Изменение спектра выявленных мутаций в гене DMD в зависимости от методических возможностей лаборатории

Введение. Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД) – тяжелая прогрессирующая форма мышечных дистрофий, проявляющаяся у детей в возрасте от 1 до 3 лет. Заболевание в основном характеризуется слабостью проксимальных мышц, что приводит к затруднениям при движении и в конечном итоге к полной инвалидизации. Мышечная дистрофия Беккера (МДБ) – более мягкая аллельная форма болезни, для которой характерны поздняя манифестация и медленное прогрессирование. Причиной развития МДД/МДБ служат мутации в гене DMD, приводящие к дефициту продукции различных изоформ семейства белка дистрофина. Самыми распространенными мутациями при МДД/МДБ являются протяженные делеции (55–65 %) и дупликации (6–11 %) одного или нескольких экзонов. Остальные случаи МДД/МДБ обусловлены точечными мутациями (до 20–30 %). В зависимости от методических возможностей лаборатории менялось представление о спектре мутаций в гене DMD, что имеет значение при генетическом консультировании пациентов и планировании доступной в настоящее время терапии.

Цель исследования – анализ спектра мутаций в гене DMD, включающий 3 временных отрезка, в зависимости от методических возможностей лаборатории.

Материалы и методы. Проанализирован спектр мутаций в гене DMD для выборки из 2957 пациентов, исследованных в лаборатории ДНК-диагностики ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова» с направляющим диагнозом МДД/МДБ. В зависимости от времени обращения и возможностей лаборатории пациенты были разделены на 3 группы: 2008–2015, 2016–2018 и 2019–2022 гг.

Результаты. В результате проведенного исследования проанализирован полный спектр мутаций в гене DMD за 3 временных отрезка, позволяющий получить представление о распределении типов мутаций в выборке среди российских пациентов. Независимо от методических возможностей лаборатории в разные временные периоды спектр мутаций в гене DMD остается смещенным относительно мировых данных. В настоящее время наблюдается значительное снижение доли протяженных делеций (50,7–59,6 %), в то время как доли протяженных дупликаций (11,8–17,2 %) и точечных мутаций (23,2–35,0 %) увеличены. Основной причиной таких особенностей спектра, мы предполагаем, являются этнические и популяционные различия.

Выводы. МДД/МДБ – наиболее частые формы мышечных дистрофий, на которые приходится более 50 % всех случаев. Определение спектра мутаций дает понимание об их частотах, что в будущем может помочь пациентам в назначении терапии, специфичной для конкретного типа мутаций. 

1. Arora H. Duchenne muscular dystrophy: still an incurable disease. Neurol Ind 2019;67(3):717–23. DOI: 10.4103/0028-3886.263203

2. Sinha R., Sarkar S., Khaitan T., Dutta S. Duchenne muscular dystrophy: case report and review. J Family Med Prim Care 2017;6(3):654. DOI: 10.4103/2249-4863.222015

3. Duan D., Goemans N., Takeda S. et al. Duchenne muscular dystrophy. Nat Rev Dis Primers 2021;7(1):13. DOI: 10.1038/s41572-021-00248-3

4. Waldrop M.A., Flanigan K.M. Update in Duchenne and Becker muscular dystrophy. Cur Opin Neurol 2019;32(5):722–7. DOI: 10.1097/WCO.0000000000000739

5. Iskandar K., Dwianingsih E.K., Pratiwi L. et al. The analysis of DMD gene deletions by multiplex PCR in Indonesian DMD/BMD patients: the era of personalized medicine. BMC Res Notes 2019;12(1):704. DOI: 10.1186/s13104-019-4730-1

6. Blake D.J., Weir A., Newey S.E., Davies K.E. Function and genetics of dystrophin and dystrophin-related proteins in muscle. Physiol Rev 2002;82(2):291–329. DOI: 10.1152/physrev.00028.2001

7. Koenig M., Hoffman E.P., Bertelson C.J. et al. Complete cloning of the duchenne muscular dystrophy (DMD) cDNA and preliminary genomic organization of the DMD gene in normal and affected individuals. Cell 1987;50(3):509–17. DOI: 10.1016/0092-8674(87)90504-6

8. Chamberlain J.R., Chamberlain J.S. Progress toward gene therapy for Duchenne muscular dystrophy. Mol Ther 2017;25(5):1125–31. DOI: 10.1016/j.ymthe.2017.02.019

9. Beggs A.H., Kunkel L.M. Improved diagnosis of Duchenne/ Becker muscular dystrophy. J Clin Invest 1990;85(3):613–9. DOI: 10.1172/JCI114482

10. Falzarano M., Scotton C., Passarelli C., Ferlini A. Duchenne muscular dystrophy: from diagnosis to therapy. Molecules 2015;20(10):18168–84. DOI: 10.3390/molecules201018168

11. Hu X.Y., Ray P.N., Murphy E.G. et al. Duplicational mutation at the Duchenne muscular dystrophy locus: its frequency, distribution, origin, and phenotypegenotype correlation. Am J Hum Genet 1990;46(4):682–95.

