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.,

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении мы суммируем полученные нами результаты и литературные данные по Х-сцепленной умственной отсталости. Проблема сцепленных с хромосомой Х нарушений психического развития детей носит медико-социальный характер в связи с высокой распространённостью патологии, а также тем обстоятельством, что она ведёт к глубокой инвалидности, обусловленной тяжёлым поражением нервной системы. Клинический полиморфизм различных форм XLMR служит причиной трудностей её диагностики среди недифференцированной умственной отсталости. До сих пор неизвестна этиология многих заболеваний данной группы, что затрудняет проведение медико-генетического консультирования и определение генетического риска возникновения повторных случаев патологии.

Клинико-генеалогический анализ позволил нам выявить XLMR у 6,54 % детей с когнитивными нарушениями, обследованных в специализированных клиниках, в то время как удельный вес данной патологии, рассчитанный на основе соотношения полов больных с умственной отсталостью, значительно выше – 28,5 %. Подобные различия наблюдаемой и рассчитанной частоты XLMR были получены и другими авторами [Ropers, Hamel, 2005; Rejeb et al., 2009]. Причина более низкой выявляемой по сравнению с ожидаемой частотой патологии заключается в сложности идентификации случаев несиндромальной X-сцепленной умственной отсталости, нераспознаваемой клиническими методами. Удельный вес 6,54 % в большей степени отражает частоту синдромальных форм XLMR, нежели патологии в целом. Следовательно, значительная часть случаев Х-сцепленной умственной отсталости остается в группе недифференцированных форм. В связи с этим представляется особо значимым поиск лабораторных диагностических маркеров, общих для данной группы заболеваний. Одним из таких маркёров является неслучайная инактивация хромосомы Х.

Результаты проведенного исследования позволили установить, что неслучайная инактивация хромосомы Х является одной из характерных эпигенетических особенностей Х сцепленных форм умственной отсталости и встречается у 45 % девочек с XLMR и 46 % женщин
из семей мальчиков с данной патологией, что значительно выше, чем частота сдвига Х-инактивации в контрольной группе здоровых женщин (6,5 %). Эти данные согласуются с результатами исследования Plenge с соавторами [2002], которые обнаружили неравную Х-инактивацию у 47 % носительниц различных Х-сцепленных мутаций, приводящих к умственной отсталости, а также с работами ряда авторов, изучавших отдельные формы XLMR, и обнаруживших высокую частоту сдвига Х-инактиации в семьях с данной патологией [Юров и др., 2005б; Parrish et al., 1996; Eble et al., 2009]. Полученные данные, таким образом, подтвердили, что неслучайная инактивация хромосомы Х может служить признаком наличия у индивидуумов женского пола Х-сцепленных мутаций.

Анализ инактивации хромосомы Х при XLMR имеет исключительное значение для клинической практики, так как значительно повышает эффективность диагностики Х-сцепленных форм умственной отсталости и медико-генетического прогноза в семьях с данной патологией. Так, исследование Х-инактивации дало возможность без применения крайне дорогих методов определения мутаций подтвердить диагноз ХLMR у 26 % больных с недифференцированными нарушениями интеллекта. Величина 26 % близка удельному весу XLMR (28,5 %), рассчитанному нами, исходя из соотношения полов среди детей с нарушениями интеллекта. Совпадение двух данных величин означает, что анализ Х-инактивации дал возможность обнаружить те случаи XLMR, которые не позволил идентифицировать клинико-генеалогический метод, выявивший Х-сцепленную патологию только у 6,54 % детей с недифференцированной умственной отсталостью. Исследование Х-инактивации повысило выявление женщин-носительниц в семьях мальчиков с Х-сцепленной умственной отсталостью до 46 %, в то время как оно составляло только 17 % при использовании клинико-генеалогического анализа.

На основе анализа особенностей Х-инактивации тяжесть течения заболевания возможно прогнозировать у всех девочек с Х-сцепленной умственной отсталостью. Результаты нашего исследования показали, что не только степень сдвига Х-инактивации, но и его направление значительно влияет на фенотип гетерозигот по мутациям Х-сцепленных генов. При преимущественной инактивации хромосомы Х с мутацией у них возникали лёгкие формы заболеваний или асимптоматическое носительство. При этом, чем выше была степень сдвига Х-инактивации (т.е. чем выше процент клеток с активной нормальной хромосомой Х), тем менее выражены были патологические признаки. В тех случаях, когда была преимущественно активна хромосома Х с мутацией, наблюдалось развитие выраженных клинических проявлений у гетерозигот.
Следовательно, характеристиками Х-инактивации должны служить степень и направление её сдвига.

