Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

УМСТВЕННАЯ ОТСТАЛОСТЬ И ХРОМОСОМА Х

Воинова В. Ю., Юров И. Ю., Ворсанова С. Г., Юров Ю. Б.,

Возможные корреляции генотипа и фенотипа при Х-сцепленных формах умственной отсталости и прогнозирование тяжести заболеваний у детей

В нашей работе проведен анализ зависимости фенотипа детей с синдромами FRAXA и RTT от генетических (изменения последовательности ДНК генов МЕСР2 и FMR1) и эпигенетических (особенности инактивации хромосомы Х) факторов.

После открытия мутаций гена МЕСР2 у больных с RTT [Amir et al., 1999] были проведены исследования, посвященные поиску связи между типом и позицией мутации гена МЕСР2 и тяжестью течения заболевания. Полученные авторами результаты носили противоречивый характер (табл. 21).

Таблица 21

Исследования корреляций генотипа (типа и позиции мутации) и фенотипа при RTT

Автор

Доля детей с мутациями гена MECP2 среди
обследованных

Корреляции генотип/фенотип:

Тип мутации:

Тяжесть заболевания
и позиция мутации:

в доменах МЕСР2

при отдельных мутациях

с тяжестью течения заболевания

с отдельными клиническими признаками

1

2

3

4

5

6

Amir et al., 2000

54 из 71 спорадических 
случаев
и 2 из 7 семейных случаев

Корреляция не обнаружена

Миссенс мутации ведут к менее тяжелой дыхательной дисфункции, но более тяжелому сколиозу

Не исследованы

Не исследованы

Cheadle et al., 2000

44 из 55 классических
и 1 из 5 предполагаемых 
случаев RTT

Миссенс мутации ведут к менее тяжелому фенотипу по сравнению с мутациями нонсенс и со сдвигом рамки считывания

Корреляция
не обнаружена

Мутации, расположенные ближе
к 3′ концу гена ведут к более легкому течению болезни

Крупные делеции ~500 пн по сравнению с небольшими делециями на 3′ конце гена имеют более тяжелые клинические проявления

Huppke et al., 2000

24 из 31 девочек

Миссенс мутации ведут к менее тяжелому фенотипу

Корреляция
не обнаружена

Не исследованы

258–259delCA ведет к тяжелому течению заболевания

Hoffbuhr et al., 2001

101 из 160 больных с RTT

Корреляция не обнаружена

Микроцефалия больше выражена у детей с нонсенс мутациями и мутациями со сдвигом рамки считывания

Мутации, расположенные ближе
к 5′ концу гена, ведут к более тяжелому фенотипу

Не исследованы

Schanen et al., 2004

85 случаев. Нет данных о количестве больных с мутациями

Миссенс мутации ведут к менее тяжелому фенотипу

У детей с миссенс мутациями лучше развиты речевые навыки

Корреляция
не обнаружена

R306C – легкое течение болезни, позднее начало стадии регресса, сохранность речевых и двигательных навыков

Colvin et al., 2004

129 из 196 девочек

Корреляция не обнаружена

Мутации со сдвигом рамки считывания ведут к более позднему началу стадии регресса, чем нонсенс мутации.

Наибольшая тяжесть течения RTT наблюдается при мутациях, локализованных в TRD

R168X – наиболее ранний возраст нарушений контакта, R270X – тяжелое течение болезни, R294X – легкое течение, R306C – позднее начало регресса

Bebbington et al., 2008

Не установлена

Не исследованы

Не исследованы

Не исследованы

Тяжелое течение при R255X и R270X, легкое –R133C и R294X -

Так, в некоторых работах утверждалось, что миссенс мутации приводят к легкому течению заболевания по сравнению с нонсенс мутациями и мутациями со сдвигом рамки считывания, а также что мутации, расположенные дистальнее, ближе к 3’– концу гена, имеют относительно легкие клинические проявления [Weaving et al., 2003; Schanen et al., 2004]. Однако в других исследованиях вышеупомянутых корреляций генотипа и фенотипа не было обнаружено [Huppke et al., 2000; Hoffbuhr et al., 2001; Colvin et al., 2004].

Несовершенство используемых ранее клинических шкал могло быть причиной противоречивости результатов анализа корреляций генотипа и фенотипа при RTT. Эти исследования до сих пор не потеряли свою актуальность, поскольку позволяют прогнозировать развитие признаков заболевания на основании знания мутации гена МЕСР2. Кроме того, в ряде случаев идентичные мутации вызывают различные клинические проявления. Например, женщина с небольшими нарушениями обучения может иметь ту же МЕСР2 мутацию, что и ее сестра с RTT. В основе фенотипических различий в таких случаях лежат особенности Х-инактивации у индивидуумов. Х-инактивация приводит к определенному соотношению популяций нейронов с нормальным и мутантным аллелями гена МЕСР2 на активной хромосоме Х. Отсутствие развернутой клинической картины RTT обусловлено «благоприятным» сдвигом Х-инактивации [Hoffbuhr et al., 2001; Zappella et al., 2001; Shahbazian, Zoghbi, 2002; Weaving et al., 2003]. Наиболее полно исследования инактивации хромосомы Х при данном заболевании представлены в работе Юрова И.Ю. с соавторами [2005 б], в которой показано, что феномен неравной инактивации хромосомы Х является характерной особенностью RTT. При этом неравная Х-инактивация является определяющим клинический полиморфизм синдрома фактором, а течение болезни зависит от направления сдвига Х-инактивации. Различия особенностей Х-инактивации не всегда объясняют фенотипическую вариабельность между индивидуумами с RTT и одной и той же мутацией. Было показано, что значительный вклад в нее вносят гены-модификаторы, связанные с MECP2 общими патогенетическими путями. Например, частый у здоровых индивидуумов полиморфизм гена BDNF (одного из генов-мишеней для MECP2) коррелирует с предрасположенностью к судорожному синдрому и с его тяжестью при RTT [Zeev et al., 2009].

