CC BY
12
оригинальные исследования
Муковисцидоз
oRiGiNAL REsEARcH
Cystic fibrosis
Регистр больных муковисцидозом в Российской Федерации. 2017 год. Под ред. А. Ю. Воронковой, Е. Л. Амелиной, Н. Ю. Каширской, Е. И. Кондратьевой, С. А. Красовского [и др.]. М.: «МЕДПРАКТИКА-М»; 2019. [Register of patients with cystic fibrosis in the Russian Federation. 2017. Edited by Voronkova A. Yu., Amelina E. A., Kashirskaya N. Yu., Kondratieva E. I., Krasovsky S. A. [et al.]. M.: «MEDPRAKTIKA-M»; 2019. (In Russ.)]. Петрова Н. В., Кондратьева Е. И., Красовский С. А., Поляков А. В., Иващенко Т. Э. [и др.]. Проект национального консенсуса «Муковисцидоз: определение, диагностические критерии, терапия». Раздел «Генетика муковисци-доза. Молекулярно-генетическая диагностика при муко-висцидозе». Медицинская генетика. 2016;11(173):29-45. [Petrova N. V., Kondratyeva E. I., Krasovsky S. A., Polyakov A. V., Ivachshenko T. E. [et al.]. National Consensus Project «Cystic fibrosis: definition, diagnostic criteria, treatment» Section «Genetics of Cystic Fibrosis. Molecular genetic diagnosis of cystic fibrosis». Meditsinskaya Genetica. - Medical genetics. 2016;11(173):29-45. (In Russ.)]. Сайт о странах, городах, статистике населения и пр. Режим доступа: http://www.statdata.ru/naselenie-federalnyh-okrugov-rossii. Ссылка активна на 14.01.2020. [Website about countries, cities, population statistics, etc. Available at: http://www.statdata.ru/nase-
10.
lenie-federalnyh-okrugov-rossii. Accessed 14 January, 2020. (In Russ.)].
Кузнецов В. А. Введение в кавказоведение (историко-эт-нологические очерки народов Северного Кавказа). Владикавказ: ИПП им. В. А. Гассиева, 2004. [Kuznetsov V. A. Introduction to the study of Caucasus (historical and ethnological reviews of the ethnic groups of the North Caucasus). Vladikavkaz: Publisher V. A. Gassiev, 2004. (In Russ.)]. Иващенко Т. Э., Баранов В. С. Биохимические и моле-кулярно-генетические основы патогенеза муковисци-доза. Санкт-Петербург: «Интермедика»; 2002. [Ivash-chenko T. E., Baranov V. S. Biohemical and molecular genetic basics of cystic fibrosis pathogenesis. Saint-Petersburg: «Intermedika»; 2002. (In Russ.)]. The molecular genetic epidemiology of cystic fibrosis. Report of a Joint Meeting of WHO/ECFTN/ICF(M)/ECFS. World Health Organization (WHO). Genoa, 2002. Human Genetics Programme, 2004. Available at: https://www. cfww.org/docs/who/2002/who_hgn_cf_wg_04.02.pdf. Accessed 14 January, 2020.
