Docsity
Docsity

Prepare for your exams
Prepare for your exams

Study with the several resources on Docsity


Earn points to download
Earn points to download

Earn points by helping other students or get them with a premium plan


Guidelines and tips
Guidelines and tips

Молекулярно-генетические особенности муковисцидоза в российских популяциях, Assignments of Anatomy

В данном документе представлена диссертация, посвященная изучению частот мутаций гена муковисцидоза в разных популяциях России. Автор исследования Н.В. Петрова выполнила работу под руководством академика Е.К. Гинтера в лаборатории генетической эпидемиологии Государственного учреждения Медико-генетического научного центра РАМН. В диссертации рассматриваются частоты мутаций F508del, C282Y, H63D и других мутаций в гене CFTR у больных муковисцидозом и в норме. Исследование включает в себя скрининг новорожденных Москвы на мутацию F508del, определение частот мутаций в различных регионах России и анализ гаплотипов внутригенных маркеров у больных муковисцидозом. Результаты исследования могут помочь в раннем выявлении и диагностике муковисцидоза.

Typology: Assignments

2020/2021

Uploaded on 04/29/2021

app-inventor-1
app-inventor-1 🇨🇦

1 document

1 / 42

Toggle sidebar

This page cannot be seen from the preview

Don't miss anything!

bg1
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР
На правах рукописи
Петрова Ника Валентиновна
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И КЛИНИКО-ГЕНОТИПИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ МУКОВИСЦИДОЗА В РОССИЙСКИХ ПОПУЛЯЦИЯХ
03.00.15 – генетика
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Москва – 2009
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26
pf27
pf28
pf29
pf2a

Partial preview of the text

Download Молекулярно-генетические особенности муковисцидоза в российских популяциях and more Assignments Anatomy in PDF only on Docsity!

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР

На правах рукописи Петрова Ника Валентиновна МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И КЛИНИКО-ГЕНОТИПИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МУКОВИСЦИДОЗА В РОССИЙСКИХ ПОПУЛЯЦИЯХ 03.00.15 – генетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва – 2009

Работа выполнена в лаборатории генетической эпидемиологии Государственного учреждения Медико-генетического научного центра РАМН, Москва Научный консультант: академик РАМН, доктор биологических наук, профессор Евгений Константинович Гинтер Официальные оппоненты: доктор биологических наук, Наталья Николаевна Вейко доктор биологических наук, профессор Светлана Андреевна Лимборская доктор биологических наук, профессор Валерий Вячеславович Носиков Ведущее научное учреждение: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская медицинская академия имени И.М. Сеченова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Защита диссертации состоится «_ 02 »февраля_____2009 г. в _____часов на заседании Диссертационного совета Д 001.016.01 при ГУ Медико-генетическом научном центре РАМН (ГУ МГНЦ РАМН) по адресу: 115478, Москва, ул. Москворечье, д.1. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ Медико-генетического научного центра РАМН. Автореферат разослан «___»____________2008 г. Ученый секретарь Диссертационного совета Д 001.016.01, доктор медицинских наук Р.А. Зинченко

S.P. et al., 2006; Иващенко Т.Э., Баранов В.С., 2000; Келембет Н.А. и др., 2005; Корытина Г.Ф.и др., 2004).. Несмотря на то, что муковисцидоз интенсивно изучается на протяжении нескольких десятков лет специалистами разных направлений, в том числе и в России, интерес к проблемам этого заболевания не ослабевает. Вопросы распространенности МВ в разных популяциях и этнических группах, выявления гено-фенотипических корреляций, определения факторов, лежащих в основе вариабельности клинических проявлений, особенностей консультирования в связи с введением пресимптоматической диагностики в России не решены до конца. Цель исследования: Получение оценки частоты муковисцидоза, изучение молекулярно- генетического разнообразия гена CFTR в российских популяциях, выявление гено-фенотипических корреляций у российских больных и разработка на основе полученных результатов принципов медико-генетического консультирования. З адачи исследования :

