Наследственные заболевания глаз: эпидемиология, генетическая гетерогенность, клинический полиморфизм тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Кадышев Виталий Викторович

• Кадышев Виталий Викторович
• доктор наук
• 2023

Оглавление диссертации доктор наук Кадышев Виталий Викторович

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Степень разработанности темы исследования

Цель и задачи исследования

Научная новизна результатов исследования

Теоретическая и практическая значимость работы

Методология и методы исследования

Основные положения, выносимые на защиту

Степень достоверности результатов

Апробация работы

Личный вклад автора в проведении исследования

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Публикации

Структура и объём диссертации

Глава 1. Генетико-эпидемиологическая характеристика наследственных глазных болезней

1.1 Литературный обзор по генетико-эпидемиологическим исследованиям

1.1.1 Исследования по грузу наследственной офтальмопатологии

1.2 Методы обследования

1.2.1 Генетико-эпидемиологические методы обследования популяции

1.2.2 Медико-генетическое обследование населения

1.2.3 Клинические методы обследования населения

1.2.4 Молекулярно-генетические методы исследования

1.2.5 Методы математической обработки полученных данных

1.3 Материал исследования

1.4 Результаты и обсуждения генетико-эпидемиологических исследований - оценка груза наследственных болезней органа зрения в популяциях европейской части Российской Федерации

1.4.1 Сегрегационный анализ

1.4.2 Результаты оценки груза наследственной офтальмопатологии

1.4.3 Отягощенность населения 17 популяций европейской части РФ наследственными

заболеваниями органа зрения

1.4.4 Анализ груза наследственной офтальмопатологии в этнически различных популяциях РФ

1.4.5 Заключение

Глава 2. Разнообразие наследственных заболеваний органа зрения

2.1.1 Литературный обзор по разнообразию наследственных заболеваний с поражением органа зрения

2.2 Принципы анализа нозологического спектра

2.3 Результаты исследований по разнообразию наследственной патологии органа зрения

2.3.1 Нозологический спектр изолированных заболеваний с поражением органа зрения

2.3.2 Нозологический спектр наследственных синдромов и заболеваний с поражением

органа зрения

2.3.3 Анализ равномерности территориального распространения наследственных заболеваний с поражением органа зрения

2.4 Заключение

Глава 3. Влияние генетической структуры на значения груза и разнообразия изолированной наследственной офтальмопатологии и входящей в состав наследственных синдромов и болезней в популяциях РФ

3.1 Литературный обзор по роли генетической структуры в дифференциации популяций по значениям груза и разнообразия наследственной офтальмопатологии

3.2 Методы количественной оценки инбридинга и миграционных характеристик

3.3 Роль генетической структуры в формирование груза НЗОЗ

3.4 Влияние особенностей генетической структуры на формирование разнообразия НЗОЗ

3.5 Заключение

Глава 4. Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной офтальмопатологии с поражением структур переднего отрезка глаз

4.1 Литературный обзор по наследственной патологии переднего отрезка глаз

4.1.1 Наследственные заболевания роговицы

4.1.2 Наследственные заболевания радужки

4.1.3 Наследственные заболевания хрусталика

4.1.4 Наследственные заболевания структур передней камеры глаз

4.2 Результаты и обсуждение исследования

4.2.1 Клинико-генетические характеристики изолированной наследственной патологии переднего сегмента глаз

4.2.2 Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной патологии радужки

4.2.3 Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной патологии хрусталика

4.2.4 Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной патологии роговицы

4.2.5 Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной патологии угла передней камеры глаза

4.3 Заключение

Глава 5. Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной офтальмопатологии с поражением структур заднего сегмента глаз

5.1 Литературный обзор по наследственной офтальмопатологии структур заднего отрезка глаз

5.1.1 Наследственные заболевания сетчатки

5.1.2 Наследственные заболевания хороидеи

5.1.3 Наследственные заболевания зрительного нерва

5.2 Результаты исследования и обсуждение

5.2.1 Изолированные наследственные заболевания сетчатки и/или хороидеи

5.2.2 Изолированные наследственные заболевания зрительного нерва

5.2.3 Изолированные наследственные заболевания нескольких структур заднего сегмента глаз, инициируемых друг другом

5.3 Заключение

Глава 6. Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной офтальмопатологии с сочетанным поражением заднего и переднего сегментов глаз

6.1 Литературные данные по изолированным сочетанным наследственным патологиям органа зрения

6.2 Результаты и обсуждения

6.3 Заключение

Глава 7.Клинико-генетическая характеристика наследственной офтальмопатологии при наследственных заболеваниях и синдромах

7.1 Литературные данные по наследственной офтальмопатологии при наследственных заболеваниях и синдромах

7.1.1 Поражение глаз при наследственных заболеваниях

7.1.2 Поражение глаз при наследственных синдромах

7.2 Результаты исследования и обсуждение

7.3 Заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АД - аутосомно-доминантный

АЛ - амавроз Лебера

АР - аутосомно-рецессивный

БШ - болезнь Штаргардта

ВА - врожденная аниридия

ВМД - возрастная макулярная дистрофия

ВОЗ - Всемирной организации здравоохранения

ВПС - высокопроизводительное секвенирование

г. - город

ДЗН - диск зрительного нерва

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

ЕАЭС - Евразийский экономический союз

ЗВП - зрительно вызванные потенциалы

ИНОП - изолированная наследственная офтальмопатология

КТ - компьютерная томография

КЧР - Карачаево-Черкесская Республика

ЛОР - оториноларингология

ЛПУ - лечебно-профилактическое учреждение

МБ - мембрана Бруха

МГК - медико-генетическая консультация

МКБ - международный классификатор болезней

МРТ - магнитно-резонансная томография

НЗОЗ - наследственные заболевания органа зрения

НОП - наследственная офтальмопатология

НПОЗ - наследственная патология органа зрения

ОКТ - оптическая когерентная томография

ОФП - офтальмологическая патология

ПР - пигментный ретинит

ПЦР - полимеразная цепная реакция

ПЭС - пигментный эпителий сетчатки

РФ - Российская Федерация

СНОП - синдромальная наследственная офтальмопатология СНПОЗ - синдромальная наследственная патология органа зрения СЭВРП - семейная экссудативная витреоретинопатия ФАП - фельдшерско-акушерский пункт

ФГБНУ «МГНЦ» - Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»

Х-сц. - Х-сцепленный рецессивный

ЦРБ - центральная районная больница

ЭВМ - электронная вычислительная машина

ЭРГ - электроретинография

ЭЭГ - электроэнцефалография

ACMG - American College of Medical Genetics and Genomics (Американский колледж медицинской генетики и геномики)

Fis - показатель неслучайного инбридинга

FISH - флуоресцентная гибридизация in situ

Fit - показатель тотального инбридинга Fst - показатель случайного инбридинга

ISCEV - International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (Международное общество клинической электрофизиологии зрения)

LOVD - Leiden Open Variation Database (Открытая база данных вариаций Лейдена)

MLPA - мультиплексная лигазозависимая амплификация

OMIM - Online Mendelian Inheritance in Man (онлайн ресурс Менделевского наследования у человека)

WAGR - Wilms tumor, Aniridia, Genitourinary anomalies, Range of developmental delays (Опухоль Вильмса, аниридия, аномалии мочеполовой системы, задержка интеллектуального развития)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Наследственные заболевания глаз: эпидемиология, генетическая гетерогенность, клинический полиморфизм»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования

Развитие российской медицины выступает приоритетной государственной задачей, на решение которой должны быть ориентированы передовые силы отечественных ученых и практикующих медицинских работников. Одним из актуальных и современных направлений научных исследований в российской генетике и офтальмологии выступает изучение наследственных офтальмологических заболеваний, учитывая генетическую гетерогенность и клинический полиморфизм, на междисциплинарном уровне с учетом этиопатогенеза.

Несмотря на то, что в настоящее время отсутствует единая система классификации наследственной офтальмопатологии, между тем, на основе концептуальных знаний в области топографии, этиологии и патогенеза, предметную группу наследственных заболеваний глаз можно разделить на синдромальную и изолированную. Известно, что поражение органа зрения встречается при наследственных заболеваниях нервной, опорно-двигательной, эндокринной и других систем. Согласно топографическому принципу, изолированные наследственные глазные болезни разделяются на болезни переднего отдела глаз (роговицы, радужки, хрусталика, угла передней камеры) и заднего сегмента (сетчатки, хороидеи, зрительного нерва). Кроме того, большая группа генетических болезней относятся к моногенным врожденным порокам развития [1,2,3].

Получение новых знаний об эпидемиологии, генетической гетерогенности, клиническом полиморфизме наследственных заболеваний глаз позволят усовершенствовать практику научно-исследовательской и клинической работы, уточнить и рационализировать программы и мероприятия в сфере охраны здоровья населения Российской Федерации, отдельных регионов и территорий, и в сочетании с практическим опытом организации эмпирических исследований в предметной сфере обеспечат формирование перспективного алгоритма клинико-генетической диагностики.

Степень разработанности темы исследования

Проблематика эпидемиологии, генетической гетерогенности, клинического полиморфизма наследственных глазных болезней остается одной из спорных и наиболее сложных разделов современной офтальмологии и генетики.

По данным международных баз данных, таких как Orphanet (https://www.orpha.net), OMIM (https://omim.org/), Human phenotype ontology (https://hpo.jax.org/app/) наследственная офтальмопатология относится к группе редких болезней. Разнообразие изолированной и синдромальной офтальмопатологии значительно варьирует в литературных источниках: по базе данных OMIM описано >350 изолированных и >2000 синдромальных форм; в базе Human phenotype ontology представлено >400 и 5020 (в том числе для 2468 описан ген) соответственно. Отечественные исследования наследственных заболеваний глаз ассоциируются, прежде всего, с вкладом Е. К. Гинтера, Е. Л. Дадали, О. В. Хлебниковой, А. М. Шамшиновой и др.

Большой вклад в изучение распространённости вносят генетико-эпидемиологические исследования, определяющие базовые значения суммарной распространенности и отдельных нозологических форм, а также позволяющие оценить причины дифференциации популяций. Данные исследования позволяют также изучить генетическую гетерогенность и клинический полиморфизм заболеваний, определить особенности нозологического спектра, отягощенность и распространенность регион-специфичной наследственной патологии. В зарубежной литературе показатели распространенности наследственной офтальмопатологии представлены для конкретных заболеваний по отдельным популяциям или в этнических группах. Исследования по наследственной офтальмопатологии в России выполнены в рамках генетико-эпидемиологических исследований лаборатории генетической эпидемиологии ФГБНУ «МГНЦ» по единичным популяциям европейской части РФ для изолированных форм [47]. Проведенные исследования показали, что на долю генетических форм изолированной офтальмопатологии в структуре глазной патологии в России приходится более 25-30% больных.

С 2009 года в практике научных и прикладных исследований по эпидемиологии наследственных болезней в РФ активно используется подтверждающая молекулярно-генетическая диагностика, объем исследований с ее применением растет с каждым годом.

Если в 2012 году генетическая причина была известна только для 3600 фенотипов, так к началу 2021 года описано >6800 заболеваний с известной генетической природой. Ежегодно молекулярная причина устанавливается еще для 250-300 нозологических форм [8].

Несмотря на достигнутый исследовательский прогресс, в сфере научного изучения эпидемиологии, генетической гетерогенности, клинического полиморфизма наследственных глазных болезней на российской популяции имеется ряд проблем и противоречий. В актуальных источниках данных о синдромальной офтальмопатологии не представлено, сведения об изолированной наследственной офтальмопатологии не систематизированы и не охватывают популяционный массив, необходимый и достаточный для полноценной диагностики и лечения наследственных заболеваний глаз в Российской Федерации. Кроме того, обращает внимание отсутствие высокоэффективных принципиальных алгоритмов современной клинико-генетической дифференциальной диагностики у пациентов с наследственными заболеваниями глаз. Новые исследовательские возможности расширяют спектр и диапазон научных исследований в предметной сфере, в число перспективных направлений которых входят такие, как комплексная оценка генетико-эпидемиологических показателей населения с наследственными заболеваниями глаз, детализированное описание структурно-функциональных изменений органа зрения при генетических модификациях; идентификация молекулярно-генетических основ формирования фенотипического портрета больных с изолированной и синдромальной наследственной офтальмопатологией. В связи с изложенным, изучение эпидемиологии, генетической гетерогенности, клинического полиморфизма, разработка алгоритма клинико-генетической диагностики, и систематизация имеющихся данных по наследственной патологии глаз в России представляется актуальным.