Petrova N. V., Kashirskaya N. Yu., Vasilieva T. A., Timkovskaya E. E., Voronkova A. Yu. [et al.]. High proportion of W1282X mutation in CF patients from Kara-chai-Cherkessia. J. Cyst. Fibrosis. 2016;15(3):e28-e32. https://doi.org/10.1016/jjcf.2016.02.003
Сведения об авторах:
Петрова Ника Валентиновна, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории генетической эпидемиологии; тел.: 84993206090; e-mail: npetrova63@mail.ru
Каширская Наталия Юрьевна, доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории генетической эпидемиологии; тел.: 84993241224; e-mail: kashirskayanj@mail.ru
Кондратьева Елена Ивановна, доктор медицинских наук, профессор, руководитель научно-клинического отдела муковисцидоза; тел.: 84955873366; e-mail: elenafpk@mail.ru
Гетоева Залина Казбековна, кандидат медицинских наук, врач генетик-гинеколог; тел.: 88672405647
Васильева Татьяна Алексеевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории генетической эпидемиологии; тел.: 84993241224; e-mail: vasilyeva_debrie@mail.ru
Воронкова Анна Юрьевна, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник научно-клинического отдела муковисцидоза; тел.: 84955873366; e-mail: voronkova111@yandex.ru
Шерман Виктория Давидовна, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник научно-клинического отдела муковисцидоза; тел.: 84955873366; e-mail: tovika@yandex.ru
Зинченко Рена Абульфазовна, доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории генетической эпидемиологии; тел.: 84993241224; e-mail: renazinchenko@mail.ru
© Коллектив авторов, 2020 УДК 575.224, 616.062
DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2020.15043 ISSN - 2073-8137
ОСОБЕННОСТИ СПЕКТРА ПАТОГЕННЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ ГЕНА CFTR У БОЛЬНЫХ МУКОВИСЦИДОЗОМ В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ
Н. А. Ильенкова \ В. В. Чикунов \ Е. И. Кондратьева 2
1 Красноярский государственный медицинский университет
им. профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого, Российская Федерация
2 Медико-генетический научный центр им. академика Н. П. Бочкова, Москва, Российская Федерация
FEATURES OF SPECTRUM OF PATHOGENIC GENETIC VARIANTS OF THE CFTR GENE IN PATIENTS WITH CYSTIC FIBROSIS FROM KRASNOYARSK TERRITORY
Ilenkova N. A. 1, Chikunov V. V. 1, Kondratyeva E. I. 2
1 Krasnoyarsk State Medical University named after рго^ V. F. Voino-Yasenetski, Russian Federation
2 Research Center for Medical Genetics, Moscow, Russian Federation
Частота генетически значимых мутаций гена СРТЙ в разных популяциях варьирует. В исследовании изучались особенности и разнообразие спектра патогенных вариантов гена CFTR (АВСС7) у 88 больных с МВ в Красноярском крае. Выявлено 19 патогенных генетических вариантов гена CFTR. Суммарная доля 8 генетических
медицинский вестник северного кавказа
2020. Т. 15. № 2
medical news of north caucasus
2020. Vоl. 15. Iss. 2
вариантов: c.1521_1523delCTT (F508del), c.54-5940_273+10250del21kb (CFTRdele2,3), c.3909C>G (N1303K), c.2012delT (2143delT), c.2052_2053insA (2184insA), c.262_263delTT (394delTT), c.3484C>T (R1162X), c.(273+1_274-1)_(1679+1_1680-1)del (CFTRdele4-10), - составляет 76,68 %. Обнаружено девять редких вариантов однократно и в двух случаях дважды. Таким образом, выявлено разнообразие патогенных вариантов последовательности гена CFTR у больных МВ в Красноярском крае с определением спектра, частоты их встречаемости и распределения в зависимости от класса и типа.
Ключевые слова: муковисцидоз, ген CFTR, Красноярский край, дети, молекулярная диагностика
The frequency of genetically significant mutations of the CFTR gene in different populations varies. The study examined the characteristics and diversity of the spectrum of pathogenic variants of the CFTR gene (ABCC7) in patients with CF 88 patients with CF in the Krasnoyarsk Territory. 19 pathogenic genetic variants of the CFTR gene were identified. The total share of 8 genetic variants: c.1521_1523delCTT (F508del), c.54-5940_273+10250del21kb (CFTRdele2,3), c.3909C>G (N1303K), c.2012delT (2143delT), c.2052_2053insA (2184insA), c.262_263delTT (394delTT), с.34840 (r1162x), с.(273+1_274-1)_(1679+1_1680-1)del (CFTRdele4-10) - is 76.68 %. Nine rare variants were detected once and in two cases twice. Thus, a variety of pathogenic variants of the CFTR gene sequence was revealed in CF patients in the Krasnoyarsk Territory, with a determination of the spectrum, their frequency of occurrence and distribution, depending on class and type.
