Терапия №9 / 2021
Вариант G319S гена HNF1A при семейной форме сахарного диабета
1) ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», г. Новосибирск;
2) Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», г. Новосибирск;
3) ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет» Минздрава России;
4) ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины», г. Новосибирск
Аннотация. При дифференциальной диагностике типа сахарного диабета (СД) наибольшую сложность представляют пациенты с дебютом заболевания в молодом возрасте, так как в этой возрастной группе может манифестировать СД 1-го типа, СД 2-го типа и моногенные формы СД (в том числе MODY-диабет).
Цель работы – показать возможности молекулярно-генетического исследования для MODY-HNF1A и СД 2-го типа с ранним началом на примере клинического случая диабета у пробанда с отягощенным семейным анамнезом.
Материал и методы. Пробанду и матери пробанда было выполнено таргетное секвенирование ДНК на платформе Illumina MiSeq NGS System (Illumina Inc., San Diego, CA, USA). Таргетная панель включала кодирующие участки и прилегающие сайты сплайсинга MODY-ассоциированных генов: HNF4A, GCK, HNF1A, PDX1, HNF1B, NEUROD1, KLF11, CEL, PAX4, INS, BLK, KCNJ11, ABCC8, и APPL1.
Результаты. Обнаружен ранее описанный гетерозиготный вариант rs137853240, который локализован в 3’-конце экзона 4 гена HNF1A рядом с высококонсервативным донорным сайтом сплайсинга и приводит к изменению набора кодируемых этим геном транскриптов. Ранее было показано, что данная замена ассоциирована с ранним началом СД 2-го типа в изолированной популяции коренного населения Канады (популяция Оджи-Кри), поэтому мы оценили ее распространенность в выборках коряков, чукчей и эскимосов Канады. Дополнительно были проанализированы популяционные выборки населения Западной Сибири и пациенты с СД 2-го типа. Во всех исследованных выборках не было обнаружено носителей c.955G>A, p.Gly319Ser (rs137853240). Принимая во внимание описанные фенотипические особенности лиц-носителей варианта Gly319Ser, мы предполагаем, что этот вариант ассоциирован с развитием MODY.
Заключение. Представленный случай демонстрирует возможности молекулярно-генетического исследования моногенных форм СД, в частности, связанного с анализом гена HNF1A. Персонализированный подход к диагностике и лечению особенно важен при выявлении неклассического течения СД у лиц молодого возраста.
ВВЕДЕНИЕ
Сахарный диабет (СД) – группа метаболических (обменных) заболеваний, характеризующихся хронической гипергликемией, которая является результатом нарушения секреции инсулина, действия инсулина или обоих этих факторов [1]. СД 1-го и 2-го типа наиболее распространены среди всех форм СД в мире и относятся к мультифакториальным заболеваниям, причиной развития которых является совокупность наследственных и средовых факторов. Редкие формы диабета, развивающиеся вследствие дефекта в одном гене, составляют менее 5% случаев от всех форм СД [2]. Менделевские подтипы этих форм СД включают диабет взрослого типа у молодых, или MODY (Maturity-Onset Diabetes of the Young), неонатальный диабет, а также синдромальные формы. Трудность их диагностики состоит в том, что многие из этих подтипов имеют клинические признаки, сходные с СД 1-го и 2-го типа [3]. Пациентам с моногенными формами СД требуется персонализированный подход к подбору оптимальной терапии [4].
Верифицировать у пациента моногенную форму СД можно только при проведении молекулярно-генетического исследования. В случае его отсутствия до 80% случаев моногенного диабета неверно диагностируются или остаются нераспознанными [5]. Самой известной и хорошо изученной формой моногенного диабета является MODY. Эта гетерогенная группа заболеваний с аутосомно-доминантным типом наследования обусловлена структурными нарушениями в генах, приводящими к дисфункции бета-клеток поджелудочной железы. В настоящее время известно 14 типов MODY, которые классифицируются по мутациям генов, определяющих клинический фенотип: HNF4A, GCK, HNF1A, PDX1, HNF1B, NEUROD1, KLF11, CEL, PAX4, INS, BLK, KCNJ11, ABCC8 и APPL1 [6]. 70% случаев MODY ассоциированы с мутациями в генах GCK и HNF1A [7].
У пациентов с MODY, обусловленным носительством мутаций в гене GCK, умеренная гликемия натощак проявляется уже с рождения, обычно протекает бессимптомно и чаще всего не требует назначения сахароснижаюшей терапии. Пациенты с MODY-GCK могут корректировать уровень гликемии диетой и умеренными физическими нагрузками [8].
Гипергликемия при MODY-HNF1A диагностируется в возрасте от 21 до 26 лет, семейный анамнез у носителей, как правило, отягощен по СД и сердечно-сосудистым заболеваниям в нескольких поколениях. Натощак у таких пациентов наблюдается нормогликемия, но при выполнении орального глюкозотолерантного теста фиксируется прирост гликемии. Также для MODY-HNF1A характерна глюкозурия. Заболевание при этом носит прогрессирующий характер с высоким риском развития макрососудистых осложнений. При лечении у пациентов сохраняется высокая чувствительность к препаратам сульфонилмочевины [9]. Ген HNF1A расположен на длинном плече 12-й хромосомы (12q24.31) и состоит из 10 экзонов (https://www.uniprot.org). Белок, кодируемый этим геном, состоит из 631 аминокислотного остатка, его структура консервативна у позвоночных животных (при сравнении человека и крысы идентичность аминокислотного состава составляет 97%) [10]. В своей структуре белок HNF1A содержит N-концевой димерезационный домен (первые 32 аминокислоты), ДНК-связываюший высококонсервативный домен (91–279 аминокислот), внутри которого находится неконсервативный участок (со 182 по 200 аминокислоту), разделяющий специфический POUS гомеодомен (91–181 аминокислоты) и POUH-гомеодомен (203–279 аминокислоты), и С-концевой трансактивационный домен (282–631 аминокислот) [11, 12]. Альтернативный сплайсинг обеспечивает образование трех изоформ белка, которые различаются аминокислотным составом и уровнями экспрессии [13]. Исследования на мышиных моделях показали, что гетерозиготные нокауты по гену HNF1A имеют нормальный фенотип, тогда как у человека наличие гетерозиготного варианта приводит к развитию СД [14, 15]. Основной транскрипт кодируется на участке с 1-го по 10-й экзон и экспрессируется в период эмбрионального развития в поджелудочной железе, а в зрелом возрасте в тканях почек и печени. Более короткие изоформы, кодируемые экзонами 1–7 и 1–6, выявлены преимущественно в зрелых тканях поджелудочной железы [16]. Известно более 500 различных вариантов в гене HNF1A, которые приводят к развитию СД. Описаны ...
