МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА БОКОВОГО АМИОТРОФИЧЕСКОГО СКЛЕРОЗА В РОССИЙСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ

Материалы и методы. Были обследованы 285 российских пациентов с боковым амиотрофическим склерозом (БАС), включая 260 пациентов со спорадической и 25 с семейной формой, на предмет носительства мутаций в генах SOD1, C9orf72, TARDBP, ANG и др., а также на наличие ассоциаций с полиморфными сайтами в генах ATXN2 (полиCAG) и VEGF (-2578С/А).

Молекулярно-генетический анализ выполняли с использованием методов прямого секвенирования, фрагментного анализа и полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. На последнем этапе оценивали редкие кандидатные гены БАС с использованием секвенирующей панели нового поколения (nextgenerationsequencing, NGS).

Результаты. Суммарная частота выявленных мутаций в обследованной когорте пациентов с БАС составила 9,5 %. Наиболее частыми оказались повреждения в генах SOD1 (24,0 % при семейной форме БАС и 4,6 % при спорадической) и C9orf72 (патологическая экспансия гексануклеотидных повторов в нем обнаружена в 1,8 % случаев БАС, все случаи спорадические). Мутаций в гене TARDBP не обнаружено, однако в группе БАС значимо чаще по сравнению с контролем встречалась делеция c.715-126delG, локализованная в интроне 5 гена TARDBP, – 38,0 % против 26,6 % (χ² = 13,17; р = 0,002). Мутации в гене ANG выявлены у 1,05 % обследованных больных БАС (все случаи спорадические). В 1 (0,35 %) спорадическом случае выявлена мутация G1082A в гене DCTN1. В обследованной группе значимо чаще по сравнению с контролем встречается носительство рискового аллеля гена ATXN2 с «промежуточным» (28–33) числом копий CAG-повторов – 5,0 % против 1,7 % (χ² = 3,89; р = 0,0486). У российских пациентов с БАС выявлена ассоциация болезни с носительством рискового А-аллеля и гомозиготного генотипа А/А по полиморфизму -2578С/А в гене VEGF (соответственно χ² = 7,14; р = 0,008 и χ² = 13,46; р = 0,001 при сравнении частот у больных БАС и в контроле), что подтверждается анализом отношения шансов. Заключение. В работе раскрыта молекулярная структура БАС в российской популяции, установлены частота отдельных генетических форм и спектр мутаций, что имеет большое значение для медико-генетического консультирования и профилактики заболевания в отягощенных семьях.

1. Ingre C., Roos P.M., Piehl F. Risk factors for amyotrophic lateral sclerosis. Clin Epidemiol 2015;12(7):181–93. DOI: 10.2147/CLEP.S37505. PMID: 25709501.

2. Kenna K.P., McLaughlin R.L., Byrne S. et al. Delineating the genetic heterogeneity of ALS using targeted high-throughput sequencing. J Med Genet 2013;50(11): 776–83. DOI: 10.1136/jmedgenet-2013-101795. PMID: 23881933.

3. Renton A., Chiò A., Traynor B. State of play in amyotrophic lateral sclerosis genetics. Nat Neurosci 2014;17(1):17–23. DOI:10.1038/nn.3584. PMID: 24369373.

4. Rosen D.R., Siddique T., Patterson D. et al. Mutations in Cu/Zn superoxide dismutase are associated with familial amyotrophic lateral sclerosis. Nature 1993;362(6415):59–62. DOI: 10.1038/362059a0. PMID: 8446170.

5. Kaur S.J., McKeown S.R., Rashid S. Mutant SOD1 mediated pathogenesis of amyotrophic lateral sclerosis. Gene 2016;577(2):109–18. DOI: 10.1016/j.gene.2015.11.049. PMID: 26657039.

6. Corrado L., Ratti A., Gellera C. et al. High frequency of TARDBP gene mutations in Italian patients with amyotrophic lateral sclerosis. Hum Mutat 2009;30(4):688–94. DOI: 10.1002/humu.20950. PMID: 19224587.

7. Daoud H., Valdmanis P.N., Kabashi E. et al. Contribution of TARDBP mutations to sporadic amyotrophic lateral sclerosis. J Med Genet 2009;46(2):11–4. DOI: 10.1136/jmg.2008.062463. PMID: 18931000.

8. Liu Y., Yu J.-T., Zong Y. et al. C9orf72 mutations in neurodegenerative diseases. Mol Neurobiol 2014;49(1):386–98. DOI: 10.1007/s12035-013-8528-1. PMID: 23934648.

