ОСНАЩЕНИЕ И УСЛУГИ ДЛЯ НАУЧНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ
Эффективность ХМА: опыт разных стран
Хромосомный микроматричный анализ (ХМА) в настоящее время во всем мире рекомендуется в проводить в качестве пренатального диагностического теста. Подтвердить или опровергнуть диагноз следует в случае подозрения на генетическую патологию, выявленную в результате УЗИ или биохимического скрининга [1]. ХMA предназначен для выявления вариантов числа копий (CNV) во всем геноме с гораздо более высоким разрешением, чем традиционное кариотипирование. ХМА проводят двумя способами:
Интерес к ХМА для генетической диагностики охватил весь мир. Приведем примеры анализа эффективности метода на двух выборках для обнаружения разных патологий.
- при помощи полногеномного анализа сравнительной геномной гибридизации (aCGH),
- с использованием массивов однонуклеотидного полиморфизма (SNP) для выявления точечных мутаций, ассоциированных с патологиями.
Интерес к ХМА для генетической диагностики охватил весь мир. Приведем примеры анализа эффективности метода на двух выборках для обнаружения разных патологий.
Анализ образцов для диагностики в Южном Китае
Исследователи из Southern Medical University (Гуаньчжоу) использовали микрочипы на основе SNP для анализа образцов 489 пациентов с нормальным кариотипом и тех, у кого наблюдается задержка развития неясной этиологии. Всего удалось идентифицировать 126 патогенных варианта CNV, то есть в 25,8% образцов обнаружена генетическая аномалия.
Из обнаруженных учеными CNC, 47 определены, как несиндромальные патогенные варианты, связанные с мутациями в таких генах, как ABAT, FTSJ1, DYNC1H1 и SETBP1. Из всех выявленных патогенных CNV 79 стали результатом синдромов микроделеции или микродупликации. Три из них оказались связаны и редкими синдромами, например микроделеции 15q24, микродупликации Xq28 и синдром Лоу.
Синдром микроделеции 15q24 — редкое генетическое заболевание, характеризующееся умственной отсталостью, задержкой роста и к врожденными пороками сердца. В свою очередь, синдром микродупликации Xq28 содержит важные патогенные варианты генов L1CAM и MECP2, мутации в которых ассоциированы с умственной отсталостью. Ген MECP2 необходим для созревания нейронов [2]. Синдром Лоу — Х-сцепленное рецессивное генетическое заболевание, вызванное мутациями (например, точечными) в гене OCRL [3]. Клинические проявления поражают глаза, мозг и почки.
Полученные результаты подтверждают аналогичные исследования из других стран и подчеркивают необходимость внедрения ХМА в качестве диагностического метода в Китае [4, 5]. Помимо этого, авторы подчеркивают, что ХМА экономически выгоднее по сравнению с традиционными методами цитогенетики, такими, как кариотипирование или FISH [6].
Исследователи из Southern Medical University (Гуаньчжоу) использовали микрочипы на основе SNP для анализа образцов 489 пациентов с нормальным кариотипом и тех, у кого наблюдается задержка развития неясной этиологии. Всего удалось идентифицировать 126 патогенных варианта CNV, то есть в 25,8% образцов обнаружена генетическая аномалия.
Из обнаруженных учеными CNC, 47 определены, как несиндромальные патогенные варианты, связанные с мутациями в таких генах, как ABAT, FTSJ1, DYNC1H1 и SETBP1. Из всех выявленных патогенных CNV 79 стали результатом синдромов микроделеции или микродупликации. Три из них оказались связаны и редкими синдромами, например микроделеции 15q24, микродупликации Xq28 и синдром Лоу.
Синдром микроделеции 15q24 — редкое генетическое заболевание, характеризующееся умственной отсталостью, задержкой роста и к врожденными пороками сердца. В свою очередь, синдром микродупликации Xq28 содержит важные патогенные варианты генов L1CAM и MECP2, мутации в которых ассоциированы с умственной отсталостью. Ген MECP2 необходим для созревания нейронов [2]. Синдром Лоу — Х-сцепленное рецессивное генетическое заболевание, вызванное мутациями (например, точечными) в гене OCRL [3]. Клинические проявления поражают глаза, мозг и почки.
Полученные результаты подтверждают аналогичные исследования из других стран и подчеркивают необходимость внедрения ХМА в качестве диагностического метода в Китае [4, 5]. Помимо этого, авторы подчеркивают, что ХМА экономически выгоднее по сравнению с традиционными методами цитогенетики, такими, как кариотипирование или FISH [6].
Анализ образцов для диагностики в Бразилии
ХМА не входит в перечень диагностических методов, поддерживаемых государством в Бразилии. Некоторые пациенты получают государственную поддержку для проведения ХМ. Это происходит в случае, если данные необходимы для конкретного проекта и финансируются за счет исследовательских грантов. Поэтому, подавляющее проведенного ХМА оплачивается самими пациентами и проводится в частных организациях.
