| |||||
МЕНЮ
| Литература - Другое (книга по генетике)----------+ Синдром ломкой X-хро- ¦FMR2, FRAXE¦(CGG)n ¦6-25 ¦25-200¦>200 ¦Knight et al.,1994 ¦ мосомы тип 2; 309548¦Xq27.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Миотоническая дистро- ¦DM, MP-1 ¦(CTG)n ¦5-10 ¦19-30 ¦>30 ¦Shelbourne et al.,1992¦ фия; 160900¦19q13.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Wieringa,1994 ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Хорея Гентингтона; ¦HD, IT-15 ¦(CAG)n ¦6-37 ¦ ¦37- 121¦Huntington's Dis. ¦ 143100¦4p16.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Collab.Res.Group,1993 ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Спинально-мозжечковая ¦SCA1 ¦(CAG)n ¦6-39 ¦ ¦41-81 ¦Orr et al.,1993 ¦ атаксия тип 1; 164400¦6p21.3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Chung et al.,1993 ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Денто-рубральная-палли-¦DRPLA, B-37¦(CAG)n ¦7-34 ¦ ¦54-75 ¦ Koide et al.,1994 ¦ до-люисовая дегенерация¦12pter-p12 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ Nagafuchi et al.,1994¦ 125370¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Спинально-бульбарная ¦AR ¦(CAG)n ¦12-33¦ ¦40-62 ¦La Spada et al.,1991 ¦ мышечная атрофия;313200¦Xq11-q12 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------+ Спинально-мозжечковая ¦MJD ¦(CAG)n ¦13-36¦ ¦68-79 ¦Kawaguchi et al.,1994 ¦ дегенерация Мачадо- ¦14q32.1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ Джозефа ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -----------------------+-----------+-------+-----+------+------+------------ ----------- Раздел 10.4. Моногенные наследственные болезни, диаг- ностируемые молекулярными методами в России. Сводка, представленная в таблице 10.3, составлена на основании анализа работ основных отечественных лабораторий и публикаций, связанных с проблемой молекулярной диагностики наследственных болезней. Сводка не является исчерпывающей и включает преимущественно те заболевания для которых возможна или уже проводится диагностика на внутриутробных стадиях развития (Баранов, 1994). Таблица 10.3. Моногенные наследственные болезни, диагности- руемые молекулярными методами и доступные пренатальной диаг- ностике в России. -----T-----------------------------------T------------------¬ ¦N пп¦ Болезни ¦Медицинские центры¦ +----+-----------------------------------+------------------+ ¦1 ¦ Муковисцидоз ¦ИАГ;ИЭМ РЦМГ; ТИМГ¦ ¦2 ¦ Миодистрофия Дюшенна/Беккера ¦ИАГ;РЦМГ; ТИМГ ¦ ¦3 ¦ Гемофилия А ¦ИАГ; ГНЦ; ¦ ¦4 ¦ Гемофилия В ¦ИАГ; ГНЦ ¦ ¦5 ¦ Фенилкетонурия ¦ИАГ; ГНЦ;ПМА;РЦМГ ¦ ¦6 ¦ Синдром ломкой Х-хромосомы ¦ИАГ; ¦ ¦7 ¦ Миотоническая дистрофия ¦ИАГ ¦ ¦8 ¦ Болезнь Виллебранда ¦ИАГ;ГНЦ ¦ ¦9 ¦ Хорея Гентингтона ¦ИАГ; РЦМГ; НИИН ¦ ¦10 ¦ Болезнь Леш-Нихана ¦ИАГ ¦ ¦11 ¦ Спинально-бульбарная мышечная ¦ИАГ; НИИН ¦ ¦ ¦ атрофия ¦ ¦ ¦12 ¦ Гепато-лентикулярная дегенерация ¦РЦМГ; ИАГ ¦ ¦13 ¦ Болезнь Хантера ¦ИАГ ¦ ¦14 ¦ Адрено-генитальный синдром ¦ЦОЗМиР; РЦМГ ¦ ¦15 ¦ Атаксия Фридрейха ¦ГНЦ ¦ ¦16 ¦ в- Талассемия ¦ГНЦ; ПМА ¦ ¦17 ¦ Болезнь Верднига-Гоффмана ¦РЦМГ ¦ ¦18 ¦ Дефицит альфа-1-антитрипсина ¦ИЭМ ¦ ¦19 ¦ Семейная гиперхолестеринемия ¦ИЭМ; ПМА ¦ ¦20 ¦ Предрасположенность к инсулин- ¦ПМА ¦ ¦ ¦ зависимому диабету ¦ ¦ ¦21 ¦ Дефицит ацил-СоА дегидрогеназы ¦ПМА ¦ L----+-----------------------------------+------------------- ИАГ - Институт Акушерства и Гинекологии РАМН, Санкт Петербург ИЭМ - Институт Экспериментальной Медицины РАМН, Санкт Петербург ПМА - Педиатрическая Медицинская Академия, Санкт Петербург РЦМГ- Российский Центр Медцинской Генетики РАМН, Москва ГНЦ - Гематалогический Научный Центр МЗ РФ, Москва ТИМГ- Томский Институт Медицинской Генетики, Томск НИИН- Научно-исследовательский Институт Неврологии РАМН, Москва ЦОЗМиР- Центр Охраны Здоровья Матери и Ребенка, Москва Молекулярные характеристики некоторых из приведенных в таблице заболеваний уже были рассмотрены в разделах 10.1 и 10.2. Отдельные аспекты, касающиеся идентификации соот- ветстующих генов, их картирования, клонирования и сканирова- ния мутаций уже упоминались в качестве примеров при изложе- нии соответствующих вводных глав монографии (см.Главы II, III, IV, V). В этой части нам представляется целесообразным суммировать эти разрозненные сведения и охарактеризовать те наиболее частые, социально значимые моногенные заболевания, в отношении которых у нас накоплен достаточно большой собственный опыт молекулярных исследований. Список этих но- зологий, их частоты и основные молекулярные характеристики приведены в Таблице 10.4. Таблица 10.4. Основные молекулярно-генетические характе- ристики моногенных болезней, диагностируемых в Лаборатории пренатальной диагностики ИАГ РАМН, Санкт-Петербург. (примечания в конце таблицы те же, что в Табл.10.1). ---------------------T--------------T-----------------------T--------------- ---------¬ Синдромы 1), номер по¦Встречаемость,¦Типы и количество му- ¦Литература ¦ МакКьюсику; хромосом-¦белок, ¦таций 4), мажорные мута¦(локализация и структура¦ ная локализация; ген ¦размеры в ами-¦ции -в скобках указаны ¦генов,клонирование кДНК,¦ 2),размеры 3), экзоны¦нокислотах ¦частоты аллелей у б-ных¦идентификация мутаций). ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Муковисцидоз; врожден¦1:2500- Европа¦Точковые-преобладающие;¦Rommens et al., 1989 ¦ ное отсутствие vas de¦1:3800 -Россия¦небольшие дел.и дупл.; ¦Kerem et al., 1989 ¦ ferens, ¦CF-трансмемб- ¦Мажорные:delF508-30-90%¦Riordan et al., 1989 ¦ 219700; 7q31.2 ¦ранный регуля-¦W1272X-2-33%,3732delA -¦Горбунова и др., 1991 ¦ CFTR.500; 260кб,27экз¦тор 1480¦4%,394delTT,G542X,R117H¦Баранов и др., 1995 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Миопатия Дюшенна; Бек¦1:3500 мальчи-¦Делеции протяженные - ¦Kunkel et al.,1985 ¦ кера;кардиомиопатия ¦ков ¦60%; дупликации - 6-7%;¦Kunkel et al.,1986 ¦ делеционная, ¦ ¦делеции нескольких н. -¦Koenig et al.,1988 ¦ 310200; Xp21.2 ¦Дистрофин ¦7; нонсенс - 9; сплайс.¦Roberts et al.,1992a;b ¦ DMD.21; 2000кб,73экз ¦ 3685¦-3; миссенс -1; инс.-1 ¦Ahn et al.,1993 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Гемофилия А, ¦1:6500 мальч. ¦Делеции экз. - 31; мис-¦Wood et al, 1984 ¦ фактора YIII деф.; ¦Фактор YIII ¦сенс - 21; нонсенс -8 ¦Toole et al., 1984 ¦ 306700; Xq28 ¦свертываемости¦Мажорные: инверсия 26 -¦Higuchi et al.,1991 ¦ F8C.66; 186 кб, 26экз¦крови 2351¦25 экзонов - 45% семей ¦Naylor et al., 1993 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Гемофилия B, Кристма-¦1:20000 мальч.¦Миссенс и нонсенс более¦Kurachi et al., 1982 ¦ са, фактора IX деф.; ¦Фактор IX ¦60%; сплайс.