  1. Оценить частоту МВ в популяциях европейской части России;
  2. Изучить спектр и относительные частоты диагностически значимых мутаций в гене CFTR в обширной выборке российских больных МВ;
  3. Оценить распространенность некоторых мутаций гена CFTR в разных этнических группах коренного населения России;
  4. Изучить генетическую изменчивость локуса гена CFTR по внутригенным и внегенным полиморфизмам в семьях с МВ; оценить возможность использования этих полиморфизмов для косвенной ДНК-диагностики в семьях с частичной информативностью;
  5. Изучить клинические особенности МВ у больных в зависимости от CFTR генотипа;
  6. Изучить возможное модифицирующее влияние ряда генов на клинические проявления муковисцидоза у больных, гомозиготных по мутации F 508 del;
  7. Разработать принципы медико-генетического консультирования для российских семей, отягощенных МВ. Провести расчеты генетического риска МВ при наличии двух независимых факторов риска (положительный тест на ИРТ и ДНК-тестирование; гиперэхогенный кишечник и ДНК-тестирование). Научная новизна :
  8. Впервые на основе определенных прямыми методами популяционной и относительной частот мутации F 508 del дана оценка частоты муковисцидоза в популяциях русских европейской части России.
  1. Впервые определен спектр частых мутаций в гене CFTR , составляющих до 75,7% мутантных аллелей у российских больных МВ, на основе которого разработаны наборы для ДНК-диагностики.
  2. Впервые изучена распространенность семи CFTR мутаций в популяциях европейской части России в пяти этнических группах (русские Ростовской, Тверской, Псковской, Кировской областей, марийцы, чуваши, удмурты, башкиры). Выявлены различия в частоте встречаемости мутации F 508 del среди изученных этносов.
  3. Впервые изучена молекулярно-генетическая изменчивость промоторной и 5’ регуляторной областей гена CFTR у российских больных МВ, у которых при предварительном тестировании не идентифицированы одна или обе мутации.
  4. Выявлены мутации 3944 delTG, 3667 delTCAA и L 138 insA, ранее не обнаруженные у российских больных МВ. Впервые идентифицированы мутации 604insA и K 598 ins. Мутации L 138 ins и 604insA можно отнести к относительно частым у российских пациентов с МВ.
  5. Впервые в семьях российских больных МВ проанализированы частоты аллелей внутригенного полиморфизма IVS 1 CA и частоты гаплотипов четырех внутригенных полиморфизмов IVS 1 CA-IVS 6 aGATT-IVS 8 CA- IVS 17 bCA. Показаны различия в частотах и наборах гаплотипов изученных полиморфизмов, ассоциированных с нормальными и мутантными аллелями гена CFTR.
  6. Выявлены три группы мутаций, ассоциированные с определенными гаплотипами четырех внутригенных полиморфизмов IVS 1 CA-IVS 6 aGATT- IVS 8 CA-IVS 17 bCA: мутации F 508 del, N 1303 K, G 542 X, 2143del и 394delTT – с гаплотипом 21-6-23-13; мутации CFTRdele2,3(21kb), 1677delTA, L 138 ins – с гаплотипом 22-7-16-13; мутации W 1282 X, R 334 W – с гаплотипом 26-7-17-
  7. Впервые у российских больных МВ изучена взаимосвязь клинической картины и CFTR генотипа (с учетом классификации мутаций в зависимости от степени дефекта хлорного канала).
  8. Впервые на выборке российских больных МВ, гомозиготных по мутации F 508 del, изучено модифицирующее влияние шести генов на клинические проявления заболевания и показано, что гены eNOS , MBL 2 и HFE можно рассматривать в качестве модификаторов клинической картины заболевания.
  9. Впервые для российских семей проведены расчеты генетического риска при наличии двух независимых факторов риска МВ: положительного результата первого теста на ИРТ у новорожденного или обнаружения гиперэхогенности кишечника у плода при ультразвуковом исследовании и положительного или отрицательного результата ДНК-диагностики.
  10. Впервые для российских семей показан высокий риск МВ (приближающийся к 0,25) у плода, имеющего гиперэхогенный кишечник во 2-м триместре, при выявлении носительства CFTR мутации одним из родителей.

показано, что частота мутации F 508 del среди русских европейской части России значимо выше (0,00518), чем у изученного коренного населения Волго-Уральского региона (<0,002).