Корреляции генотипа и фенотипа исследовались нами у 74 детей с RTT: 2х мальчиков и 72-х девочек. Средний возраст детей составил 47 месяцев, варьируя от 12 месяцев до 10 лет 4 месяцев. Для статистического анализа данных об экспрессивности клинических признаков у детей с RTT, полученных при помощи разработанной клинической шкалы, нами использовался тест непараметрического сравнения независимых выборок Манна – Уитни, поскольку распределение этих данных не соответствовало критериям нормального (гауссовского) распределения. Использование t-теста было возможным только для статистической обработки результатов суммарной оценки фенотипа в баллах, поскольку их распределение было гауссовским. Проведен анализ зависимости клинической формы и тяжести течения RTT от 1) типа мутации, 2) позиции мутации в данном гене, 3) особенностей инактивации хромосомы Х. Данные о мутациях, особенностях инактивации хромосомы Х, клинической форме заболевания и суммарной оценке фенотипа в баллах у детей с RTT представлены в табл. 22. Для анализа влияния типа мутации на тяжесть течения заболевания были исследованы две группы детей с мутациями гена МЕСР2. В первую группу вошли пациенты, у которых обнаружены нонсенс мутации и мутации со сдвигом рамки считывания. Поскольку оба упомянутых типа мутаций приводят к сходным последствиям для структуры белка – синтезу укороченной полипептидной цепи, дети с данными двумя типами мутаций были объединены в первую группу. Во вторую группу вошли дети с миссенс мутациями, которые ведут к замене одной из аминокислот в белке.

Таблица 22

Мутации гена MECP2, инактивация хромосомы Х и особенности фенотипа (клиническая форма заболевания и суммарная оценка фенотипа в баллах) у больных с RTT

№ п/п

Возраст, месяцы

Мутация гена МЕСР2

Инактивация хромосомы Х

Форма
заболевания

Суммарная оценка фенотипа в баллах

1

40

S65X

86:14

Стёртая

26

2

28

R106W

Классическая

31

3

33

R106W

Классическая

32

4

72

R133C

84:16

Классическая

30

5

102

R133C

11:89

Стёртая

14,5

6

33

R133C

98:2

Стёртая

19

7

124

D156fsX172

17:83

Классическая

43

8

21

T158M

Классическая

61

9

72

T158M

69:31

Классическая

35

10

51

T158M

51:49

Классическая

45

11

24

T158M

69:31

Классическая

38

12

31

T158M

Классическая

37

13

51

T158M

Классическая

36,5

14

32

T158M

Классическая

37

15

24

T158M

58:42

Классическая

41,5

16

19

R168X

21:79

Классическая

32

17

53

R168X

80:20

Классическая

36

18

48

R168X

90:10

Классическая

46

19*

20

R168X

Классическая форма у мальчика

44,5

20

53

R168X

75:25

Классическая

38

21

34

R168X

Классическая

65

22

25

R168X

Классическая

49

23

34

R168X

58:42

Классическая

61

24

48

T197M

51:49

RTT-подобный фенотип

29

25

30

A202fsX209

Классическая

36,5

26

44

K210G

Классическая

32

27

69

G231fsX247

65:35

Классическая

53

28

34

G232fsX235

Классическая

38

29

32

G237fsX247

Классическая

43,5

30

51

R250fsX288

96:4

Стёртая

18

31

35

R255X

22:78

Классическая

39

32

26

R255X

Классическая

60

33

104

R255X

79:21

Классическая

55

34

45

R255X

80:20

Классическая

37,5

35

33

R255X

Классическая

42,5

36

28

R255X

Классическая

49

37

52

R255X

Классическая

48,5

38**

12

R255X

80:20

Классическая

49

39**

12

R255X

56:44

Классическая

57

40

36

R255X

60:40

Классическая

42

41

39

Q262X

66:34

Классическая

38

42

21

G269fsX288

47:53

Классическая

56

43

33

G269fsX288

Классическая

36

44*

27

R270X

Классическая форма у мальчика

57

45

96

R270X

44:56

Классическая

47

46

78

R270X

Классическая

67

47

22

R270X

71:29

Классическая

31,5

48

18

R270X

55:45

Классическая

66

49

46

R270X

Классическая

51

50

36

R270X

Классическая

47,5

51

12

R294X

51:49

Классическая

38

52

108

R294X

88:12

Стёртая

27

53

94

P302L

Классическая

32

54

108

R306C

76:24

Классическая

30,5

55

41

R306C

Классическая

31,5

56

96

R306C

90:10

Форма с сохранной речью

25

57

36

R306C

Классическая

35

58

41

R306C

Классическая

32

59

118

R306C

6:94

Форма с сохранной речью

23,5

60

47

R306C

73:27

Стёртая

11

61

34

356del92

60:40

Стёртая

21

62

84

S357fsX387

Классическая

38

62

26

S360fsX388

Классическая

36

63

31

386del15

Классическая

33

64

54

L386fsX395

46:54

Классическая

31,5

65

108

P388T

95:5

Классическая

40

66

66

P388fsX399

Классическая

38

67

15

Форма с ранним началом судорог

60

68

46

Классическая

39

69

38

Классическая

38

70

20

Врожденная форма

41,5

71

102

Стёртая

13

72

42

Классическая

56

73

39

Классическая

30

74

55

Врожденная форма

61,5

Примечания: * – мальчики с классической формой RTT;