Выявленные нами закономерности имеют большое значение и с теоретической точки зрения. Известно, что неравная Х-инактивация отражает процесс селекции клеток с активными мутантной и нормальной хромосомами Х в женском организме. Полученные нами результаты свидетельствуют о существовании процесса селекции клеток против тех, где активна хромосома Х с мутацией, у гетерозигот при большинстве
форм XLMR (синдромы Блоха-Сульцбергера, RTT, Айкарди, Гольтца, Симпсона-Голаби-Бемеля, ото-палато-дигитальный синдром 1 и 2 типов, структурные аномалии хромосомы Х и др.). Однако взаимодействие двух субпопуляций клеток с активной мутантной и нормальной хромосомами Х носит сложный характер. Так, при синдроме Хантера, благодаря метаболической кооперации двух субпопуляций клеток, отсутствует их селекция. При синдроме Коффина-Лоури и адренолейкодистрофии наблюдается преимущественное выживание клеток с активной мутантной хромосомой Х, причины которого остаются неясными. Необходимы дальнейшие исследования по изучению патогенеза Х-сцепленных заболеваний с обязательным использованием анализа инактивации хромосомы Х. Следует также упомянуть, что перспективы лечения некоторых заболеваний из группы ХLMR, проявляющихся у девочек-гетерозигот, могут быть связаны с теоретической возможностью управления процессом инактивации хромосомы Х.

Использование разработанных нами шкал количественной оценки фенотипа позволило с эффективностью выявлять среди больных с недифференцированными формами нарушений интеллекта детей с синдромами FRAXA и RTT. Так, RTT был подтвержден молекулярно-генетическим методом в 89 % случаев, отобранных согласно шкале, что является одним из высоких среди опубликованных в литературе показателей эффективности клинической диагностики заболевания. Синдром умственной отсталости, сцепленной с ломкой хромосомой Х, установлен в 40 % случаев, что в среднем в 10 раз превышает процент подтверждения этого диагноза в различных генетических центрах, включая зарубежные [Stevenson, Schwartz, 2009].

Установлена зависимость тяжести течения синдрома умственной отсталости, сцепленной с ломкой хромосомой Х, от наличия мутации либо премутации в гене FMR1, RTT – от типа и позиции мутаций в гене MECP2, а также обоих заболеваний – от особенностей инактивации хромосомы Х. Так, например, было показано, что при нонсенс мутациях и мутациях со сдвигом рамки считывания в гене MECP2, в отличие от миссенс мутаций данного гена, выявляется более тяжелый фенотип больного при RTT, а экспрессивность ряда признаков (нарушений целенаправленных движений рук, речи, статических функций и др.) – является более высокой. Ряд мутаций, ведут к тяжёлому течению заболевания (R168X, R255X, T158M и R270X) и к лёгким его формам (R133C, R294X, R106W и R306C). На основе выявленных корреляций генотипа и фенотипа предложена система прогнозирования тяжести течения данных форм XLMR.

Применение таких высокоразрешающих технологий, как серийная сравнительная геномная гибридизация, показало, что Х-сцепленная
умственная отсталость может быть результатом вариации количества копий генов хромосомы Х [Bauters et al., 2008 б; Iourov et al., 2008 б; Gecz et al., 2009; Yurov et al., 2013]. Некоторыми авторами были выявлены микроделеции и микродупликации хромосомы Х не менее чем в 13–20 % случаев недифференцированной Х-сцепленной умственной отсталости [Froyen et al., 2007; Iourov et al., 2012]. В каталоге Х-сцепленных форм умственной отсталости, представленном на вебсайте IGOLD, описано несколько десятков случаев микроделеций и микродупликаций хромосомы Х [Gecz et al., 2009]. Нами наблюдались больные с субмикроскопическими аномалиями хромосомы Х, выявленными с помощью методов высокоразрешающей сравнительной геномной гибридизации и серийной сравнительной геномной гибридизации в лабораториях цитогенетики и геномики психических заболеваний, молекулярной генетики мозга Научного центра психического здоровья и лаборатории молекулярной цитогенетики нервно-психических заболеваний Научно-исследовательского клинического института педиатрии имени академика Ю.Е. Вельтищева [Iourov et al., 2015 а]. Таким образом, Х-сцепленная умственная отсталость представляется как группа заболеваний, которые возникают как вследствие генных мутаций на хромосоме Х, так и в результате нарушения количества копий Х-сцепленных генов. Последнее привело к открытию новых нозологических форм XLMR. Так, был выделен синдром микродупликации Xq28, который предположительно является одной из частых причин умственной отсталости у мальчиков [Воинова и др., 2015; Ворсанова и др., 2015; Van Esch et al., 2005]. У наблюдавшихся нами детей с данным заболеванием умственная отсталость оставалась недифференцированной до применения технологии arrayCGH. Значительные трудности представляет анализ взаимосвязи субмикроскопических аномалий хромосомы Х с фенотипом больных. Каждый случай данной патологии требует проведения биоинформатического анализа – современного метода исследования корреляций генотип/фенотип [Юров и др., 2014; Iourov et al., 2015 б; Yurov et al., 2016]. Биоинформатический анализ может способствовать поиску генов-кандидатов, изменение количества копий которых ведёт к развитию фенотипических признаков у детей с XLMR.

Результаты наших исследований Х-сцепленной умственной отсталости и анализ доступных нам из научной литературы работ имеют фундаментальное значение для понимания патогенеза нарушений развития центральной нервной системы, приводящих к когнитивным расстройствам. Использование полученных нами данных в прикладных исследованиях поможет совершенствованию дифференциальной диагностики и медико-генетического консультирования семей с умственной отсталостью.


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