Расширенное генетическое обследование у беременной с пороком развития сердца плода

Врожденный порок сердца (ВПС) – это патология сердечно-сосудистой системы, возникающая в результате нарушений в развитии сердца и крупных магистральных сосудов во время вынашивания беременности [1]. Эмбриональное развитие сердца происходит на 3–9-й неделе внутриутробного развития; воздействие неблагоприятных факторов на женщину в этих сроках может привести к нарушению формирования сердца и сосудов плода [2].

Пороки развития сердца (ПРС) являются наиболее распространенными врожденными дефектами плода. Распространенность ПРС плода в разных географических широтах варьируется от 4 до 50 случаев на 1000 живорождений [3]. Ежегодно в Российской Федерации (РФ) появляется на свет порядка 283,1 тыс. детей с врожденными пороками развития (данные Росстата за 2023 г.)[4]; из них около 30% – это дети с ВПС [5]. В структуре антенатальной гибели плодов в РФ врожденные аномалии развития занимают 2-е место, самыми частыми из них являлись ВПС плода, составлявшие 1,2% случаев из всего числа мертворождений и 16,7% случаев из числа всех аномалий развития плодов [6].

В исследованиях van Velzen C. et al. (2016) [7] показано, что такие акушерские осложнения, как преждевременные роды и антенатальная гибель плода в группе плодов с ПРС встречаются чаще, чем у пациенток со с здоровыми плодами. Также по данным зарубежных авторов, наличие изолированных ПРС плода, ассоциированных с генетической патологией, клапанной регургитацией увеличивает риски антенатальных потерь [8].

Современные методы ультразвукового и генетического исследований позволяют уже на антенатальном этапе в полной мере определить тип порока, его генетическую (хромосомную или моногенную) причину возникновения и тип наследования. Также в рамках расширенного консультирования на антенатальном этапе семья в полном объеме может получить информацию о возможных рисках, осложнениях, прогнозах инвалидизации и выживаемости детей с ВПС.

В виду вышеизложенных данных, ведение беременных с ПРС плода должно проводиться комплексно, включая раннюю диагностику порока сердца плода, расширенное генетическое обследование, оценку рисков акушерских осложнений, тщательное динамическое наблюдение за состоянием беременной и плода, своевременную маршрутизацию пациентки в стационар.

С 2021 г. на перинатальном консилиуме ФГБУ «Нациoнальный медицинский исследoвательский центр акушерства, гинекoлoгии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» МЗ РФ в алгоритм oбследования пациентoк с пoроками развития плoда включено расширенное генетическое исследoвание, которое позволяет выявить хрoмoсoмные и мoнoгенные анoмалии у плoдoв с ПРС. Комплексный подход к ведению пациенток с ВПС помогает выработать тактику ведения беременности, оценить прогнозы для каждой семейной пары на антенатальном этапе.

На примере представленного ниже клинического наблюдения показан алгоритм обследования и ведения беременных с ПРС плода на антенатальном этапе.

Цель: описать результаты обследования беременных с ПРС у плода согласно алгоритму, разработанному и внедренному в ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» МЗ РФ.

Новизна данного подхода диагностики заключатся в инвазивном пренатальном тестировании и проведении не только хромосомного анализа, но и полноэкзомного секвенирования плодов с ПРС, что позволяет диагностировать моногенное заболевание на антенатальном этапе.

Клиническое наблюдение

Пациентка Г., 28 лет, обратилась на перинатальный консилиум ФГБУ «HMИЦ AГП им. В.И. Кулaкoва» МЗ РФ на сроке гестации 19–20 недель. По месту жительства выявлен ПРС плода.

Из анамнеза пациентки известно, что с 10 лет диагностирован хронический пиелонефрит, наличие других соматических заболеваний отрицает; гинекoлoгический aнaмнез oтягoщен миoмoй мaтки небoльших размеров.  Хрoнических зaболевaний у супругa не выявлено.

