ГЕНЕТИКА, 2015, том 51, № 7, с. 812-820
ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА
УДК 575.17:599.9
КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИНДРОМА МАРФАНА У БОЛЬНЫХ ИЗ РОССИИ © 2015 г. А. Н. Семячкина1, Т. А. Адян2, М. Н. Харабадзе1, П. В. Новиков1, А. В. Поляков2
1Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Научно-исследовательский клинический институт педиатрии, Москва 125412
e-mail: pnovikov@pedklin.ru 2Медико-генетический научный центр Российской академии медицинских наук, Москва 115478
e-mail: tagui.adyan@yandex.ru Поступила в редакцию 19.08.2014 г.
Представлены первые в России результаты прямой ДНК-диагностики у девяти больных с синдромом Марфана в возрасте от двух до 52 лет и четырех их больных родственников с этим заболеванием из двух неродственных семей. Выявлено восемь мутаций в гене FBN1 и у одного больного обнаружена замена с неизвестным клиническим значением, описанная в базе SNP под номером rs112287730 с частотой встречаемости 0.1%. Из 8 мутаций две (25%) были описаны в литературе, остальные шесть (75%) выявлены нами впервые. Распределение обнаруженных мутаций по типу было следующим: три мутации, приводящие к сдвигу рамки считывания (две делеции и одна инсер-ция), что составило 37.5%; три мутации сайта сплайсинга (37.5%); одна миссенс-мутация (12.5%) и одна нонсенс-мутация (12.5%). Это несколько отличалось от литературных сведений, согласно которым большинство мутаций в гене FBN1 представлены миссенс-мутациями. Такое отличие могло быть обусловлено небольшим объемом анализируемой выборки или результатом таких замен, которые привели к изменению сайта сплайсинга (как продемонстрировано в данном исследовании). Распределение выявленных мутаций было равномерным по всему гену. Результаты проведенного сравнительного анализа генофенотипических показателей полностью соответствовали литературным сведениям. Информативность разработанного прямого метода ДНК-диагностики оказалась полной (у всех девяти обследованных больных удалось молекулярно-генетическими методами подтвердить клинический диагноз).
DOI: 10.7868/S0016675815070115
Моногенное заболевание соединительной ткани — синдром Марфана — довольно часто встречается в практической деятельности врачей различных специальностей: педиатров, терапевтов, кардиологов, хирургов, окулистов, ортопедов и пр. Заболевание характеризуется преимущественным поражением сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата и органа зрения.
Выраженный клинический полиморфизм патологии, вовлечение в патологический процесс многих жизненно важных органов и систем организма, различные сроки манифестации болезни, фенотипическое сходство с другими наследственными синдромами нередко вызывают у врачей большие трудности в своевременной постановке правильного диагноза.
Нередки также случаи, когда синдром Марфа-на впервые диагностируется патологоанатомами в связи с разрывом аневризмы аорты, не выявленной при жизни больного. Очень часто пробанды с синдромом Марфана длительно находятся под наблюдением так называемых "узких специалистов" с диагнозами: подвывих хрусталиков, во-
ронкообразная или килевидная деформация грудной клетки, кифосколиоз и др.
Своевременная постановка диагноза синдрома Марфана крайне важна для правильного ведения больного, предотвращения его инвалидиза-ции, улучшения качества и продолжительности жизни, а также для проведения эффективного медико-генетического консультирования, в основе которого лежит прямая ДНК-диагностика патологии.
Синдром Марфана впервые описан Вильям-сом в 1876 г. Свое название заболевание получило спустя 20 лет по имени французского педиатра Антуана Марфана, наблюдавшего пятилетнюю девочку с характерным симптомокомплексом болезни. Распространенность синдрома Марфана составляет, по данным ОгрИапй (2014), 20 на 100 тысяч населения [1]. Болезнь встречается во всем мире, в любых этнических группах.
Заболевание наследуется по аутосомно-доми-нантному типу с высокой пенетрантностью му-тантного гена [2]. Большинство случаев болезни (75%) носит семейный характер, а 25% — возни-
Рис. 1. Доменная структура белка фибриллина-1.
кают спорадически в результате первичной мутации гена.
Синдром Марфана обусловлен мутациями в гене ¥БМ1, локализованном на длинном плече хромосомы 15, в локусе 15д21.1. Первые мутации в этом гене у больных с синдромом Марфана были обнаружены в 1991 г. [3].
Продуктом гена ¥БМ1 является белок фибрил-лин-1, относящийся к гликопротеинам. Его молекулярная масса составляет 320 кДа. Белок синтезируется вначале в форме профибриллина-1. Он содержит 2871 аминокислотный остаток. Профибриллин-1 подвергается впоследствии протеолитическому процессингу и переходит в фибриллин-1. Профибриллин-1 не входит в состав внеклеточного матрикса соединительной ткани, пока он не превратится в фибриллин-1. Доказано, что фибриллин-1 имеет существенное значение для правильного формирования внеклеточного матрикса соединительной ткани и влияет на функционирование эластических волокон [4].