^ль и зaдaчи исслeдовaния

Целью настоящего диссертационного исследования является изучение и анализ эпидемиологии, генетической гетерогенности, клинического полиморфизма наследственных глазных болезней (изолированных и синдромальных) в регионах европейской части Российской Федерации.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Оценить распространенность наследственной патологии глаз и ее вклад в общую структуру наследственных болезней человека в популяциях европейской части РФ определить региональные и этнические особенности.

2. Изучить характеристики нозологического спектра наследственной офтальмопатологии; выделить частые и редкие формы для конкретных регионов/этнических групп. Определить равномерность геногеографического распространения заболеваний, региональные/этнические накопления отдельных нозологических форм.

3. Определить спектр и распространенность частых генетических форм изолированной и синдромальной наследственной офтальмопатологии для всей анализируемой выборки российских пациентов.

4. Определить возможное влияние параметров генетической структуры на величину груза (изолированной и синдромальной) и формирование очагов локального накопления отдельных нозологических форм наследственных заболеваний с поражением органа зрения в обследованных популяциях/этнических группах.

5. Изучить клинический полиморфизм и генетическую гетерогенность в группе пациентов с изолированной наследственной патологией переднего отрезка глаз.

6. Изучить клинико-генетические характеристики в группе больных с изолированной наследственной патологией заднего сегмента глаз.

7. Определить клинико-генетические корреляции для отдельных нозологических форм на обширной выборке пациентов с поражением переднего и заднего отрезка глаз.

8. Изучить клинико-генетические характеристики в группе больных с генетическими заболеваниями органа зрения при наследственных синдромах и болезнях.

9. Обосновать систему научных рекомендаций по использованию знаний о популяционных характеристиках наследственных заболеваний глаз в регионах России для развития медицинской науки, клинической практики и принятия государственных и иных управленческих решений в сфере проектирования и развития здравоохранения.

Научная новизна результатов исследования

Впервые показан вклад наследственной офтальмопатологии (изолированной и синдромальной) в общую структуру наследственных болезней человека, выявленных в процессе генетико-эпидемиологического исследования населения 14 регионов РФ, который составил 30,03% (14,61% - изолированная наследственная патология глаз 15,42% - синдромальная патология).

Впервые оценена распространенность нозологических форм изолированной и синдромальной наследственной офтальмопатологии для 14 регионов (12 этнических групп) европейской части России и проведен сравнительный анализ разнообразия, распространенности, генетической гетерогенности и клинического полиморфизма.

Впервые оценена суммарная распространенность наследственной патологии глаз, которая составила 1:1066 человек: изолированных форм - 1:2196 человек, синдромальных форм - 1:2076.

Впервые определена статистически значимая дифференциация в распространенности наследственной офтальмопатологии в разных этнических группах РФ. Установлено, что распространенность наследственных глазных болезней среди русского населения (1:1479; вариация значений от 1:1079 до 1:3619) в 2 раза ниже, чем в малочисленных этнических популяциях европейской части России (1:778; вариация 1:448-1:829).

Впервые определены частые и редкие формы наследственной офтальмопатологии как для всей анализируемой выборки, так и для конкретных регионов/этнических групп. Выявлена дифференциация в спектре и распространенности частых форм как между малочисленными этническими группами, так и в регионах проживания титульной нации РФ - русских.

Впервые установлены локально высокие значения распространенности изолированных и синдромальных заболеваний глаз для различных популяций/этнических групп, как для частых, так и для группы редких заболеваний. Определено, что большинство заболеваний с накоплением не являются частыми для РФ, а характерны именно для конкретного региона или этнической группы. С использованием кластерного анализа, демонстрирующего геногеографическое сходство и различие популяций показано, что существует закономерность в формировании спектра и распространенности

наследственной офтальмопатологии (изолированной и синдромальной) по популяциям и этническим группам, зависящая от этногенеза народов и истории формирования популяций.

С использованием корреляционного анализа зависимости груза, разнообразия и накопления наследственной офтальмопатологии от параметров генетической структуры на основании высоких коэффиентов корреляций (стремящихся к 1) установлено, что основным и ведущим фактором динамики генофонда, в наибольшей степени определяющим дифференциацию российских популяций по грузу и по разнообразию наследственных заболеваний глаз, а также обусловливающим локальное накопление отдельных нозологий в обследованных популяциях, является дрейф генов и подразделенность популяций в совокупности с миграциями.

Впервые определен спектр мажорных генетических форм изолированной офтальмопатологии переднего отдела глаз (врожденная аниридия, врожденная катаракта), заднего (макулярные дистрофии сетчатки, пигментные ретиниты, заболевания фоторецепторного аппарата сетчатки, амаврозы Лебера и патология зрительного нерва) и сочетанного поражения (врожденная глаукома и семейная экссудативная витреоретинопатия) на репрезентативной выборке пациентов всех возрастов из различных регионов России. Впервые определен спектр основных генов, изменения в которых являются этиологическим фактором наследственной офтальмопатологии с различными типами наследования (РАХ6, СЯУАА, СОЫ7Л1, ЕРНА2, МР, СН8Т6, СЯУОВ, ЕУСО1, КЕЯА, ¥8X1, АВСА4, СЫОВ3, ЯРЕ65, ОиСУ2Б, СЫОА3, ОЫА^30, ЕУ8, СЕР290, ЫЯ2Е3, и8Н2А, ВЕ8Т1, ОРА1, ЯНО, СЯВ1, 8ЫЯР200, РЯРР31, РЯРР8, Р1ТРЫМ3, Я81, ЯРОЯ, ОРЯ143, СУР1В1, Р2О4).

Впервые в Российской Федерации выявлены гено-фенотипические корреляции пациентов с наследственной патологией разных сегментов органа зрения: переднего отрезка (для врожденной аниридии), заднего отрезка глаза (АВСА4-связанной патологией сетчатки). Установлено, что сочетание комплексного патогенного аллеля гена АВСА4 [с.1622Т>С (рХеи541Рго); с.3113С>Т (p.Ala1038Val)] и патогенного аллеля c.5882G>A (р^1961Е) имеет достоверно большую вероятность поздней манифестации заболевания (после 17-18 лет) по сравнению с компаунд-гетерозиготным генотипом у пациента с.1622Т>С (рХеи541Рго) и с.3113С>Т (p.Ala1038Val); в случае потери функции в генотипе достоверно чаще развивается фенотип отличный от болезни Штаргардта 1 типа;

при наличии хотя бы одного аллеля с потерей функции при болезни Штаргардта 1 типа степень сохранности пигментного эпителия сетчатки достоверно ниже и при этом стремится к его полной атрофии.

Впервые изучено и определено, что основными наследственными заболеваниями и синдромами с поражением глаз являются синдром Ашера 2А типа, полиморфная катаракта, миотоническая дистрофия 1 типа, глазокожный альбинизм 1 типа, нейрофиброматоз 1 типа. Определены мажорные казуативные гены (и8И2Л, ВМРК, ТУЯ, Ж1, Ш1, ОСЛ2, ¥0X0).

Впервые предложена схема диагностических действий (алгоритм) клинико-генетического обследования российских пациентов при наследственных заболеваниях сетчатки, что позволило сформировать отечественные критерии поиска такого рода больных.

Теоретическая и практическая значимость работы

Данные представленного диссертационного исследования призваны внести значительный вклад в фундаментальную науку, заложить основу для новых научных направлений в области наследственной офтальмопатологии.

Результаты, полученные при фундаментальных исследованиях, позволят скорректировать объем и качество оказываемых лечебно-профилактических, реабилитационных и абилитационных мероприятий.

Полученные результаты расширяют современные представления о генетико-эпидемиологических показателях населения Российской Федерации с наследственными заболеваниями глаз, о структурно-функциональных трансформациях органа зрения при генетических изменениях, а также о молекулярно-генетических основах формирования фенотипического портрета больных с изолированной и синдромальной наследственной офтальмопатологией.

Материалы настоящего диссертационного исследования могут быть использованы в учебно-педагогическом процессе в медицинских вузах Российской Федерации, стран ЕАЭС при проектировании и преподавании курсов и факультативов, а также в рамках общей организации учебного процесса по предметной направленности клинической и медицинской генетики, а также офтальмологии. Результаты проведенного

диссертационного исследования внедрены в практику медико-генетического консультирования и молекулярно-генетическую работу структурных и функциональных подразделений ФГБНУ «МГНЦ» (научно-клинического центра генетики глазных болезней, консультативного отдела, лаборатории генетической эпидемиологии, лаборатории молекулярно-генетической диагностики 1). Результаты исследования внедрены в учебные программы дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) кафедры офтальмогенетики Института высшего и дополнительного профессионального образования ФГБНУ «МГНЦ».

Полученные практические рекомендации на основании результатов работы внедрены в деятельности врачей-офтальмологов Иркутского филиала Федерального государственного автономного учреждения "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации и Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Самарская областная клиническая офтальмологическая больница имени Т.И. Ерошевского», Калужского филиала Федерального государственного автономного учреждения "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации, офтальмологического отделения Государственного бюджетного учреждения здравоохранения Новосибирской области «Государственная Новосибирская областная клиническая больница».

Положения диссертационного исследования могут быть использованы как фундамент для последующих научных работ по клинической популяционной генетике, по общим и частным проблемам наследственных заболеваний глаз, в том числе по конкретным заболеваниям, а также по вопросам клинико-генетической диагностики наследственных заболеваний глаз, хирургического и терапевтического лечения. Для части нозологических форм расширены клинические признаки заболевания и установлены ранее неописанные симптомы.

Материалы и выводы диссертационного исследования, кроме фундаментальных аспектов, ориентированы на практическое использование в целях развития отечественной системы здравоохранения, в частности, в рамках проектирования и планирования федеральных и региональных программ в области охраны здоровья и массовой

профилактики заболеваемости, в том числе конкретных программ, проектов, их составных частей, посвященных повышению качества жизни населения посредством решения проблем наследственной офтальмологии. Представленные в работе статистические данные позволяют осуществить долгосрочное прогнозирование динамики офтальмологических заболеваний наследственного характера и их социально-демографических и экономических последствий в территориальном, региональном и федеральном масштабе, тем самым, способствуя решению практических задач по развитию систем государственного и частного здравоохранения.

Материалы приведенных популяционных исследований и результаты их критического обсуждения могут быть использованы для проектирования и корректировки программ обязательного медицинского страхования (прежде всего, в части территориальных программ), с учетом территориального компонента.

Подтверждённый медицинский эффект от представленного диссертационного исследования заключается в том, что внедрение во врачебную практику рекомендаций по междисциплинарной диагностике пациентов с наследственными глазными болезнями поможет врачу корректно формировать диагностический план и устанавливать точный клинико-генетический диагноз пациентам. Установленный клинико-генетический вариант наследственной патологии глаз позволит проводить корректные лечебно-реабилитационные мероприятия пациентам с применением по показаниям генотерапевтических лекарств. Для родственников больных установление наследственной патологии позволит разрабатывать схемы лечения на доклинических или субклинических стадиях патологического процесса.

Медико-социальный эффект диссертационного исследования заключается в том, что использование материалов и результатов исследования на практике при условии соблюдения методологии позволит сократить процент инвалидизации населения страны. Полученные данные безусловно улучшат качество медицинской помощи, качество жизни населения страны и будут иметь существенный экономический эффект.

Мeтoдoлoгия и мeтoды иccлeдoвaния

В основу методологии диссертационного исследования положены научные труды отечественных и зарубежных исследователей, посвященные этиологии, патогенезу,

клиническим характеристикам, молекулярно-генетическим подходам к диагностике наследственных заболеваний глаз, возможностей их выявления в клинико-популяционных исследованиях.

В работе использованы популяционные, клинико-генеалогические, анамнестические, современные клинические, параклинические, математические, молекулярно-генетические и статистические методы.