Keywords: cystic fibrosis, CFTR gene, Krasnoyarsk region, children, molecular diagnostic
Для цитирования: Ильенкова Н. А., Чикунов В. В., Кондратьева Е. И. ОСОБЕННОСТИ СПЕКТРА ПАТОГЕННЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ ГЕНА CFTR У БОЛЬНЫХ МУКОВИСЦИДОЗОМ В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2020;15(2):178-181. DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2020.15043
For citation: Ilenkova N. A., Chikunov V. V., Kondratyeva E. I. FEATURES OF SPECTRUM OF PATHOGENIC GENETIC VARIANTS OF THE CFTR GENE IN PATIENTS WITH CYSTIC FIBROSIS FROM KRASNOYARSK TERRITORY. Medical News of North Caucasus. 2020;15(2):178-181. DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2020.15043 (In Russ.)
МВ - муковисцидоз
CFTR - муковисцидозный трансмембранный регулятор проводимости
Муковисцидоз (МВ) - наиболее распространенное тяжелое моногенное заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования, обусловленное патогенными генетическими вариантами гена, кодирующего белок, участвующий в транспорте ионов хлора через клеточную мембрану (CFTR; АВСС7). Ген СГТЙ расположен в регионе 31.1 длинного плеча 7-й хромосомы (7q31.1) и содержит 27 экзонов [1].
Заболевание характеризуется поражением эк-зокринных желез и кистозным перерождением поджелудочной железы из-за закупорки выводящих протоков вязким секретом, что вызвано изменениями функций хлорных каналов мембран эпителиальных клеток. Вариабельность клинической картины определяется многообразием дефектов гена CFTR. Изучено более 2200 вариантов последовательности гена CFTR, большая часть из них - патогенные, некоторые из них с неясной клинической значимостью, а также не имеющие клинических последствий [2, 3].
Частота диагностически значимых мутаций гена CFTR в разных популяциях варьирует, что обусловливает появление сложностей во время разработки региональных протоколов молекулярно-генетической диагностики и внедрения таргетной терапии при лечении больных МВ [4, 5, 6].
Красноярский край расположен в Восточной и Западной Сибири, в русле реки Енисей. Национальный состав региона отличается большим разнообразием (результат этнических, политических, культурных, а также демографических процессов). В связи с историческими событиями определение распространенности частых мутаций среди больных МВ в популяциях с разным этнографическим составом может оказать значимую помощь при проведении медико-генетического консультирования населения.
MLPA - мультиплексная пробозависимая лигазная реакция
с амплификацией NGS - секвенирование нового поколения
Целью исследования явилось изучение особенностей и разнообразия спектра патогенных генетических вариантов гена CFTR у больных МВ в Красноярском крае.
Материал и методы. В исследовании анализировались результаты медико-генетического обследования больных с муковисцидозом, зарегистрированных на территории Красноярского края и состоящих на учёте в Красноярском региональном центре МВ. Объем выборки больных MB составил 88 пациентов из 85 семей в возрасте от 0 до 24 лет. Выборка формировалась по мере обращения в «Центр муковисци-доза» в период с 1998 по 2019 г. Для анализа спектра мутаций в Красноярском крае проанализировано 88 ДНК-заключений.
Молекулярно-генетическая диагностика проведена согласно консенсусу «Муковисцидоз: определение, диагностические критерии, терапия», раздел «Генетика муковисцидоза. Молекулярно-генетиче-ская диагностика при муковисцидозе» [7, 8].
У 20 пациентов с клинической картиной МВ патологический аллель не идентифицирован, в связи с чем их биологический материал был направлен в НИИ медицинской генетики НИМЦ РАН г. Томска.
Для выявления мутаций гена CFTR использовались следующие методы: мультиплексной амплификации (выявление инсерционно/делеционных вариантов), метод аллель-специфичного лигирова-ния с последующей амплификацией (регистрация точковых нуклеотидных замен), метод рестрикци-онного анализа, метод прямого секвенирования по Сенгеру (исследование нуклеотидной последовательности кодирующей области гена CFTR Applied Biosystems), методом количественной MLPA (проведение анализа протяженных перестроек гена CFTR).