** – конкордантные близнецы с RTT.

Для каждого отдельно взятого симптома RTT, оцененного по предлагаемой шкале, была обнаружена следующая закономерность: среди больных с максимальной экспрессивностью признака преобладали дети с нонсенс мутациями и мутациями со сдвигом рамки считывания, в то время как среди больных с низкой экспрессивностью признака чаще встречались дети с миссенс мутациями. Например, у больных с тяжелой микроцефалией (80 %) обнаруживались нонсенс мутации и мутации со сдвигом рамки считывания (80 %), и, напротив, у детей без микроцефалии обнаружены миссенс мутации (63 %) гена МЕСР2. Все дети, у которых наблюдались частично сохранные речевые навыки, включая отдельные слова и фразы из двух слов, имели миссенс мутации, в отличие от больных с полным отсутствием речи, у 100 % которых были обнаружены нонсенс мутации и мутации со сдвигом рамки считывания (рис. 38). В первой группе больных (с нонсенс мутациями и мутациями со сдвигом рамки считывания) суммарная оценка фенотипа в баллах (44,6 балла), следовательно, течение заболевания было статистически достоверно тяжелее по сравнению с детьми второй группы с миссенс мутациями (33,8 баллов, t = 4,031, p < 0,001). Делеции, расположенные на 3′ конце гена МЕСР2, составляют особую группу мутаций, которые не затрагивают основных функциональных доменов белка МЕСР2 и обычно приводят к клинически легким формам RTT, хотя формально они в большинстве своем являются мутациями со сдвигом рамки считывания. Поэтому, чтобы избежать противоречия, случаи делеций на 3′-конце гена были исключены из анализа влияния типа мутации на фенотип (табл. 23).

ris38.jpg

Рис. 38. Соотношения количества детей с нонсенс мутациями и мутациями со сдвигом рамки считывания (1-й группы) и миссенс мутациями (2-й группы) в зависимости от экспрессивности клинических признаков: микроцефалия, нарушения экспрессивной речи

Как видно из табл. 23, проведенный анализ продемонстрировал достоверные различия между группами индивидуумов с миссенс мутациями и больных с нонсенс мутациями и мутациями со сдвигом рамки считывания (за исключением делеций на 3′-конце гена)
по экспрессивности четырнадцати клинических симптомов и суммарной оценке фенотипа. Обнаружены статистически значимые различия между группами по таким признакам, как нарушение контакта (р < 0,05), нарушение эмоционального общения (р < 0,05), расстройства понимания обращенной речи (р < 0,05) и экспрессивной речи (р < 0,01), нарушение внимания (р < 0,05), нарушение вертикализации (р < 0,05), ходьбы (р < 0,05), преодоления препятствий (р < 0,05), расстройства вегетативных функций (р < 0,05), оро-моторных функций (р < 0,01), апраксия движений рук (р < 0,01), стереотипии (р < 0,05), спастичность мышц конечностей (р < 0,05), бруксизм (р < 0,05), сколиоз (р < 0,05).

Таблица 23

Сравнение экспрессивности клинических признаков у детей с миссенс мутациями (N = 24) и детей с нонсенс мутациями, мутациями со сдвигом рамки считывания за исключением делеций на 3′-конце гена MECP2 (N = 36) c использованием критерия Манна-Уитни для двух независимых выборок

Клинический признак

Количество детей,
получивших оценку в баллах:

p

Дети с миссенс мутациями (N = 24)

Дети с нонсенс мутациями и мутациями со сдвигом рамки считывания (N = 36)

0

1

2

3

4

5

0

1

2

3

4

5

контакт

1

12

10

1

   

0

12

20

3

   

0,021*

эмоциональное общение

10

9

4

1

   

1

15

12

8

   

0,022*

понимание обращенной речи

1

11

8

4

   

0

19

21

6

   

0,042*

экспрессивная речь

0

1

6

11

2

1

0

0

4

12

18

2

0,006**

внимание

1

12

12

1

   

2

14

17

3

   

0,034*

Предметно-игровая деятельность

5

6

11

2

   

1

5

14

16

   

0,473

оро-моторные функции

7

13

2

0

   

5

8

16

7

   

0,007**

апраксия движений рук

0

10

7

7

0

 

0

1

4

9

22

 

0, 006**

стереотипные движения рук

0

6

15

3

   

0

3

19

14

   

0,020*

спастичность мышц конечностей

11

11

2

0

   

13

12

9

2

   

0,043*

патологические рефлексы

14

2

6

1

   

22

10

9

1

   

0,693

альтернирующее косоглазие

9

10

5

0

   

15

10

13

4

   

0,343

бруксизм

3

9

9

3

   

1

11

13

11

   

0,041*

сколиоз

7

8

8

1

   

6

11

13

6

   

0,039*

вертикализация

9

6

4

4

1

0

6

8

4

11

6

1

0,035*

ходьба

0

1

10

2

2

6

0

1

8

4

2

21

0,029*

преодоление препятствий

1

6

4

5

   

1

3

10

22

   

0,064

судороги

6

9

7

2

   

10

12

13

1

   

0,789

тремор головы и туловища

13

6

5

0

   

12

10

10

4

   

0,110

вегетативные нарушения

5

11

8

     

5

11

20

     

0,145

апноэ и гипервентиляция

7

5

10

2

   

10

9

8

9

   

0,622

масса тела

9

2

1

6

   

11

7

8

10

   

0,379

длина тела

14

5

21

0

   

16

6

8

6

   

0,210

окружность головы

3

3

9

9

   

3

3

5

25

   

0,027*

длина стопы

3

6

2

6

   

11

5

6

10

   

0,571

Примечания: * р < 0,05; ** р < 0,01.

При использовании разработанной нами клинической шкалы было показано, что фенотип больного с RTT зависит от типа мутации и является более тяжелым при нонсенс мутациях и мутациях со сдвигом рамки считывания по сравнению с миссенс мутациями. При этом можно выделить симптомы, экпрессивность которых наиболее зависит от типа мутации: это нарушения экспрессивной речи, статических (вертикализации) и оро-моторных функций (жевания и глотания), а также целенаправленных движений рук. Вопреки результатам предшествующих работ, зависимости таких дыхательных нарушений, как апноэ и гипервентиляция от типа мутации в наблюдаемой группе детей не обнаружено.