Работа выполнена на репрезентативных выборках пациентов из 14 различных отдаленных территорий европейской части РФ: центральная, северная и южная части, а также регион Северного Кавказа. Сбор материала выполнен по протоколу генетико-эпидемиологических исследований, разработанному в лаборатории генетической эпидемиологии ФГБНУ «МГНЦ» [9-17]. Совокупная выборка обследованного населения составила 3 195 054 человек, в т.ч. 3465 пациента из 2307 семей (2 997 больных - при экспедиционном исследовании) с различными формами (изолированными и синдромальными) наследственной патологии глаз. Клинико-диагностическое офтальмологическое обследование пациентов включало весь спектр современных клинических и инструментальных методов. Молекулярно-генетическое исследование выполнено для 1163 больных с наследственной офтальмопатологией (изолированной (740) и синдромальной (423).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Суммарная распространенность всей наследственной патологии глаз европейской части России составляет 1:1066 человек (распространенность изолированных форм наследственной офтальмопатологии 1:2196 человек, наследственных синдромов и болезней 1:2076). Доля изолированной и синдромальной наследственной офтальмопатологии в общей структуре наследственных болезней в обследованных регионах суммарно составила 30,03% (изолированные формы 14,61%, синдромальные - 15,42%). Распространенность наследственных болезней глаз среди русского населения в 2 раза ниже, чем в этнических популяциях.

2. Определены значения распространенности частых наследственных

1 и и / и и

офтальмологических заболеваний для каждой популяции/этнической группы и для всей выборки: 9 частых изолированных форм и 9 наследственных заболеваний и синдромов.

Установлены локально высокие значения распространенности изолированных и синдромальных заболеваний глаз для различных популяций/этнических групп, как для частых, так и для группы редких патологий. Большинство заболеваний с накоплением не являются частыми для РФ, а характерны именно для данного региона или этнической группы.

3. На основании корреляционного анализа зависимости груза, разнообразия и накопления наследственной офтальмопатологии (изолированной и синдромальной) от параметров генетической структуры установлено, что основным и ведущим фактором динамики генофонда, в наибольшей мере определяющим дифференциацию российских популяций по грузу и по разнообразию наследственных заболеваний глаз, а также обусловливающий локальное накопление отдельных нозологий в обследованных популяциях, является дрейф генов и подразделенность популяций.

4. Установлено, что среди изолированных наследственных патологий переднего отрезка глаза врожденная аниридия и врожденная катаракта являются основными нозологическими формами. Для изолированной наследственной патологии переднего отрезка глаза определены мажорные казуативные гены: РАХ6 (89,4%), СЯУАА (4,44%), СОЬ17А1 (1,11%), ЕРНА2 (1,11%), М1Р (1,11%), СН8Т6 (0,56%), СЯУОВ (0,56%), ¥УСО1 (0,56%), КЕЯА (0,56%), ¥8X1 (0,56%). Для наиболее частой генетической формы, связанной с нарушениями нуклеотидной последовательности в гене РАХ6 определено, что делеции 3'-^ис-регуляторной области приводят к мягкому фенотипическому проявлению врожденной аниридии.

5. Анализ изолированных наследственных заболеваний заднего сегмента глаз (80 клинико-генетических вариантов) показал, что макулярные дистрофии сетчатки, пигментные ретиниты, заболевания фоторецепторного аппарата сетчатки, амаврозы Лебера и патология зрительного нерва являются мажорными по количеству пациентов. Для данной группы заболеваний определено 10 мажорных генов при заболеваниях с аутосомно-рецессивным типом наследования, 9 с аутосомно-доминантным и 3 с Х-сцепленным рецессивным. Для части нозологических форм установлены ранее неописанные клинические признаки.

6. Анализ изолированных наследственных заболеваний органа зрения с сочетанным поражением различных структур глаза показал, что наибольший вклад

вносят врожденная глаукома и семейная экссудативная витреоретинопатия (определены мажорные гены - CУP1B1 и FZD4 соответственно).

7. Проведенный анализ гено-фенотипических корреляций на обширной выборке пациентов с АВСА4-связанной патологией сетчатки установил, что сочетание комплексного патогенного аллеля гена АВСА4 ^[1622^^3113^^, p.[(Leu541Pro;Ala1038Val)], и патогенного аллеля c.5882G>A, р.^1у196Ш1и) имеет достоверно большую вероятность поздней манифестации заболевания (после 17-18 лет) по сравнению с компаунд-гетерозиготным генотипом у пациента с.[1622Т>С];[3113С>Т], p.[(Leu541Pro)];[(Ala1038Val)]. В случае, если в генотипе имеется хотя бы один вариант нуклеотидной последовательности, приводящий к потере функции, достоверно чаще развивается фенотип отличный от болезни Штаргардта 1 типа; если же в таком случае развивается болезнь Штаргардта 1 типа, то степень сохранности пигментного эпителия сетчатки достоверно ниже и при этом стремится к его полной атрофии.

8. Установлено, что основными наследственными заболеваниями и синдромами с поражением глаз являются синдром Ашера 2А типа, полиморфная катаракта при миотонической дистрофии 1 типа, глазокожный альбинизм, нейрофиброматоз 1 типа. Мажорными генами являются USH2Л, DMPK, TУЯ, Ы¥1, WT1, 0CЛ2, ¥0ХС1.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Кадышев Виталий Викторович, 2023 год

о - -

_ у - ' "

о

О

о о „

к'"'"'

- ■-'г

2.0 2.5

АР-И

Б) Изолированная АР- Бвт

СопеЫнп: г - .в4в00

0,0040 0,0035 0,0030 0,0025 0,0020 0,0015 0,0010 0,0005 0,0000 -0,0005

о

-■"

о

о

о -------

о о

0

10 12 14 16

АД

35% СОП^епсе

В) Изолированная ХР- Бвт

Г) Общий груз изолированной НОП - Бвт

Рисунок 14 - Результаты корреляционного анализа (по Спирмену) зависимости груза изолированной НОП от значений случайного

инбридинга Бвт в 13 популяциях РФ

А) Синдромальная АД- Fsт

Б) Синдромальная АР- Fsт

СэггЫа^ог: г = -.4725-

0.0040

□ .□□35

□ ,□□25

0.001:5 0.0010

□ .□□05

0.0000

-0,0005 -0

с

- _ о

----- ---- ---- ----- ----

в с

~ "■ - -

с

02 0,02 0,06 0,10 0,14 0,1В 0,22 0,26

0,00 0,04 0,00 0,12 0,15 0,20 0,24

Э5% СОГ^ШеПСЕ

В) Синдромальная ХР- Fsт

Г) Общий груз синдромальной НОП- Fsт

Рисунок 15 - Результаты корреляционного анализа (по Спирмену) зависимости груза синдромальной НОП от значений случайного

инбридинга Fsт в 13 популяциях РФ

А) Суммарная АД- Бвт

Соп»|а1|оп: г = .5В0ЭВ

0.3040

а.оо 35 о.эозо

а.0025

э.эого 0.3015 0.3010 а.зоо5 0.3030

,' о

-- '

о

о . "О..............

О

-а.зоо5

-0,5 0.0 0.5

1.0 1,5 2,0 2.5 1.0

Б) Суммарная АР- Бвт

В) Суммарная ХР- Бвт Г) Общий груз - Бвт

Рисунок 16 - Результаты корреляционного анализа (по Спирмену) зависимости груза суммарной НОП (изолированной наследственной офтальмопатологии и входящей в состав наследственных синдромов и болезней) от значений случайного

инбридинга Бвт в 13 популяциях РФ

3.4 Влияние особенностей генетической структуры на формирование разнообразия

НЗОЗ

Получив математическое доказательство того, что величина груза наследственной патологии находится под действием эффективного дрейфа, мы предположили, что дрейф генов может играть роль в локальном накоплении (или наоборот к снижению распространенности) отдельных заболеваний по регионам. Для того, чтобы выявить очаги локального накопления наследственных болезней сравнивалась распространенность определенного наследственного заболевания в конкретной популяции с распространенностью этого заболевания во всем обследованном населении.

В разделе «Анализ равномерности территориального распространения наследственных заболеваний с поражением органа зрения» показано, что для всех 17 популяций выявлено накопление тех или иных нозологических форм, хотя и в разной степени. С целью выяснения возможных причин локально высоких частот отдельных нозологических форм проведен корреляционный анализ зависимости накопления НЗОЗ от параметров генетической структуры изученных популяций.

Поскольку вероятность накопления заболевания в популяции может зависеть от численности этой популяции, мы нормировали число форм, обнаруживших накопление, на численность соответствующей популяции (на 1000), получив коэффициенты накопления [137].

Далее изучена роль генетической структуры в процессах накопления отдельных нозологических форм по популяциям и этническим группам. В таблице 18 представлены данные об коэффициентах накопления, Бвт случайном инбридинге и индексе миграций по популяциям. Проведен анализ регрессионной зависимости между коэффициентами накопления по популяциям и значениями Fsт случайного инбридинга по 13 популяциям.

Коэффициент корреляции между коэффициентами накопления и Fsт - случайным инбридингом оказался высоким и составил г= 0,842±0,163 (по Пирсону) и г=0,84216 по Спирмену, выявивший прямую регрессионную зависимость между двумя анализируемыми показателями. Результаты корреляционного анализа представлены на рисунке 17.

Таблица 18 - Данные о коэффициентах накопления, Fsт случайном инбридинге и индексе миграций по популяциям

Популяция Коэффициент накопления НЗОЗ Значения Fst Показатель ИМ

Осетины РСОА 0,04929 0,00103 -

Ногайцы КЧР 0,48801 0,00360 0,40

Карачаевцы КЧР 0,08003 0,00233 0,55

Абазины КЧР 0,15625 0,00184 0,40

Черкесы КЧР 0,17711 0,00177 0,22

Адыгейцы Адыгеи 0,13846 0,00109 0,50

Татары Татарстана 0,09557 - 0,36

Башкиры Башкортостана 0,06330 - 0,25

Удмурты Удмуртии 0,07081 - 0,41

Марийцы Марий Эл 0,02798 0,00148 0,24

Чуваши Чувашии 0,02798 - 0,41

Ростовская область 0,01005 0,00025 0,65

Костромская область 0,00900 0,00016 -

Краснодарский край 0,00937 0,00001 0,72

Кировская область 0,01744 0,00108 0,48

Тверская область 0,01316 0,00105 0,64

Брянская область 0,02267 0,00103 0,44

Примечание: Fst - случайный инбридинг; ИМ - индекс миграций.

Fst - .72Е-3 + ,00612 * Накопление Correlation: г= ,84216

Q.0040 0,0035 0,0030 0,0025 0,0020

"SS и_

0,0015 0,0010 0,0005 0,0000 V ■■' о

-0.0D05 ^-»-»-1-1-1-»-

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Накопление 10,95 Со nf. Int.

Рисунок 17 - Результаты корреляционного анализа (по Спирмену) зависимости накопления НОП (изолированной наследственной офтальмопатологии и входящей в состав наследственных синдромов и болезней) от значений случайного инбридинга Fst в

13 популяциях РФ

Далее проведен анализ регрессионной зависимости между индексом накопления и ИМ - индексом миграций по 15 популяциям.

Полученный коэффициент корреляции между индексом накопления и ИМ оказался статистически не значимым г= - 0,276±0,267 (по Пирсону) и г= - 0,2873 по Спирмену, что отражено на рисунке 18.

Ранее в разделе «Роль генетической структуры в формирование груза НЗОЗ» было показано, что для популяций Северного Кавказа, оказалось сложно рассчитать ИЭ и ИМ, т.к. большое количество людей и семей оказались репатриантами. Кроме того, для РСОА элементарной популяцией [138] является вся Осетия, включая ее Южную часть. Абазинский район - основное поселение абазин административно сформирован 1 июня 2006 года из части территорий Прикубанского, Усть-Джегутинского и Хабезского районов Карачаево-Черкесии [136].

Индекс миграций = ,47620 - ,3502 * Накопление СотеИВог: г = -.2873

го О.

О)

0,8

0.7

0.6

0,5

0.4

0,3

0,2 -0.1

о

ъ ....

_ _ _ - - - "

О о о

" - о о

о о о ""—-

0,0

0,1

0,2 0,3

Накопление

0.4

0,5

0.6

| 0,95 СопГ.1п1|

Рисунок 18 - Результаты корреляционного анализа (по Спирмену) зависимости накопления НОП (изолированной наследственной офтальмопатологии и входящей в состав наследственных синдромов и болезней) от значений - индекса миграций в 15

популяциях РФ

Ногайский район КЧР образовался 1 января 2010 года. Черкесский район, на 95,5% заселенный черкесами вошел в состав КЧР в 1992 г. Данные исторические факты о

формировании районов проживания Кавказских народов явились основанием для возможного исключения их из анализируемой выборки, т.к. расчет индекса эндогамии, и соответственно индекса миграции могут не отражать истинные значения изолированности и представления об интенсивности давления миграций. После исключения из материала 5 этнических групп Северного Кавказа проведен повторный анализ регрессионной зависимости, отраженный на рисунке 19.