-10%; регу-¦Jagadeeswaran et al,1984¦ 306900, Xq27.1-q27.2 ¦свертываемости¦лят.- 3.5%; делеции -до¦Green et al., 1991 ¦ F9.400; 34 кб, 8 экз ¦крови 461¦40% при тяжелых формах ¦Giannelli et al., 1993 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ фон Виллебранда бо- ¦1: 5 - 20 000 ¦Тип I и II-миссенс; Ма-¦Lynch et al., 1985 ¦ лезнь, ¦Фактор Y111R ¦жорные:R543W,R545C,V553¦Bonthorn et al., 1986 ¦ 193400; 12pter-p12 ¦свертываемости¦M,R578Q.Тип III-делеции¦Cooney et al., 1991 ¦ F8VWF.22; 178кб,52экз¦крови ¦1 н.в 28экз; нонсенс -4¦Randi et al., 1991 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Фенилкетонурия; гипер¦1 : 10 -15 000¦Миссенс -62%; нонсенс -¦Guttler, Woo, 1986 ¦ фенилаланинемия, мяг-¦Фенилаланин- ¦13%;сплайс.-13%;делеций¦DiLella et al., 1986 ¦ кая, 261600; 12q24.1¦гидроксилаза ¦9%; Мажорные: IVS12+1, ¦Cotton, 1990 ¦ PAH.70; 90 кб, 13 экз¦ 452¦R408W,R261Q,R158Q,IVS10¦Барановская и др. 1995 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Леш-Нихана синдром; ¦ ¦Миссенс -53%;небольшие ¦Jolly et al., 1983 ¦ HPRT-родств. подагра,¦Гипоксантин- ¦структ.перестройки -40%¦Edwards et al., 1990 ¦ 308000; Xq26-q27.2 ¦фосфорибозил ¦сплайс. -5%; нонсенс-2%¦Rossiter et al., 1991 ¦ HPRT.100; 44 кб,9 экз¦трансфераза217¦Мажорные: R170TER (15%)¦Sculley et al., 1992 ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------+ Гепато-лентикулярная ¦ ¦Миссенс -15; делеции/ ¦Bull et al., 1993 ¦ дегенерация Вильсона-¦ ¦инсерция -14;Мажорные -¦Petruchin et al., 1993 ¦ Коновалова, ¦Медь-транспор-¦H714Q - 31% в Америке, ¦Tanzi et al., 1993 ¦ 277900; 13q14.3-q21.1¦тирующая АТФа ¦22% в России; 1 н. дел.¦Thomas et al., 1995 ¦ ATP7B.34; ¦за P типа 1434¦H1070Gl-28%;Gl1267L 10%¦ ¦ ---------------------+--------------+-----------------------+--------------- ---------- Многим из приведенных в Табл.9.4 заболеваний посвящены обстоятельные обзоры, руководства и монографии, включающие наряду с клиническими данными специальные разделы, посвящен- ные молекулярной природе патологического процесса, характе- ристике гена, его мутаций, их фенотипических проявлений, а так же последним достижениям и перспективам лечения, включая генную терапию. Некоторые из этих публикаций уже были упомя- нуты в предыдущих разделах книги, другие будут процитированы в соответствующих подразделах этой главы. Следует так же упомянуть, что все приведенные нозологии были первыми моно- генными болезнями, которые были исследованы молекулярными методами в нашей стране и для которых, в итоге , были разра- ботаны и оптимизированы с учетом этнических и национальных особенностей аллельного полиморфизма, частот и паттерна му- таций оптимальные схемы молекулярной обследования семей высокого риска с целью пренатальной диагностики и выявления гетерозиготного носительства. Практически все эти исследова- ния проводились в рамках основных научных программ ГКНТ "Ге- ном Человека" и "Приоритетные направления генетики". Обзор отечественных работ по молекулярной диагностике наследствен- ных болезней представлен в ряде научных сводок (Баранов, 1992; 1994; Baranov, 1993; Баранов и др., 1994; Евграфов, 1993). 