Поскольку различные домены белка MECP2 выполняют различные функции, то фенотипические проявления могут зависеть от позиции мутации в гене MECP2 [Vorsanova et al., 2004]. В нашей работе был проведен анализ экспрессивности заболевания в зависимости от позиции мутации в гене (рис. 39). Обнаружено, что наибольшая тяжесть течения заболевания наблюдается у больных с мутациями, локализованными между 473 и 808 нуклеотидами кодирующей области гена МЕСР2, что соответствует 158–270 аминокислотным остаткам белка. Наиболее тяжелые клинические проявления имели дети с мутациями R168X (локализована между доменами), R255X и R270X (в TRD-домене), наименьшую тяжесть течения болезни – дети
с мутациями R133C (в MBD-домене), мутациями, расположенными ближе к 3′-концу гена – R294X, R306C, и делециями на 3′-конце, что соответствует результатам ряда ранее проведенных зарубежных исследований [Cheadle et al., 2000; Weaving et al., 2003; Neul et al., 2008]. На основании оценки фенотипа по предлагаемой в нашей работе шкале, можно было предположить тип мутации, а иногда и конкретную мутацию у ребенка с RTT. Действительно, у детей с высокой балльной оценкой по шкале – более 45 – выявлялись такие мутации из числа рекуррентных, как R168X, R255X и R270X, а у больных с низкой балльной оценкой – мутации R133C, R294X и R306C.

ris39.jpg

Рис. 39. Оценка зависимости тяжести течения синдрома Ретта от позиции мутации

Классическая форма заболевания наблюдалась при большинстве обнаруженных мутаций гена MECP2, что было в значительной степени обусловлено строгим клиническим отбором больных для данного исследования. Вариант RTT c сохранной речью установлен у 2-х детей с одинаковой мутацией – R306C. Ранее некоторыми авторами также обращалось внимание на связь этой формы болезни с мутацией R306C, которая нами подтвердилась [Zappella et al., 2001]. Стёртая форма синдрома (forme fruste) отмечалась при мутациях S65X (1 случай), R133C (2 случая), R250fs (1), R294X (1), R306С (1) и делеции 356del92 (1), так же как и в зарубежных исследованиях [RettBASE, IRSF MECP2 Variation Database]. Таким образом, установленные нами у детей с мутациями гена MECP2 клинические формы заболевания совпадали с наблюдавшимися другими авторами при тех же мутациях. Исключение составила классическая форма RTT у мальчика с соматическим мозаицизмом по мутации R168X, которая не выявлялась ранее.

У девочки 4х лет с «RTT-подобным» фенотипом обнаружена миссенс мутация T197M, вызванная заменой цитозина на тимин в положении с.590 и расположенная в четвертом экзоне между MBD и TRD. На основании положения данной миссенс мутации ранее предполагалось, что она не имеет функциональных последствий [Hoffbuhr et al., 2001; Laccone et al., 2002], в то же время другими исследователями была показана связь данной мутации с атипичной формой RTT [Bourdon et al., 2003; Shibayama et al., 2004]. В международной базе данных RettBASE по мутациям гена MECP2 содержатся упоминания о нескольких случаях выявления данной мутации: 2 случая у больных с RTT, 1 – с аутизмом, 1 – с умственной отсталостью. Суммируя литературные данные о мутации T197M, и учитывая то, что она была обнаружена в данной работе у девочки с RTT-подобным фенотипом, можно предположить, что эта мутация является причиной определённого субфенотипа синдрома.

ris40.jpg

Рис. 40. Зависимость тяжести течения синдрома Ретта от степени сдвига Х-инактивации. Показано уменьшение доли детей с тяжелыми и возрастание больных с лёгкими формами RTT при увеличении сдвига Х-инактивации

Для изучения влияния инактивации хромосомы Х на тяжесть фенотипических проявлений болезни дети были разделены на три группы: с легким течением (10 детей), у которых суммарная оценка фенотипа в баллах составляла менее 30, со средней тяжестью фенотипических проявлений заболевания (19 больных) с суммарной оценкой от 30 до 44 и тяжелым течением болезни (9 больных) с суммарной оценкой более 44 баллов. По степени сдвига инактивации хромосомы Х детей также разделили на три группы: первая – от 50 до 65 (12 детей); вторая – от 66 до 80 (14 детей); третья – более 80 (11 детей). На рис. 40 показана зависимость легкого, среднего и тяжелого течения RTT от различной степени сдвига Х-инактивации. Видно, что среди детей из первой группы с отсутствием сдвига Х-инактивации половина представлена больными с тяжелым течением заболевания. Среди девочек, составляющих вторую группу со сдвигом Х-инактивации 66–80 %, бóльшая часть имеет среднетяжёлую форму синдрома. В третьей группе со сдвигом Х-инактивации более 80 % у основной массы детей наблюдались лёгкие формы болезни. Таким образом, сдвиг инактивации хромосомы Х у детей с RTT в большинстве случаев приводил к более лёгкому течению заболевания, чем у девочек с равной Х-инактивацией, вероятно, из-за преимущественной инактивации хромосомы Х с мутацией. Полученные результаты противоречат тем ранее опубликованным, в которых не было выявлено статистически значимой связи тяжести течения заболевания с типом и позицией мутации [Amir et al., 1999; Huppke et al., 2000; Hoffbuhr et al., 2001], но согласуются с работами, в которых она была показана [Юров и др., 2007; Colvin et al., 2004; Bebbington et al., 2008].

Индивидуальный анализ мутации гена MECP2 и особенностей инактивации хромосомы Х у ребёнка с RTT даёт возможность прогнозировать тяжесть течения заболевания, что наблюдалось в нашем исследовании. Ниже представлены примеры индивидуального анализа корреляции мутации гена MECP2 и особенностей инактивации хромосомы Х с тяжестью клинических проявлений при RTT. Наибольший интерес представлял данный анализ у наблюдавшихся нами близнецов с RTT, фенотип которых представлен на рис. 41.