Рисунок 19 - Результаты корреляционного анализа (по Спирмену) зависимости накопления НОП (изолированной наследственной офтальмопатологии и входящей в состав наследственных синдромов и болезней) от значений индекса миграций в 10 популяциях РФ (с исключением популяций Северного Кавказа)

Полученный в результате коэффициент корреляции между накоплением и ИМ оказался значимым и составил г= - 0,672±0,262 (по Пирсону) и г=- 0,5783 по Спирмену, показавший зависимость между двумя анализируемыми показателями. По всей вероятности, анализ накопления отдельных заболеваний по популяциям более чувствителен нежели анализ суммарного груза к корректности формирования данных и особенностям генетической структуры популяций. Особенности правильной организации материала для исследований нами обсуждался в ряде работ [10-14, 139]. В большинстве

популяций, в которых проводился данный анализ для индекса эндогамии и индекса миграций и накопления НБ были получены значимые, но более низкие значения коэффициентов корреляций, чем с Fsт - случайным инбридингом [10-14,137,139-142].

3.5 Заключение

Таким образом, в результате проведенного анализа зависимости груза и разнообразия НЗОЗ можно заключить, что основным и ведущим фактором динамики генофонда, в наибольшей мере определяющим дифференциацию российских популяций по грузу и по разнообразию НЗОЗ, а также обусловливающий локальное накопление отдельных наследственных заболеваний с поражением органа зрения в обследованных популяциях, является дрейф генов и подразделенность популяций.

ГЛАВА 4. КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗОЛИРОВАННОЙ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ОФТАЛЬМОПАТОЛОГИИ С ПОРАЖЕНИЕМ СТРУКТУР ПЕРЕДНЕГО ОТРЕЗКА ГЛАЗ

Представляя материал по изученным клинико-генетическим характеристикам наследственной патологии органа зрения, необходимо отобразить общую структуру строения глаза в соответствии с разделением на передний и задний его отрезок (Рисунок 20).

Рисунок 20 - Строение глазного яблока

Такие структуры, как конъюнктива, роговица, угол передней камеры, радужка и хрусталик относятся к переднему сегменту глаз. Стекловидное тело, сетчатка, зрительный нерв, хороидея - к заднему.

В основе моногенной наследственной патологии лежат обусловленные влиянием патогенных нуклеотидных последовательностей генов у одного или обоих родителей [143].

При этом передача наследственных заболеваний органа зрения может наследоваться по длительной цепочке поколений. Непосредственной причиной наследственных заболеваний глаз в случае моногенных форм выступают повреждения генов, или хромосомные нарушения, а наиболее прямым способом диагностики в предметной сфере является исследование ДНК генов, ассоциируемых с генетической офтальмопатологией, опираясь на имеющиеся в науке сведения о расположении генов на хромосоме.

В перечень заболеваний глаз, которые обусловлены или потенциально обусловлены наследственными причинами, входят, помимо прочего, такие, как наследственная катаракта, врожденная глаукома, дистрофии роговицы, сетчатки глаз и ряд др.

В приведенной ниже таблице 19 представлены краткие сведения о генетических причинах наиболее распространенных заболеваний глаз, с учетом актуального состояния генетической и медицинской науки [8,97].

/—^ и и и с»

Следует особо подчеркнуть, что важнейшей задачей современной генетики выступает идентификация гена и его изменения, вызывающих патологию, для понимания этиологии и патогенеза глазного заболевания, прогнозирования процессов возникновения и течения болезни, поиска лучших подходов к терапии, конструирования программ массовой диспансеризации и медико-страховой защиты населения, в том числе в привязке к определенной территории и типичным генетическим патологиям, влияющим на распространенность тех или иных наследственных заболеваний глаз.

Современная наука постоянно развивает спектр знаний о многообразии, клиническом полиморфизме и генетической гетерогенности наследственных заболеваний глаз [34,106,144]. По мере развития молекулярной генетики, ежегодно описываются десятки новых нарушений нуклеотидной последовательности различных генов, известно более двухсот клинических форм и четырехсот генетических вариантов наследственных заболеваний органов зрения.

Таблица 19 - Генетические характеристики некоторых глобально распространенных

офтальмопатологий

№ Заболевание/ расстройство Ген Возраст постановки диагноза

1 Макулодистрофия -возрастная дегенерация желтого пятна (англ. age-related macular degeneration, AMD, ARMD) NOS2A, CFH, CF, C2, C3, CFB, HTRA1/LOC, MMP-9, TIMP-3, SLC16A8, другие Пожилой, старческий

2 Катаракта GEMIN4, CYP51A1, RIC1, TAPT1, TAF1A, WDR87, APE1, MIP, Cx50/GJA3 и 8, CRYAA, CRYBB2, PRX, POLR3B, XRCC1, ZNF350, EPHA2, другие. Пожилой, старческий

3 Глаукома CALM2, MPP-7, OPTN, LOX1, CYP1B1, CAV1/2, MYOC, PITX2, FOXC1, PAX6, CYP1B1, LTBP2, другие. Старше 40 лет, за исключением врожденной формы, встречающейся у младенцев

4 Наследственные оптические нейропатии Комплекс I или ND генов, OPA1 и другие. До 30 лет

5 Синдром Марфана FBN1, TGFBR2, MTHFR, MTR, MTRR, другие. Врожденное расстройство, однако диагноз может быть поставлен в позднем возрасте

6 Миопия HGF, C-MET, UMODL1, MMP-1/2, PAX6, CBS, MTHFR, IGF-1, UHRF1BP1L, PTPRR, PPFIA2, P4HA2, другие. Обычно прогрессирует примерно до 20 лет.

7 Полипоидная хориоидальная васкулопатия (ПХВ) C2, C3, CFH, SERPING1, PEDF, ARMS2-HTRA1, FGD6, ABCG1, LOC387715, CETP, другие. Между 50 и 65 годами

8 Пигментный ретинит RPGR, PRPF3, HK1, AGBL5, другие. Между 10 и 30 годами

9 Болезнь Штаргардта ABCA4, PROM, ELOVL, ABC1, CRB1, другие. Признаки могут появляться от раннего детства до средних лет

10 Увеальная меланома PTEN, BAP1, GNAQ, GNA11, DDEF1, SF3B1, EIF1AX, CDKN2A, p14ARF, HERC2/OCA2, другие. От 50 до 80 лет

Важнейшей научной и диагностической задачей выступает определение типа наследования офтальмопатологии, о чем говорилось ранее. Не менее важно надлежащим образом классифицировать наследственные заболевания глаз. По типу наследования, офтальмопатологии, как и любые другие заболевания, могут быть разделены по типам наследования:

— аутосомно-доминантные (в ранее изученных популяциях Российской Федерации наиболее распространены врожденный птоз, периферическая пигментная абиотрофия сетчатки, врожденная катаракта, врожденный нистагм и врожденная колобома радужки);

— аутосомно-рецессивные (среди популяций Российской Федерации наиболее распространены пигментный ретинит, врожденная катаракта, амавроз Лебера, центральная дегенерация сетчатки, врожденная глаукома, микрофтальм с микрокорнеа, атрофия зрительных нервов);

— Х-сцепленные рецессивные (в РФ - врожденный нистагм, пигментный ретинит, катаракта с микрокорнеа, хориодермия, центральная дегенерация сетчатки и другие).

В офтальмологии используются клинические классификации заболеваний глаз, представленные в МКБ-10 (МКБ-11), а также авторские классификации. Как уже отмечалось, важной задачей развития наследственной офтальмопатологии на современном этапе выступает разработка унифицированной классификации наследственных заболеваний глаз.

Что касается типологии наследственных патологий глаз, то опираясь на перекрестные классификации, основанные на топографии, этиологии и патогенезе, могут быть выделены изолированные и синдромальные (включая наследственные синдромы и болезни) наследственные формы патологии органа зрения.

Синдромальная наследственная офтальмопатология (СНОП) представляет собой наследственные заболевания, с поражением двух и более органов и/или систем организма. В частности, синдромальные наследственные заболевания глаз встречаются при наследственных заболеваниях нервной, опорно-двигательной, эндокринной и других систем. С учетом относительно небольшого числа релевантных наследственно-обусловленных синдромов их изучение представляется целесообразным проводить сплошным способом, по МКБ.

Изолированные наследственные офтальмопатологии - такие наследственные заболевания глаз, при которых поражаются только органы зрительной системы организма. Наиболее простой метод классификации изолированных наследственных заболеваний глаз, применимый для целей обеспечения систематического изучения, накопления данных, формирования картотек - топографический (по критерию анатомической локализации, применимый, в том числе, как одна из основ построения международной клинической классификации болезней), то есть с разделением на заболевания конкретных отделов органов зрения (переднего (роговицы, радужки, хрусталика, структур передней камеры) и заднего (сетчатки, хороидеи, зрительного нерва) отрезка глаз). С учетом цели и задач настоящего диссертационного исследования, в его рамках будет применена указанная классификация изолированных наследственных заболеваний глаз.

Следует подчеркнуть, что ряд наследственных заболеваний глаз имеет различные анатомические локализации в пределах органов зрительной системы, как, например, семейная экссудативная витреоретинопатия, наследственная глаукома.

В медицинской генетике также могут быть использованы классификации наследственных заболеваний глаз, основанные на группировках генов и их вариациях. Клинико-генетические классификации наследственных заболеваний глаз могут быть основаны на этиологии патологий, на характеристиках патогенеза и др. Для клинико-медицинских целей пригодна классификация наследственных заболеваний глаз с позиций возраста ожидаемого проявления генетической болезни - от рождения и раннего детства до пожилого и старческого возраста.

При изучении наследственной патологии стоит принимать в особое внимание этапность формирования зрительной системы в целом и генетическое взаимодействие.

Различают три этапа формирования зрительной системы в процессе эмбриогенеза: индукцию, дифференцировку и структурную организацию зрительной системы [145]. Индуктивное взаимодействие представляет собой процесс, при котором после дифференциации одного участка эмбриональной ткани происходит аналогичный механизм в участках, расположенных рядом. Установлено, что эмбриональная индукция осуществляется благодаря полипептидным факторам роста [146].

На этой фазе эмбриогенеза благодаря экспрессии тканеспецифических генов происходит формирование дифференцированных клеток тканей органа зрения. В частности, экспрессия гена родопсина (RHO) приводит к развитию специализированных клеток зрительного рецептора [147,148], экспрессия генов кристаллина (CRYAA, CRYGD) приводит к дифференциации клеток хрусталика. По литературным данным в развитии сетчатой оболочки глаза участвуют более 3000 генов [149,150,151].

Развитие органа зрения на различных этапах формирования эмбриона можно представить, как процесс взаимодействия генов, при котором происходит последовательная экспрессия различных генетических регуляторов, что приводит к образованию зачатков глаза с их собственным специфическим механизмом экспрессии генов (Рисунок 21).

МАП

SIX3

У

АЛ

• - ползлоггкави pgy.mau - . доооервав

- етршятедыаж раузсза

• •••*•••••• • losflBM мшохктж

Рисунок 21 - Взаимодействие генов при эмбриогенезе органа зрения [6]

На второй фазе осуществляются дифференцировка и расчленение выделившегося исходного зачатка. На третьей фазе создаются функционально-приспособительные структуры органа зрения.

Развитие глаза происходит из двух зародышевых листков: поверхностной эктодермы и мезодермы [145]. Первые признаки формирования глазного яблока выявляются на третьей неделе гестации: образуются глазные ямки, переходящие в глазные пузыри; образуется эктодермальная пластинка (зачаток хрусталика). На 4 неделе появляются глазные бокалы, хрусталиковые ямки и примитивные диски зрительных нервов; происходит дифференцировка сетчатки на два слоя рядом с задним полюсом. На 5-6 неделе продолжает формироваться хрусталик (образуются волокна, капсульный эпителий и сосудистая сумка), происходит организация сосудистой сети хориоидеи и примитивного нейроэпителия; возникают капсулозрачковая мембрана, собственно сосуды первичного стекловидного тела, мезодермальное стекловидное тело, слои ганглиозных клеток, мюллеровских опорных клеток глии; образуются слои роговицы. На 7 неделе гестации происходит закрытие эмбриональной глазной щели. В тех случаях, когда закрытие неполное - образуются колобомы переднего и/или заднего полюса глаза. В экваториальной области такие дефекты редки, в связи с последовательностью закрытия эмбриональной глазной щели (от средних участков распространяется кпереди и кзади).

