Особенности молекулярно-генетической диагностики врожденных дефектов иммунитета

В современной иммунологии диагноз врожденного дефекта иммунитета (ВДИ) не воспринимается всерьез без подтверждения молекулярно-генетическими методами или хотя бы попытки обнаружить генетическую причину болезни.

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ 

Поиск молекулярно-­генетической природы ВДИ важен не только с научной точки зрения—для изучения механизмов работы иммунной системы. В первую очередь это необходимо для выбора наиболее эффективной тактики ведения пациента, а также для генетического консультирования его семьи. Существуют несколько методов генетического тестирования, при помощи которых большинству пациентов с подозрением на ВДИ подтверждают диагноз. Это метод прямого секвенирования про Сенгеру, методы секвенирования нового поколения (next generation sequensis, NGS) — такие как полноэкзомное или полногеномное секвенирование (ПЭС и ПГС) —и таргетные панели, включающие различное число генов ВДИ. Выбор метода во многом зависит от клинической картины, наблюдающейся у пациента, и стартового лабораторного обследования. 

Некоторые формы ВДИ можно узнать в лицо как в переносном, так и в прямом смысле. Например, дети с синдромом Ниймегена и «славянской» мутацией в гене NBN имеют микроцефалию, задержку развития и специфические черты лица, бросающиеся в глаза при первичном осмотре пациента любого возраста. 

Пациенты с синдромом Вискотта — Олдрича (СВО) не имеют фенотипических особенностей строения лицевого скелета, однако уровень тромбоцитов у них всегда низкий, а размер их меньше обычного. Кроме того, в силу расположения гена WAS, дефекты которого приводят к болезни, на Х-хромосоме это часто мальчики с проявлениями атопического дерматита (АтД). Совокупность тромбоцитопении, проявлений геморрагического синдрома, АтД и наличия инфекций (хотя в раннем возрасте это не обязательно) позволяет заподозрить у любого мальчика СВО. 

В этом случае, зная причинный ген, можно искать мутацию методом прямого секвенирования по Сенгеру. Чтобы убедиться в правильности гипотезы, на этапе до генетической диагностики возможно определение экспрессии белка WAS методом проточной цитометрии. 

При нарушении работы одноименного гена белок не будет определяться. Такое исследование занимает считанные часы, в то время как секвенирование по Сенгеру гена WAS обычно требует от двух до четырех недель в зависимости от возможностей лаборатории. Таким образом, пациенту с СВО можно поставить диагноз в течение нескольких часов и начинать подготовку к трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) параллельно с поиском генетической причины болезни. 

Существует еще ряд ВДИ, клиническая картина которых и (или) минимальные лабораторные исследования способны подсказать, в каком гене искать дефект. К таким заболеваниям относится Х-сцеленная агаммаглобулинемия с мутациями в гене BTK, также характерная для пациентов мужского пола. Из-за нарушения работы брутонтирозинкиназы при дефекте BTK нарушается созревание В-лимфоцитов, которые не синтезируют необходимое количество иммуноглобулинов крови, вследствие чего развиваются инфекции дыхательных путей и различные аутоиммунные осложнения. При подозрении на эту форму ВДИ также возможно определение экспрессии белка методом проточной цитометрии с последующим поиском мутаций в гене BTK. 

Часто встречается среди орфанных форм иммунодефицит с характерной клинической картиной в виде тяжелых инфекционных процессов, БЦЖита, развития гранулем — Х-сцепленная хроническая гранулематозная болезнь (Х–ХГБ). При подозрении на эту патологию можно определить хемилюминесценцию нейтрофилов и при ее нулевых значениях направить пациента на поиск мутаций в гене CYBB, который кодирует одну из субъединиц НАДФ-оксидазы. Интересно, что не все дефекты в гене CYBB определяются методами секвенирования. Примерно у 10 % пациентов к нарушению работы белка приводят делеции одного или нескольких экзонов гена. Для выявления таких дефектов может использоваться мультиплексная лигазозависимая амплификация (MLPA). 