Краткое клиническое описание случая RTT у близнецов. Родители близнецов не имели родственников с подтвержденной наследственной патологией, брак неродственный. Первая девочка из пары близнецов родилась в головном предлежании с массой тела 1800 г, длиной тела 43 см, окружностью головы 31 см. Оценка по шкале Апгар была 4/7. Первоначально психомоторное развитие девочки было нормальным: уверенно держала голову к 3 мес., хорошо брала предметы и манипулировала ими к 5 мес., сидела с 8 мес., ходила с 16 мес., использовала несколько слов с 8 мес., к году владела 10–12 словами. На втором году жизни развитие приостановилось. В 18 мес. общение и речь стали ухудшаться. К 24–26 мес., утратила целенаправленные движения рук, но сохранила способность ходить. С 2,5 лет появились стереотипии в виде стискивания ладоней. В 3 года – не говорила, выявлялась микроцефалия – окружность головы – 47 см (3й перцентиль). Целенаправленные движения рук были заменены на стереотипные. Отмечались стопы малого размера с вазомоторными нарушениями. Девочка стояла с поддержкой, но не ходила. Были выражены гипотония мышц и умственная отсталость. В 5 лет состояние ребенка ухудшилось: отмечен кифосколиоз, приступы гипервентиляции, пирамидные нарушения, бруксизм. В отличие от сестры-близнеца, она не имела судорог. В целом следует отметить более позднюю манифестацию большинства клинических признаков у (1) по сравнению с (2). Вторая девочка из пары близнецов родилась в тазовом
предлежании с массой тела 1700 г, длиной тела 42 см, с окружностью головы 30 см. Оценка по шкале Апгар была 3/7 баллов. Со слов родителей она начала держать голову к 3 мес., сидела с 9 мес., ходить начала с 18 мес. К году говорила 4–5 слов. Девочка хорошо удерживала и манипулировала предметами, активно общалась и играла. В возрасте 12 мес. перестала произносить новые слова, а в 17мес., после бронхита ухудшился контакт ребенка с окружающими, стал очевиден регресс речевых навыков. Однако девочка стала самостоятельно, но неустойчиво ходить. Родители сообщают об утрате целенаправленных движений рук, нарушении сна и приступах немотивированного крика в возрасте 20 месяцев. К 2 г 2 мес. она утратила навык ходьбы. В это же время появились стереотипные движения в виде стискивания ладоней и стучания дорсальной поверхностью кистей по зубам. При обследовании в трехлетнем возрасте больная имела хороший эмоциональный контакт с родителями, развитие ее было на уровне ребенка в возрасте 10 мес. Выявлялась микроцефалия – окружность головы – 47 см (менее 3х перцентилей), выраженная диффузная гипотония мышц. Обращал на себя внимание малый размер стоп, а также вазомоторные расстройства в дистальных отделах ног. Целенаправленные движения рук отсутствовали, наблюдались стереотипии, периодически возникало сходящееся косоглазие. Несколько раз в неделю отмечались абсансы и кратковременные фокальные судороги. При осмотре в возрасте 5 лет отмечен кифосколиоз, пирамидные расстройства, пароксизмы гипервентиляции. В этом возрасте близнецы были помещены в интернат для детей с умственной отсталостью, где вторая девочка умерла в 8-летнем возрасте во время эпилептического приступа.

ris41.jpg

Рис. 41. Фенотип близнецов с синдромом Ретта и мутацией R255X гена MECP2

У двух близнецов с классической формой RTT определена одинаковая нонсенс мутация R255X, тогда как у их матери данная мутация не была обнаружена. Анализ инактивации хромосомы Х у первой девочки выявил значительный сдвиг Х-инактивации (80:20), у второй – равную Х-инактивацию (56:44), у матери Х-инактивация составила 77:23. Сдвиг Х-инактивации у матери не является значительным, поэтому носительство ею МЕСР2 мутации было исключено. Обнаружена также одинаковая длина полиморфного участка ЦАГ-повторов в гене андрогенного рецептора (AR) у обеих девочек, что вместе с наличием одинаковой МЕСР2 мутации дало основание полагать, что эти близнецы являются монозиготными. Мутация R255X гена МЕСР2 приводит к потере основных функций белка МEСР2 и в большинстве случаев – к очень тяжелому течению синдрома [Bebbington et al., 2008]. Однако нами наблюдалось более легкое течение заболевания у девочки со сдвигом Х-инактивации, чем у девочки с равной инактивацией хромосомы Х. Об этом свидетельствует то, что количественная оценка клинических проявлений RTT была 49 баллов у первой и 57 баллов у второй девочки. Регресс, появление стереотипий и утрата целенаправленных движений рук у девочки с неравной Х-инактивацией появились позже, чем у сестры, а также у неё не наблюдалось судорог, тогда как у девочки с равной Х-инактивацией судорожный синдром имел крайне тяжелое течение, что привело к её смерти в возрасте 8 лет (табл. 24).

Таблица 24

Сравнительной анализ тяжести течения RTT у монозиготных близнецов с мутацией R255X

Тяжесть течения и возраст появления признаков
синдрома Ретта

Близнецы

Больная 1

Больная 2

Возраст начала регресса, мес.

18

17

Сумма баллов количественной оценки фенотипа

49

57

Возраст появления судорожных пароксизмов, мес.

36

Появление стереотипий, мес.

30

26

Утрата целенаправленных движений рук, мес.