  1. Частота муковисцидоза, рассчитанная из популяционной и относительной частот мутации F 508 del для популяций русских европейской части России, составляет 1:10935.
  2. Анализ четырех внутригенных маркеров гена CFTR (IVS 1 CA, IVS 6 aGATT, IVS 8 CA и IVS 17 BCA) выявляет неравновесие по сцеплению аллелей и гаплотипов в выборках мутантных и нормальных хромосом. Мутация F 508 del сцеплена с гаплотипами 21-6-17-13 и 21-6-23-17 в 91,8% случаев. Мутации G 542 X, N 1303 K, 394delTT и 2143delT ассоциированы с гаплотипом 21-6-23-13. С гаплотипом 22-7-16-13 сцеплены мутации CFTRdele2,3(21kb), 1677 delTA и L 138 insA; с гаплотипом 26-7-17-17 - мутации W 1282 X и R 334 W. Самым частым в выборке нормальных хромосом родителей больных МВ (23,5%) является гаплотип 22-7-16-13. Анализ четырех внутригенных маркеров (IVS 1 CA, IVS 6 aGATT, IVS 8 CA и IVS 17 BCA) и пяти внегенных маркеров (XV-2c; KM19; CS7; J3.11; W30) позволяет проводить пренатальную диагностику МВ практически во всех семьях (99,5%).
  3. У российских больных МВ выявлена ассоциация между CFTR генотипом и тяжестью поражения как органов пищеварительной, так и бронхолегочной системы. У больных с двумя мутациями I и/или II классов дебютом заболевания чаще является кишечный синдром, манифестирующий в более раннем возрасте; колонизация легких P.aeruginosa начинается в более раннем возрасте, что приводит к более быстрому прогрессированию заболевания по сравнению с больными, имеющими, по крайней мере, одну мутацию IV или V класса.
  4. Гены eNOS , MBL 2 и HFE можно рассматривать как модификаторы клинических проявлений МВ у российских больных. Установлена ассоциация полиморфного аллеля A VNTR eNOS 4 со снижением показателей функции внешнего дыхания (ФЖЕЛ и ОФВ 1 ; p<0,05) и со снижением частоты цирроза печени (p<0,05). Выявлена ассоциация аллелей G54D, G57E, R52C и –221G>С гена MBL 2 со снижением показателей ОФВ 1 у детей дошкольного возраста (p<0,05), более ранним поражением P.aeruginosa (p=0,017) и ассоциация мутации G54D с более частым поражением Al. xylosoxidans (p=0,037) и St. maltophilia (p=0,049). Обнаружена ассоциация мутации Н63D гена HFE с более тяжелым поражением пищеварительной системы и ранней манифестацией кишечного синдрома (p<0,05).
  5. Параметрами, которые необходимо учитывать при медико-генетическом консультировании в семьях с МВ и расчетах апостериорного риска, являются частота МВ (1:10965), частота гетерозиготного носительства мутантных аллелей МВ (0,019), доля выявляемых при ДНК-диагностике мутаций (75,5%) и относительные частоты МВ мутаций, если оба родителя происходят из популяций европейской части России. Риск МВ у новорожденного, положительно тестированного на ИРТ, составляет 0, при обнаружении у него одной CFTR мутации и 0,0005, если ни одна из

частых CFTR мутаций не обнаружена. Риск МВ у плода с эхогенностью кишечника, диагностированной при УЗИ во втором триместре беременности, при обнаружении CFTR мутации у одного из родителей составляет 0,1733, если ни одна из частых CFTR мутаций не обнаружена – 0,0017. Личное участие автора в получении научных результатов. Представляемая диссертационная работа является обобщением результатов многолетних комплексных исследований. Работа выполнена на базе лаборатории генетической эпидемиологии ГУ МГНЦ РАМН. Планирование эксперимента, обработка, анализ и обобщение материалов исследования выполнены лично автором. Автор участвовала в сборе популяционных образцов крови совместно с сотрудниками лаборатории генетической эпидемиологии и лаборатории экологической генетики ГУ МГНЦ РАМН, в сборе клинических данных о больных МВ совместно с сотрудником лаборатории генетической эпидемиологии Тимковской Е.Е. и сотрудниками научно-клинического отделения муковисцидоза д.м.н. Н.Ю. Каширской, к.м.н. Радионович А.М., к.м.н. Воронковой А.Ю. Автором создана коллекция ДНК больных МВ и их родственников. Выделение ДНК из образцов крови и ворсин хориона плодов, анализ частых мутаций в гене CFTR у 776 больных МВ, 1082 родителей, в популяционных выборках (3739 индивидов); анализ внутригенных и внегенных полиморфизмов в семьях с МВ (344 больных и 488 родителей); проведение 109 пренатальных диагностик МВ выполнены лично автором. Анализ кодирующей последовательности гена CFTR в выборке 50 пациентов методом денатурирующего гель-электрофореза проведен в Институте биогенетики (Брест, Франция); анализ полиморфизма генов-модификаторов клинической картины МВ (148 больных, гомозиготных по мутации F508del) проведен совместно с сотрудником лаборатории Тимковской Е.Е.; анализ последовательности 5’ регуляторной и промоторной области гена CFTR у 83 больных МВ и 50 здоровых индивидов методом анализа конформационного полиморфизма однонитевых фрагментов ДНК проведен совместно с сотрудниками лаборатории к.б.н. М.Ю. Скобловым и О.Н. Нурутдиновой, что оговорено в соответствующих местах текста. Статистический анализ: расчет относительных частот мутаций, расчет популяционной частоты мутации F508del, оценка частоты МВ в популяциях европейской части России, анализ гено-фенотипических корреляций у российских больных МВ, оценка возможного влияния генов-модификаторов на клиническую картину МВ у больных с одинаковым CFTR генотипом, расчет генетических рисков при наличии двух независимых факторов риска МВ в разных регионах России выполнены лично автором. Апробация работы. Результаты исследования были представлены на Европейских конференциях по муковисцидозу (в 1991, 1996, 1999, 2006, 2008 годах); на Европейских международных симпозиумах по муковисцидозу (в 1997, 2000,

