Статья "Генетико-эпидемиологическое исследование фенилкетонурии"

ГБПОУ «Армавирский медицинский колледж»

Парфенова Е.Г., преподаватель высшей квалификационной категории

Генетико-эпидемиологическое исследование ФКУ

Генетико-эпидемиологическое исследование фенилкетонурии

В связи с разработкой эффективных методов диагностики и профилактики фенилкетонурии с использованием биохимических и молекулярно-генетических методов особый интерес для нашей страны, имеющей очень разнообразный этнический состав, представляют геногеографические исследования с определением региональных особенностей в частоте мутаций в гене РАН, территориальной распространенности заболевания. Огромные расстояния, существование географических и иных (языковых, родовых, национальных) барьеров способствует множественной подразделенное™ населения страны с региональными особенностями груза наследственной патологии. Хотя эта подразделенность частично начала нивелироваться в последние десятилетия вследствие нарастающей панмиксии, тем не менее, региональные особенности отягощенности генофонда популяций патологическими мутациями значительны и представляют не только теоретический, но и практический интерес для планирования лечебных и профилактических мероприятий в системе здравоохранения.

Массовое обследование новорожденных на фенилкетонурию имеет особое значение, поскольку, кроме ранней диагностики заболевания позволяет формировать контингенты, требующие систематического медико-генетического консультирования, а также способствует обнаружению гетерозиготного носительства мутантного гена и проведению пренатальной диагностики. Неонатальный скрининг на фенилкетонурию в Краснодарском крае поэтапно стал внедряться с 1983 года. Семьи, имеющие больных ФКУ, находятся на учете в медико-генетической консультации. В настоящее время компьютерная база данных Кубанской межрегиональной медико-генетической консультации содержит сведения о 204 больных ФКУ из 183 семей, проживающих на территории края.

В ходе выполнения исследования происхождение мутантных генов ФКУ на территории края у больных и носителей оценено генеалогическим и молекулярно-генетическим анализами. При анализе родословных семей был подтвержден установленный ранее факт аутосомно-рецессивного наследования фенилкетонурии. В результате проведенного молекулярно-генетического исследования получены данные о частоте, территориальном и этническом распределении мутантных аллелей гена РАН в Краснодарском крае.

Проведенное исследование позволило установить семь типов мутаций гена РАН и позволило идентифицировать 65,7%) всех мутантных хромосом, что несколько ниже, чем информативность хромосом по аналогичному спектру мутаций среди больных ФКУ в большинстве исследованных популяциях: Московской (71,3%), Воронежской (78,3%), Ростовской (80,52%), Самарской (82,6%), Курской (82,6%), Архангельской (85,4), Свердловской (87,9%) областях, Удмуртии (94,6%). Полученные результаты свидетельствуют о межпопуляционных различиях в частотах мутаций гена РАН, и о необходимости определения спектра наиболее частых мутаций у больных ФКУ в каждой популяции для проведения максимально эффективной диагностики заболевания с наименьшими затратами.

Большинство больных ФКУ в краснодарской популяции оказались компаундными гетерозиготами по разным мутациям. Полученные данные позволяют провести пренатальную диагностику заболевания и поиск гетерозиготных носителей с использованием прямых методов ДНК - диагностики в 39 семьях (42,9%). В остальных семьях для возможности проведения пренатальной диагностики необходимо применение дополнительных исследований (поиск более редких мутаций гена РАН, исследование полиморфных маркеров, расположенных внутри или в непосредственной близости от гена РАН, в неинформативных семьях, где не выявлены частые мутации гена РАН, необходимо исключить вариантные формы заболевания.

Заболевание зарегистрировано в 41 (из 44) территориально- административной единице края. Установлена неравномерность территориального распределения ФКУ в Краснодарском крае.

Как известно, одним из важных факторов, изменяющих генные частоты, является миграция, поэтому нами проведен анализ мест рождений пробандов и их родителей, характеризующих миграцию. Анализ происхождения 91 семьи с ФКУ показал, что в 40 (43,9%) семьях оба родителя и прародители были уроженцами Кубани. В 34 семьях (37,4%) один из родителей происходил из-за пределов Краснодарского края и в 17 (18,7%) семьях обе родительские ветви были родом из различных областей России и бывшего СССР. В 24 семьях (26,3%) из всех обследованных оба родителя являлись жителями одного района, что повышает вероятность инбридинга. Неслучайно большинство таких семей выявлено в территориях с высокой встречаемостью заболевания - в Тихорецком, Брюховецком, Приморско-Ахтарском районах. 37,4% мутаций в гене РАН были привнесены в краснодарскую популяцию мигрантами из-за пределов края.

С целью оценки этнической специфичности в распределении мутаций гена РАН и мутантных генотипов в популяции Краснодарского, края с помощью молекулярно-генетических методов были обследованы 172 родителя больных ФКУ, которые являлись представителями десяти различных национальностей. 78% больных ФКУ являлись потомками однонациональных браков, среди которых преобладали браки между русскими 71,0%, 6,0% составили армянские и 1,0% турецкие семьи. Межнациональные браки составили 22%.

