CC BY
11
86 | Остеопороз и остеопатии / Osteoporosis and Bone Diseases
СБОРНИК ТЕЗИСОВ
эпидемиологического исследования позволит на популяционном уровне получить реальные данные о доли лиц, нуждающихся в проведении дополнительного обследования (рентгеновской денситометрии - DXA) и лечебно-профилактических мероприятий.
Цель. Стратифицировать риск ОПП с помощью ПТВ и ПДВ, основанных на 10-летней вероятности ОПП по FRAX, среди городского и сельского населения РФ.
Материал и методы. Исследование выполнено в рамках многоцентрового наблюдательного проекта «Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний в регионах Российской Федерации» (ЭССЕ-РФ), проводимого в два этапа: ЭССЕ-РФ1 (2013-2014 гг.) и ЭССЕ-РФ2 (2017г). Были сформированы представительные выборки городского населения (n=11962) из 12 регионов и сельского населения (n=1154) из 4 регионов РФ: Вологда, Тюмень, Иваново, Красноярск, Кемерово, Волгоград, Владивосток, Владикавказ, республика Карелия, Омская и Рязанская области, Краснодарский край. Всего 13116 респондентов в возрасте 40-69 лет приняли участие в исследовании (8489 женщин и 4627 мужчин). Группы городского и сельского населения были сопоставимы по возрасту. Риск ОПП в течение ближайших 10 лет рассчитывался на основании Российской модели FRAX без учета минеральной плотности кости с помощью пакетной обработки. Для стратификации риска ОПП использовали ПТВ и ПДВ (https://osteoporosis-russia.ru/frax/). Статистический анализ осуществлялся с помощью пакета прикладных программ Statistical Analysis System, version 9.0 (SAS Institute Inc., USA).
Результаты и обсуждение. В соответствии с ПТВ частота высокого риска основных ОПП в общей выборке составила 7,0% и была значимо больше у женщин, чем у мужчин (9,4% vs 1,9%, p<0,05). Остальные участники исследования были отнесены к категории низкого риска переломов. Доля лиц с высоким риском основных ОПП увеличивалась с возрастом и была наибольшей (8,8%) в возрастном диапазоне 60-69 лет в сравнении с возрастной группой 40-44 лет (5,2%). Среди женщин, проживающих в городе, по сравнению с сельскими жительницами, чаще регистрировался высокий риск основных ОПП (10,2% vs 7,5%, p<0,05), при этом у мужчин таких различий отмечено не было (1,9% vs 2,0%, p=0,92). Независимо от типа поселения риск ОПП был выше у женщин в сравнении с мужчинами (p<0,001).
Согласно ПДВ частота высокого риска основных ОПП в общей выборке составила 3,1% и также была значимо больше у женщин, чем у мужчин (4,4% vs 0,8%, р<0,001). В категории среднего риска ОПП оказались 42,2% респондентов (52,7% женщин vs 22,9% мужчин, p<0,001). Остальные участники исследования (54,7%) были отнесены к категории низкого риска ОПП (42,9% женщин vs 76,3% мужчин, p<0,001). Доля лиц с высоким риском основных ОПП не различалась как среди городских и сельских женщин (4,5% vs 3,5%, р=0,22), так и среди мужчин, проживающих в городе и селе (0,8% vs 1,1%, р=0,49). При использовании модели ПДВ различия в частоте высокого риска ОПП между городскими и сельскими женщинами нивелировались за счет того, что часть пациенток оказались в категории среднего риска (зона неопределенности) и нуждались в проведении DXA для уточнения степени риска. В категорию среднего риска были включены 42,4% городских и 39,5% сельских жителей, в категорию низкого риска - 54,4% и 57,9%, соответственно. Во всех регионах высокий риск ОПП чаще встречался у женщин, чем у мужчин (р<0,05).
Выводы. В исследуемой (относительно молодой) популяции при использовании моделей ПТВ и ПДВ была обнаружена небольшая доля лиц с высоким риском переломов. Отчасти это связано с возрастными ограничениями выборки. При использовании обеих моделей порога вмешательства частота высокого риска основных ОПП преобладала у женщин по сравнению с мужчинами независимо от региона проживания и типа поселения.