Для изучения гено-фенотипических корреляций и модифицирующего влияния ряда генов на клиническую картину МВ проанализированы истории болезни 460 детей из 776 больных МВ, находившихся на постоянном амбулаторном учете в научно-клиническом отделении муковисцидоза ГУ МГНЦ РАМН с 1991 по 2006 год, из них 122 истории болезни пациентов, проживающих в Москве. У всех больных, включенных в исследование, диагноз муковисцидоза был установлен клинически врачами научно-клинического отделения муковисцидоза ГУ МГНЦ РАМН (руководитель д.м.н., профессор Капранов Н.И.) Подтверждался диагноз потовым тестом (концентрация хлоридов более 60 ммоль/л), измерением разности электрических потенциалов на эпителии носа. Возраст обследованных больных колебался от 3 месяцев жизни до 21 года. Средний возраст составил 9,79±0,26 лет. Распределение больных по полу показало практически равное соотношение мальчиков и девочек (239 : 221; 52% : 48%). Данные для расчета массо-ростового индекса (МРИ) были доступны для 358 МВ больных. У 51,4% пациентов наблюдается отставание физического развития (МРИ<90% от должного). Измерения для оценки показателей функции внешнего дыхания (ФВД) были проведены у 307 больных. Данные микробиологического исследования мокроты были доступны у 424 больных. Данные о состоянии гепатобилиарной системы имелись по 455 больным. Цирроз печени отмечен у 15,4% пациентов, диффузный фиброз – у 9,7%. Гепатит – у 6,8%, в том числе вирусный – у 3,9% в анамнезе. Мекониальный илеус (МИ) отмечен у 4,9%, а синдром дистальной интестинальной обструкции (СДИО) – у 8,5% в анамнезе (данные по 409 пациентам). В большинстве наблюдений имела место смешанная форма МВ – 93,5%, кишечная форма в обследуемой выборке составила лишь 1,1% ( больных), а легочная форма - 5,4 % (23 пациента). Данные доступны для 447 больных. Течение заболевания оценивалось как тяжелое у 59,4%, средне- тяжелое – у 40,4% и легкое – у 0,2% пациентов (всего оценка была возможна у 451 больного). Для анализа частот CFTR мутаций в популяциях европейской части России использован материал, собранный в ходе медико-эпидемиологических экспедиций сотрудниками лаборатории генетической эпидемиологии и лаборатории экологической генетики ГУ МГНЦ РАМН в период 1993- годов. Образцы крови башкир собраны сотрудниками Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН (г. Уфа, Башкирия) в 2006- годах. Материал собирался у здоровых неродственных индивидов, принадлежащих к коренному этносу вплоть до третьего поколения и являющихся уроженцами обследуемых населенных пунктов. При сборе материала были получены письменные информированные согласия. При этом заполнялась анкета с указанием мест рождения и этнической принадлежности обследуемых и их предков до третьего поколения (бабушки-дедушки). Всего исследовано 3739 здоровых индивидов. Образцы пятен крови новорожденных г. Москвы 1990 г.р. и 1995 г.р. для анализа частоты мутации F 508 del были любезно предоставлены