24–26

20

Летальный исход

В возрасте 8 лет

Результаты обследования данной семьи свидетельствуют о том, что при преимущественной инактивации мутантной хромосомы Х может наблюдаться более легкое течение болезни. В то же время нами наблюдалась еще одна семья, в которой близнецы страдали RTT и имели одну и ту же мутацию – R270X. У этих девочек практически не было различий в тяжести течения болезни и сроках её манифестации (рис. 42). У обеих девочек стадия регресса началась в 1 г 2 месяца, в возрасте 4 года суммарная оценка фенотипа составила 44 и 45 баллов, а Х-инактивация носила случайный характер.

ris42a.jpg ris42b.jpg

Рис. 42. Фенотип близнецов с синдромом Ретта и мутацией R270X: слева девочки в возрасте 13 месяцев перед началом стадии регресса; справа – близнецы в возрасте 4х лет во время псевдостационарной стадии болезни

Особенности Х-инактивации имеют значительное влияние на формирование фенотипических признаков при RTT. При сдвиге Х-инактивации против хромосомы Х без мутации будет наблюдаться более тяжелое течение болезни. Так, у одной из больных с классической формой синдрома обнаружена мутация R168X и сдвиг Х-инактивации 90:10 против материнской хромосомы Х. Анализ Х-инактивации у матери девочки показал её случайный характер. В данном случае, по-видимому, инактивирована немутантная хромосома Х, что объясняет тяжелую форму болезни у ребенка (суммарный показатель оценки тяжести фенотипа – 46 баллов). Суммируя полученные данные, следует заключить, что существуют корреляции типа и позиции мутации гена МЕСР2, а также особенности инактивации хромосомы Х с тяжестью течения RTT и экспрессивностью его отдельных признаков. Полученные корреляции генотип/фенотип помогают понять основы клинического полиморфизма RTT и предположить тяжесть течения болезни ребенка уже в раннем возрасте (табл. 25). Система прогнозирования тяжести состояния ребёнка с RTT должна основываться на исследовании мутаций гена MECP2 и знании о влиянии конкретных мутаций на тяжесть фенотипических проявлений, а также на определении особенностей инактивации хромосомы Х. При этом следует учитывать то, что сдвиг Х-инактивации против мутантной хромосомы Х может облегчать течение болезни, а сдвиг Х-инактивации против нормальной хромосомы Х может делать его более тяжёлым.

Система прогнозирования тяжести течения синдрома FRAXA также предложена нами. Анализ зависимости фенотипа индивидуумов из семей с синдромом FRAXA от наличия мутации/премутации гена FMR1 и особенностей инактивации хромосомы Х проведен в 27 семьях с данной патологией. Для этого сравнивались фенотипы двух групп детей:

1) мальчиков, у которых определена мутация гена FMR1 (27 пациентов),

2) мальчиков с недифференцированной умственной отсталостью, аутизмом и фенотипическими признаками, напоминающими синдром FRAXA, у которых определено нормальное число триплетных повторов в промоторе гена FMR1 (41 пациент).

Таблица 25

Прогнозирование тяжести течения синдрома Ретта на основе определения мутации гена MECP2 и анализа инактивации хромосомы Х

Генетические и эпигенетические факторы, определяющие тяжесть течения RTT

Тяжёлое течение
заболевания

Легкое течение
заболевания

Тип и позиция мутации
гена MECP2

● Нонсенс мутации

● Мутации со сдвигом рамки считывания за исключением делеций на 3’-конце гена MECP2

● Миссенс мутации

● Делеции на 3’-конце гена MECP2

Рекуррентные мутации
гена MECP2

● R168X

● R255X

● R270X

● T158M

● R106W

● R133C

● R294X

● R306C

Особенности инактивации хромосомы Х

● Равная инактивация хромосомы Х

● Преимущественная инактивация хромосомы Х с нормальным аллелем гена MECP2

● Преимущественная инактивация хромосомы Х с мутацией гена MECP2

Дети были обследованы с помощью ранговой шкалы, разработанной для количественной оценки степени тяжести клинических симптомов заболевания. Результаты суммарной оценки фенотипа детей по клинической шкале, данные о регрессе психического развития, случаях ранней менопаузы и синдрома тремора и атаксии у родственников I–II степеней родства представлены в табл. 26.

Таблица 26

Результаты клинического обследования больных с синдромом FRAXA и детей с недифференцированными формами умственной отсталости и аутизма, а также их родственников

индивидуума

Возраст, лет

Суммарная оценка по клинической шкале, баллы

Регресс психического развития в анамнезе

Кол-во случаев преждевременного нарушения функции яичников у родственников I–II степеней родства

Кол-во случаев синдрома тремора и атаксии у родственников I–II степеней родства

Дети с синдромом FRAXA, у которых определена полная мутация гена FMR1

1

7

49

1

1

2

7

39

0

0

3

10

38

0

0

4

16

40

1

0

5

11

32

0

1

6

15

37

0

0

7

14

36

0

0

8

5

36

0

0

9

15

24

0

1

10

17

42

1

0

11

12

37

1

0

12

15

47

0

1

13

17

36

0

0

14

15

42

1

0

15

10

45

0

0

16

8

40

0

1

17

11

43

0

0

18

6

27

0

0

19

8

40

0

0

20

7,5

33

1

1

21

14,5

39

0

0

22

4,5

39

0

0

23

9

41

2

1

24

13

39

0

0

25

6

47

0

0

26

15

42

1

0

27

9

37

0

0

Дети с недифференцированными формами умственной отсталости и аутизма, у которых определено нормальное число CGG-повторов в гене FMR1