Данная беременность первая, наступила самостоятельно. Течение I триместра беременности было без осложнений; при расширенном комбинированном пренатальном скрининге I триместра в 12 недель выявлена единственная артерия пуповины, расчетный риск хромосомных патологий низкий. Дальнейшее ведение беременности продолжалось по месту жительства.

Впервые пациентка обратилась в НМИЦ cердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева во II триместре беременности (в 19 недель) после проведения скринингового ультразвукового исследования, на котором специалистами подтвержден ПРС: коарктация аорты, дефект межпредсердной перегородки (ДМПП). Для расширенного консультирования семейной пары, выработки дальнейшей тактики ведения беременности, пaциенткa была нaпрaвленa на пeринaтaльный кoнсилиум ФГБУ «HMИЦ AГП им. В.И. Кулaкoвa» МЗ РФ.

Согласно проведенному в 2023 г. исследованию в НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова, частота хромосомной аномалии при ПРС плода составляет около 22% [9]. На перинатальном консилиуме пациентке предложено расширенное генетическое исследование, проведение инвазивной пренатальной диагностики (амниоцентез). В НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова нами разработан алгоритм обследования пациентов с ПРС плода, который включает оценку генетического профиля (рисунок). На первом этапе генетического обследования проводится хромосомный микроматричный анализ для исключения хромосомной патологии плода. В случае отсутствия хромосомной патологии плода мы проводили секвенирование экзома плода на втором этапе исследования.

Рисунок. Алгоритм обследования пациентов с ПРС плода

Ввиду отсутствия противопоказаний к проведению инвазивной процедуры в сроке беременности 19–20 недель пациентке в стационаре дневного пребывания НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова произведен диагностический амниоцентез, без осложнений. При проведении процедуры амниоцентеза было забрано 45 мл амниотической жидкости.

Для исключения хромосомной патологии плода с пороком сердца проведен хромосомный микроматричный анализ, который не выявил нарушений в кариотипе плода. Затем семье было предложено дальнейшее генетическое исследование – секвенирование экзома плода. Повторной инвазивной пренатальной диагностики не потребовалось, так как секвенирование экзома возможно провести по остаточной ДНК плода после хромосомного анализа. 

Секвенирование экзома плода с ПРС выявило ранее не описанный гетерозиготный вариант нуклеотидной последовательности в гене NR2F2 (15-96337540-G-GT), приводящий к сдвигу рамки считывания и нарушению синтеза полноразмерного белка (p.Lys389Ter, NM_021005) на антенатальном этапе обследования, который, по данным мировой литературы,  ассоциирован с разнообразными пороками сердца и нарушением формирования пола (OMIM: 615779, Congenital heart defects, multiple types, 4; 618901, 46,XX sex reversal 5). При поиске в базе данных OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man) вероятно-патогенный вариант в гене NR2F2 на хромосоме 15q26 описан в случаях с множественными типами ВПС (ДМПП, дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП) и атриовентрикулярной перегородки, двойное отхождение сосудов из правого желудочка, тетрада Фалло, синдром гипоплазии левых отделов сердца, аортальный стеноз и коарктация аорты) [10].

Секвенирование экзома плода проводилось в течение 5 недель. Выявлен гетерозиготный вариант в гене NR2F2 с аутосомно-доминантным типом наследования. С целью анализа происхождения данного варианта родителям выполнено секвенирование по Сэнгеру. По результату обследования определено, что родители носителями данного варианта не являются, вариант расценен как de novo.

После получения результатов расширенного генетического исследования в сроке 32 недели беременности семейная пара обратилась на повторный перинатальный консилиум Центра. Пациентке повторно проведена эхокардиография плода, оценены функциональные показатели плода. По результатам эхокардиографии плода был диагностирован ПРС плода: коарктация аорты, выраженная гипоплазия аортального клапана, восходящего отдела и дуги аорты, гипоплазия левого желудочка, митрального клапана, ДМЖП, гипертрофия правого желудочка, гидроперикард. По данным ультразвуковой диагностики, был выявлен маловесный плод; маточно-плацентарные, фето-плацентарные кровотоки без нарушений. На первичном перинатальном консилиуме семейную пару информировали обо всех возможных вариантах осложнений и рисков у ребенка после рождения и кардиохирургического лечения порока сердца с учетом данных ультразвукового и генетического исследования плода. После полученной информации семейная пара решила пролонгировать беременность. На перинатальном консилиуме разработан дальнейший план ведения беременности (стандартное обследование согласно приказу 1130н МЗ РФ от 20.10.2020, явка в стационар 3-го уровня для определения сроков родоразрешения, даты плановой госпитализация) и родов пациентки в стационаре 3-го уровня, с возможностью транспортировки новорожденного в кардиохирургический стационар в первые часы жизни.