А.Д.Байковым (Московский центр неонатального скрининга, ДПБ № г.Москвы). Экспериментальные методы. Материалом исследования являлась ДНК, выделенная из различных источников (лейкоцитов цельной крови, пятен высушенной крови, ворсин хориона). ДНК выделяли методом ферментативного гидролиза протеиназой К с последующей очисткой высаливанием, хлороформной экстракцией и осаждением охлажденным этанолом (96%), а также с использованием наборов реактивов для выделения ДНК «Wizard Genomic DNA Purification Kit» (фирма «Promega», (USA) и Diatom TM DNA Prop (ООО «Изоген», Россия) в соответствии с рекомендациями производителя. Анализ частых мутаций и полиморфизмов гена CFTR проводили методами ПЦР и мультиплексной ПЦР, рестрикционного анализа, гель- электрофореза, используя олигонуклеотиды, последовательности которых были опубликованы в статьях (Kerem B.-S. et al., 1989; Zielenski J. et al., 1991; Ng I.S.I. et al., 1991; Highsmith W.E. et al., 1994; Dork T. et al., 2000; Chehab F.F. et al., 1991; Rosenbloom C.L. et al., 1989; Feldman G.L. et al., 1988; Williams C. et al., 1988; Northrup H. et al., 1989; Dean M. et al., 1990). Для анализа мутаций F 508 del, I 506 del, 1677delTA, CFTRdele2,3(21kb), 2143delT, 2184insA, 394delTT, 3821 delT методом мультиплексной ПЦР использовали набор праймеров, разработанный д.б.н., проф. А.В. Поляковым (лаборатория ДНК-диагностики ГУ МГНЦ РАМН). Скрининг CFTR мутаций методом электрофореза в денатурирующем градиентном геле (DGGE) и последующее секвенирование фрагментов ДНК с аномальной подвижностью проводили в лаборатории биогенетики Центра биогенетики (Брест, Франция), согласно разработанной в этой лаборатории методике (Verlingue C. et al., 1995). Поиск мутаций в промоторной и 5’ регуляторных регионах гена CFTR проводили методом конформационного полиморфизма одноцепочечных фрагментов ДНК (SSCP). Автоматическое секвенирование фрагментов ДНК с аномальной подвижностью проводили в ООО «Хеликон», Россия. Анализ мутаций и полиморфизмов генов eNOS , MBL 2 , TNFA , LTA , GSTM 1 , HFE 1 проводили методами ПЦР, мультиплексной ПЦР, рестрикционного анализа и гель-электрофореза, используя праймеры, описанные в литературе (Monti L.D. et al., 2003; Zang D.L. et al., 2003; Madsen H.O. et al., 1998; Beutler E. et al., 1996; Пай Г.В. и др., 2003). Общеклинические методы. Анализируемые параметры включали: пол, возраст, место проживания, проводимую терапию, время манифестации кишечного и респираторного синдрома, возраст постановки диагноза, форму заболевания, тяжесть течения, показатели ФВД (ФЖЕЛ и ОФВ 1 ), результаты посева мокроты (наличие высева, его периодичность, существование мукоидной или гладкой формы P.aeruginosa , наличие высева St.aureus , MRSA , Al.xylosoxidans , B. сepacia, St.maltophilia ), массу и рост, поражение гепатобилиарной системы и наличие в анамнезе мекониального илеуса. Для оценки массы и роста использовался массо-ростовой индекс (МРИ) определяемый по формуле: (фактическая масса/идеальная масса по росту и полу) 100%, для чего использовали перцентильные графические стандарты, полученные Национальным Центром по Статистике здоровья (National Centre

Анализ относительных частот CFTR мутаций у больных МВ. Молекулярно-генетические исследования по муковисцидозу проводятся в лаборатории генетической эпидемиологии ГУ МГНЦ РАМН на протяжении длительного периода, начиная с 1989 года. Спектр частых мутаций гена CFTR , характерный для больных из России, был определен в результате совместного с Институтом Биогенетики (Брест, Франция) исследования всей кодирующей последовательности гена CFTR в выборке 50 пациентов в 1993-1995 годах (Verlingue C. et al., 1995), межъевропейского коллаборативного исследования распространения мутации CFTRdele2,3(21kb) (Dörk T. et al., 2000), самостоятельных работ (Петрова Н.В. и др., 1994, 1997, 2001; Петрова Н.В.,

  1. с учетом данных других отечественных исследователей, анализирующих независимые от нас выборки больных (Иващенко Т.Э,, 2000; Корытина Г.Ф. и др., 2002; Голубцов В.И. и др., 2007). Для определения относительных долей частых CFTR мутаций были проанализированы 1532 мутантные хромосомы (766 неродственных больных МВ). В спектр рутинно анализируемых мутаций вошли мутации F 508 del, CFTRdele2,3(21kb), I 507 del, 1677 delTA, 2143 delT, 2184 insA, 394 delTT, 3821 delT, G 542 X, G 551 D, R 553 X, W 1282 X, N 1303 K, E 85 Q, 621+1G>T, R 117 H, 1717-1G>A, 3849+10kbC>T, R 334 W, R 347 P, S 1196 X. В ряде случаев были обнаружены образцы, имеющие измененную подвижность амплифицированных фрагментов ДНК в 4, 20, 19 и 13 экзонах. При секвенировании амплифицированных фрагментов с аномальной подвижностью были идентифицированы мутации 3667insTCAA (вставка четырех нуклеотидов TCAA после положения 3667, 19 экзон) и K 598 ins (13 экзон, вставка трех нуклеотидов AAA после положения 1923, что приводит к вставке аминокислоты лизин после позиции 598) (каждая у одного больного в компаунде с мутацией F 508 del), 3944delGT (вставка двух нуклеотидов после положения 3944, 20 экзон; у двух неродственных больных, у одного в компаунде с мутацией F 508 del, у другого – с 3849+10kbC>T), 604insA (4 экзон, вставка нуклеотида A после положения 604; у трех неродственных больных: у двух в компаунде с мутацией F 508 del, у третьего – с мутацией G 542 X) и L 138 ins (4 экзон, вставка трех нуклеотидов CTA после положения 546, что приводит к вставке аминокислоты лейцин после позиции 138; у шести неродственных больных: у двух в компаунде с мутацией F 508 del, у двух – с мутацией CFTRdele2,3(21kb), у одного – с мутацией 2184insA, а у одного вторая мутация осталась не идентифицированной). Мутации 3667insTCAA, 3944 delGT и L 138 ins ранее не были отмечены другими отечественными исследователями. Мутации 604insA и K 598 ins обнаружены впервые. Мутации L 138 ins и 604insA включены нами в рутинный анализ частых CFTR мутаций у российских больных МВ. На рис. 1 приведена схема распределения относительных долей обнаруженных CFTR мутаций в проанализированной выборке мутантных хромосом.