Ученые из University of São Paulo, провели самое обширное на данный момент исследование ХМА в рамках пренатальной диагностики в Бразилии [7]. Ученые собрали данные более 15000 пациентов. Генетическая патология оказалась выявлена в 19,7% случаев, что подтверждает результаты, полученные другими исследовательскими группами [8].
Наиболее часто выявляемой анеуплоидией оказалась трисомия 21 хромосомы, приводящая к развитию синдрома Дауна. Вторая по частоте анеуплоидия связана с половой X хромосомой и приводит к возникновению синдрома Клайнфельтера у мальчиков. Среди всех выявленных изменений в геноме, ассоциированных с каким-либо неврологическим отклонением в развитии, 41,8 % пришлось на микроделеции и микродупликации. Также удалось определить 71 синдром у 477 человек. Среди них оказались представлены такие синдромы как делеция 22q11.2, дупликация 15q13.316, делеция 16p11.2 и делеция 15q11.2. Ученые подчеркивают эффективность метода и рекомендуют его к включению в перечень медицинских услуг беременным женщинам, финансируемых государством.
ХМА не входит в перечень диагностических методов, поддерживаемых государством в Бразилии. Некоторые пациенты получают государственную поддержку для проведения ХМ. Это происходит в случае, если данные необходимы для конкретного проекта и финансируются за счет исследовательских грантов. Поэтому, подавляющее проведенного ХМА оплачивается самими пациентами и проводится в частных организациях.
Ученые из University of São Paulo, провели самое обширное на данный момент исследование ХМА в рамках пренатальной диагностики в Бразилии [7]. Ученые собрали данные более 15000 пациентов. Генетическая патология оказалась выявлена в 19,7% случаев, что подтверждает результаты, полученные другими исследовательскими группами [8].
Наиболее часто выявляемой анеуплоидией оказалась трисомия 21 хромосомы, приводящая к развитию синдрома Дауна. Вторая по частоте анеуплоидия связана с половой X хромосомой и приводит к возникновению синдрома Клайнфельтера у мальчиков. Среди всех выявленных изменений в геноме, ассоциированных с каким-либо неврологическим отклонением в развитии, 41,8 % пришлось на микроделеции и микродупликации. Также удалось определить 71 синдром у 477 человек. Среди них оказались представлены такие синдромы как делеция 22q11.2, дупликация 15q13.316, делеция 16p11.2 и делеция 15q11.2. Ученые подчеркивают эффективность метода и рекомендуют его к включению в перечень медицинских услуг беременным женщинам, финансируемых государством.
Заключение
Таким образом, результаты исследований в разных странах одинаково подчеркивают эффективность использования ХМА в качестве метода пренатальной диагностике. Результаты обеих групп ученых показали, что ХМА наиболее актуален для выявления микроделеций и микродупликаций. Помимо этого, при помощи него можно обнаружить как более крупные хромосомные аномалии, так и точечные SNP.
Таким образом, результаты исследований в разных странах одинаково подчеркивают эффективность использования ХМА в качестве метода пренатальной диагностике. Результаты обеих групп ученых показали, что ХМА наиболее актуален для выявления микроделеций и микродупликаций. Помимо этого, при помощи него можно обнаружить как более крупные хромосомные аномалии, так и точечные SNP.
Источники
- Miller D. T. et al. Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies //The American Journal of Human Genetics. – 2010. – Т. 86. – №. 5. – С. 749-764.
- Shin S. et al. Routine chromosomal microarray analysis is necessary in Korean patients with unexplained developmental delay/mental retardation/autism spectrum disorder //Annals of laboratory medicine. – 2015. – Т. 35. – №. 5. – С. 510.
- Swanberg S. E. et al. Reciprocal co-regulation of EGR2 and MECP2 is disrupted in Rett syndrome and autism //Human molecular genetics. – 2009. – Т. 18. – №. 3. – С. 525-534.
- Hochstenbach R. et al. Array analysis and karyotyping: workflow consequences based on a retrospective study of 36,325 patients with idiopathic developmental delay in the Netherlands //European journal of medical genetics. – 2009. – Т. 52. – №. 4. – С. 161-169.
- Wang R. et al. Application of chromosome microarray analysis in patients with unexplained developmental delay/intellectual disability in South China //Pediatrics & Neonatology. – 2019. – Т. 60. – №. 1. – С. 35-42.
- Satre V. et al. Characterization of a germline mosaicism in families with Lowe syndrome, and identification of seven novel mutations in the OCRL1 gene //The American Journal of Human Genetics. – 1999. – Т. 65. – №. 1. – С. 68-76.
- Krepischi A. C. V. et al. Chromosomal microarray analyses from 5778 patients with neurodevelopmental disorders and congenital anomalies in Brazil //Scientific Reports. – 2022. – Т. 12. – №. 1. – С. 15184.
- Wong A. et al. Detection and calibration of microdeletions and microduplications by array-based comparative genomic hybridization and its applicability to clinical genetic testing //Genetics in Medicine. – 2005. – Т. 7. – №. 4. – С. 264-271.