10.4.1 Муковисцидоз. Муковисцидоз (кистозный фиброз поджелудочной железы) - самое распространенное моногенное наследственное заболевание у представителей белой расы. Это первая "генная" болезнь, молекулярные основы которой определены методами позиционного клонирования без использования каких-либо данных о структур- ных перестройках в области локализации предполагаемого гена. Напомним, что обнаружение пациентов с транслокациями или крупными делециями, затрагивающими исследуемый ген, значи- тельно облегчает его картирование и идентификацию, как это было при миопатии Дюшенна, ретинобластоме или хроническом грануломатозе. В области локализации гена муковисцидоза хро- мосомные перестройки, практически, отсутствуют. Подробно об истории открытия гена, его структуре, клонировании, анализе функций, идентификации мутаций можно ознакомиться в следую- щих отечественных работах (Гембицкая, Баранов, 1991; Бара- нов, Гинтер, 1994). Белковый продукт гена -трансмембранный регуляторный бе- лок муковисцидоза -ТРБМ (cystic fibrosis transmembrane regulator -CFTR), как оказалось, является белком хлорных ка- налов, регулирующих обмен ионов хлора через апикальные мемб- раны всех эпителиальных клеток организма. В зависимости от типа мутаций, их локализации функция гена ТРБМ при муко- висцидозе может быть полностью или частично нарушенной. К началу 1995г. в гене ТРБМ идентифицировано более 500 мутаций, несколько делеций и дупликаций. Наболее распростра- ненной у жителей Западной Европы и Северной Америки является мутация delF508, приводящая к отстутсвию фенилаланина в 508 положении белка ЕРМБ. В этих странах частота delF508 нахо- дится в пределах 70-85%. В Европе частота мутации обнаружи- вает определенный градиент распространения с севера на юг и с запада на восток, достигая 85% в Дании она уменьшается до 50% в Италии и до 20-30% в Турции. В Европейской части России она составляет около 50% всех мутантных (CF) хро- мосом. У евреев-ашкенази доминируюшей по частоте является мутация W1282X (33%). Биохимический анализ клеток пациентов, больных муко- висцидозом, позволил выяснить фенотипические особенности экспрессии мутантных аллелей гена ТРБМ, установить опреде- ленный градиент патологических нарушений на мембранном, кле- точном и организменном уровнях в зависимости от типа мута- ции, её локализации и структуры аномального белкового про- дукта (Баранов, Гинтер,1994). Так, было установлено, что не- которые CFTR- мутации, в том числе и delF508, не препятствуя трансляции, нарушают процессинг белка так, что он не дости- гает апикальной мембраны и не создает хлорный поток. Этим объясняется тяжелая клиника муковисцидоза при подобных нару- шениях (Sheppard et al.,1993). Другие мутации ( R117H, R334W и R347P), выявленные при более мягких формах заболевания, не затрагивают процессинга белка, хлорный канал формируется, но функционирует менее эффективно, чем в норме. Сопоставление процессинга, локализации и функционирования белка в 3-х ли- ниях L-клеток, трансдуцированных нормальным CFTR-геном и двумя его аллельными вариантами, показало, что дефект одной из мажорных мутаций - G551D, связан с частичной инактивацией функции хлорного канала, в то время как delF508, как оказа- лось, обладает комбинированным эффектом - нарушает локализа- цию и стабильность белка и снижает эффективность его функци- онирования в качестве хлорого канала (Yang et al., 1993). Интересно, что