F508del - 54,2 CFTRdele2,3(21kb) - 7,2 2143delT - 2, W1282X - 2,0 N1303K - 1,9 3849+10kbC>T - 1, 2184insA - 1,7 G542X - 1,3 1677delTA - 0, 3821delT - 0,8 R334W - 0,7 L138insA - 0, 394delTT - 0,5 S1196X - 0,3 604insA - 0, 621+1G>T - 0,2 3944delGT - 0,2 R347P - 0, 3667insTCAA - 0,1 K598ins - 0,1 не идент. - 23, Рис.1. Распределение относительных частот CFTR мутаций (в %) у российских больных МВ. Анализ мутаций, встречающихся у больных МВ в разных регионах России, подтверждает тенденции, прослеживающиеся в распределении CFTR мутаций в Европе: снижение относительной доли мутации F 508 del с северо- запада на юго-восток - у российских больных МВ относительная частота мутации F 508 del в среднем составляет 54,2% и колеблется от 59% на северо- западе до 47% на юге европейской части России. Второй по частоте, после мутации F 508 del, среди российских больных является мутация CFTRdele2,3(21kb), в среднем составляя 7,2%. Данное значение относительной частоты, самое высокое в Европе, согласуется с гипотезой о происхождении мутации CFTRdele2,3(21kb) на территории Восточной Европы среди славянских племен и проникновением ее в Западную Европу с востока. Следует отметить, что среди обследованных нами пациентов мутация CFTRdele2,3(21kb) обнаружена не только у русских, но и у пациентов с другой этнической принадлежностью: у армян, грузин, чеченцев и татар. Такие частые в мире мутации, как G 542 X и N 1303 K, обнаружены и в обследованной нами выборке, с частотами от 0,5% до 2-4% в разных регионах, что соответствует снижению встречаемости данных мутаций с удалением от средиземноморского региона. Мутации в 13 экзоне гена CFTR , 2143delT и 2184insA, являются относительно частыми мутациями среди изученных российских больных МВ, что согласуется с данными других отечественных авторов, проанализировавших независимые выборки больных МВ (Иващенко Т.Э., 2000; Корытина Г.Ф. и др., 2002; Одинокова О.Н. и др., 2006; Рукавичкин Д.В., 2007). Мутации G 551 D и R 553 X, распространенные во многих популяциях Европы, не были обнаружены ни у одного из обследованных нами больных МВ. По- F508del CFTRdele2,3(21kb) не идентиф.

областях гена CFTR у российских больных, как и у пациентов в других популяциях мира, достаточно редки. Анализ частоты некоторых мутаций в гене CFTR в ряде популяций России. Для определения популяционных частот CFTR мутаций проанализированы выборки здоровых индивидов, проживающих в европейских регионах России и относящихся к пяти этносам: русские, марийцы, удмурты, чуваши, башкиры. Для каждого этноса проскринировано не менее 1000 хромосом. Методом мультиплексной ПЦР проанализированы семь CFTR мутаций: F 508 del, CFTRdele2,3(21kb), 1677 delTA, 2143 delT, 2184 insA, 394 delTT, 3821 delT, суммарная доля которых у российских больных МВ составляет 67,3%. Регионы происхождения индивидов, размеры выборок и результаты исследования представлены в табл. 1. Таблица 1. CFTR мутации, обнаруженные в популяционных выборках. Этнос Регион Объем выборки (чел.) Мутации Русские Кировская область 354 4 – F508del Тверская область 182 1 – F508del 1 – CFTRdele2,3(21kb) Псковская область 140 1 – F508del Ростовская область 648 9 – F508del 1 – 1677delTA Чуваши Чувашия 780 3 - F508del 1 – CFTRdele2,3(21kb) Удмурты Удмуртия 613 2 - F508del Марийцы Марий Эл 505 не обнаружены Башкиры Башкирия 517 1 – CFTRdele2,3(21kb) В выборках русских из четырех регионов были обнаружены три разные мутации в гене CFTR : F 508 del, CFTRdele2,3(21kb) и 1677delTA, но только мутация F508del встретилась во всех регионах, поэтому у русских европейской части России возможно было оценить популяционную частоту только мутации F 508 del. Частоты мутации F508del в выборках русских представлены в табл. 2. При попарном сравнении частот мутации F 508 del во всех выборках, а также в выборках из г. Санкт-Петербурга (8/1000 хромосом) (Потапова, 1994) и г. Москвы (22/5046 хромосом) (Петрова Н.В., Гинтер Е.К., 1997) достоверные различия не выявлены. Отсутствие различий в частотах мутации F508del позволило объединить все выборки для получения более точного значения частоты мутации F508del у русских европейской части России, составившего 0,00518 (0,00398÷0,00663, при 95%-ом доверительном интервале) (табл. 2), что достоверно ниже, чем в ряде европейских популяций. Так, наибольшие

