Генетика, 2022, T. 58, № 4, стр. 483-488

Изучение причин возникновения наследственных заболеваний и дальнейшее их описание – ведущее направление медицинской генетики. Несомненный интерес для врачей представляет альбинизм как гетерогенная группа генетически обусловленных заболеваний, связанных с полным или частичным нарушением синтеза меланина. Выделяют различные формы наследственного альбинизма, включающие глазокожный альбинизм, глазной альбинизм и различные синдромальные формы, которые представляют интерес для врачей разных специальностей. Клиническая картина и генетические причины альбинизма различаются и определяют поражение многих органов и систем, однако основным симптомом при всех формах заболевания являются гипопигментация кожи, волос и изменения со стороны зрительного аппарата. Наиболее часто встречающейся формой альбинизма является глазокожный альбинизм (ГКА) – аутосомно-рецессивное заболевание, поражающее в разной степени все пигментированные ткани организма. По литературным данным, распространенность ГКА составляет в среднем 1 на 17 000 человек (1 на 16 949 – по данным Orphanet) [1, www.orpha.net]. На сегодняшний день выделяют 12 клинико-генетических типов ГКА (фенотипическая серия OMIM PS203100 [http://omim.org]), которые ассоциированы с патогенными вариантами нуклеотидной последовательности восьми различных генов: TYR (OMIM #203100), OCA2 (OMIM #203200), TYRP1 (OMIM #203290), SLC45A2 (OMIM #606574), OCA5 (OMIM #615312), SLC24A5 (OMIM #113750), LRMDA (OMIM #615179), DCT (OMIM #619165). Наиболее распространенным типом ГКА в европейской популяции с частотой 1 на 40 000 (1/40 000) населения является первый тип (ГКА 1-го типа) [2]. Выделяют два подтипа – IA (OMIM #203100) и IB (OMIM #606952). Они связаны с полным или частичным отсутствием активности фермента тирозиназы соответственно.

Цель настоящего исследования – анализ частоты встречаемости патогенных вариантов нуклеотидной последовательности в гене TYR у пациентов с глазокожным альбинизмом 1-го типа.

От всех обследованных больных и их родителей (или законных представителей) получено информированное согласие на участие в исследовании. Исследование одобрено этическим комитетом ФГБНУ “МГНЦ”, протокол № 6/2 от 19.04.2021. Общая анализируемая выборка включает 90 пробандов из 90 неродственных семей с клиническим диагнозом ГКА.

Для молекулярно-генетического исследования у пациентов и их родителей собраны образцы периферической крови. Геномная ДНК выделена с использованием стандартных методик. Для выявления крупных вариаций числа копий локуса 11q14.3 использован метод мультиплексной лигазо-зависимой амплификации проб (MLPA).

Поиск вариантов нуклеотидной последовательности в гене TYR проведен с помощью прямого автоматического секвенированя по Сэнгеру кодирующих областей гена TYR и экзон-интронных соединений. Для амплификации экзонных и фланкирующих их интронных последовательностей в гене TYR подобраны пары праймеров. Последовательность праймеров:

   1) (1F) TTAACTGGGTTTGCTTAGGTC, (1R) TATACCCTGCCTGAAGAAGTG;    2) (2F) CTCCTCAGGAGAAGTCTAAC, (2R) AACTCAGAAAATTCTGAATTC;    3) (3F) ACACACTGGGTATCCAGAATG, (3R) ACAATAGACTACCATAACTTCTTAGC;    4) (4F) TCAAGGCCTGAAAGAATAAACTA, (4R) GCCTATGTTAAGCAAAATGACC;    5) (5F) TGTCTACTCCAAAGGACTGT, (5R) ACTTAGCTGGATGTGTTATAGA.

Амплификация проводилась по стандартному протоколу. Секвенирование ДНК больных проводили в компании “Евроген” (Москва, Россия). Все варианты нуклеотидной последовательности гена TYR обозначены в соответствии с референсным транскрипционным вариантом NM_000372.4.

Метод MLPA для выявления крупных вариаций числа копий локуса гена TYR проведен с использованием набора SALSA MLPA P325-A2 (MRC-Holland, Нидерланды), в соответствии с рекомендациями производителя. Результаты MLPA проанализированы с помощью программы Coffalyser.Net (MRC-Holland). Границы делеций обозначены по сборке генома человека hg18.

За период 2020–2021 гг. ФГБНУ “МГНЦ” сформирована выборка из 90 человек. Всем пробандам проведен поиск вариантов нуклеотидной последовательности в гене TYR и вариаций числа копий локуса этого гена. У 32 пробандов выявлено по два патогенных генетических варианта и подтвержден диагноз ГКА 1 типа: 29 пробандов с ГКА 1A-типа, три пробанда с ГКА 1B-типа (табл. 1). В рассматриваемой выборке: восемь семейных, 22 изолированных случая и два пробанда, по которым нет информации (ребенок усыновлен). Соотношение по полу составило: 0.56 : 0.44 (17 мужчин, 15 женщин). Средний возраст пробандов в выборке – 4.5 года (от 9 мес. до 36 лет).