Организм человека содержит большое количество эластических волокон, но концентрация их особенно высока в тканях аорты и других кровеносных сосудах, коже, легких, почках, хрящах, сухожилиях и связках, в частности в цинновой связке, прикрепляющей хрусталик к цилиарному телу. Нарушение структуры микрофибрилл эластических волокон соединительной ткани обусловливает ее повышенную способность к растяжению и снижение толерантности к физическим нагрузкам. Данный механизм лежит в основе формирования основной клинической симптоматики синдрома Марфана.
В гене ¥БМ1 выделяют сигнальную последовательность, необходимую для секреции из клетки продукта транскрипции, и пять структурных доменов (А—Е).
Домены В и D состоят из повторяющихся областей, которые могут быть разделены по гомологии на три группы: 1 — область, гомологичная эпидермальному фактору роста (EGF-подобная область), 2 — область, гомологичная связывающе-
му белку латентного фактора роста 1 (TGFp-BP, или ЕТВР-область), 3 — гибридная область, сочетающая особенности первых двух областей ^Ь-область) (рис. 1) [5].
EGF-подобная область содержит мотив из шести высококонсервативных цистеиновых остатков и повторяется в белке 47 раз; 43 из EGF-подобных областей содержат последовательность для связывания кальция (cЬEGF).
ЕГВР-область содержит восемь цистеиновых остатков и повторяется в белке 7 раз.
Первый экзон гена ¥БМ1 (домен А) кодирует сигнальную часть белка фибриллина-1.
Домен В включает экзоны 2—10 и начинается с участка, содержащего четыре цистеиновых остатка.
Домен С, также захватывающий экзон 10, характеризуется необычно высоким содержанием пролина (42%). Предполагается, что высокое содержание пролина позволяет домену С изгибаться в разные стороны и образовывать петлю.
Домен D (экзоны 11—63) является самым большим доменом в фибриллине-1. Он содержит 2240 аминокислот, разгруппированных по 49 цистеин-содержащим повторам, включающим одну EGF-область, 41сЬ EGF-области, шесть ЕГВР-обла-стей и одну гибридную область.
Концевой домен Е с карбоксильной группой (экзоны 64—65) представляет собой уникальную последовательность, которая содержит пару следующих один за другим цистеиновых остатков в пределах последовательности, которая является высококонсервативной для фибриллинов 1 и 2.
Таким образом, структуру белка фибриллина-1 можно условно разделить на 3 части [6]:
1 — включает повторяющиеся 47 раз шесть ци-стеиновых остатков, подобных эпидермальному фактору роста (EGF), 43 из которых связывают кальций (сЬ);
2 — включает еще семь фрагментов, содержащих по восемь цистеиновых остатков, которые гомологичны белкам, связывающимся с трансформирующим фактором роста р;
3 — область, обогащенная пролином.
В 2004 г. появилось сообщение, в котором указывалось, что причиной формирования клинической симптоматики синдрома Марфана могут быть также нарушения в трансформирующем факторе роста р (TGFRB2) [7]. Два года спустя (2006 г.) бельгийскими учеными было высказано предположение о причинно-следственной связи марфаноидного фенотипа и аневризмы аорты с мутациями в TGFBR1 (синдром Loeys—Dietz) [8]. Появились также исследования, свидетельствующие о негативном влиянии трансформирующего фактора роста р (TGF-p) на сосудистый тонус гладких мышц и нарушение целостности внеклеточного матрикса соединительной ткани. Установлено, что накопление избыточного количества TGF-p в легких, клапанах сердца и аорте ослабляет ткани этих органов и приводит к формированию симптомов синдрома Марфана.
Ген ¥БЫ1 — это большой комплексный ген протяженностью 200 тпн. Он состоит из 65 кодирующих и одного некодирующего экзонов [9]. Установлено, что основной патогенетический механизм проявления мутаций — доминант-нега-тивный эффект, т.е. продукты экспрессии с патологических аллелей участвуют в формировании микрофибрилл и нарушают их структуру.
В настоящее время описано около 1300 мутаций в гене ¥БМ1, почти во всех экзонах [10]. Большинство из них представлены единичными случаями. Показано, что самая значимая группа мутаций (57%) — миссенс-мутации, обусловленные заменой одной аминокислоты на другую. Половина из них приводит к замене цистеина, что влечет за собой разрыв одного из трех дисульфидных мостиков в cbEGF-домене. Мутации, затрагивающие кальцийсвязывающие последовательности в доменах, вызывают нарушения в структурной организации микрофибрилл из-за снижения чувствительности к кальцию [11]. Другая половина миссенс-мутаций характеризуется заменой глицина в cbEGF-доменах, что, по-видимому, изменяет процесс соединения двух последовательных доменов. Известна еще одна группа мутаций, не вызывающих очевидных изменений в cbEGF-до-менах, но, по мнению исследователей, затрагивающих белок-белковые взаимодействия [11].
Около одной трети мутаций приводит к укорочению пептида профибриллина-1. Это мелкие инсерции/делеции (21%), мутации сайтов сплайсинга (12%) и нонсенс-мутации (8%) [11].
Показано, что на долю крупных делеций/ин-серций и другие перестройки приходится только 2% мутаций. Так, кроме четырех описанных случаев делеций нескольких экзонов, к
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.