Подобная ситуация складывается и при попытке подтверждения наследственного ангионевротического отека (НАО) 1‑го типа с дефицитом С-ингибитора. Клиническая картина рецидивирующих отеков, часто возникающих в детстве и не отвечающих на стандартную терапию глюкокортикостероидами (ГКС) и антигистаминными препаратами, позволяет заподозрить НАО, определить снижение уровня и активности С1‑ингибитора и направить пациента на генетическую диагностику. У большинства пациентов с НАО 1‑го типа выявляются точечные мутации в гене SERPING1, для обнаружения которых достаточно методов секвенирования. Однако, как и при Х–ХГБ, велика доля пациентов с делециями нескольких экзонов или даже целого гена SERPING1, что требует использования других методов диагностики. 

КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ 

Не для всех форм ВДИ характерны четкие клинические и/или лабораторные признаки, по которым можно ограничить генетический поиск одним геном. Из описанных на сегодня более чем 500 фенотипических ВДИ лишь несколько можно заподозрить до проведения генетического обследования (некоторые примеры приведены выше). В большинстве случаев врач сталкивается с более размытым фенотипом. Зачастую даже при одинаковом генетическом дефекте в основе заболевания пациенты демонстрируют разные возраст дебюта, клиническую картину и степень выраженности симптомов. В таких случаях методом выбора для подтверждения диагноза становится NGS. Объем исследования часто зависит от возможностей лаборатории и от финансирования исследования (гранты, помощь фондов и т.д.). При проведении ПЭС или ПГС можно расширить исследование до формата «трио», когда обследуются сразу пациент и его родители, а при необходимости и другие родственники. Однако недостаточно только выявить какой-либо вариант методами молекулярно-­генетической диагностики. Необходимо правильно определить его патогенность и сопоставить с клинической картиной. В последние годы расширение спектра диагностических возможностей привело к необходимости комплексного анализа полученных данных. Часто выявляются варианты с неопределенной клинической значимостью (VUS), требующие дальнейшего функционального тестирования или исследования семейного анамнеза. 

В таких случаях важна междисциплинарная работа иммунологов, генетиков и биоинформатиков для корректной интерпретации результатов. 

Кроме того, все чаще используется подход функционального валидационного тестирования, при котором предполагаемый патогенный вариант проверяется на клеточных моделях при помощи методов редактирования генома, таких как CRISPR/Cas9. Эти технологии позволяют не только подтвердить влияние мутации на функцию белка, но и, потенциально, разрабатывать персонализированные подходы к терапии. 

Генетики и практические врачи должны быть очень осторожны при исключении или подтверждении патогенности варианта только на основании соответствия между клиническими признаками и идентифицированным геном, не предоставляя прямых доказательств его патогенетической роли, особенно в тех случаях, когда речь идет о заболеваниях с неполной пенетрантностью. 

Однако необходимо помнить, что не у всех пациентов с клинико-­лабораторными признаками иммунодефицита удается обнаружить генетическую причину заболевания. Это не исключает диагноза ВДИ и необходимости назначения всего объема терапии для купирования симптомов. Для более эффективного лечения и возможности семейного генетического консультирования важно продолжать поиск. 

Для этого с определенной периодичностью проводится оценка уже использованных диагностических методов, назначение новых исследований, а при необходимости и пересмотр данных секвенирования, сопоставление новых клинических симптомов с ранее обнаруженными вариантами неясного клинического значения и новые попытки доказательства патогенности этих вариантов. Кроме того, изучение эпигенетических механизмов, анализ транскриптома, оптическое картирование генома и друие технологии внесут свой вклад в развитие генетической диагностики ВДИ, позволят каждому пациенту подтвердить свой диагноз и получить персонифицированное лечение. 

Таким образом, диагностика ВДИ требует сочетания различных методологических подходов: клинической оценки, лабораторных тестов, молекулярно-генетического анализа и функциональных исследований. Комплексный подход позволяет не только установить точный диагноз, но и выбрать наиболее эффективную стратегию ведения пациента, включая таргетную терапию или подготовку к трансплантации стволовых клеток.