значения частоты мутации F 508 del наблюдаются на северо-западе Западной Европы, достигая в Шотландии (Brock D.J. et al., 1998) и Дании (Brandt N.J. et al., 1994) 0,015 и 0,013, соответственно; в странах средиземноморского бассейна частота мутации F 508 del снижается, составляя, например, в Италии – 0,010 (Gasparini P. et al., 1999), а в Израиле (среди евреев-ашкенази) – 0, (Kalman Y.M. et al., 1994). В Эстонии частота мутации F 508 del составила 0, (Teder M. et al., 2001), это значение достоверно не отличается от полученного нами для русских европейской части России. Согласно данным Международного консорциума по муковисцидозу в Европе относительная частота мутации F 508 del снижается в направлении с севера-запада на юго- восток (WHO, 2004). По-видимому, так же изменяется и популяционная частота мутации F 508 del. Этому соответствует и значение частоты мутации F 508 del, полученное для коренного населения Индии (0,00209), что достоверно ниже, чем для обследованных русских популяций. Таблица 2. Частота мутации F508del в выборках русских. в выборках русских.ыборках русских. русских русских.. Регион Частота мутации F508del Границы значения частоты F 508 del (min max) при 95%-ом доверительном интервале Ростовская область 0,00694 0,00363<…<0, Кировская область 0,005 65 0,001 93 <…<0,0 1288 Тверская область 0,00275 0,00014<…<0, Псковская область 0,00357 0,00012<…<0, С.-Петербург 0,00800 0,00398<…<0, Москва 0,00436 0,00295<…<0, Всего (русские) 0,00518 0,00398<…<0, В табл. 3 представлены значения частоты мутации F508del у четырех народов Волго-Уральского региона (марийцы, чуваши, удмурты, башкиры) в сравнении с русскими европейской части России. Таблица 3. Различие в частоте мутации F508del между пятью этническими группами. в выборках русских. частоте в частоте мутации F508del между пятью этническими группами. мутации F508del ме в частоте мутации F508del между пятью этническими группами.жду пятью этническими группами. этниче в частоте мутации F508del между пятью этническими группами.скими группами. Этническая группа Частота мутации F508del (minmax при 95%-ом д.и.) Р (уровень значимости - %) марийцы …<0,00296 Рр-м=96, 1 5 ( 5 %) чуваши 0,00192 (0,000520,00496) Рр-ч=94,9 8 (5%) удмурты 0,00112 (0,000060,00530) Рр-у=94,37 (10%) башкиры <0,00458 Рр-б=96,49 (5%) русские 0,00518 (0,003980,00663) Примечания: р – русские; м – марийцы; ч – чуваши; у – удмурты; б - башкиры Частота мутации F508del в выборках удмуртов, чувашей, башкир и марийцев не должна превышать 0,00530, 0,00496, 0,00458 и 0,00296, соответственно (при 95% доверительном интервале). Различия в частоте этой мутации между выборками русских и марийцев, русских и чувашей, русских и

Следующим этапом работы явилась разработка протокола комплексной ДНК-диагностики МВ в российских семьях на основе полученных результатов по анализу частых мутаций и анализу полиморфизма внутригенных и внегенных маркеров гена CFTR. Он заключается в использовании методов прямой и косвенной идентификации мутантных аллелей у больных, родителей и других членов семей (рис. 2). При прямой диагностике частых мутаций идентифицируют 77% мутантных аллелей. При этом в 58% семей с МВ идентифицированы обе мутации, в 33% - одна мутация, в 9% - на обеих хромосомах мутация не определена. В двух последних ситуациях проводим косвенную диагностику с использованием внутригенных и внегенных полиморфизмов, позволяющую повысить число информативных семей не менее, чем до 95%. Рис. 2. Схема проведения комплексной ДНК-диагностики в семьях с МВ. А). Анализ частот аллелей и гаплотипов внутригенных полиморфизмов в выборках нормальных и мутантных хромосом. С целью выяснения эффективности использования внутригенных полиморфизмов для диагностики МВ в семьях, где один или оба мутантных аллеля неизвестны, проведен анализ сцепления аллелей четырех внутригенных полиморфизмов IVS 1 CA, IVS 8 CA, IVS 6 aGATT, IVS 17 bCA в семьях с МВ (