28

6

20,5

0

0

29

6

21

0

0

30

8

22

0

0

31

5

15

0

0

32

10

29,5

+

0

0

33

7

18

0

0

34

9

25,5

+

0

0

35

5

28

0

0

36

5

14

0

0

37

8,5

21

0

0

38

12

21,5

0

0

39

4,5

20

0

0

40

4

16

0

0

41

9

27,5

+

0

0

42

10

24

0

0

43

15

30,5

+

0

0

44

6

29

0

0

45

13

33

0

0

46

11

17

0

0

47

7

34,5

+

0

0

48

16

15

0

0

49

12

27

0

0

50

6

17

0

0

51

11

32

+

0

0

52

14

31

0

0

53

5

16

0

0

54

11

29

+

0

0

55

7

19

0

0

56

16

26

0

0

57

10

30

+

0

0

58

6

18

0

0

59

11,5

24,5

0

0

60

15

22

0

0

61

12

29

0

0

62

5

27,5

0

0

63

8

31

+

0

0

64

13

34

+

0

0

65

10

16

0

0

66

7,5

19

0

0

67

12

28

+

0

0

68

13

26,5

0

0

Анализ данных, представленных в табл. 26, показал, что суммарная балльная оценка по клинической шкале у детей с синдромом FRAXA была статистически достоверно выше, чем у больных с недифферецированными формами умственной отсталости (критерий Манна-Уитни, p < 0,001). Кроме того, в анамнезе у детей с синдромом FRAXA, в отличие от больных с недифференцированными формами умственной отсталости и аутизма, не встречалось регресса психического развития, а случаи преждевременного нарушения функции яичников у женщин наблюдались только в родословных детей с синдромом FRAXA. Для того чтобы определить, какие признаки (особенности фенотипа, течения заболевания) отличают больных с мутацией от детей без таковой
проведено сравнение экспрессивности клинических симптомов у данных групп индивидуумов с помощью непараметрического теста Манна-Уитни для двух независимых выборок (табл. 27). Определены статистически значимые различия между двумя группами детей по тяжести следующих признаков: зрительный и тактильный контакт, тахилалия (ускоренный темп речи), речевые персеверации и эхолалия, специфические стереотипные движения в виде «встряхивания кистей», комплекс лицевых микроаномалий (удлиненная форма лица, загнутый вниз кончик носа, крупные оттопыренные ушные раковины, выступающий лоб и подбородок), макроорхизм, аномалии соединительной ткани (гиперрастяжимость кожи, гиперподвижность суставов, плоскостопие) и увеличение окружности головы. Перечисленные признаки были в большей степени выражены у детей с синдромом FRAXA. Признаки, наблюдавшиеся у женщин-родственниц пробанда с мутациями и премутациями гена FMR1, представлены в табл. 28.

Таблица 27

Сравнение экспрессивности клинических признаков, выраженной в баллах, у детей с синдромом FRAXA (N = 27) и детей с недифференцированной умственной отсталостью и аутизмом (N = 41) с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни

Признаки

Количество детей, получивших оценку в баллах:

p

синдром FRAXA

(N = 27)

недифференцированная умственная отсталость
с аутизмом (N = 41)

0

1

2

3

4

5

0

1

2

3

4

5

контакт

6

19

5

0

   

10

13

8

0

   

0,303

зрительная реакция

4

9

14

3

   

9

13

19

0

   

0,032*

тактильный контакт

3

18

9

     

16

23

2

     

0,014*

невербальное общение

1

18

8

3

   

3

22

16

0

   

0,561

экспрессивная речь

0

17

8

3

1

1

8

16

14

3

0

 

0,470

умение использовать
речь для общения (исключены дети без речи),

5

12

7

1

   

14

14

7

6

   

0,375

ускоренный темп речи
(исключены дети без речи).

5

9

11

     

27

6

3

     

< 0,001***

аграмматизмы, речевые персеверации и эхолалия (исключены дети без речи)

1

2

8

14

   

14

22

0

0

   

0,008**

гипотония мышц
конечностей

2

21

6

1

   

11

27

3

0

   

0,056

комплекс
микроаномалий лица

0

1

2

3

9

15

0

3

17

14

5

2

< 0,001***

макроорхизм

3

6

18

     

25

12

4

     

< 0,001***

гиперрастяжимость кожи

4

20

6

     

17

21

3

     

0,009**

гиперподвижность
суставов

3

3

5

8

11

 

9

8

6

7

11

 

0,425

плоскостопие

6

12

12

     

13

18

10

     

0,031*

нарушения осанки

11

13

6

     

28

10

3

     

0,006**

длина тела

15

5

1

9

   

27

9

3

2

   

0,059

окружность головы

16

10

2

2

   

31

8

2

0

   

0,024*

Примечания: *p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001.

Таблица 28

Клинические признаки, количество триплетных повторов в промоторе гена FMR1
и особенности инактивации хромосомы Х у родственниц пробандов с синдромом FRAXA

семьи

Родство по отношению к пробанду

Возраст, лет

Патологические признаки

Число CGG-повторов в гене FMR1

Х-инактивация

% клеток с активной хромосомой Х, несущей аллель гена FMR1 c экспансией CGG-повторов

1

Мать

36

Нет нарушений

125

99:1

1

Сестра

5

Нет нарушений

> 200

5:95

5

2

Мать

38

Нет нарушений

88

18: 82

18

Сестра

14

Легкая умственная отсталость, гиперподвижность суставов и повышенная растяжимость кожи, удлиненное лицо, большие оттопыренные ушные раковины

> 200

80:20

80

3

Сестра

32

Нарушение обучения

> 200

63:37

37

4

Сестра

40

Нарушение памяти

> 200

35:65

35

5

Двоюродная сестра по линии матери

6

Умственная отсталость, небольшая гиперподвижнсть суставов, большие оттопыренные ушные раковины, выступающий лоб

> 200

39:61

61

Тетя по линии матери

28

Нет нарушений

90

75:25

25

Мать

33

Нарушение обучения, дисфункция яичников

91

61:39

39

6

Бабушка по линии матери

66

Менопауза с 35 лет

70

23:77

23

Мать

39

Дисфункция яичников с 30 летнего возраста

101

60:40

40

7

Мать

-

Умерла в 42 года от рака шейки матки, в детстве выраженные нарушения в обучении

 