Неинформативными по изучаемым мутациям были 30,1% «русских» хромосом, среди остальных национальностей не удалось идентифицировать 40,0% и более хромосом. Результаты показывают, что в популяциях смешанного этнического состава увеличивается разнообразие мутантных аллелей гена РАН.

Несмотря на то, что заболевание давно известно врачам, анализ литературы показал, что некоторые важные вопросы, связанные с корреляцией генотипа с клиническим и биохимическим фенотипом не решены до настоящего времени. Большое количество мутаций, приводящих к заболеванию, и их сочетание, вызывают сложный метаболический фенотип в организме больного. Но, даже имея с одинаковый генотип, пациенты могут иметь различные клинические и метаболические фенотипы. Отмечено также, что раннее начало диетотерапии и соблюдение диеты не всегда сочетается с нормализацией уровня ФА в крови.

С целью выявления факторов, влияющих на динамику уровня ФА в крови больных, была сформирована группа из 80-ти человек, (44 мальчика и 36 девочек), в которую были включены только больные с «классической» формой ФКУ, что подтверждалось выявлением мутаций, характерных для данной формы заболевания.

На первом этапе проводился анализ уровня ФА в крови больных ФКУ, и оценивалась его динамика с помощью регрессионного анализа. Различия типов динамики содержания ФА у обследуемых больных ФКУ подтверждены результатами кластерного и дисперсионного анализов. Были выделенные 6 кластеров больных, статистически достоверно отличающихся друг от друга как по общему уровню ФА в крови, так и по отрицательной или положительной динамике содержания ФА, а также по оценке регулярности ответа организма на диетотерапию (или ее отсутствие). Этот факт свидетельствует о существовании факторов, объединяющих больных ФКУ в группы по уровню ФА.

С целью установления факторов, возможно влияющих на динамику уровня ФА в крови больных ФКУ, были изучены следующие характеристики: территория проживания (административно-территориальных разделение); регион проживания больного; национальность больного; происхождение родителей; генотип больного; строгость соблюдения диеты; пол больного; его возраст, а также время начала диетотерапии. Для анализа использовалась однофакторная модель дисперсионного анализа, в ходе которого статистически достоверные межгрупповые различия установлены для территории проживания больного, его генотипа, соблюдения диеты и времени начала диетотерапии.

При оценке результатов дисперсионного анализа в ряде случаев предполагалось, что положительный результат дисперсионного анализа обусловлен в действительности не собственным эффектом изучаемого фактора, а его связью с другим, реально действующим. На третьем этапе проведен анализ взаимодействия между собой всех факторов, эффекты которых на динамику ФА изучались в данном исследовании. В основу исследований был положен метод анализа двумерных распределений, основанный на оценке парных корреляций всех факторов, взятых во всех возможных сочетаниях. Статистически достоверная связь признаков-факторов установлена для пар признаков: «территория - мутация» (К=0,58); «национальность - мутация» (К=0,50); «национальность - начало диетотерапии» (К=0,31); «происхождение - начало диетотерапии» (К=0,25); «соблюдение диеты - начало диетотерапии» (К=0,39).

В результате анализа взаимодействия факторов, показано, что эффект признаков «территория проживания - мутация», «национальность -мутация» на динамику ФА обусловлен тем, что имеет место территориальная и этническая гетерогенность в распределении мутантных аллелей гена РАН.

Взаимодействие факторов «национальность и начало диетотерапии» существенных различий по времени начала диеты в обследованных русских, армянских и смешанных семьях не выявило. Основная группа детей всех национальностей была выявлена в ходе массового неонатального скрининга и диета начата в первые месяцы жизни.

При описании взаимодействия пары признаков «происхождение родителей - начало диеты» было отмечено, что родители больных ФКУ, строго соблюдающих диету и выявленных при массовом скрининге, чаще всего являлись местными жителями (93,3%) или, по крайней мере, один из родителей был местным (79,3%). В случае, когда семья относилась к приезжей, лишь в 42,8% диета соблюдалась строго.

Согласно полученным данным при описании пары признаков «строгость соблюдения диеты - начало ее введения», можно отметить, что если диета ребенку была назначена в первые месяцы жизни, то родители ребенка пытались соблюдать ее достаточно строго. В группе детей, строго соблюдающих диету, 96,8% составили дети, выявленные в ходе массового скрининга новорожденных. Среди детей, выявленных в ходе селективного скрининга и в группе приезжих детей, с участием родителей диета соблюдается далее с нарушениями или не соблюдают вообще. Доля случаев, когда в этих группах родители придерживаются строгого соблюдения диеты, составляет 3,2%, не соблюдается диета при позднем начале лечения в 62,5% случаях.

Современный мировой и отечественный опыт показывают, что неонатальный скрининг, установление молекулярно-генетического дефекта гена РАН и своевременно начатая диетотерапия в большинстве случаев могут обеспечить пациентам с ФКУ нормальное физическое и психическое развитие. Но эта цель может быть достигнута только в результате совместных усилий врачей-генетиков, а также родителей больных детей, участие которых в строгом соблюдении детьми диеты имеет большое значение.