В результате молекулярно-генетического исследования определены спектр, частоты и типы генетических вариантов в гене TYR, ассоциированных с ГКА 1-го типа. Выявлено 17 вариантов нуклеотидной последовательности, из которых 14 известных и два незарегистрированных, а также один ранее описанный комплексный аллель c.[575C>A;1205G>A] (табл. 2). По литературным данным известно, что варианты c.575C>A и c.1205G>A, находясь в цис-положении, могут приводить к мягкому фенотипу альбинизма как в случае наличия патогенного варианта на другой хромосоме, так и в гомозиготном состоянии [3]. Кроме того, в гене TYR выявлено 11 миссенс-мутаций, один нонсенс-вариант (c.1204C>T), одна однонуклеотидная дупликация (c.929dup), три интронных варианта (с.1036+1G>A, c.1037-3C>G, c.1037-7T>A). Среди вариантов имеются те, которые встречаются в исследуемой выборке с наибольшей частотой в гене TYR. Частоты на всю рассматриваемую выборку 90 пациентов: c.650G>A – 0.144; c.1037-7T>A – 0.033; c.1037G>A – 0.028; c.1204C>T – 0.022. Если рассматривать вклад выявленных патогенных вариантов в ген TYR, частоты (на 32 пациента) составляют: c.650G>A – 0.406; c.1037-7T>A – 0.093; c.1037G>A – 0.078; c.1204C>T – 0.047.

Также впервые были выявлены две крупные хромосомные делеции, захватывающие локус гена TYR: chr11:g.(?_88550674)_(88550758_88563885)del с минимальным размером 84 пары нуклеотидов (максимальный размер неизвестен), захватывающая промоторную область и один экзон, и chr11:g.(88563972_88601051)_(88601132_88657939)del размером от 81 до 93 967 пн, захватывающая 3-й экзон (рис. 1).

Рис. 1.

Схематичное расположение проб для MLPA и хромосомных делеций на локусе 11q14.3 (ген TYR).

По всем больным, которые проанализированы, в исследуемой выборке собрана подробная информация о клинической картине (гипопигментация волос и кожи, глазные проявления). Абсолютно у всех больных (n = 32) выявлены гипопигментация кожи и волос и различные поражения глаз: гипопигментация радужки, сетчатки, снижение остроты зрения, косоглазие, нистагм, светобоязнь и аномалии рефракции (миопия, астигматизм). Помимо основных клинических признаков обнаружены нетипичные проявления, которые, однако, могут указывать как на вовлеченность в патологический процесс других систем и органов, так и на сочетанную патологию: признаки дисфункции срединных структур головного мозга, дисплазия соединительной ткани (n = 1), локальное расширение арахноидального пространства в левой лобной области головного мозга (n = 1), гиперактивность (n = 1), ишемическое поражение центральной нервной системы (n = 1), гипертрофия миндалин, атопический дерматит (n = 1), сколиоз грудного отдела позвоночника (n = 1), отставание в моторном развитии, пузырно-мочеточниковый рефлюкс 3–4-й степени, четыре острых пиелонефрита, лицевые дисморфии (n = 1), кровотечение после удаления зубов, единичные экхимозы (n = 1).

Молекулярный механизм патогенеза ГКА 1-го типа объясняется снижением или отсутствием фермента тирозиназы, которая кодируется геном TYR. Тирозиназа определяет несколько ключевых этапов в синтезе меланина, у больных при этом сохраняется нормальное количество меланоцитов в эпидермисе и волосяных фолликулах, но пигмент в них полностью или частично отсутствует [4]. Снижение содержания пигмента приводит к светлому цвету кожи, белым или светлым волосам, а также к специфическим глазным аномалиям по депигментации радужной оболочки и сетчатки (альбинотическое глазное дно). Офтальмологические изменения включают снижение остроты зрения, патологию зрительных нервов и нистагм [5]. По уровню активности тирозиназы различают несколько типов ГКА: тип 1A характеризуется полным отсутствием активности тирозиназы, тип 1B характеризуется сниженной активностью фермента. Клинически оба подтипа схожи, но подтип 1A считают более “тяжелым”. При ГКА типа 1B симптомы присутствуют с рождения, но могут улучшаться с возрастом [6]. В рассматриваемой нами выборке не удалось проанализировать данный факт в связи с малым количеством выявленных больных типа 1B.

В небольшой выборке пациентов (32 пробанда) при секвенировании кодирующих областей и экзон-интронных соединений гена TYR выявлено 17 вариантов, из них – два незарегистрированных раннее. На сегодняшний день описано значительное количество генетических вариантов в генах, ассоциированных с наследственными формами альбинизма, но наиболее часто патогенные варианты встречаются в гене TYR [6], что выявлено и в настоящем исследовании, проведенном на группе российских пациентов. Однако четыре частых для России варианта (c.650G>A, c.1037-7T>A, c.1037G>A, c.1204C>T) встречаются в странах Европы значительно реже (данные GnomAD). При составлении алгоритма диагностики глазокожного альбинизма необходимо принять во внимание несколько факторов: доступность анализа кодирующих областей гена TYR (пять экзонов) по сравнению с другими генами, ответственными за альбинизм, частоту встречаемости вариантов в гене TYR, а также основной молекулярный механизм развития.

Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этики.

От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие.

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.