Применение модели ПДВ показало, что большинство респондентов попадают в категорию среднего риска и требуют реклассификации с оценкой костной массы с помощью DXA для уточнения дальнейшей тактики. Это указывает на важность денситометрического исследования для принятия клинического решения и необходимость оснащения регионов РФ денситометрическим оборудованием.
Ограничения исследования. Не представлялось возможным оценить риск ОПП у лиц старше 70 лет, поскольку респонденты этой возрастной группы не включались в исследование ЭССЕ-РФ согласно протоколу. В связи с методологией проведения исследования ЭССЕ-РФ и ограниченной возможностью инструментального обследования респондентов в рамках эпидемиологических исследований, не представлялось возможным выполнить участникам DXA.
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ СКЕЛЕТА
Надыршина Д.Д.1, Зарипова А.Р.2, Хусаинова Р.И.12
1Башкирский государственный университет, Уфа, Россия 2Институт биохимии и генетики УФИЦ РАН, Уфа, Россия
Введение. Несовершенный остеогенез (НО) и остеопетроз относятся к группе редких наследственных патологий скелета. Основными клиническими признаками этих заболеваний являются патологические переломы и низкий рост у пациентов. Диагностика этих заболеваний является крайне сложной, т.к. они являются клинически и генетически гетерогенными, также трудности возникают из-за сходства симптомов и их клинических проявлений. Для НО характерны 5 различных типов от легких форм до перинатально-летальных, в развитии которых участвуют 22 гена. Остеопетроз представляет собой группу генетических заболеваний, характеризующихся увеличением массы и плотности кости из-за нарушения резорбции кости, в патогенез которого вовлечены более 16 генов, приводящие к 13 различным клиническим формам.
ABSTRACT BOOK
Остеопороз и остеопатии / Osteoporosis and Bone Diseases | 87
Изучение молекулярно-генетических причин орфанных заболеваний соединительной ткани представляет актуальную задачу, т.к.позволит оптимизировать алгоритмы медико-генетического консультирования отягощенных семей и проводить их дифференциальную ДНК-диагностику, в том числе пренатальную, а также послужит основой для разработки таргетной патогенетической терапии группы тяжелых наследственных заболеваний скелета.
Цель нашей работы. Поиск патогенетических изменений в генах, вовлеченных в развитие несовершенного осте-огенеза и остеопетроза.
Материалы и методы. В работе были использованы образцы ДНК 60 больных из 52 семей с подозрением на несовершенный остеогенез, а также 4 пациента с остеопетрозом и три их родственника, проживающих на территории Республики Башкортостан (Россия).
Геномную ДНК выдели с помощью фенольно-хлороформной экстракции. Для поиска структурных изменений в генах, участвующих в развитии заболеваний, нами были разработаны панели таргетного секвенирования (NGS) с использованием технологии Illumina (Miseq): у пациентов с НО было проведено секвенирование 2-х генов COL1A1 и COL1A2, Панели праймеров позволяли амплифицировать целевые регионы генома, включающие CDS и сайты сплайсинга генов COL1A1/COL1A2 для последующего высокопроизводительного секвенирования на платформе Illumina. Молекулярно-генетическая диагностика пациентов с НО проводилась в Центре «Молекулярной медицины» (Башкирский государственный университет, Уфа) с использованием наборов реактивов ParSeq (Санкт-Петербург).
Молекулярно-генетическая диагностика пациентов с остепетрозом проводилась в лаборатории молекулярной патологии «Геномед» (Москва) с использованием план-формы MGISEQ-200 и наборов (Beijing Genomics Institute, КНР). Для молекулярно-генетического анализа использовалась авторская панель «болезни соединительной ткани».
Геномные координаты определяли в соответствии со стандартом геномной сборки (GRCh37 и GRCh38).
Поиск ранее описанных вариантов проводился в базах данных секвенирования экзомов (Exome Aggregation Consortium; Exome Variant Server), геномного и целевого секвенирования (1000 Genomes Project), однонуклеотидных вариантов (dbSNP) и структурных вариантов (dbVar), а также в специализированной базе данных по мутациям и полиморфным вариантам при НО (Osteogenesis Imperfecta Variant Database). Если нуклеотидный вариант не был ранее описан в литературе и не представлен в базах данных, или информация о нем недостаточна для принятия решения о его значимости, проводился анализ патогенности выявленных вариантов генов с использованием прогностических программ.
