Современные аспекты и подходы к молекулярной диагностике наследственных нервно-мышечных заболеваний

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Проблема диагностики наследственных нервно-мышечных заболеваний является одной из наиболее сложных в практике врачей-специалистов. Одним из основополагающих аспектов классификации нервно-мышечных заболеваний является молекулярно-генетическая диагностика. Выявление патогенных вариантов приводит к формированию отдельных подтипов и синдромов фенотипически идентичных заболеваний. В данном обзоре рассматриваются современные методы диагностики и алгоритмизация пациентов с нервно-мышечными заболеваниями. Несмотря на огромные исследования и клинические работы, молекулярные причины остаются неизвестными почти для половины пациентов с нервно-мышечными заболеваниями из-за генетической гетерогенности и традиционной молекулярной диагностики, основанной на подходе анализа одного гена, наиболее ассоциированного с определенной формой нервно-мышечного заболевания. Секвенирование нового поколения (NGS) представляет эффективную и экономичную стратегию ускорения диагностики пациентов, в том числе и на молекулярно-генетическом уровне. Однако диагностическая рентабельность проведения и назначения в первую очередь полноэкзомного или полногеномного секвенирования во многом зависит от клинической картины заболевания и профессиональной компетенции врача. Начальные симптомы наследственных нервно-мышечных заболеваний во многом идентичны, и именно проведение молекулярно-генетической диагностики может определить причину и патогенез наблюдаемых нарушений у пациента. Выводы . Алгоритмизация молекулярной диагностики основана на последовательном анализе от поиска наиболее часто встречаемых патогенных вариантов с помощью недорогих и быстрых методов до поиска редких, ранее неописанных патогенных вариантов с помощью полногеномных полноэкзомных исследований. Благодаря такой этапизации наука и медицина получает ответы на ранее нераскрытые причины тяжелых заболеваний у пациентов с нервно-мышечными заболеваниями, которые нередко приводят к инвалидизации или преждевременной гибели. Более ранняя генетическая диагностика может позволить обеспечить более эффективное лечение заболевания и более качественное генетическое консультирование для прогноза будущего потомства в семье, а также позволит получить доступ к патогенетической терапии нервно- мышечных заболеваний.

Об авторах

Е. А. Фонова

Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр

Автор, ответственный за переписку.
Email: fonova.elizaveta@medgenetics.ru
ORCID iD: 0000-0002-1338-5451
SPIN-код: 5198-9456
г. Томск, Российская Федерация

И. Ж. Жалсанова

Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр

Email: fonova.elizaveta@medgenetics.ru
ORCID iD: 0000-0001-6848-7749
SPIN-код: 9882-3730
г. Томск, Российская Федерация

Н. А. Скрябин

Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр

Email: fonova.elizaveta@medgenetics.ru
ORCID iD: 0000-0002-2491-3141
SPIN-код: 3416-4105
г. Томск, Российская Федерация