12. Wizard® Genomic DNA Purification Kit. Available at: https://worldwide.promega.com/-/media/files/resources/protcards/wizard-genomic-dna-purification-kit-quick-protocol.pdf?rev=4cc2e14ff84c4281a97eb50b32755c33&sc_lang=en.

13. MRC Holland: Confidence in Copy Number Determination. Available at: https://www.mrcholland.com.

14. Fratter C., Dalgleish R., Allen S.K. et al. EMQN best practice guidelines for genetic testing in dystrophinopathies. Eur J Hum Genet 2020;28(9):1141–59. DOI: 10.1038/s41431-020-0643-7

15. Sequence Variant Nomenclature. Available at: http://varnomen.hgvs.org.

16. NGSData. Available at: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2021614055&TypeFile=html.

17. Рыжкова О.П., Кардымон О.Л., Прохорчук Е.Б. и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS) (редакция 2018, версия 2). Медицинская генетика 2019;18(2):3–24. DOI: 10.25557/2073-7998.2019.02.3-2318

18. Schwartz M., Dunø M. Improved molecular diagnosis of dystrophin gene mutations using the multiplex ligation-dependent probe amplification method. Genet Test 2004;8(4):361–7. DOI: 10.1089/gte.2004.8.361

19. Ji X., Zhang J., Xu Y. et al. MLPA application in clinical diagnosis of DMD/BMD in Shanghai: MLPA application in clinical diagnosis of DMB/BMD. J Clin Lab Anal 2015;29(5):405–11. DOI: 10.1002/jcla.21787

20. Flanigan K.M., Dunn D.M., von Niederhausern A. et al. Mutational spectrum of DMD mutations in dystrophinopathy patients: application of modern diagnostic techniques to a large cohort. Hum Mutat 2009;30(12):1657–66. DOI: 10.1002/humu.21114

21. Bladen C.L., Salgado D., Monges S. et al. The TREAT-NMD DMD Global Database: analysis of more than 7,000 Duchenne muscular dystrophy mutations. Hum Mut 2015;36(4):395–402. DOI: 10.1002/humu.22758

22. Kong X., Zhong X., Liu L. et al. Genetic analysis of 1051 Chinese families with Duchenne/Becker muscular dystrophy. BMC Med Genet 2019;20(1):139–45. DOI: 10.1186/s12881-019-0873-0

23. Neri M., Rossi R., Trabanelli C. et al. The genetic landscape of dystrophin mutations in Italy: a nationwide study. Front Genet 2020;11:131. DOI: 10.3389/fgene.2020.00131

24. Okubo M., Minami N., Goto K. et al. Genetic diagnosis of Duchenne/Becker muscular dystrophy using next-generation sequencing: validation analysis of DMD mutations. J Hum Genet 2016;61(6):483–9. DOI: 10.1038/jhg.2016.7

25. Bushby K., Lynn S., Straub T. Collaborating to bring new therapies to the patient – the TREAT-NMD model. Acta Myol 2009;28(1):12–5.

26. Dunnen J.T., Beggs A.H. Multiplex PCR for identifying DMD gene deletions. Curr Protoc Hum Genet 2006;49(1). DOI: 10.1002/0471142905.hg0903s49

27. Giliberto F., Ferreiro V., Massot F. et al. Prenatal diagnosis of Duchenne/Becker muscular dystrophy by short tandem repeat segregation analysis in argentine families: DMD molecular prenatal diagnosis. Muscle Nerve 2011;43(4):510–17. DOI: 10.1002/mus.21904

28. Sun C., Shen L., Zhang Z., Xie X. Therapeutic strategies for Duchenne muscular dystrophy: an update. Genes 2020;11(8):837.https://nmb.abvpress.ru/jour/editor/submissionEngCit/524 DOI: 10.3390/genes11080837

29. Takeshima Y., Yagi M., Okizuka Y. et al. Mutation spectrum of the dystrophin gene in 442 Duchenne/Becker muscular dystrophy cases from one Japanese referral center. J Hum Genet 2010;55(6):379–88. DOI: 10.1038/jhg.2010.49

30. Zamani G., Bereshneh A.H., Malamiri A.R. et al. The first comprehensive cohort of the Duchenne muscular dystrophy in Iranian population: mutation spectrum of 314 patients and identifying two novel nonsense mutations. J Mol Neurosci 2020;70(10):1565–73. DOI: 10.1007/s12031-020-01594-9