оригинальные исследования
Муковисцидоз
ORiGiNAL ГЕБЕАГСН
Интерпретацию выявленных мутаций гена CFTR по патогенности проводили согласно современным базам данных [9, 10].
После идентификации мутации гена CFTR была определена частота аллелей выявленных мутаций с последующей верификацией «тяжести» генотипа. Согласно современным определениям «тяжелый» генотип - это генотип с обязательным наличием мутации 1-111 класса, «мягкий» генотип - наличие у пациента хотя бы 1 мутации классов.
Результаты и обсуждение. Молекулярно-гене-тическое исследование было проведено всем боль-
ным, которые состоят на учете в региональном центре МВ.
Мутантные аллели идентифицированы в 88,3 % случаев. Оба патогенных аллеля выявлены у 70,45 % обследуемых, один аллель - у 23,86 %, оба мутантных аллеля не идентифицированы у 5,69 % пациентов. Всего выявлено 19 патогенных генетических вариантов гена CFTR. В таблице 1 в порядке убывания представлены относительные частоты генетических вариантов гена CFTR среди больных МВ.
Патогенные генетические варианты гена ОРТЙ у пациентов с муковисцидозом в Красноярском крае
Таблица 1
Название по cDNA Название по положению в белке Традиционное название Класс Характер нарушения функции белка Классификация в базе CFTR2 [9] Частота (%)
c.1521_1523delCTT p.(Phe508del) F508del II тяжелый патогенный 61,93
С.54- 940_273+10250del21kb р.^ег18А^*16) CFTRdel2,3 (del21kb) I тяжелый патогенный 3,98
с.3909С^ p.(Asn1303Lys) N1303K II тяжелый патогенный 2,27
c.262_263delTT p.(Leu88Ilefs*22) 394delTT I тяжелый патогенный 1,70
с.3484С>Т р.(Агд1162*) R1162X I тяжелый патогенный 1,70
с.20^е1Т р.^еи671*) 2143delT I тяжелый патогенный 1,70
с.2052_2053^А р.^1п685ТЬ^*4) 2184insA I тяжелый патогенный 1,70
с.(273+1 274-1) (1679+1_1680-1^е1 Нет CFTRdele4-10* I тяжелый патогенный 1,70
с.3472С>Т р.(Агд1158*) R1158X I тяжелый патогенный 1,14
с.1000С>Т р.(Агд334Тгр) R334W IV мягкий патогенный 1,14
c.350G>A p.(Arg117His) Я117С IV мягкий варьирующие клинические проявления 0,57
c.2052delA p.(Lys684Asnfs*38) 2184delA I тяжелый патогенный 0,57
с.3816_38^еЮТ p.(Ser1273Leufs*28) 3944delGT I тяжелый не описан 0,57
c.3908delA p.(Asn1303Thrfs*25) 4040delA I тяжелый патогенный 0,57
c.1766+1G>A Нет 1898+^>А I тяжелый патогенный 0,57
c.274G>A p.(Glu92Lys) Е92К мягкий патогенный 0,57
c.413_415dupTAC p.(Leu138dup) L138ins IV мягкий патогенный 0,57
с.1657С>Т р.(Агд553*) R553X I тяжелый патогенный 0,57
с.1210-12 [5] Нет 5Т V мягкий варьирующие клинические проявления 0,57
* Нумерация экзонов согласно традиционной номенклатуре.
Суммарная доля 8 генетических вариантов: c.1521_1523delCTT (F508del), с.54-5940_273+10250del21kb (CFTRdele2,3), с.3909С>0 (М303К), с.20^е1Т (2143delT), с.2052_2053^А (2184^А), c.262_263delTT (394delTT), с.3484С>Т Ш1162Х), с.(273+1_274-1)_(1679+1_1680-1^е1 TRdele4-10), - составляет 76,68 %. Девять вариантов обнаружены однократно: с.3500>А ^117С), c.2052delA (2184delA), с.3816_38^еЮТ (3944delGT), c.3908delA (4040delA), c.1766+1G>A (1898+1G>A), c.274G>A (Е92К), c.413_415dupTAC (L138ins), с.1657С>Т (R553X), с.1210-12[5] (5Т); дважды выявлены с.3472С>Т (R1158X), с.1000С>Т (R334W).
