.who.int/topics/blindness (Accessed June 14, 2013).

УДК 617.72

А.Ш. Загидуллина, Р.Р. Саттарова, Р.А. Батыршин, Р.А. Абраров, Г.Ф. Муллагалиева, Р.Р. Кутлугалямова, 2015

А.Ш. Загидуллина1, Р.Р. Саттарова2, Р.А. Батыршин1, Р.А. Абраров1, Г.Ф. Муллагалиева1, Р.Р. Кутлугалямова1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РИСКА РАЗВИТИЯ ПЕРВИЧНОЙ ЗАКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ НА ОСНОВАНИИ ОФТАЛЬМОБИОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГЛАЗА 'ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа 2Центр лазерного восстановления зрения «Optimed», г. Уфа

Нами проанализированы показатели ультразвуковой эхобиометрии 40 пациентов (80 глаз) с первичной закрытоуголь-ной глаукомой и 40 здоровых лиц (80 глаз). Исследование показало низкую чувствительность теста «relative lens position» (RLP) (22,5%) при достаточно высокой специфичности и высокую чувствительность индекса офтальмобиометрического фактора (ОБФ) (100%) при крайне низкой специфичности. Показано, что применение данных методов в клинической практике имеет ряд ограничений и существует необходимость создания новых тестов определения риска развития первичной закрытоугольной глаукомы с учетом анатомических параметров глаза.

Ключевые слова: первичная закрытоугольная глаукома, офтальмобиометрические тесты, чувствительность, специфичность, точность.

A.Sh. Zagidullina, R.R. Sattarova, R.A. Batyrshin, R.A. Abrarov, G.F. Mullagalieva, R.R. Kutlugalyamova RISK OF PRIMARY ANGLE-CLOSURE GLAUCOMA DEVELOPMENT BASED ON EYE OPHTHALMOBIOMETRIC PARAMETERS

We have analyzed the echo biometry parameters of 40 patients (80 eyes) with primary angle-closure glaucoma and 40 healthy subjects (80 eyes). The study showed a low sensitivity of the test relative lens position (RLP) (22,5%) at a high enough specificity, and high sensitivity of OBF index (100 %) with a very low specificity. The data obtained revealed that the use of these methods in clinical practice is limited, and there is a need for new tests to determine the risk of primary angle-closure glaucoma development taking into account anatomical parameters of the eye.

Key words: primary angle-closure glaucoma, ophthalmobiometric tests, sensitivity, specificity, accuracy.

Одно из первых мест среди причин необратимой слепоты, слабовидения и первичной инвалидности в мире занимает глаукома [2,12]. В России уровень общей заболеваемости достигает 918,0 случая на 100 000 взрослого населения. Первичная закрытоугольная глаукома (ПЗУГ) с относительным зрачковым блоком в европейских странах составляет до 10-15% всех случаев глаукомы [3]. По данным

рядов авторов, в странах Азии доля ПЗУГ может доходить до 80% [9]. ПЗУГ зачастую встречается у лиц работоспособного возраста и в короткие сроки может приводить к значительной потере зрения, вплоть до слепоты.

Взаимосвязь анатомических размеров глазного яблока, сагиттальных размеров анатомических структур глаза и риска развития ПЗУГ в настоящий момент не вызывает со-