Список литературы

  1. Иллариошкин С.Н., Иванова-­Смоленская И.А., Маркова Е.Д. ДНК-диагностика и медико-­генетическое консультирование в неврологии // М. Медицинское информационное агентство. 2002. 591 с.
  2. Emery AEH. The muscular dystrophies. The Lancet. 2002;359(9307):687-695.
  3. Ахмедова П.Г., Зинченко Р.А., Угаров И.В., Умаханова З.Р., Магомедова Р.М. Эпидемиология наследственных нервно-­мышечных заболеваний в Республике Дагестан. Москва. 2015. 235 c.
  4. Руденская Г.Е., Кадникова В.А., Рыжкова О.П. Распространенные формы наследственных спастических параплегий // Журнал неврологии и психиатрии им. CC Корсакова. 2019. Т. 119. № . 2. С. 94-104.
  5. Online Mendelian Inheritance in Man. An Online Catalog of Human Genes and Genetic Disorders. https://www.omim.org/, Access date 10/11/2023.
  6. Шаркова И.В., Дадали Е.Л. Клинико-­генетические характеристики и алгоритм дифференциальной диагностики прогрессирующих мышечных дистрофий, манифестирующих после периода нормального моторного развития // Нервно-­мышечные болезни. 2023. Т. 13. № . 1. С. 44-51.
  7. Swash M, Schwartz MS. Neuromuscular diseases: a practical approach to diagnosis and management. Springer Science & Business Media. 2013. 296 p.
  8. Efthymiou S, Manole A, Houlden H. Next-generation sequencing in neuromuscular diseases. Current opinion in neurology. 2016;29:527-536. doi: 10.1097/WCO.0000000000000374
  9. Passarge E. Color Atlas of Genetics. George Thieme Verlag Stuttgart. 4rd editions. New York. 2013. 481 p.
  10. Давиденков С.Н. Проблема полиморфизма наследственных болезней нервной системы. Л.: ВИЭМ. 1934. 139 стр.
  11. Rosenberg RN. An introduction to the molecular genetics of neurological disease: Recent advances. Archives of neurology. 1993;50(11):1123-1128. doi: 10.1001/archneur.1993.00540110005001
  12. Иванова-­Смоленская И.А., Маркова Е.Д., Иллариошкин С.Н., Никольская H.H. Моногенные болезни центральной нервной системы. В кн. Наследственные болезни нервной системы. Под ред. Ю.Е. Вельтищева, П.А. Темина. М.: Медицина, 1998. 104 с.
  13. Евтушенко С.К., Шаймурзин М.Р., Евтушенко О.С. Нейромышечные заболевания у детей: проблемы ранней диагностики и современной медицинской и социальной реабилитации // Международный неврологический журнал. 2013. № 5. Т. 59). С. 15-35.
  14. Гусев Е.И., Коновалов А.Н., Гехт А.Б. Неврология. Национальное руководство. Краткое издание. М. ГЭОТАР-Медиа, 2014. 688 стр.
  15. Nallamilli BRR, Pan Y, King LS, Jagannathan L, Ramachander V, Lucas A, Markind J, Colzani R, Hegde M. Combined sequence and copy number analysis improves diagnosis of limb girdle and other myopathies. Annals of Clinical and Translational Neurology. 2023;10(11):2092-2104. doi: 10.1002/acn3.51896
  16. Арупова Д.Р. Распространенность и нозологический спектр нервно-­мышечных заболеваний в различных популяциях (обзор литературы) // Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана. 2016. № . 7. С. 72-75.
  17. Neuromuscular Disease Center. http://neuromuscular.wustl.edu
  18. Евтушенко С.К., Шаймурзин М.Р., Евтушенко О.С. Нейромышечные заболевания у детей: проблемы ранней диагностики и современной медицинской и социальной реабилитации (научный обзор и собственные наблюдения) // Международный неврологический журнал. 2013. № . 5. Т. 59. С. 13-31.
  19. Barp A, Mosca L, Sansone VA. Facilitations and hurdles of genetic testing in neuromuscular disorders. Diagnostics. 2021;11(4):701. doi.org/10.3390/diagnostics11040701
  20. Шаймурзин М.Р. Новые модифицированные стандарты диагностики и терапии миелино-и аксонопатий у детей с наследственными мотосенсорными невропатиями (научный обзор и личные наблюдения) // Международный неврологический журнал. 2012. Т. 1. № 47. С. 11-21.
  21. Ситкали И.В., Колоколов О.В., Лукина Е.В., Григорьева Е.А., Попова О.В. Полинейропатии: клинический полиморфизм и алгоритмы диагностики // Саратовский научно-­медицинский журнал. 2016. Т. 12. № 2. С. 292-296.
  22. Морозов А.М., Сороковикова Т.В., Минакова Ю.Е., Беляк М.А. Электронейромиография: современный взгляд на возможности применения (обзор литературы) // Вестник медицинского института «Реавиз»: реабилитация, врач и здоровье. 2022. № . 3. Т. 57. С. 107-116.