Результаты и обсуждение. В основе развития наследственных заболеваний скелета лежат мутации генов, ответственных за синтез компонентов внеклеточного матрикса соединительной ткани.
По литературным данным более 85% пациентов с НО имеют мутации в генах COL1A1 и COL1A2, которые ответственны за синтез коллагена I типа -основного белка костной ткани. Мутации в этих генах приводят изменению структуры или количества белка, что ведет к хрупкости костной ткани и к возникновению переломов у больных. В результате исследования у 29 больных несовершенным остеогенезом были выявлены 27 мутаций в генах COL1A1 и COL1A2.
Из 27 мутаций в 2 генах (COL1A1, COL1A2), ответственных за развитие НО, 16 мутаций обнаружены в гене COL1A1 fc.358C>T (p. Arg 120*), с.375dupC (p. Ala126fs), с.407dupG (p.Glyl 36fs), c579delT (p.Gly194fs), c658C>T (p.Arg220*), c858+1G>A, c967G>T (p.Gly323*), d081C>T (p.Arg361*), c1243C>T (p.Arg415*), c2444delG (p.Gly815fs), c2461G>A (p.Gly821Ser), c2569G>T (p.Gly857Cys), c2869C>T (p.Gln957*), с.3076^ (p.Arg1026*), с.3792delG (p.Met1264fs), с.1354-12G>A), 11 - в гене COL1A2 (c647G>A (p.Arg216His), c874G>A (p.Gly292Ser), c.1197 +5G>A, d826G>A (p.Arg609Gln), с.1897_1902dupGCTGGT (p.Ala633_Gly634dup), c2341G>C (p.Gly781Arg), c2756G>A (p.Gly919Asp), c2971G>C (p.Gly991Arg), с.3034G>A (p.Gly1012Ser), с.3277G>A (p.Gly1093Ser), с.3977A>G (p. Lys1326Arg)).
Десять патогенных изменений у больных НО оказались ранее не описанными: три в гене COL1A1 (c.375dupC, c.407dupG и c.3792delG), семь в COL1A2 (c.647G>A, c.1826G>A, c.2341G>C, c.2971G>C, c.3277G>A, c.3977A>G и c.1897_1902dupGCTGGT).
У больных остеопетрозом были выявлены 2 мутации с помощью таргетного секвенирования: c.2902-9C>T в гене PLEKHM1 у одного больного и c.807+5G>A в гене TCIRG1 у 4-х больных остеопетрозом из двух неродственных семей.
Мутации в гене PLEKHM1 (член 1 семейства М, содержащий домен гомологии плекстрина) приводят к промежуточной форме остеопетроза с повышенной плотностью костной ткани у пациентов с остеопетрозом. Этот белок участвует в перемещении везикул и закислении, которые необходимы для непрерывного ремоделирования цитоскелета и поддержании доменов поляризованной мембраны остеокластов.
Мутации в гене TCIRG1 (T-клеточный иммунорегулятор 1) приводят к тяжелой инфантильной форме остеопетроза с аутосомно-рецессивным типом наследования.
По литературным данным, около 50% пациентов с аутосомно-рецессивным остеопетрозом имеют мутации в гене TCIRG1. Этот ген кодирует субъединицу большого белкового комплекса, известного как вакуолярная Н+-АТФаза (V-АТФаза), в основном экспрессируемого остеокластами и париетальными клетками желудка на апикальной мембране. Белковый комплекс действует как насос для перемещения протонов через мембрану. Насос V-АТФазы подкисляет лакуну резорбции в кости для растворения кристаллов гидроксиапатита, которые образуют фракцию минералов кости. TCIRG1 мутантные остеокласты имеют дефектную границу и заметно сниженную резорбтивную активность, что ведет к нарушению ремоделирования кости.
Выводы. Таким образом, нами были идентифицированы патогенные изменения у 48,3% (29/60) больных с НО, у 71,4% (5/7) больных остеопетрозом. Проведенное исследование показало хорошую эффективность использованных таргетных панелей для определения молекулярного дефекта редких наследственных заболеваний скелета. Выявленные структурные изменения у больных с несовершенным остогенезом и остеопетрозом вносят непосредственный вклад в понимание молекулярно-генетических причин заболеваний, а также дифференциальной ДНК-диагностики.