9. Gijselinck I., van Langenhove T., van der Zee J. et al. A C9orf72 promoter repeat expansion in a Flanders-Belgian cohort with disorders of the frontotemporal lobar degeneration-amyotrophic lateral sclerosis spectrum: a gene identification study. Lancet Neurol 2012;11(1):54–65. DOI: 10.1016/S1474-4422(11)70261-7. PMID: 22154785.

10. Majounie E., Renton A.E., Mok K. et al. Frequency of the C9orf72 hexanucleotide repeat expansion in patients with amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia: a cross-sectional study. Lancet Neurol 2012;11(4):323–30. DOI: 10.1016/S1474-4422(12)70043-1. PMID: 22406228.

11. Brooks B.R., Miller R.G., Swash M. El Escorial revisited: revised criteria for the diagnosis of amyotrophic lateral sclerosis. Amyotroph Lateral Scler Other Motor Neuron Disord 2000;1(5):293–9. PMID: 11464847.

12. Warner J.P., Barron L.H., Goudie D. et al. A general method for the detection of large CAG repeat expansions by fluorescent PCR. J Med Genet 1996;33(12):1022–6. PMID: 9004136.

13. DeJesus-Hernandez M., Mackenzie I.R., Boeve B.F. et al. Expanded GGGGCC hexanucleotide repeat in noncoding region of C9ORF72 causes chromosome 9p-linked FTD and ALS. Neuron 2011;72(2):245–56. DOI: 10.1016/j.neuron.2011.09.011. PMID: 21944778.

14. Абрамычева Н.Ю., Федотова Е.Ю., Устинова В.В., Алексеев Я.И. Секвенирование нового поколения в диагностике заболеваний, сопровождающихся расстройствами движений. Бюллетень Национального общества по изучению болезни Паркинсона и расстройств движений 2016;(2):16–23. [Abramycheva N.Yu., Fedotova E.Yu., Ustinova V.V., Alekseev Ya.I. Next generation sequencing in diagnostics of diseases accompanied by movement disorders. Bulleten’ Natsional’nogo obschestva po izucheniyu bolezni Parkinsona i rasstroystv dvizheniy = Bulletin of the Russian National Society of Parkinson’s Disease and Movement Disorders 2016;(2):16–23. (In Russ.)].

15. Caballero-Hernandez D., Toscano M.G., Cejudo-Guillen M. et al. The ‘Omics’ of amyotrophic lateral sclerosis. Trends Mol Med 2016;22(1):53–67. DOI 10.1016/j.molmed.2015.11.001. PMID: 26691296.

16. Benatar M., Boylan K., Jeromin A. et al. ALS biomarkers for therapy development: State of the field and future directions. Muscle Nerve 2016;53(2):169–82. DOI: 10.1002/mus.24979. PMID: 26574709.

17. Vijayalakshmi K., Ostwal P., Sumitha R. et al. Role of VEGF and VEGFR2 receptor in reversal of ALS-CSF induced degeneration of NSC-34 motor neuron cell line. Mol Neurobiol 2015;51(3):995–1007. DOI: 10.1007/s12035-014-8757-y. PMID: 24880751.

18. Исмаилов Ш.М., Барыкова Ю.А., Шмаров М.М. и др. Экспериментальный подход к генной терапии болезни двигательного нейрона на основе использования генов гипоксия-индуцибельных факторов. Генетика 2014;(5):591–601. [Ismailov S.M., Barykova Yu.A., Shmarov M.M. et al. Experimental approach to gene therapy of motor neuron disease based on hypoxia-inducible factors genes. Genetika = Genetics 2014;(5):591–601. (In Russ.)].

19. Chio A., Calvo A., Mazzini L. et al. Extensive genetics of ALS: a population-based study in Italy. Neurology 2012;79(19):1983–9. DOI: 10.1212/WNL.0b013e3182735d36. PMID: 23100398.

20. Greenway M.J., Andersen P.M., Russ C. et al. ANG mutations segregate with familial and ‘sporadic’ amyotrophic lateral sclerosis. Nat Genet 2006;38(4):411–3. DOI: 10.1038/ng1742. PMID: 16501576.

21. Pfister T., Sekhon R., White M. et al. Familial amyotrophic lateral sclerosis in Alberta, Canada. Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener 2013;14(4):273–7. DOI: 10.3109/21678421.2012.754044. PMID: 23286750.