Бабушка по линии матери

70

Оперирована по поводу опухоли яичников

72

18:82

18

8

Мать

26

Нарушение памяти и внимания, тревожность

62

68:32

68

9

Мать

45

Оперирована по поводу миомы матки

75

19:81

19

10

Мать

40

Крупные ушные раковины

119

19:81

19

11

Мать

52

Менопауза с 38 лет

79

31:69

31

12

Мать

30

Дисфункция яичников

117

21:79

21

13

Мать

29

Нарушения обучения

80

31:69

31

14

Мать

30

Нет нарушений

89

8:92

8

Когнитивные нарушения выявлялись у родственниц-гетерозигот по полной мутации гена FMR1 (у родных и двоюродных сестер). Нарушения интеллекта у индивидуумов женского пола имели более лёгкую степень выраженности, чем у мальчиков с мутацией данного гена: обнаружены нарушения памяти и обучения, лёгкая и умеренная умственная отсталость, задержка психомоторного развития. У этих сестер когнитивные нарушения сочетались с микроаномалиями и соединительно-тканными нарушениями, характерными для синдрома FRAXA, что дало основание предположить у них диагноз данного заболевания. Нами обследованы 23 женщины с премутацией гена FMR1. Отсутствие клинических признаков наблюдалось у восьми из 23-х женщин. Пять женщин имели различные когнитивные расстройства: снижение памяти (2 пациентки), способности к обучению (2 пациентки) и пограничный с умственной отсталостью интеллект (1 пациентка), у 3-х из них когнитивные нарушения сочетались с аномалиями поведения: тревожными расстройствами (2 пациентки) и отсутствием чувства дистанции в общении (1 пациентка). У одной из матерей помимо нарушений интеллекта и поведения периодически наблюдался тремор головы, что указывало на развитие у неё синдрома тремора и атаксии, характерного для индивидуумов с премутацией гена FMR1. Для гетерозигот по премутации гена FMR1 были характерны гинекологические заболевания, которые не встречались у женщин с полными мутациями. Степень выраженности когнитивных нарушений была выше при полной мутации данного гена. Микроаномалии, характерные для синдрома FRAXA, выявлялись как при полной мутации, так и при премутации гена FMR1. Следует упомянуть также о единственном наблюдавшемся нами мужчине с премутацией гена FMR1 (дед пробанда по линии матери из семьи 14), у которого в возрасте 56 лет наблюдались выраженные признаки синдрома тремора и атаксии (FXTAS). Связь раннего наступления менопаузы и развития синдрома тремора и атаксии с премутацией гена FMR1 подчёркивалась ранее многими авторами [Bodega et al., 2006; Bourgeois et al., 2009]. Отмеченное нами наличие опухолей репродуктивных органов у женщин с премутацией было определено в единичных зарубежных исследованиях и требует дальнейшего накопления фактов [Allen et al., 2007]. Полученные данные об отсутствии гинекологической патологии у носительниц полной мутации подтверждают результаты, опубликованные ранее другими исследователями [Sherman et al., 2005].

Исследования инактивации хромосомы Х проведены у 19 индивидуумов женского пола – гетерозигот по мутациям и премутациям
гена FMR1 из семей мальчиков с синдромом FRAXA. Анализ результатов показал, что чем выше был процент клеток с активной хромосомой Х с полной мутацией, тем более выражены были когнитивные нарушения у женщин. Похожие на наши данные о влиянии особенностей инактивации хромосомы Х на тяжесть нарушений интеллекта у гетерозигот с мутацией гена FMR1 получены ранее другими исследователями [De Vries et al.,1997; Berry-Kravis et al., 2005]. Среди женщин с премутацией корреляций между процентом клеток с активной хромосомой Х с премутацией и клиническими проявлениями проследить не удалось. Это могло быть связано с тем, что особенности Х-инактивации в клетках крови и других органов могут не совпадать. Кроме того, возраст более половины женщин был менее 40 лет, когда могут еще отсутствовать признаки преждевременного нарушения функции яичников или синдрома тремора и атаксии, связанных с премутацией гена FMR1, так как эти заболевания проявляются в более позднем возрасте. Однако отдельными авторами, наблюдавшими женщин – носительниц премутации гена FMR1 в возрасте старше 40 лет, также обсуждалось отсутствие связи между величиной и направлением сдвига Х-инактивации и риском раннего наступления менопаузы [Spath et al., 2010]. Поскольку в работе выявлена зависимость фенотипа индивидуумов от наличия мутации/премутации гена FMR1 и особенностей инактивации хромосомы Х, то эти данные можно использовать для прогнозирования течения болезни (табл. 29).

Таблица 29

Фенотип на основе определения числа CGG-повторов в гене FMR1 и анализа инактивации хромосомы Х

Генетические и эпигенетические факторы, определяющие фенотип

Фенотип индивидуумов мужского пола

Фенотип индивидуумов
женского пола

Число CGG-повторов в гене FMR1 от 55 до 200

– Когнитивные нарушения и нарушения поведения

– Повышен риск развития синдрома FXTAS (тремора и атаксии)

Когнитивные нарушения и нарушения поведения. Повышен риск развития:

– дисфункции яичников,

– синдрома POF (менопауза до 40-летнего возраста),

– опухолей женских половых органов,

– синдрома FXTAS

Число CGG-повторов в гене FMR1 более 200

– Синдром умственной отсталости, сцепленной с ломкой хромосомой Х

– Синдром умственной отсталости, сцепленной с ломкой хромосомой Х

– Асимптоматическое носительство мутации

Особенности инактивации хромосомы Х

Снижение интеллекта у женщин с полной мутацией гена FMR1 пропорционально проценту клеток с активной мутантной хромосомой Х

Необходимо учитывать, что полная мутация у мальчиков-гемизигот ведёт к клиническим проявлениям синдрома FRAXA, в то время как у гетерозигот по полной мутации гена FMR1 на тяжесть клинических проявлений значительное влияние оказывают особенности инактивации хромосомы Х. При наличии премутации гена FMR1 существует риск возникновения с возрастом синдрома преждевременного прекращения активности яичников и синдрома тремора и атаксии. У индивидуумов с премутацией следует ожидать развития когнитивных расстройств и нарушений поведения лёгкой степени, а также дисфункции яичников и новообразований женских половых органов в молодом возрасте. Носители премутаций должны составлять группу риска по указанным нарушениям, в которой рекомендуется проводить профилактические мероприятия.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074