Перспективы применения экзомного секвенирования для решения проблем в репродукции человека (часть II)

Во второй части обзора рассматриваются различные цели применения экзомного (таргетного) секвенирования для поиска причин репродуктивных потерь, а также сложности применения NGS в репродукции. Приводятся собственные и литературные данные о применении NGS для идентификации летальных фенотипов у плода, обусловленных моногенными аутосомно-рецессивными (α-талассемия; синдром множественных птеригиумов, галактосиалидоз; мукополисахаридоз, VII тип), аутосомно-доминантными (танатофорная дисплазия; несовершенный остеогенез, II тип; ахондроплазия; туберозный склероз, I тип) и Х-сцепленными заболеваниями (синдромы недержания пигмента, Гольца, Ретта, иммунной дисрегуляции, полиэндокринопатии и энтеропатии). Подробно рассматривается применение NGS с целью проведения преконцепционного скрининга, позволяющего оптимизировать алгоритмы ведения будущей беременности: выбора диагностических процедур; рекомендаций по медицинскому прерыванию; консультирования, планирования беременности, донорства и пренатального генетического тестирования. Представлены особенности и перспективы внедрения NGS в практическую репродуктологию.
Заключение: Необходимо внедрение экзомного секвенирования в соответствии с концепцией клинического генетического паспорта репродукции, особенно на этапе преконцепции, наряду с уже расширяющимся неонатальным скринингом, что позволит повысить рождаемость, обеспечить сохранность беременности и увеличить репродуктивный потенциал населения России.

Важным этапом в предиктивной медицине является этический вопрос о том, как оценивать абсолютные и относительные риски и как сообщать об этих рисках, чтобы наилучшим образом обслуживать каждого пациента – например, поощрять принятие изменений образа жизни или проводить скрининг заболеваний [1]. Кроме того, ассоциативные исследования выявили возможности перепрофилирования лекарств, позволяющие использовать препараты, уже одобренные по конкретным показаниям, для лечения альтернативных патогенных мишеней [2].

NGS как метод поиска причин репродуктивных потерь

Сегодня NGS биоматериала у пациентов с предполагаемым бесплодием позволяет провести общегеномные исследования ассоциаций, специфические для различных фенотипов бесплодия, таких, как предрасположенность к преждевременной недостаточности яичников, повышенному риску анеуплоидий, оценке незрелости яйцеклеток или недостаточности развития бластоцисты, что приведет к разработке настоящей репродуктивной точной медицины [3].

Бесплодие является одним из наиболее распространенных патологических состояний среди лиц в возрасте от 20 до 45 лет, поражающим 10–15% супружеских пар [4]. Приводятся оценки, что использование NGS до зачатия потенциально позволяет выявить наследуемые генетические заболевания, скрытые в геноме примерно у 4% пар, желающих забеременеть. Геномная информация в репродуктивном возрасте также будет полезна для прогнозирования поздних, поддающихся медикаментозному лечению состояний с сильным генетическим фоном, встречающимся примерно у 2–4% всех людей.

Существует несколько подходов применения технологии NGS для анализа репродуктивных потерь в семьях: а) экзомное (таргетное) секвенирование проводят обоим супругам с целью поиска мутаций, приводящих к задержке раннего эмбрионального и фетального развития (в гетерозиготном варианте); мутации в гомозиготе в этих же генах ищут в абортивном материале; б) проводят экзомное секвенирование абортивного материала с целью поиска рецессивных вариантов мутаций у выкидыша; найденные варианты могут дополнительно анализировать методом секвенирования по Сэнгеру у родителей или в другом абортивном материале; в) экзомное секвенирование с целью поиска гетерозиготного носительства в гене-кандидате проводят у одного родителя; в случае обнаружения методом Сэнгера ищут данную мутацию (в гомозиготе) в абортивном материале и в гетерозиготе у второго родителя; г) экзомное секвенирование с целью поиска маркера неразвивающейся беременности проводят только у матери [5].

Применение первого подхода демонстрирует исследование Filges I. et al. [6], в котором при тестировании трио (мать, отец и выкидыш) удалось подтвердить, что причиной неразвивающейся беременности стали мутации в гене KIF14, обнаруженные в компаунде в абортивном материале плода с микроцефалией, почечными и скелетными аномалиями. Данная находка была позже подтверждена при исследовании материала второго выкидыша, а роль продукта гена KIF14 в развитии мозга и почек была доказана в нокаутной модели рыбки Данио–Рерио [7]. В рамках второго подхода в качестве причины привычного невынашивания была идентифицирована компаудная мутация в гене ALOX15 [8]. Этот же подход применили и для установления причины рецидивирующих выкидышей мужского пола у плодов с водянкой и акинезией [9]. В качестве причины была идентифицирована мутация в гене FOXP3 на Х-хромосоме, связанная с аутоиммунным процессами. Мутация была подтверждена секвенированием по Сэнгеру у матери. Еще в одном исследовании причину выкидышей удалось установить, как мутацию в гене THSD1, продукт которого принимает участие в ангиогенезе [10]. В целом подобный подход позволил сконцентрировать внимание на более чем 286 генах-кандидатах ранней эмбриональной летальности [11]. Третий подход позволил идентифицировать еще несколько генов, мутации в которых имеют значение для ранней потери беременности, – GLE1, RYR1, ATRX. Более того, был...

Глотов О.С., Чернов А.Н., Глотов А.С., Баранов В.С.