мутация R117H в гомозиготном состоянии, чаще в компаунде с другими аллелями, в том числе с delF508, обна- руживается у пациентов с врожденным отсутствием семявыводя- щих канальцев (vas deferens). При этом клиника муковисцидоза у таких пациентов, как правило, отсутствует или очень стер- та. Это еще один из примеров фенотипического разнообразия, обусловленного аллельными сериями. В настоящее время в России доступны идентификации по наличию известных мутаций около 65% больных муковисцидозом (Иващенко,1992; Потапова,1994). Диагностическая ценность основных мажорных мутаций в порядке убывания их частоты сле- дующая delF508 (50%), 3732delA (4,3%), W1282X (2,4%), 394delTT (2,1%); G542X (2,0%) (Иващенко, 1992). Cогласно на- шим данным (Баранов, 1994) молекулярная диагностика муко- висцидоза прямыми методами возможна примерно в 55 -60% се- мей. В случае непрямой диагностики используются полиморфные сайты локусов ДНК, расположенные в непосредственной близости (IRP, D7S8, D7S23, MET) или внутри самого гена CFTR - ми- нисателлитные последовательности в интронах 6, 8, 17b гена СFTR (Zielenski et al., 1991; Morral et al., 1991; Chehab et al., 1991; Агбангла и др., 1992; Potapova et al., 1994). При отсутствии мажорных мутаций и информативности по полиморфным сайтам молекулярные исследования могут быть дополнены биохи- мическим анализом амниотической жидкости на содержание фер- ментов микроворсинок кишечника плода (Гобунова и др.,1989; Баранов и др.,1991). Методами направленного мутагенеза (gene targeting см. Главу VIII) в различных лаборатория США и Великобритании осуществлено успешное конструирование трансгенных моделей муковисцидоза на мышах (Clarke, et al., 1992; Colledge et al., 1992; Dorin et al., 1992; Snouwaert et al., 1992). Вы- яснены признаки сходства и некоторые межвидовые различия проявления мутации гена CFTR у мышей и человека. Показано, что различные мутации этого гена по-разному реализуются в фенотипе СFTR дефицитных мышей. Так, в одной из трансгенных линий отмечено преимущественное поржаение легких, у других - поджелудочной железы и кишечника. В одной мутантной линии наблюдается гибель большого числа зародышей от причин, сход- ных с мекониальным илеусом. Таким образом, эти линии представляют собой идеальные модели для исследования молеку- лярных основ патогенеза муковисцидоза, а также для разработ- ки и испытания терапевтических мероприятий, включая геноте- рапию. Как уже отмечалось в предыдущей главе, программы ге- нотерапии муковисцидоза реализуются по крайней мере в 7 центрах США и двух центрах Западной Европы (Великобритания и Франция). Уже успешно осуществлены не только апробации ген- ноинженерных конструкций на мутантных культурах клеток и мо- дельных животных, но начаты и успешно проводятся клинические испытания генотерапевтического лечения муковисцидоза на 70 пациентах. Исследования по генотерапии муковисцидоза, нача- тые в нашей стране пока проводятся на уровне клеточных куль- тур. 10.4.2 Миодистрофия Дюшенна. Миодистрофия Дюшенна - сцепленная с полом мышечная дистрофия; выделяют две клинические формы: тяжелую - мио- дистрофию Дюшенна (МД) и гораздо более мягкую - миодистрофию Беккера (МБ). Ген миодистрофии Дюшенна (DMD) - один из самых Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|