Комплексная

диагностика

Прямая Косвенная

F508del, CFTRdele2,3(21kb), 1677delTA,2143delT,2184insA, 394delTT, 3821delT, N1303K, G542X,3849+10kbC>T,W1282X, R334W, L138insA( 75,7%) E85Q,621+1G>T, 604insA, R347P, I507del, R553X, G551D, K598ins, S1196X, 3667insTCAA,3944delTG, R117H, 1717-1G>A (1,3%) Внутригенные маркеры: IVS1CA; IVS8CA; IVS6aGATT; IVS 17 bCA Внегенные маркеры: XV 2 c; KM19; CS 7 J3.11(D 7 S8); W30(D 7 S 8 )

больных и 488 их родителей). Выявлено достоверное различие частот аллелей в выборках нормальных и мутантных хромосом и неравновесие по сцеплению для определенных аллелей для всех изученных внутригенных маркеров. Анализ гаплотипов также выявил достоверное различие частот гаплотипов в выборках нормальных и мутантных хромосом и неравновесие по сцеплению для определенных гаплотипов внутригенных маркеров. Наиболее частым в выборке нормальных хромосом является гаплотип 22-7-16-13 (22,5%), в выборке мутантных хромосом самыми частыми являются 21-6-17-13 (29,5%) и 21-6-23-13 (27,5%), среди нормальных хромосом обнаруженные менее чем в 3%; и гаплотип 22-7-16-13 (15,2%). В результате анализа сцепления CFTR мутаций с гаплотипами четырех внутригенных маркеров выявлены три группы мутаций, ассоциированные с определенными гаплотипами: мутации F 508 del, N 1303 K, G 542 X, 2143del и 394 delTT – с гаплотипом 21-6-23-13; мутации CFTRdele2,3(21kb), 1677delTA, L 138 ins – с гаплотипом 22-7-16-13 и мутации W 1282 X, R 334 W – с гаплотипом 26-7-17-17. Мутацию F 508 del считают самой древней мутацией в гене CFTR : в зависимости от используемых для расчетов ДНК-маркеров ее возраст оценивают от 6000 до 35000-52000 лет назад. Большинство хромосом с мутацией F 508 del ассоциированы с двумя группами гаплотипов, имеющих аллели 23 и 17 маркера IVS 8 CA в своем составе. В исследованной нами выборке это гаплотипы 21-6-23-13 и 21-6-17-13. Предполагают, что гаплотип, ассоциированный с аллелем 23, является более древним по сравнению с гаплотипом с аллелем 17 и, возможно, исходным, на котором произошла мутация F 508 del. Вероятно, что появление гаплотипа, ассоциированного с аллелем 17, произошло вследствие неравного кроссинговера (Morral N. et al., 1994; Kaplan N.L. et al., 1994). Мутации N 1303 K и G 542 X также считают древними в истории человечества и произошедшими в той же исходной популяции с одинаковым генетическим составом, что и мутация F 508 del (Claustres M. et al., 1996; Mateu E. et al., 2002). Об этом свидетельствует и их ассоциация с древним гаплотипом 21-6-23-13. С этим гаплотипом сцеплены мутации 2143del и 394delTT, о времени происхождения которых данные в литературе отсутствуют. Но их сцепление с древним гаплотипом 21-6-23- может указывать на то, что источником проникновения этих мутаций на территорию Восточной Европы могла быть та же исходная популяция, с которой связано и распространение мутации F 508 del. Появление мутации W 1282 X произошло на территории Ближнего Востока относительно недавно, а проникновение и распространение ее на территорию Европы связано с миграцией популяции евреев-ашкенази (Claustres M. et al., 1996; Bobadilla J.L. et la., 2002). В большем числе случаев мутация W 1282 X у российских больных МВ сцеплена с гаплотипом 26-7-17-17, относительно редким как среди мутантных, так и среди нормальных хромосом. С этим же гаплотипом сцеплена и мутация R 334 W, что может говорить о ее проникновении на территорию России одновременно с мутацией W 1282 X и из одной исходной популяции. Мутация 3849+10kbC>T ассоциирована с двумя гаплотипами, различающимися по аллелям всех четырех полиморфизмов 21-6-23-13 и 26-7-17-17, что может