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. Illarioshkin SN, Ivanova-­Smolenskaya IA, Markova ED. DNA diagnostics and medical genetic counseling in neurology. M. Medical news agency. 2002. 591 p. (In Russian).
  2. Emery AEH. The muscular dystrophies. The Lancet. 2002;359(9307):687-695.
  3. Akhmedova PG, Zinchenko RA, Ugarov IV, Umakhanova ZR, Magomedova RM. Epidemiology of hereditary neuromuscular diseases in the Republic of Dagestan. Moscow. 2015. (In Russian).
  4. Rudenskaya GE, Kadnikova VA, Ryzhkova OP. Common forms of hereditary spastic paraplegia. Journal of Neurology and Psychiatry named after. CC Korsakov. 2019;119(2):94-104. (In Russian).
  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. Sharkova IV, Dadali EL. Clinical and genetic characteristics and algorithm for differential diagnosis of progressive muscular dystrophies that manifest after a period of normal motor development. Neuromuscular diseases. 2023;13(1):44-51. (In Russian).
  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. Davidenkov SN. The problem of polymorphism of hereditary diseases of the nervous system. L. VIEM. 1934. 139 p. (In Russian).
  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. Ivanova-­Smolenskaya IA, Markova ED, Illarioshkin SN, Nikolskaya NN. Monogenic diseases of the central nervous system. In the book. Hereditary diseases of the nervous system. M.: Medicine. 1998. 104 p. (In Russian).
  13. Evtushenko SK, Shaimurzin MR, Evtushenko O. Neuromuscular diseases in children: problems of early diagnosis and modern medical and social rehabilitation. International Neurological Journal. 2013;5(59):15-35. (In Russian).
  14. Gusev EI, Konovalov AN, Gekht AB. Neurology. National leadership. Brief edition. M.: GEOTAR-Media. 2014. 688 p. (In Russian).
  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. Arupova DR. Prevalence and nosological spectrum of neuromuscular diseases in various populations (literature review). Science, new technologies and innovations of Kyrgyzstan. 2016;7:72-75 (In Russian).
  17. Neuromuscular Disease Center. http://neuromuscular.wustl.edu
  18. Evtushenko K, Shaimurzin MR, Evtushenko O. Neuromuscular diseases in children: problems of early diagnosis and modern medical and social rehabilitation (scientific review and own observations). International Neurological Journal. 2013;5(59):13-31. (In Russian).
  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. Shaimurzin MR. New modified standards for diagnosis and treatment of myelino- and axonopathies in children with hereditary motor-­sensory neuropathies (scientific review and personal observations). International Neurological Journal. 2012;1(47):11-21. (In Russian).
  21. Sitkali IV, Kolokolov OV, Lukina EV, Grigorieva EA, Popova OV. Polyneuropathies: clinical polymorphism and diagnostic algorithms. Saratov Medical Scientific Journal. 2016;12(2):292-296. (In Russian).
  22. Morozov AM, Sorokovikova TV, Minakova YuE, Belyak MA. Electroneuromyography: a modern view of the possibilities of application (literature review). Bulletin of the Medical Institute “Reaviz”: rehabilitation, doctor and health. 2022;3(57):107-116 (In Russian).
  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. Shchagina OA. Molecular basis of genetic heterogeneity and clinical variability of hereditary peripheral neuropathies. Moscow. 2023. MD Thesis. 383 p. (In Russian).
  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. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».