Вместе с тем у 11,7 % пациентов с МВ не удалось обнаружить двух патогенных вариантов, несмотря на выполнение расширенного анализа, который включал секвенирование кодирующей области и поиск перестроек гена CFTR. Данная ситуация может быть связана с расположением неизвестных ранее патогенных вариантов во внутренних регионах интронов или в регуляторных областях гена CFTR, а также в регуляторных регионах вне гена CFTR, атипичными случаями МВ или МВ-подобными состояниями, связанными с нарушением работы других генов.
При анализе класса выявленных генетических вариантов: 63,16 %(п=12)относятся к I классу(нонсенс-
медицинский вестник северного кавказа
2020. Т. 15. № 2
medical news of north caucasus
2020. Vоl. 15. Iss. 2
мутации сдвига рамки точки сплайсинга), 10,53 % (n=2) - ко II (миссенс-мутации), 21,06 % (n=4) - к IV (миссенс-мутации), 5,25 % (n=1) - к V (нарушение сплайсинга).
Мутации III и VI классов у больных МВ в Красноярском крае не встречались.
Таким образом, у больных МВ в Красноярском крае преобладают генетические варианты мутации гена CFTR I, II классов (приводят к серьезным нарушениям функции белка CFTR). У 26,31 % больных выявлен «мягкий» генотип (табл. 2).
Заключение. Результаты работы демонстрируют разнообразие патогенных вариантов последовательности гена CFTR у больных МВ в Красноярском крае, с определением спектра и частоты их встречаемости. Выявленные генетические варианты описаны в зависимости от класса и типа. Полученные результаты работы важны для медико-генетического консультирования семей больных (определение и исключение носительства патологических мутаций у ближайших родственников, планирование семьи, в том числе оценка риска, возможная дородовая диагностика в отягощённых семьях). Точный молекулярный диагноз важен для возможных в последующем персонализированных рекомендаций по лечению пациентов в зависимости от выявляемых у них генных нарушений.
Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Литература/References
1. Strausbaugh S. D., Davis P. B. Cystic fibrosis: a review of epidemiology and pathobiology. Clin. Chest Med. 2007;(28):279-288.
https://doi.org/10.1016/j.ccm.2007.02.011
2. EXAC The Exome Aggregation Consortium (Exac) Database. Available at: https://macarthurlab. org/2014/11/18/a-guide-to-the-exome-aggregation-consortium-exac-data-set. Accessed March 02, 2020.
3. De Boeck K., Vermeulen F., Dupont L. The diagnosis of cystic fibrosis. Presse Medicale. 2017;46(6Pt2):97-108. https://doi.org/10.1016/j.lpm.2017.04.010
4. Регистр больных муковисцидозом в Российской Федерации. 2017 год. Под ред. А. Ю. Воронковой, Е. Л. Амелиной, Н. Ю. Каширской, Е. И. Кондратьевой, С. А. Красовского [и др.]. М.: «МЕДПРАКТИКА-М», 2019. [The register ofpatients with cystic fibrosis i n theRussianFed-eration. 2017 year. Ed. by Voronkova A. Yu., Amelina E. L., Kashirsky N. Yu., Kondratyeva E. I., Krasovsky S. A. [et al.]. M.: MEDPRAKTIKA-M, 2019. (In Russ.)].
5. Krasovskiy S., Cherniak A., Kashirskaya N., Kondratyeva E., Amelina E. [et al.]. Features of the clinical course of cystic fibrosis due to the severity of the genotype (according to the Cystic Fibrosis Patient Registry of the Russian Federation (2017)). J. Cystic Fibrosis. 2019;1(18):58-59.
6. Ильенкова Н. А., Чикунов В. В. Динамика продолжительности жизни больных муковисцидозом в Красноярском крае: ретроспективный анализ 1998-2016 гг. Педиатрия. Журнал им. Г. Н. Сперанского. 2017;2:63-167. [Ilenkova N. A., Chikunov V. V. Dynamics of life expectancy of patients with cystic fibrosis in Krasnoyarsk region: a retrospective analysis of 1998-2016. Pediatriya. Zhurnal im. G. N. Speranskogo. - Pediatrics. Journal of Pediatrics. G. N. Speransky. 2017;(2):163-167. (In Russ.)].
Таблица 2
Спектр выявленных генетических вариантов в зависимости от «тяжести» генотипа у больных МВ Красноярского края
N Генотипы %
«Тяжелые» генотипы
1 F508del/F508del 34,09
2 F508del/N1303K 4,54
3 F508del/394delTT 3,41
4 F508del/2143delT 3,41
5 F508del/CFTRdele4-10 2,27
6 F508del/CFTRdel2,3 2,27
7 CFTRdel2,3/CFTRdel2,3 2,27
8 2184insA/R1158X 2,27
9 R1162X/CFTRdele4-10 3,41
10 F508del/2184insA 1,14
11 F508del/1898+1G>A 1,14
12 F508del/R553X 1,14
13 F508del/2184delA 1,14
14 F508del/4040delA 1,14
15 F508del/3944delTG 1,14
Всего 65,78
«Мягкие» генотипы
1 F508del/E92K 1,14
2 F508del/L138ins 1,14
3 R117C/CFTRdel2,3 1,14
4 F508del/R334W 2,27
Всего 5,69
Неидентифицированный вариант генотипа
1 F508del/N 23,86
2 N/N 5,67
Всего 29,53
7. Петрова Н. В., Кондратьева Е. И., Красовский С. А., Поляков А. В., Иващенко Т. Э. [и др.]. Проект национального консенсуса «Муковисцидоз: определение, диагностические критерии, терапия». Раздел «Генетика муковисцидоза. Молекулярно-генетическая диагностика при муковисцидозе». Медицинская генетика. 2016;11(173):29-45. [Petrova N. V., Kondratyeva E. I., Krasovsky S. A., Polyakov A. V., Ivashchenko T. E. [et al.]. National Consensus Project Cystic fibrosis: definition, diagnostic criteria, treatment Section Genetics of Cystic Fibrosis. Molecular genetic diagnosis of cystic fibrosis. Medicinskaya genetika. - Medical Genetics. 2016;11(173):29-45. (In Russ.)].
8. Richards S., Aziz N., Bale S., Bick D., Das S. [et al.]. Laboratory Quality Assurance Committee Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American. College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genetics in Medicine. 2015;17(5):405-424. https://doi.org/10.1038/gim.2015.30
9. Рыжкова О. П., Кардымон О. Л., Прохорчук Е. Б., Коновалов Ф. А., Масленников А. Б. [и др.]. Руководство по интерпретации данных, полученных методом массового параллельного секвенирования (MPS). Медицинская генетика. 2017;(7):4-17. [Ryzhkova O. P., Kardimon O. L., Prohorchuk E. B., Konovalov F. A., Maslennikov A. B. [et al]. Guidelines for the interpretation of massive sequencing variants. Medicinskaya genetika. -Medical Genetics. 2017;(7):4-17. (In Russ.)].
10. Clinical and Functional Translation of CFTR (CFTR2). Available at: https://cftr2.org. Accessed September 02, 2020.
Сведения об авторах:
Ильенкова Наталья Анатольевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой детских болезней с курсом ПО; тел.: 83912640961; e-mail: ilenkova1@mail.ru; ORCID: 0000-0001-8058-7806
Чикунов Владимир Викторович, кандидат медицинских наук, доцент; тел.: 83912640961; e-mail: doctorvov@mail.ru; ORCID: 0000-0001-6011-2360
Кондратьева Елена Ивановна, доктор медицинских наук, профессор; тел.: 84955873366; e-mail: elenafpk@mail.ru; ORCID: 0000-0001-6395-0407
