Применение экзомного секвенирования для диагностики наследственных моторно-сенсорных нейропатий

Введение. Наследственные моторно-сенсорные нейропатии – обширная генетически-гетерогенная группа наследственных болезней, при которых клинический фенотип обусловлен тем или иным поражением периферических нервов.

Цель исследования – оценить размах генетической гетерогенности наследственных моторно-сенсорных нейропатий у российских больных и диагностическую эффективность использования полноэкзомных методов исследования для поиска генетической причины наследственных моторно-сенсорных нейропатий.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужили образцы ДНК 51 больного и членов их семей, обратившихся за экзомным секвенированием в лабораторию ДНК-диагностики ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н. П. Бочкова» в 2017–2019 гг. Методы: полноэкзомное секвенирование, секвенирование по Сенгеру, метод анализа полиморфизма длин амплификационных фрагментов.

Результаты. Используя экзомное секвенирование в сочетании с анализом сегрегации патогенных вариантов, удалось установить причину болезни в семьях у 41 % пациентов. Еще у 16 % выявлены кандидатные генетические варианты, являющиеся возможной причиной заболевания, однако для подтверждения этого необходимы дополнительные исследования, которые по решению семей не были проведены. Наиболее часто (в 6 неродственных семьях) выявлены мутации гена MFN2, в 2 семьях – гена MPZ, в 2 – AARS, по 1 случаю – GJB1, HINT1, INF2, LRSAM1, LITAF, MME, NEFL, WWOX. Среди причинных вариантов были выявлены мутации генов, отвечающих за спастическую параплегию (B4GALNT1), врожденную мышечную дистрофию Бетлема (COL6A1), миастению (SYT2), что свидетельствует о трудностях дифференциальной диагностики наследственных нервно-мышечных заболеваний. В 2 семьях до проведения полноэкзомного секвенирования (WES) была детектирована дупликация на хромосоме 17.

Выводы. Экзомные методы исследования очень важны для поиска молекулярной причины наследственной моторно-сенсорной нейропатии. Для уточнения патогенности вариантов, выявленных при экзомном секвенировании, в большинстве случаев необходимо использовать дополнительные методы. Однако, несмотря на их высокую информативность, следует помнить, что наиболее частой причиной болезни является крупная дупликация региона 17p11.2.

1. Barreto L.C.L.S., Oliveira F.S., Nunes P.S. et al. Epidemiologic study of Charcot–Marie–Tooth disease: a systematic review. Neuroepidemiology 2016;46(3):157–65. DOI: 10.1159/000443706. PMID: 26849231.

2. Baets J., Timmerman V. Inherited peripheral neuropathies: a myriad of genes and complex phenotypes. Brain 2011;134(6):1587–90. DOI: 10.1093/brain/awr114.

3. Drew A.P., Zhu D., Kidambi A. et al. Improved inherited peripheral neuropathy genetic diagnosis by whole-exome sequencing. Mol Genet Genomic Med 2015;3(2):143–54. DOI: 10.1002/mgg3.126. PMID: 25802885.

4. Hartley T., Wagner J.D., WarmanChardon J. et al. Whole-exome sequencing is a valuable diagnostic tool for inherited peripheral neuropathies: Outcomes from a cohort of 50 families. Clin Genet 2018;93(2):301–9. DOI: 10.1111/cge.13101. PMID: 28708278.

5. Schabhüttl M., Wieland T., Senderek J. et al. Whole-exome sequencing in patients with inherited neuropathies: outcome and challenges. J Neurol 2014;(261):970–82. DOI: 10.1007/s00415-014-7289-8. PMID: 24627108.

6. Gonzaga-Jauregui C., Harel T., Gambin T. et al. Exome sequence analysis suggests that genetic burden contributes to phenotypic variability and complex neuropathy. Cell Rep 2015;12(7):1169–83. DOI: 10.1016/j.celrep.2015.07.023. PMID: 26257172.

7. Richards S., Aziz N., Bale S. et al. 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. Genet Med 2015;(17):405–23. DOI: 10.1038/gim.2015.30. PMID: 25741868.

8. Щагина О.А., Дадали Е.Л., Федотов В.П., Поляков А.В. Спектр мутаций в гене MFN2 у больных наследственной моторно-сенсорной нейропатией II А типа. Медицинская генетика 2006;5(9):21–6.

9. Дадали Е.Л., Щагина О.А., Федотов В.П. Клинико-генетические особенности моторно-сенсорной нейропатии IIА типа. Анналы клинической и экспериментальной неврологии 2007;1(4):10–5.

10. Миловидова Т.Б., Дадали Е.Л., Федотов В.П. и др. Клинико-генетичекие корреляции при наследственной моторно-сенсорной нейропатии, вызванной мутациями в гене МРZ (P0). Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова 2011;111(12):48–55.

11. Latour P., Thauvin-Robinet C., BaudeletMéry C. et al. A major determinant for binding and aminoacylation of tRNAAla in cytoplasmic alanyl-trna synthetase is mutated in dominant axonal charcotmarie-tooth disease. Am J Hum Genet 2010;86(1):77–82. DOI: 10.1016/j.ajhg.2009.12.005. PMID: 20045102.

12. Shchagina O.A., Milovidova T.B., Murtazina A.F. et al. HINT1 gene pathogenic variants: the most common cause of recessive hereditary motor and sensory neuropathies in Russian patients. Mol Biol Rep 2020;(47):1331–7. DOI: 10.1007/s11033-019-05238-z.

13. Дадали Е.Л., Никитин С.С., Курбатов С.А. и др. Клинико-генетические характеристики аутосомно-рецессивной аксональной нейропатии с нейромиотонией у больных из России. Нервно-мышечные болезни 2017;7(3): 47–55. DOI: 10.17650/2222-8721-2017-7-3-47-55.