В 37 недель беременности по данным ультразвуковой диагностики, фетометрии выявлен недостаточный рост плода, предполагаемая масса тела плода составила 6 процентиль.

На сроке беременности 38 недель пациентка отметила ухудшение шевелений плода. Женщина была немедленно госпитализирована в стационар Центра, проведено ультразвуковое исследование, по результатам которого диагностирована антенальная гибель плода. В течение суток пациентка была родоразрешена. Родилась мертвая девочка весом 2775 г, длиной 49 см.

При патологоанатомическом вскрытии выявлены множественные ВПС плода: выраженная гипоплазия аортального клапана, восходящего отдела и дуги аорты, гипоплазия ушка левого предсердия, ДМЖП, гипертрофия правого желудочка; признаки гипоксии плода, кровоизлияние под висцеральной плеврой, под эпикардом. При исследовании плаценты выявлено: малая для срока гестации плацента, ветвление сосудов, один ложный узел пуповины, три варикозных узла, выраженный варикоз, единственная артерия пуповины.

Хромосомный микроматричный анализ выполняли с помощью  системы GenoScan3000 на микроматрицах CytoScan Optima (Thermo Fisher Scientific, США), согласно инструкциям производителя. Анализ полученных данных осуществляли при использовании программы ChАS (Сhromosome Аnalysis Suite). Для оценки результатов обследования использовали генетические базы данных, мировые литературные данные.

Секвенирование ДНК плода выполнено на секвенаторе NovaSeq 6000. Для обогащения целевыми фрагментами использован набор для обогащения IDT xGen Exome Hyb Panel v2 или Illumina Exome 2.0 Plus.

Обработка данных, полученных после секвенирования, проведена с использованием алгоритма, включающего выравнивание прочтений на референсную последовательность генома hg38, коллинг и фильтрацию вариантов по качеству. Далее полученные варианты проходили анализ, аннотацию и приоритизацию с помощью Ensembl Variant Effect Predictor (VEP), и оценку предсказания значимости вариантов (SIFT, PolyPhen-2, SpliceAI).

Оценка популяционных частот варианта проводилась на основании базы данных Genome Aggregation Database (gnomAD). Для оценки клинической значимости выявленного варианта использованы база данных ОМIМ, ClinVar, LOVD.

Обсуждение

Известно, что этиология ВПС имеет многофакторный характер. Несомненно, средовые факторы влияют на ранний эмбриогенез сердца и могут являться причинoй ПРС у плодa. К таким фaкторам относят: oжирeниe мaтeри, никотиновую, aлкoгoльную зaвисимoсть рoдитeлeй, приeм тeрaтoгeнных лeкарствeнных прeпаратов до и во время беременности, вирусные заболевания в I триместре беременности, дефицит витаминов и прочие[11, 12].

Однако большая часть, от 25 до 40%, случаев ВПС плода имеет генетическую причину развития[13–15].

Выявленный гетерозиготный вариант нуклеотидной последовательности в гене NR2F2 (15-96337540-G-GT), приводящий к сдвигу рамки считывания и нарушению синтеза полноразмерного белка (p.Lys389Ter, NM_021005) кодирует транскрипционный фактор, относящийся к семейству стероидных и тиреоидных ядерных рецепторов. NR2F2 участвует в процессах клеточной дифференцировки, нейрогенезе, органогенезе, фертильности, метаболизме и воспалении [16]. Снижение активности экспрессии NR2F2 в клетках эндотелия коронарных сосудов, аорты, предсердий приводит к воспалению, фиброзу ткани, пролиферации, гиперпигментации, устойчивости к апоптозу и увеличению активных форм кислорода [17, 18]. Следует отметить, что даже в случаях успешного кардиохирургического лечения порока сердца, учитывая системные нарушения в эндотелии сосудов и сердца, риск неблагоприятного прогноза у детей с мутацией данного гена увеличивается.