  23. Shieh PB. Advances in the Genetic Testing of Neuromuscular Diseases. Neurologic Clinics. 2020;38:519-528. doi: 10.1016/j.ncl.2020.03.012
  24. Volk AE, Kubisch C. The rapid evolution of molecular genetic diagnostics in neuromuscular diseases. Current Opinion in Neurology. 2017;30:523-528. doi: 10.1097/WCO.0000000000000478
  25. Harding AE. Clinical features and classification of inherited ataxias. Adv Neurol. 1993;61:1-14.
  26. Hekman KE, Gomez CM. The autosomal dominant spinocerebellar ataxias: emerging mechanistic themes suggest pervasive Purkinje cell vulnerability. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 2015;86(5):554-561. doi: 10.1136/jnnp-2014-308421
  27. Di Donato S, Mariotti C, Taroni F. Spinocerebellar ataxia type 1. Handbook of clinical neurology. 2012;103:399-421.
  28. Fan HC, Ho LI, Chi CS, Chen SJ, Peng GS, Chan TM, Harn HJ. Polyglutamine (PolyQ) diseases: genetics to treatments. Cell transplantation. 2014;23(4-5):441-458. doi: 10.3727/096368914X67845
  29. Beecroft SJ, Yau KS, Allcock RJN, Mina K, Gooding R, Faiz F, Atkinson VJ, Wise C, Sivadorai P, Trajanoski D, Kresoje N, Ong R, Duff RM, Cabrera-­Serrano M, Nowak KJ, Pachter N, Ravenscroft G, Lamont PJ, Davis MR, Laing NG. Targeted gene panel use in 2249 neuromuscular patients: The Australasian referral center experience. Ann. Clin. Transl. Neurol. 2020;7:353-362. doi.org/10.1002/acn3.51002
  30. Fernandez-­Marmiesse A, Gouveia S, Couce ML. NGS Technologies as a Turning Point in Rare Disease Research, Diagnosis and Treatment. Curr.Med.Chem. 2018;25:404-432. doi: 10.2174/0929867324666170718101946
  31. Efthymiou S, Manole A, Houlden H. Next-generation sequencing in neuromuscular diseases. Curr. Opin. Neurol. 2016;29:527-536. doi: 10.1097/WCO.0000000000000374
  32. Di Resta C, Pipitone GB, Carrera P, Ferrari M. Current scenario of the genetic testing for rare neurological disorders exploiting next generation sequencing. Neural. Regen. Res. 2021;16:475-481. doi: 10.4103/1673-5374.293135
  33. Orengo JP, Murdock DR. Genetic Testing in Neuromuscular Disorders. Understanding ordering and interpretation of genetic tests is paramount for clinical management. Pract. Neurol. 2019;35-41.
  34. Montenegro G, Powell E, Huang J, Speziani F, Edwards YJ, Beecham G, Hulme W, Siskind C, Vance J, Shy M, Züchner S. Exome sequencing allows for rapid gene identification in a Charcot-­Marie-­Tooth family. Ann. Neurol. 2011;69:464-470. doi: 10.1002/ana.22235
  35. Mazzarotto F, Olivotto I, Walsh R Advantages and Perils of Clinical Whole-­Exome and Whole-­Genome Sequencing in Cardiomyopathy. Cardiovasc. Drugs. 2020;34:241-253. doi: 10.1007/s10557-020-06948-4
  36. Щагина О.А. Молекулярные основы генетической гетерогенности и клинической вариабельности наследственных периферических нейропатий. Москва. 2023. Автореферат дис. д. м.н… 383 с.
  37. Monies D, Alhindi HN, Almuhaizea MA, Abouelhoda M, Alazami AM, Goljan E, Alyounes B, Jaroudi D, Abdulelah A, Alabdulrahman K, Subhani S, El-­Kalioby M, Faquih T, Wakil SM, Altassan NA, Meyer BF, Bohlega S. A first-line diagnostic assay for limb-girdle muscular dystrophy and other myopathies. Hum Genomics. 2016;10:32. doi: 10.1186/s40246-016-0089-8
  38. Schofield D, Alam K, Douglas L, Shrestha R, MacArthur DG, Davis M, Laing NG, Clarke NF, Burns J, Cooper ST, North KN, Sandaradura SA, O’Grady GL. Cost-effectiveness of massively parallel sequencing for diagnosis of paediatric muscle diseases. NPJ Genom Med. 2017;2:4. doi: 10.1038/s41525-017-0006-7
  39. ACMG Board of Directors. Points to consider in the clinical application of genomic sequencing. Genet Med. 2012;14:759-761. https://doi.org/10.1038/gim.2012.74

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. Fig. 1. Algorithm for molecular genetic examination of patients with suspected NMD

Скачать (137KB)
Метаданные
2. Fig. 2. Methods for studying mutations of monogenic diseases

Скачать (164KB)
Метаданные

© Фонова Е.А., Жалсанова И.Ж., Скрябин Н.А., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах