Расширенный поиск мутаций для частых наследственных заболеваний (39.1) Анализ генов CFTR, PAN,SMN1,GJB2, UGT1, LCT.

Метод исследования: молекулярно-генетический

Ген CFTR кодирует трансмембранный регулятор проводимости муковисцидоза (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) - белок, участвующий в транспорте и секреции ионов хлора. В норме ген обеспечивает полноценную работу белка CFTR и разжижение секрета, который вырабатывают железы внешней секреции. При патогенных аберрациях гена CFTR функция белка нарушается, происходит изменение электролитного состава и обезвоживание секрета, в результате чего отделяемое желёз становится чрезмерно густым и вязким, а впоследствии приводит к необратимым изменениям органа – фиброзу. Чаще страдают легкие, желудочно-кишечный тракт, печень, поджелудочная железа, мочеполовая система.

Заболевания, ассоциированные с патогенными аберрациями в гене CFTR:

• муковисцидоз
• двухсторонняя врожденная аплазия семявыносящих путей
• наследственный CFTR-ассоциированный панкреатит
• CFTR-ассоциированные диссеминированные бронхоэктазы
• CFTR-ассоциированный синусит

Показания к исследованию:

• подтверждения диагноза муковисцидоз
• наличие CFTR-ассоциированного заболевания у близких родственников

Ген PAH кодирует аминокислотную последовательность белковой молекулы фермента фенилаланин-4-гидроксилазы, который катализирует реакцию превращения L-фенилаланина в тирозин. Фенилаланин является незаменимой аминокислотой для построения белков и, кроме того, служит предшественником гормонов щитовидной железы, адреналина и меланина. Дефект фермента фенилаланин-4-гидроксилазы вследствие мутаций в гене PAH приводит к метаболическому блоку: поступающий с пищей фенилаланин не метаболизируется, а накапливается в организме. При этом в сыворотке крови его концентрация достигает 0,1 - 0,2 г/л (при норме 0,01—0,02 г/л). Активация альтернативных путей распада фенилаланина приводит к образованию и накопление в тканях токсических продуктов его обмена (фенилпировиноградной, фенилмолочной и других кетоновых кислот). В свою очередь не синтезируется тирозин. Дефицит тирозина обусловливает пониженное образование нейромедиаторов головного мозга (серотонина, дофамина и др.), что ведет к задержке умственного развития и прогрессирующее слабоумие. Основные мутации в гене PAH – R408W, P281L, R261Q, R158Q, R252W, I65T, IVS10-11g>a, IVS12+1g>a обусловливают примерно 80% генетических дефектов, приводящих к фенилкетонурии. Всего на сегодняшний день в гене PAH описано свыше 400 мутаций, большинство из которых являются очень редкими. Тип наследования фенилкетонурии – аутосомно-рецессивный.

Показания к исследованию:

• клинический диагноз фенилкетонурия;
• супружеские пары, планирующие деторождение;
• супружеские пары, имеющие ребенка с фенилкетонурией;
• супружеские пары, являющиеся кровными родственниками.

Ген SMN1 ответственен за развитие спинальной мышечной атрофии (SMA) детского возраста с аутосомно-рецессивным типом наследования. Количественная ПЦР идентифицирует  гомозиготную делецию SMN1, но не позволяет подсчитать количество копий SMN1 и SMN2. Генетическая диагностика осложнена очень высокой степенью схожести (до 99%) генов SMN1 и SMN2. Наиболее значимую роль играет тщательное изучение экзона 7 и 8 гена SMN1, а также количества копий гена SMN2 (т.к. в них есть участки, отвечающие за возможность синтеза функционально полноценного белка)

Гомозиготная делеция 7 экзона гена SMN1 (при наличии или отсутствии мутации экзона 8) подтверждает диагноз SMN-ассоциированной SMA (5q-SMA). Выявлена зависимость клинических проявлений SMA от количества копий генов SMN1 и SMN2. Если выявлено ген SMN1  и 1 копия SMN2 гена, то наблюдается тяжелая мышечная слабость, смерть наступает до 1 месяца. При выявлении мутации, превращаюшие ген SMN1 в SMN2 и копий гена SMN2 > 3, такие дети смогут сидеть.

Показаниями к исследованию будут: подозрение на диагноз "спинальная мышечная атрофия" при наличии у пациента характерной клинической симптоматики; оценка степени тяжести клинических проявлений и прогноза спинальной мышечной атрофии; оценка риска рождения ребенка со спинальной мышечной атрофией или носительством ее генетической мутации

Мутации в гене GJB2 (кодирующий протеин щелевого контакта — коннексин 26) являются основной причиной наследственной и спорадической несиндромальной глухоты. Мутации GJB2 вносят значительный вклад в потерю слуха у детей, отвечая почти за 50% случаев врожденной рецессивной сенсоневральной потери слуха.

Показания к исследованию включают выявление наследственных  несиндромальных форм тугоухости разной степени тяжести, синдрома Фовинкеля (наследственная мутилирующая кератома), кератодермии ладоней и стоп, сочетающейся с глухотой, синдрома KID (Keratitis-ichthyosis-deafness syndrome – кератит, ихтиоз, глухота), синдрома Барта – Памфри (кератодермия, лейконихия, глухота).

Анализ гена используется также для определения статуса носителя мутации у супругов при планировании беременности, особенно в семьях с наличием нейросенсорной тугоухости.

С нарушениями регуляции экспрессии или активности фермента UGT1A1 связаны наследственные гипербилирубинемии различной степени тяжести: синдром Криглера-Найяра I и II типа, синдром Жильбера. На сегодняшний момент описано 113 вариантов полиморфизмов гена UGT1A1, приводящих как к снижению, так и к повышению активности фермента, полной потере активности, или нейтральных по отношению к активности. Конкретный человек может быть носителем сразу нескольких различных полиморфизмов, это ведет к сочетанию эффектов от конкретных мутаций. В связи с тем, что фермент UGT1A1 обладает специфичностью к широкому кругу липофильных малых молекул, он участвует в метаболизме и выведении из организма многих лекарственных веществ. Поэтому показанием к исследованию является выявление предрасположенности к развитию синдрома Жильбера, гипербилирубинемии новорождённых и синдрома Криглера - Найяра 2-го типа; прогноз токсичности ряда лекарственных препаратов.

Участок гена MCM6 является регуляторной областью гена лактазы LCT, который кодирует аминокислотную последовательность фермента лактазы, вырабатывается в тонком кишечнике и участвует в расщеплении дисахарида – лактозы. Снижение активности фермента способствует нарушению процессов расщепления и усвоения лактозы, поэтому употребление цельного молока приводит к нарушению пищеварения (спастическим болям в животе, диарее, усиленному газообразованию). Интенсивность клинических проявлений определяется особенностями питания (снижается при исключении из рациона цельномолочных продуктов), характером микрофлоры, а также структурой регуляторного участка гена. Кроме того, лица с мутациями гена лактазы LCT чаще подвержены риску развития остеопороза вследствие снижения костной массы, в особенности женщины в период постменопаузы.

Показанием к исследованию является дифференциальная диагностика лактазной недостаточности и заболеваний органов пищеварения.