Также при патогенном варианте гена NR2F2, кроме ВПС, в литературе описаны такие клинические проявления, как врожденная диафрагмальная грыжа, задержка роста плода, гипотония, нарушение кормления, врожденная и приобретенная микроцефалия, дисморфичные черты лица, почечная недостаточность, потеря слуха, косоглазие, аспления [19]. Также в мировой литературе описаны случаи вирилизации наружных половых органов девочек, инверсии пола у мальчиков  с кариотипом 46ХХ [20].

В нашем клиническом наблюдении на антенатальном этапе диагностирован недостаточный рост плода, масса плода по данным фетометрии –  6 процентиль.

Учитывая моногенное заболевание плода в данном клиническом наблюдении, для определения значимости и рисков наследования вероятно-патогенного варианта в гене NR2F2 было решено провести секвенирование по Сэнгеру семьи (мать-отец-плод) для определения носительства. Уже на антенатальном этапе было определено, что родители носителями данного варианта не являлись, что позволило классифицировать вариант гена NR2F2 как de novo. Мутации de novo – это спонтанные изменения генетического материала, которые есть у плода, но не определяются у родителей. По данным OMIM, указанный синдром имеет различную клиническую вариабельность. Учитывая вышеизложенные результаты, мы оценили риск повторного рождения ребенка с данным вероятно-патогенным вариантом в гене NR2F2 и ВПС в данной семье как низкий. Ввиду этого данной супружеской паре не противопоказано наступление последующей беременности естественным путем.

В зарубежной литературе также описывают молекулярную и физиологическую связь развивающегося сердца плода и плаценты и общность патофизиологических нарушений [21].  В исследовании Leon R. et al. (2022) [22] показали, что сосудистые нарушения и хронические формы воспаления в плацентах пациенток с ПРС у плода встречаются значительно чаще [23].

В описанном клиническом наблюдении при гистологическом исследовании плаценты выявлена малая по площади плацента (310 г, <10 перцентиля), варикоз сосудов плаценты и пуповины, ложные узлы пуповины, ветвление сосудов, плодная часть с зеленоватым окрасом. Также у плода выявлены признаки гипоксии (кровоизлияние под висцеральной плеврой, под эпикардом). По результатам патологоанатомического исследования можно утверждать, что у данной беременной с ПРС у плода были признаки плацентарной дисфункции.

В исследовании Petit F. et al. (2007) [24] показано, что изменения в работе гена NR2F2 ведут к нарушениям формирования плаценты, васкуляризации плаценты, что приводило к выкидышам на 10–12-й день беременности у мышей. Данный клинический случай ПРС плода заслуживает особого внимания. Можно предположить, что причинами антенатальной гибели плода явились нарушения в системе плацента-плод, вызванные системными нарушениями формирования клеток эндотелия сосудов, сердца плода, ассоциированные с патогенным вариантом гена NR2F2.

Данное наблюдение показывает важность своевременного расширенного генетического обследования плодов с ПРС, тщательного динамического наблюдения за беременной и своевременной госпитализации при выявлении ранних признаков плацентарных нарушений.

Заключение

Впервые в стране описано клиническое наблюдение ПРС у плода, ассоциированного с вероятно-патогенным вариантом в гене NR2F2, у беременной с плацентарными нарушениями, антенатальной гибелью плода.

Ведение пациенток с ПРС у плода требует тщательного и своевременного генетического обследования и консультирования семьи, динамического наблюдения беременной. Наш клинический случай показал, что результаты экзомного секвенирования семьи на антенатальном этапе и их сопоставление с данными мировой литературы, генетических баз данных могут помочь в дальнейшем наблюдении беременной на амбулаторном этапе.