С 3 по 7 неделю беременности воздействие эндо- и экзогенных факторов на развитие органа зрения является наиболее опасным; в этот же период на разных эмбриональных структурах глазного яблока экспрессируются такие гены белков, как PAX6, FOXC1, PITX2 [152]. На 8 неделе гестации появляется склера, возникает эмбриональное ядро хрусталика и формируется зрительный тракт с развитием частичного перекреста нервных волокон в хиазме; влияние тератогенных факторов может приводить к ядерным катарактам и/или атрофиям зрительного нерва.

На 4 месяце формируется мышца, поднимающая верхнее веко, в результате нарушения данных процессов возможно развитие врожденного птоза верхнего века. Воздействие тератогенных факторов на плод в 7 месяцев может приводить к развитию анкилоблефарона вследствие нарушения исчезновения спаек эпителиальных покровов кожных складок будущих век. В этот же период происходит формирование трабекулярной сети угла передней камеры и рассасывание мезодермальной ткани. Патологические изменения в этот период приводят к развитию врожденной глаукомы.

Приведенные сведения подчеркивают существенный нозологический спектр, выраженную генетическую гетерогенность наследственных заболеваний глаз, которые выступают самостоятельными и исключительно значимыми предметами исследования на выборках из различных популяций.

4.1 Литературный обзор по наследственной патологии переднего отрезка глаз 4.1.1 Наследственные заболевания роговицы

Для формирования общей теоретико-методологической картины представлений о наследственных патологиях морфологической структуры глаз, ниже приведены ключевые систематические сведения, накопленные прикладной наукой на момент подготовки настоящего диссертационного исследования.

Нозологический спектр наследственных заболеваний представлен наследственными дегенерациями (дистрофиями).

Речь идет о широком спектре генетически обусловленных заболеваний двустороннего типа, имеющих не воспалительную этиологию. Генетическая верификация наследственных дистрофий роговицы активно формируется во второй половине 2000-х годов. В 2008 году создан Международный комитет по классификации дистрофий роговицы (IC3D), усилиями научно-исследовательских групп были опубликованы две классификации, в 2011 [153] и в 2015 годах (пересмотр) [154]. Материалы комплексных научных исследований дистрофических заболеваний роговицы, в том числе, имеющих наследственную обусловленность, публикуются, в том числе, в специализированном международном академическом издании - журнале Corneal Dystrophies («Дистрофии роговицы»).

Классификация клинических дистрофий роговицы осуществляется исходя из послойной локализации поражений (выделяют передние (поверхностные), стромальные и эндотелиальные (задние) дистрофии) [155,156].

Среди офтальмопатологий передних слоев роговицы, передающихся по наследству, наиболее распространена дистрофия передней базальной мембраны (микрокистозная дистрофия Когана), наследуемая по аутосомно-доминантному типу и

связанная с мутациями (экспрессией) гена TGFB1, расположенного в хромосоме 5q31, следствием которых становится появление значительного числа базальных мембран в роговице и формирование микроцист Когана - солитарных и/или комбинированных [33]. Начало течения заболевания зачастую бессимптомное, что существенно затрудняет диагностику и идентификацию корректных сроков манифестации [157]. В некоторых случаях микрокистозная дистрофия Когана приводит к рецидивирующим эрозиям эпителия [158].

Сравнительно редкой двусторонней передней дистрофией роговицы выступает эпителиальная дистрофия Мисмана, имеющая только ювенальную форму. На сегодня дистрофия Мисмана рассматривается как наследуемая по аутосомно-доминантному типу, манифестирует, как правило, в первые пять лет жизни ребенка, проявляясь в виде редких обострений классического синдрома роговицы, таких как блефароспазм, слезотечение, боязнь света). Проявляется в виде утолщения базальной мембраны Боумена и появлении эпителиальных кист прозрачного типа. Эпителиальная дистрофия Мисмана, как правило, не приводит к значительному снижению остроты зрения и крайне редко прогрессирует [159,160]. В актуальных источниках описано сосуществование эпителиальной дистрофии роговицы Мисмана и псевдоодносторонней решеточной дистрофии роговицы у пациента с новым патогенным вариантом кератина К3 [161]. От эпителиальной дистрофии Мисмана со значительными затруднениями дифференцируется эпителиальная дистрофия Лиша, которая передается по Х-сцепленному рецессивному типу, формируя слияния эпителиальных кист, образующие легкие сероватого цвета помутнения решеточного или завиткового типа [162].

Среди стромальных дистрофий роговицы особое внимание вызывает получившая сравнительно широкое распространение в некоторых российских популяциях решетчатая дистрофия роговицы [163], представленная тремя клинико-генетическими вариантами. Наиболее распространенным вариантом решетчатой стромальной дистрофии роговицы выступает дистрофия, наследуемая по аутосомно-доминантному типу, связанная с нарушениями нуклеотидной последовательности в гене TGFB1 на хромосоме 5q31. Второй вариант, при котором наблюдается большее утолщение решетчатых линий в сравнении с первым вариантом (но в значительно меньшем количестве), также наследуется по аутосомно-доминантному типу, связывается с системным амилоидозом, и обусловлен мутациями гена GSN, хромосома 9q34. При данном варианте патологии

сохраняется значительная острота зрения. Третий тип заболевания передается по аутосомно-рецессивному типу и связан с изменениями гена M1S1 (хромосома 1р32).

Данный тип решетчатой патологии характеризуется более грубыми и шероховатыми линиями решетчатого вида, располагаемыми по всей роговице. Все типы решетчатой дистрофии роговицы относятся к ювенальным и нередко сопровождаются эрозиями рецидивирующего характера со значительным болевым синдромом, впоследствии ведущим к фиброзам и рубцеванию очагов патологии по грубому типу [164].

К стромальным дистрофиям роговицы относится также дистрофия Авеллино, представляющая собой сочетание дистрофии гранулярного и решетчатого типа, пятнистая дистрофия и кристаллическая дистрофия Шнайдера - данные наследственные заболевания глаз редко встречаются среди русских популяций.

К наследственным заболеваниям роговицы также относится кератоконус (МКБ: Ш8.6) - при данном заболевании наблюдается истончение роговицы и принятие ею конической формы, что может повлечь за собой существенное нарушение зрения. Распространенность заболевания приблизительно 1:1000, равномерная по географии и этносам. Кератоконус, как правило, диагностируется в юности, к 20-30-летнему возрасту образуется наиболее тяжелое течение заболевания. Ряд случаев кератоконуса обусловлен генетическим фактором, риск возникновения генетического заболевания у пациента с осложненной наследственностью в 15-67 раз выше, чем у пациентов без генетического отягощения в анамнезе [165,166].

До недавнего времени генетическое происхождение кератоконуса оставалось дискуссионным, и не были верифицированы таргетные гены. На сегодня с кератоконусом связывают патогенные изменения в таких генах, как BANP-ZNF469, COL4A4, FOXO1, FNDC3B, IMMP2L и RXRA-COL5A1; по всей видимости, также существуют и другие генетические нарушения нуклеотидной последовательности, которые могут привести к кератоконусу [167].

4.1.2 Наследственные заболевания радужки

В группе наследственных заболеваний радужки основное место занимают аниридии, которые могут быть изолированными, или выступают частью синдромальных

структур, таких как WAGR-синдром и синдром Гиллеспи. Большинство известных проявлений аниридии генетически обусловлено. К изолированным наследственным заболеваниям переднего отрезка относится врожденная изолированная аниридия (МКБ-10: Q13.1; OMIM: #106210) - моногенная наследственная патология с аутосомно-доминантным типом наследования, встречающаяся в популяции с частотой 1:57143 населения. Генетической особенностью аниридии выступает равная распространенность по географии, расам и гендеру [168].

Для аниридии характерно частичное или полное отсутствие радужной оболочки глаза; в числе клинических проявлений - снижение остроты зрения, светобоязнь, а также горизонтальный нистагм. В качестве радикального лечения аниридии может быть предложена трансплантация искусственной радужки, что в настоящее время не нашло широкого применения. Пациенты с заболеванием входят в группу риска по развитию помутнения роговицы (кератопатии), глаукомы и катаракты [169].

В большинстве случаев врожденная аниридия (ВА) обусловлена гетерозиготными мутациями в гене PAX6, располагающемся на коротком плече хромосомы 11, или хромосомными перестройками, затрагивающими локус гена PAX6 или его 3'-цис-регуляторный регион [170].

Поражение глаза при ВА может встречаться совершенно разным по степени выраженности и по сочетанию признаков [171]. Поэтому было бы вполне справедливо ожидать, что различия в манифестации наследственных признаков ВА можно было бы объяснить различием в её генетических причинах.

Однако, значительная клиническая гетерогенность ВА, небольшое количество пациентов в изучаемых выборках, а также нивелирующий эффект нонсенс опосредованной деградации, которому подвержена аберрантная РНК, продуцируемая при мутациях разного типа, затрудняют поиск гено-фенотипических корреляций при данной патологии.

Однако, некоторые предположения уже представлены в литературе. Учитывая теорию гаплонедостаточности функции PAX6, возникающую вследствие мутаций, и доказанное существование эффекты дозы экспрессии гена PAX6, Glaser с соавторами, предположили, что возможны три типа аллелей гена PAX6: аморфные, гипоморфные и неоморфные, - приводящие к разным типам активности белка PAX6 [172]. Gupta с соавторами предполагали, что некоторые фенотипические аспекты ВА, например,

катаракта или гипоплазия фовеа, связаны с ожидаемым эффектом мутаций на функцию пролин-серин-треонин-богатого домена (PST) или на функцию парного домена белка PAX6 [173]. Однако, статистически значимые выводы сделаны не были из-за небольшого количества наблюдений.

В 2009 году Hingorani с соавторами клинически описала самую обширную выборку пациентов (43 человека) [171]. Согласно предсказанным последствиям мутаций разного типа на уровне иРНК и/или белка, они категорировали мутантные аллели PAX6 по трем классам (1) приводящие к потере экспрессии гена; (2) к замене аминокислоты; (3) к расширению открытой рамки считывания за естественный стоп-кодон (CTE). По наблюдениям авторов, фенотип пациентов с мутациями первого и третьего классов был особенно тяжелым. Это наблюдение также осталось без статистического подтверждения.

Анализ накопившихся в базе LOVD данных позволили Tzoulaki с соавторами предложить ряд новых идей по поводу последствий известных мутаций гена PAX6, большинство их приводило к образованию преждевременного стоп кодона и, независимо от локализации, такие нарушения нуклеотидной последовательности приводят к нонсенс-опосредованной деградации аберрантный иРНК и, поэтому, к похожим фенотипам; мутации, приводящие к образованию позднего преждевременного стоп кодона в крайней 3' последовательности гена, кодирующей PST домен белка PAX6, могут иметь доминантно-негативный эффект и приводить более тяжелым фенотипам; миссенс мутации, в основном, ассоциированы с отличными от ВА фенотипами [174].

Однако, статистически значимое подтверждение получила только идея об отсутствии поздних преждевременных стоп кодонов в последних 50 нуклеотидах экзона 12 и в экзоне 13 гена PAX6. Эти варианты последовательности никогда не были идентифицированы у человека.

Несмотря на все эти усилия и большое количество опубликованных случаев генетически подтвержденной ВА, никаких статистически значимых связей между клиническими признаками и видом мутации в гене PAX6 до сегодняшнего дня не установлено.

4.1.3 Наследственные заболевания хрусталика

Наследственные заболевания хрусталика глаза являются следствием геномных, генных и хромосомных изменений. Наиболее распространенными наследственными заболеваниями хрусталика являются катаракты, намного реже встречаются наследственные сублюксации или люксации (подвывих (вывих)) хрусталика [73]. Наиболее распространены аутосомно-доминантные типы наследования заболеваний хрусталика, однако возможны все три типа передачи.

Катаракта — это помутнение хрусталика, а врожденная катаракта является одной из ведущих причин слабовидения и слепоты. Катаракта может передаваться через менделевское наследование. До 30% катаракт, выявленных у пациентов, являются наследственными и обусловлены передачей генов гамма-кристаллина [175]. Для заболевания характерен клинический полиморфизм. Зачастую катаракта связана со старением; заболевание может затрагивать оба глаза, но не передается с одного глаза на другой. Прозрачность и высокий показатель преломления хрусталика обеспечиваются точной архитектурой волоконных клеток наряду с гомеостазом белков хрусталика, которые высоко структурированы с точки зрения их концентраций, стабильности и супрамолекулярной организации; их качества поддерживают работу линз. Гены, кодирующие указанные компоненты, детерминируют здоровье хрусталика, поскольку врожденная катаракта наблюдается в течение первого года жизни. Однако, в то же время, ювенильная катаракта манифестируется в течение первого десятилетия жизни. Детская катаракта тоже неоднородна по своей природе. В единичных случаях катаракта может быть частью мультисистемных нарушений. Около 50 локусов связаны с наследственной катарактой, но генетика многих катаракт остается неизвестной. Для изучения мутаций в генах, вызывающих заболевание, таких как ОЕМШ4 могут применяться секвенирование всего экзома и мультигенная панель. Так, ген ОЕМШ4 был обнаружен независимо мутировавшим с синдромом катаракты, глобальной задержкой развития с поражением почек или без такового вместе с синдромом, который напоминал галактоземию, вызванную мутациями в СУР51Л1. Исследователи смогли идентифицировать первичную мутацию в Я1С1 (К1ЛЛ1432) у пациентов с катарактой, атрофией мозга, микроцефалией с заячьей губой или небом, или без таковых.

Для несиндромальной детской катаракты указанные мутации могли картировать локус в множественной кровной семье на 4р15.32, где секвенирование выявило усекающую мутацию в TAPT1 с двуаллельной инактивацией TAF1A и WDR87, что указывает на полезность клинической геномики [176].

Предстарческая катаракта возникает в возрасте до 45 лет, а старческая / возрастная катаракта - после этого возраста. Врожденная форма наследуется по менделевской моде; однако возрастная катаракта является многофакторной. К катаракте может привести полиморфизм ферментов репарации ДНК, влияющий на эффективность репарации. Полиморфизмы АР-эндонуклеазы-1 (АРЕ1) с АРЕ1-141 Т / Т-генотипом и частотами

и гр и /-> /

аллелей 1 оказались выше у пациентов с катарактой, в то время как частоты генотипа и / О и частоты аллеля О были ниже в контрольной группе. Генотип АРЕ1-141 О / О играет защитную роль от развития катаракты, а аллель Т, напротив, негативно влияет на развитие заболевания [177]. Около 1/3 несиндромальных врожденных катаракт передаются по наследству. При предполагаемой распространенности 1-6 случаев на 10 000 живорождений, 50% случаев врожденной катаракты имеют генетическую причину [178] - хотя врожденная ядерная катаракта может быть вызвана множеством факторов, наиболее частой причиной остается мутация. Примечательно, что в случае с катарактой описаны все три типа менделевского наследования; однако распространена аутосомно-доминантная передача. Исследования врожденной катаракты привели к идентификации нескольких классов генов, кодирующих кристаллины, специфичные для хрусталика коннексины, аквапорин, структурные белки цитоскелета и регуляторы развития [179]. Главный внутренний белок хрусталика (М1Р); известный как AQP0, играет роль в обеспечении прозрачности и улучшении качества линз. Более 10 мутаций в MIP были связаны с катарактой, но р.Б150Н оказался новой болезненной мутацией во внутреннем белке хрусталика. С применением секвенирования следующего поколения как точного, быстрого и экономичного метода диагностики врожденной ядерной катаракты, исследователям удалось определить мутацию е.508дирС (p.L170fs) во внутреннем белке хрусталика, которая привела к сдвигу рамки считывания [180].

Иногда необходимо получить генетическое подтверждение для установления причинно-следственной связи между наследственностью и катарактой, несмотря на результаты других исследований, таких как диагностика пациентов с гипомиелинизацией с лейкодистрофией 4Н с полимикрогирией и катарактой из-за мутаций в POLR3B,

кодирующей субъединицу РНК-полимеразы III [181]. Мутация донорского сайта сплайсинга c.2825 + 1G> A в EPHA2, совместно сегрегированная в семействе, приводит к усеченному продукту, ответственному за врожденную катаракту, что позволяет предположить, что секвенирование всего экзома может служить эффективной стратегией для сканирования вариантов в генах, вызывающих гетерогенные заболевания [182].

К наследственным заболеваниям хрусталика относится врожденная эктопия хрусталика, которая может быть следствием врожденных заболеваний соединительной ткани, либо входит в структуру патогенного синдрома, включая синдромы Марфана, Элерса-Данло, Стиклера, Марчезани, гомоцистинурии) [183]. Некорректное расположение хрусталика, нередко сопровождающееся изменением длины глаза, трансформирует рефракцию и приводит к существенным аббреациям оптики, при которых аметропия не корректируется с использованием очков либо контактных линз; заболевание ведет к развитию амблиопии [184].

4.1.4 Наследственные заболевания структур передней камеры глаз

К наиболее изученным и распространенным наследственным заболеваниям в предметной сфере относятся наследственные глаукомы: первичная врожденная и первичная открытоугольная глаукома, однако данные патологии как правило затрагивают несколько структур глаза, поэтому будут рассмотрены в соответствующей главе.

В число наследуемых заболеваний переднего отдела глаз входит дисгенез переднего сегмента (МКБ-10: Q13.8). Заболевание характеризуется общими нарушениями развития переднего сегмента глаза, и включает в себя дисгенез радужной оболочки, роговицы, хрусталика. Клинические проявления включают врожденную слепоту, слабовидение, возможно развитие глаукомы [185]. Дебют заболевания - в неонатальный период или младенчества. Генетическая этиология связана с мутациями в генах PITX3, FOXE3, FOXC1, PITX2, PAX6, CYP1B1, PXDN и CPAMD8. Выделено 8 типов дисгенеза переднего сегмента, 1, 3-5 передаются по аутосомно-доминантному типу, 2, 7 и 8 - по аутосомно-рецессивному. Заболевание встречается редко, выявляется менее 1 случая на 1 млн человек [186].

Генетически обусловлен врожденный птоз верхнего века. Наиболее распространен односторонний птоз; птоз бывает, как полный, так и частичный; картина выраженности -

полиморфная. Врожденный птоз чаще входит в синдромальные комплексы, включая синдромы Грефе, Горнера и Маркуса-Гунна и может быть симптомом неврологических заболеваний. Наследственный птоз считается наиболее тяжелой формой заболевания, характеризующейся полиморфизмом поражения придаточного аппарата. Оперативное вмешательство может обеспечить положительный результат лечения [187].

Наследственный характер имеет врожденная колобома глаза, чаще всего проявляющаяся в отсутствии части оболочки глаза. Колобома дифференцируется по поврежденной части глаза. Передается преимущественно по аутосомно-доминантному пути, описан и рецессивный путь передачи [78].

4.2 Результаты и обсуждение исследования

Клинико-диагностическое офтальмологическое обследование пациентов включало весь спектр современных клинических и параклинических методов. Выполнены как рутинные, так и специальные методики диагностики глазных болезней. В каждой семье проведен обязательный объем диагностических манипуляций, выполняемых в офтальмологии: визометрия по стандартной методике, скиаскопия в условиях лекарственного мидриаза, исследование рефлекторных двигательных реакций (зрачковые и реакции «слежения») у детей младше 3 лет, исследование цветового зрения по общепринятой методике, кератометрия, биомикроскопия переднего отрезка глазного яблока, прямая и непрямая офтальмоскопия, тонометрия. Кроме этого, по показаниям выполнены гониоскопия, компьютерная периметрия, оптическая когерентная томография, электрофизиологические исследования (электроретинография, исследование зрительных вызванных потенциалов, электроокулография).

4.2.1 Клинико-генетические характеристики изолированной наследственной

патологии переднего сегмента глаз

Выполненное исследование позволило выделить частые нозологические формы изолированной наследственной патологии переднего отрезка глаз для обследованных регионов страны. В группу больных с данной патологией включены 295 человек, всем проведено комплексное клинико-инструментальное и молекулярно-генетическое

обследование согласно протоколу диссертационного исследования. В 61,0 % случаев (180 пациента) установлена клинико-генетическая форма заболевания. Молекулярно-генетическое исследование позволило установить в 89,6% случаев описанные патогенные характеры аллелей. Гендерное разделение составило 98 больных мужского пола и 82 -женского. В таблице 20 представлен нозологический спектр.

Полученные данные полностью согласуются с трендами современного практического здравоохранения. В настоящее время большинство наследственной патологии переднего отрезка глаза может лечиться хирургическими методами, после чего пациент не находится на мониторинге у врача-офтальмолога в связи с излечением. К таким заболеваниям относятся врожденные и наследственные катаракты, часть наследственных заболеваний роговицы и кератоконусы. Этим обусловлено относительный дисбаланс среди нозологических форм НПОЗ переднего отрезка. Несмотря на попытки хирургического лечения врожденной аниридии, широкого применения это не нашло в практической офтальмологии всей страны. Пациенты с данным заболеванием находятся на постоянном контроле у врачей. Часто в ведении больных участвуют смежные специалисты (неврологи, эндокринологи и др.). Данным фактом объясняется установленное превалирование в группе пациентов с наследственной патологией переднего отрезка глаза врожденной аниридии. Стоит отметить, что состояние отсутствия радужки легко диагностируется без использования дополнительных высокотехнологичных методик, чего нельзя сказать про другие нозологические формы.

Таблица 20 - Нозологический спектр верифицированных клинико-генетических форм изолированной наследственной патологии переднего отрезка органа зрения

Тип наследования Клинико-генетическая форма Количество пациентов Ген

АД Врожденная аниридия 155 РАХ6

АД Врожденная катаракта 15 тип 2 М1Р

АР Врожденная катаракта 18 тип 1 РУСО!

АД Врожденная катаракта 39 тип 1 став

АД Врожденная катаракта 6 тип 2 ЕРНА2

АД Врожденная катаракта 9 тип 8 СЯУАА

АД Врожденная катаракта с поздней корнеопатией 2 РАХ6

Тип наследования Клинико-генетическая форма Количество пациентов Ген

АД Дисгенез переднего отрезка глаза 5 тип 3 PAX6

АД Дистрофия роговицы эпителиальная эрозивная 2 COL17A1

АД Кератоконус 1 тип 1 VSX1

АР Макулярная дистрофия роговицы 2 типа 1 CHST6

АД Наследственный кератит 1 PAX6

АР Плоская роговица 2 тип 1 ШМ

Итого 180

В рамках диссертационного исследования проведена попытка установления этнических/популяционных особенностей молекулярно-генетической природы заболеваний (Рисунок 22).

Из данных диаграммы (Рисунок 22) видно, что более чем 2/3 пациентов относятся к русскому этносу. Популяция осетин, башкир и татар встретились в меньшей степени. Менее 1 % установленная наследственная патология переднего отрезка глаз зарегистрирована у карачаевцев, аварцев, коми, удмуртов, черкесов и чувашей.

русские

казахи

коми

1 осетины 1 белорусы 1 удмурты

башкиры 1 киргизы черкесы

татары 1 украинцы 1 чуваши

чеченцы карачаевцы

армяне аварцы

Рисунок 22 - Этническое распределение изолированной наследственной патологии органа зрения с учетом молекулярно-генетического предиктора (по количеству

больных)

Анализируя мажорные казуативные гены при изолированной НПОЗ переднего сегмента глаз (Рисунок 23), установлена превалирующая роль гена РАХ6 (89,4%), изменения в которых зарегистрированы не только при врожденной изолированной аниридии (96,3%), но и при врожденной катаракте с поздней кератопатией (1,24%), дисгенезе переднего отрезка глаза 5 типа (1,86%), наследственной кератопатии (0,62%).

Проведенное молекулярно-генетическое исследование показало, что из общего количества выявленных изменений генетического материала при НПОЗ переднего отрезка глаз описанные патогенные аллели составили 86,7%.

УБХ1 0,56%

КБИЛ | 0,56%

РУС01 | 0,56%

СИУвБ | 0,56%

СНБТ6 | 0,56%

М1Р | 1,11%

БРНЛ2 | 1,11%

С0117Л1 | 1,11%

СИУЛЛ 4,44% РЛХ6

89,44%

0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00% 100,00%

Рисунок 23 - Распределение казаутивных генов таргетных при изолированной наследственной патологии переднего отрезка глаз

Стоит отметить, что ген РАХ6 имеет особую роль в формировании глазного яблока (Рисунок 21), в связи с чем объясняется клинический полиморфизм в группе пациентов с патологией переднего отрезка глаза и разнообразие нозологических форм, связанных с данным геном.

4.2.2 Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной

патологии радужки

Как представлено выше, в 89,4% случаев выборку составляют больные с

« « ТЛ

врожденной аниридией. В рамках данного исследования выполнено изучение гено-фенотипических корреляций [188]. Клинические признаки, включенные в анализ, являлись степень аниридии (полная или частичная), нистагм, помутнение хрусталика, изменения переднего отрезка вследствие глаукомы, кератопатия, вторичная фовеальная гипоплазия. Генетическими предиктором являлся тип нарушения нуклеотидной последовательности - нонсенс, миссенс, мутации сайта сплайсинга, сдвиг рамки считывания, мутации, удлиняющие открытую рамку считывания, делеция 3'-цис-регуляторной области и делеции без вовлечения 3'-цис регуляторного региона. В результате статистического анализа установлено, что делеции 3'-цис регуляторного

региона приводят более легкому фенотипу аниридии, что, возможно снижает экспрессию гена РАХ6. Предполагается, что именно данная область влияет на экспрессию гена и, следовательно, фенотипическое проявление патологии.

Необходимо отметить, что при изолированной колобоме глаза (радужки), установленной клинически, не выявлены изменения ни в одном гене. Данное состояние зарегистрировано как при единичных, так и семейных случаях.

Гено-фенотипические корреляции при РАХ6-связанной патологии глаз

Учитывая проведенное подробное клиническое обследование обширной когорты пациентов с ВА, проведен статистический анализ взаимосвязи между типом мутации гена PAX6 и фенотипическими особенностями ВА на выборке из 155 пациентов из 125 неродственных семей (48,8%-мужчин, 51,6% - женщин). Средний возраст пациентов -16,8 лет, медиана - 9,0 лет (25-75% интервал: 3-28, минимум 0,2, максимум 65,0 лет). 56,1% пациентов представляли единичные случаи в семье, у 68 (43,9%) была семейная история ВА.

Критериями отбора пациентов для включения в когорту для статистического анализа служили несколько ограничений. В анализ включены только пациенты, имеющие: 1) диагноз ВА, 2) данные детального офтальмологического обследования, 3) идентифицированную генетическую причину ВА (пациенты с делециями, захватывающими WAGR-область, в исследование не включены, так как их диагноз может быть не ВА, но синдром WAGR). Согласно критериям, 155 пациентов с ВА включены в статистический анализ. У 118 пациентов обнаружены патогенные варианты последовательности гена PAX6, у 37 - крупные хромосомные делеции региона 11р13.

Пациенты разделены на 7 групп в соответствии с типом нарушения нуклеотидной последовательности: 1) с нонсенс вариантами (N=40 пациентов), 2) с миссенс вариантами (N=7), 3) с изменяющими сплайсинг (N=32), 4) с инделами, приводящими к сдвигу рамки (N=27), 5) с расширяющими рамку за естественный стоп-кодон (СТЕ) (N=6), а также две группы с делециями: 6) с делециями 3'-^ис-регуляторной области (N=15) (с возможной геномной локализацией от hg18::chr11:31285887_31628232 до

hg18::chr11:30212266_31768778) и 7) со всеми остальными делециями (N=22).

Еще две небольшие группы имели 8) варианты в последовательности 5'- нетранслируемой области (5'-UTR) (N=3) и 9) варианты, приводящие к потере старт кодона (N=3). Подробное описание генотипов и молекулярных аспектов, установленных в когорте представлены в публикации Васильевой Т.А. и соавторами в 2021 году [188]. Индивидуально анализировались только группы с количеством пациентов больше 5, тем не менее в общую выборку для сравнения включены шестеро пациентов из последних двух групп 8 и 9 (Таблица 21). В группу 3 включены пациенты не только с изменениями канонических сайтов сплайсинга, но и с глубокими интронными вариантами, для которых ранее проведен функциональный анализ и показано их повреждающее действие на сплайсинг. [189].

Таблица 21 - Распределение количества пациентов с признаком и без него в 9 группах,

выделенных в соответствии с видом мутации

Клинический Ан Н КП К Гл ГФ

признак Номер группы я а Средний

РАХ6 вариант или 1^13 я « н л н т Я т с .а .а .а .а л возраст, лет

делеция о И а т с N т е н т с - т е н т с N т е н т с N т е н т с _ т е н

Нонсенс (п=40) 1 37 3 29 8 29 10 36 3 12 28 30 2 17,7

Миссенс (п=7) 2 2 5 5 2 2 5 3 4 1 6 3 2 12,0

Сплайсинга (п=32) 3 22 10 25 5 18 13 26 6 5 27 29 0 19,1

Инделы (п=27) 4 23 4 21 5 18 7 24 3 11 16 21 2 18,5

СТЕ (п=6) 5 6 0 5 0 1 5 4 2 1 5 6 0 4,3

3'-цис

регуляторной области делеции 6 11 4 5 9 1 14 10 5 2 13 6 9 14,9

(п=15)

Делеции без 3'-

цис делеций 7 17 5 17 1 15 4 17 4 8 12 15 2 17,4

(п=22)

5'-ИТЯ (п=3) 8 2 1 3 0 1 2 2 1 0 3 2 1 17,7

Потеря старт кодона(п=3) 9 1 2 2 1 1 2 1 2 0 3 1 2 13,2

Всего (п=155) 121 34 112 31 86 62 123 30 40 113 113 20 16,8

Пациенты без данных 0 12 7 2 2 22

Примечание: Ан - аниридия; Н- нистагм; КП - кератопатия; К - катаракта; Гл - глаукома; ГФ - гипоплазия фовеа.

Отобраны 6 характерных для аниридийного глаза поражений. Полное или частичное отсутствие радужки, наличие или отсутствие нистагма, кератопатии, катаракты, глаукомы и гипоплазии фовеа. Отсутствие ткани радужки считалось не полным, если ткань радужки была хорошо видна при биомикроскопии без привлечения дополнительных методов исследования, таких как гониоскопия, ОКТ, ультразвуковая биомикроскопия. Пациенты с асимметричными колобоматозными дефектами радужки, секторальной гипоплазией, псевдополикорией были отнесены к группе с частичным отсутствием ткани радужки, то есть группе с более мягким поражением радужки (Рисунок 24).

Сравнение возраста пациентов в группах с определенным признаком, или без этого признака проведено с использованием и-критерия Манна-Уитни с поправкой на множественное сравнение Бенджамини Хохберга. Н-критерий Краскела-Уоллиса использовался для сравнения возраста пациентов в 9 группах, выделенных в соответствии с типом мутации. Анализ гено-фенотипических корреляций проведен с использованием двустороннего точного критерия Фишера, примененного к таблицам сопряженности 2x2, связывающим количества пациентов с каждым из признаков/без признака и каждый из типов мутаций, с поправкой на множественное сравнение Бенджамини Хохберга, выполнено в R-studio [190].

Вероятность меньшая р=0,05, позволяет отвергнуть нулевую гипотезу о принадлежности групп к одной выборке, что означает, что специфический фенотипический признак статистически значимо чаще (или реже) наблюдается у пациентов с определенным типом мутаций гена PAX6.

Полная аниридия установлена у 78% пациентов, частичная - у 22%, нистагм - у 78%, катаракта - у 80%, кератопатия - у 58%, гипоплазия фовеа - у 85%, глаукома - у 26%. Стоит отметить, что большинство симптомов кроме отсутствия радужки выступают в роли осложнений.

Ш1 с

■*2

Рисунок 24 - Фотоснимки глаз пациентов с врожденной аниридией

Примечание: Пациенты: A-4 (генотип - c.491delC p.P164Rfs*43)): OD (правый глаз) -частичная аниридия, сохраненный ободок радужки, крайняя кератопатия, врожденная ядерная катаракта; OS (левый глаз) - частичная аниридия, атипичная нижнетемпоральная колобома радужки, нарушенная архитектоника строения имеющейся радужки, центральное ядерное помутнение хрусталика. A-18 (генотип - c.151G>A p.G51R): OD - частичная аниридия, субатрофия радужного рудимента, афакия, фиброз задней капсулы хрусталика, иридо-хрусталиковые синехии; OS - отсутствие радужки, остаточный рудимент радужки с височной области, фиброз задней капсулы хрусталика на афакичном глазу, паннус. 06.03 (генотип hg38:chr11:31285887-31628232): OD -частичная аниридия, архитектоника остаточной радужки сохранена, эктазия лакун радужки; OS - частичная гипоплазия радужки, нарушена архитектоника строения радужки, эктазии лакун радужки. 11.21 (генотип - с.19G>С, p.G7R): OD - частичное отсутствие радужки, остаточный рудимент радужной оболочки, периферический паннус; OS - частичная аниридия, колобома радужки нижне--назальной локализации, эктазия лакун радужки, дебют формирования паннуса. 80.03 (генотип - hg38: ^11:31802506-31803017): OD - частичная аниридия с остаточной радужной тканью, дебют формирования паннуса; OS - полная аниридия с паннусом. 13.23 (генотип - с.19G>С, p.G7R): OD - частичная аниридия с дефектами остаточной ткани радужки, эктопия

уплотненного хрусталика; 08 - частичная аниридия с измененной (атрофичной) тканью радужки, кератопатия с корнеальной васкуляризацией в верхнем сегменте.

Оценена возможная взаимосвязь между манифестацией различных признаков и возрастом пациентов. Оказалось, что возраст пациентов в группах с кератопатией, катарактой и глаукомой значимо превышал возраст пациентов без этих признаков (р=8,6604х 10-7, р=1,0605х10-4 и р=0,0023, соответственно). Возраст пациентов в группах с признаками: полная аниридия, нистагм и гипоплазия фовеа, не отличался от возраста пациентов в группах без этих признаков (р=0.9043, р=0.9043 и р=0.8300, соответственно). Для исключения возможного влияния возраста пациентов на гено-фенотипические корреляции, выполнено сравнение с помощью Н-критерия Краскела-Уоллиса возраста пациентов в выделенных 9 группах по типу мутации (Таблица 21 ). Группы не отличались друг от друга по возрасту пациентов, и это позволяет утверждать, что полученные гено-фенотипические корреляции свободны от возможного влияния возраста пациентов на манифестацию изучаемых признаков, характерных для пациентов с ВА.

Проведенный статистических анализ гено-фенотипических корреляций позволил выделить группу пациентов с делециями 3'-цис-регуляторной области, у которых, как правило, развивается более мягкий фенотип: без нистагма, кератопатии и гипоплазии фовеа (р=0.0081, р=0.0003 и р=0.0007, соответственно). Фенотипы пациентов с любыми типами внутригенных мутаций или с 11р13 хромосомными делециями, за исключением делеций 3'-цис-регуляторной области, статистически значимо не отличались по тяжести (р>0.05) (Таблица 22).

Выполнена проверка популярной гипотезы о зависимости фенотипа от локализации мутаций в разных доменах белка РАХ6. Проведен статистический анализ взаимосвязи локализации мутаций и специфических признаков поражения глаза среди пациентов из выборки исследования, при этом не выявлено каких-либо значимых ассоциаций [188].

Данный анализ не только подтвердил некоторые ранее сделанные предположения о гено-фенотипических корреляциях при ВА, но и позволили впервые обнаружить статистически значимую взаимосвязь между типом мутации гена РАХ6 и фенотипом.

Таблица 22 - Значения оценок вероятностей точного критерия Фишера, примененного к таблицам сопряженности 2x2, созданных для изучения взаимосвязи между каждым из 7 типов мутаций и каждым из 6 признаков поражения глаза при ВА с учетом поправки Бенджамини Хохберга

Клинические признаки ВА 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа 6 группа 7 группа

Количество пациентов 40 7 32 27 6 15 22

Полная/частичная аниридия 0,1378 0,0593 0,3595 0,7190 0,5713 0,9173 1

Нистагм 1 0,8575 0,7303 1 0,8268 0,0081 0,3595

Кератопатия 0,1378 0,3595 1 0,3810 0,3134 0,0003 0,3134

Катаракта 0,1631 0,1462 1 0,5312 0,5713 0,3595 1

Глаукома 1 0,8575 0,3595 0,3595 0,8575 0,4640 0,5312

Гипоплазия фовеа 0,3595 0,3595 0,0592 0,7873 0,8268 0,0007 1

Примечание: значимый уровень вероятности (р<0,05) показан курсивом, нулевая гипотеза об отсутствии взаимосвязи между типом мутации и клиническим признаком отвергается.

Обнаружен более мягкий аниридийный фенотип у пациентов с делециями 3'-цис-регуляторной области. По двум причинам сведения о тяжести фенотипа у пациентов с делециями 3'-цис-регуляторной области могут быть разными. Во-первых, механизмы образования делеций могут быть разными, что может влиять на тяжесть течения болезни, все зависит от того, образовалась ли делеция в результате сложной хромосомной перестройки, возможно, с участием нескольких хромосом, или же это простая интерстициальная делеция. Вторая причина — это актуальный размер делеций 3'-цис-регуляторной области, который может варьировать в широких пределах. Очевидно, что в данном исследовании установлены похожие друг на друга интерстициальные делеции без вовлечения других геномных локусов, без глобального нарушения многих регуляций, которые приводят к сходным мягким фенотипам. Возможно, что делеции 3'-цис-регуляторной области приводят не к полному отсутствию экспрессии гена PAX6 с мутантного аллеля, а оставляют невысокий базовый уровень экспрессии с интактного промотора, и это, в свою очередь, может приводить к развитию более мягкого фенотипа.

Kleinjan с соавторами (2009) ранее установили, что делеции консервативного 3'-цис-регуляторного элемента SIMO ведут не к полному отсутствию, а только к уменьшению уровня транскрипции гена PAX6 в мышином хрусталике, так как основной

энхансер хрусталика расположен в 3,5 тыс п.о. 5' от основного промотора, в случае 3'-делеций этот энхансер остается сохранным и обеспечивает базовый уровень транскрипции [191].

Favor с соавторами показали, что мыши, несущие делецию локуса гена PAX6 и локализованного в 5' от него гена RCN1 имеют более тяжелый фенотип, чем те, что несут делецию локуса гена PAX6 и его 3'-цис-регуляторной области [192].

Исследуя остроту зрения у аниридийных пациентов с хромосомными делециями, Zhang с соавторами (2011) также наблюдали более выраженное снижение остроты зрения у пациентов с делециями, захватывающими локусы генов PAX6 и RCN1, чем у тех, у кого был делетирован PAX6 3'-цис-регуляторный регион. [193].

При миссенс вариантах, согласно предположениям Tzoulaki, может синтезироваться белок с поврежденной, но не нулевой функцией, что приводит к развитию аниридии и неаниридийных фенотипов [174]. В данном диссертационном исследовании несинонимичные замены ассоциированы с классическим аниридийным фенотипам. Анализ in silico возможных последствий миссенс замен показывает, что ассоциированные с аниридийным фенотипом замены могут полностью разрушать стабильность белка и/или его сродство или специфичность связывания с ДНК последовательностями, в этих случаях миссенс варианты могут быть классифицированы как приводящие к потере функции (LoF, loss of function). [194]. С данной точки зрения несинонимичные варианты, обнаруженные в когорте пациентов настоящего исследования, приводили к потере функции на уровне белка PAX6, они ассоциированы с такими же тяжелыми фенотипами, как и классические LoF мутации: носенс, сдвига рамки или делеции всего локуса гена.

Кроме того, некоторые миссенс мутации должны быть переквалифицированы в LoF варианты не на уровне белка, а на уровне транскрипта, так как они могут нарушать нормальный сплайсинг, приводя к сдвигу рамки и нонсенс опосредованной деградации аберрантной РНК.

Функциональный in vitro анализ миссенс варианта c.140A>G, p.(Q47R) с использованием конструкции минигена показал, что он нарушает нормальный сплайсинг [189].

Примененный статистический анализ не позволяет сделать вывода о более мягком аниридийном фенотипе, ассоциированном с несинонимичными заменами в гене PAX6.

Возможно, что некоторые связи генотипа и фенотипа будут выявлены для миссенс вариантов без эффекта потери функции, вследствие разных способов реализации и разных эффектов таких вариантов, локализованных в разных доменах.

Ещё одно важное замечание касается вариантов, разрушающих нормальный сплайсинг. Вне зависимости от их локализации непосредственно в консенсусных динуклеотидах сайтов сплайсинга или вне этих последовательностей, такие варианты ассоциированы с тяжелым фенотипом ВА. В данном диссертационном исследовании

л л о о

представлены 32 пациента с вариантами, нарушающими нормальный сплайсинг, для нескольких вариантов вне консенсусных сайтов сплайсинга ранее проведен функциональный анализ и показано, что все они к сдвигу открытой рамки считывания, продуцируя нулевой аллель и приводя к гаплонедостаточности [189]. Таким образом, получено основание поместить глубокие интронные варианты в общую группу вариантов, нарушающих нормальный сплайсинг.

Таким образом, все LoF-варианты гена РАХ6, включая нонсенс замены, инделы, приводящие к сдвигу рамки, патогенные варианты, изменяющие сплайсинг и встретившиеся миссенс варианты, как и крупные хромосомные делеции области 11р13, кроме делеций 3'-^ис-регуляторного региона гена РАХ6, выявленные в исследуемой когорте, не различимы по тяжести своих последствий, то есть тяжести течения ВА у пациентов.

4.2.3 Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной

патологии хрусталика

Основным заболеванием данной подгруппы нозологий явилась врожденная катаракта. Клиническая форма, зарегистрированная у пациентов, являлась ядерная форма. В 83% случаев заболевание имеет аутосомно-доминантное наследование, в 17% -аутосомно-рецессивное. Суммарно молекулярно-генетическая этиология, подтвержденная в 16 случаях, имеет генетическую гетерогенность в данной выборке - 6 генов (СЯУАА (50%), М1Р (12,5%), ЕРНА2 (12,5%), РАХ6 (12,5%), РУС01 (6,25%), СЯТОБ (6,25%)). Таргетным геном установлен СЯУАА, кодирующий а-кристаллин и являющийся одним из основных структурных белков хрусталика. Полученные данные необходимо

учитывать при медико-генетическом консультирование отягощенных семей, из которых при АД-формах риск составляет 50 % повторного рождения больного ребенка.

4.2.4 Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной

патологии роговицы

В рамках настоящего исследования проведена попытка поиска таргетных генов-кандидатов при кератоконусе. Выполнив молекулярно-генетическое исследование на биоматериале пациентов (17 человек), зарегистрирован только один вариант в гене УБХ1 при кератоконусе 1 типа, который описан при изолированном состоянии в базе данных 0М1М. Полученный результат косвенно указывает на возможную связь данной эктазии роговицы с системным поражением соединительной ткани, в том числе дисплазий. Данный факт согласуется с клеточным строением роговицы и роли белков коллагенов и фибринов в ее структуре. Данные факты не исключают моногенные варианты изолированного кератоконуса, а указывают на расширение диагностического спектра данных пациентов.

Установленный вариант макулярной дистрофии роговицы, связанный с мутацией в гене СИ$>Т6, имел классический клинический портрет. Заболевание дебютировало в 7 лет с периодических болей глаз, светобоязни и ощущении инородного тела. Пациент находился под наблюдением офтальмолога по месту жительства с диагнозом -рецидивирующая эрозия роговицы. Однако, в рамках данного исследования проведено инструментальное и молекулярно-генетическое обследование больного. Выявлены точечные помутнения роговицы в центральной зоне роговицы, чувствительность резко снижена. Других клинических признаков не установлено.

Эпителиальная эрозивная дистрофия роговицы, связанная с мутациями в гене СОЫ7А1, аналогично, как и предыдущий случай, курировался по месту жительства с диагнозом - рецидивирующая эрозия роговицы. Однако, при настоящем обследовании при биомикроскопии зарегистрированы эпифора и множественные точечные помутнения серо-белого цвета в стромальном слое оболочки. Стоит отметить, что патологический процесс локализовался с двух сторон в эпителиальном, стромальном слоях и мембране Боумена. Все установленные случаи не имели дополнительных клинических симптомов.

Две нозологические формы - наследственный кератит и плоская роговица 2 типа -установлены при минимальных клинических стигмах и практически отсутствующим жалобами пациентов. Наследственный кератит, или кератопатия РАХ6-связанная, относится к изолированной патологии роговицы и паралимбальной области без вовлечения других структур органа зрения. В рамках исследования зарегистрировано изолированная васкуляризация роговицы и уплотнение стромального слоя роговицы. Других изменений не было. Плоская роговица 2 типа предварительно заподозрена после установленного снижения толщины роговицы до 300 мкм во всех квадрантах на фоне отсутствия сферичной формы роговицы. Жалобы у данного пациента заключались только в не прогрессирующей сниженной остроте зрения до 0,3 по Снэллену. Проведенное молекулярно-генетическое исследование позволило установить корректный клинико-генетический диагноз.

4.2.5 Клинико-генетическая характеристика изолированной наследственной

патологии угла передней камеры глаза

У трех пациентов установлен дисгенез переднего отрезка глаза 5 типа, который связан с нарушением нуклеотидной последовательности в гене РАХ6. Установленный генетический вариант в данном исследовании подчеркивает генетическую

и и Т 7

гетерогенность данной группы нозологий. У всех пациентов с данным клинико-генетическим вариантом радужка не имела патологии, практически все изменения локализовались в углу передней камеры (иридо-корнеальные синехии, истончение эндотелия роговицы), и зарегистрирована микрокорнеа. Вторично отмечалось повышение внутриглазного давления. Все пациенты находились на учете у врача офтальмолога с диагнозом - ранняя закрытоугольная глаукома. В результате настоящего исследования установлен корректный вариант наследственной патологии переднего отрезка глаз для группы пациентов.

4.3 Заключение

Таким образом, анализируя клинико-генетические особенности у пациентов с наследственной патологией переднего отрезка глаз установлено, что врожденная

аниридия и врожденная катаракта являются основными нозологическими формами в данной когорте пациентов. Титульной нацией является русская. Нозологический спектр в 77% случаев представлен аутосомно-доминантными формами, в 23% - аутосомно-рецессивными. Установлены мажорные гены при изолированной наследственной патологии переднего сегмента глаза - PAX6 (89,4%), CRУAA (4,44%), C0L17A1 (1,11%), EPHA2 (1,11%), MIP (1,11%), CHST6 (0,56%), CRУGB (0,56%), FУC01 (0,56%), ^М (0,56%), VSX1 (0,56%). Ген РАХ6 имеет одну из ключевых ролей в формировании структур переднего сегмента глаза, вследствие чего патогенные его изменения приводят к манифестации патологии. Статистический анализ обширных когорт пациентов служит мощным инструментом для изучения и выявления новых закономерностей в гено-фенотипических корреляциях при ВА. Обнаружен более мягкий фенотип пациентов с делециями 3'-цис-регуляторной области, которые, возможно только уменьшают экспрессию гена РАХ6 до базового уровня экспрессии с интактного промотора. Подтверждена важность механизмов цис-регуляции экспрессии гена PAX6 и значение их разрушения в развитии фенотипа ВА. Показано первое подтверждение статистически значимых связей между типом повреждения гена РАХ6 и признаками поражения глаза при ВА. Подтверждено, что все мутации гена РАХ6, обнаруженные у пациентов с ВА, по своему действию являются аллелями, приводящими к потере функции, исключение составляют только делеции 3'-цис-регуляторной области, которые ассоциированы с более мягким фенотипом.

ГЛАВА 5. КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗОЛИРОВАННОЙ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ОФТАЛЬМОПАТОЛОГИИ С ПОРАЖЕНИЕМ СТРУКТУР ЗАДНЕГО СЕГМЕНТА ГЛАЗ

Изолированные наследственные заболевания структур заднего сегмента глаза (сетчатки, хориоидеи и зрительного нерва) - наиболее распространенная и многочисленная группа наследственной офтальмопатологии, отличительной особенностью которой является выраженная генетическая гетерогенность на фоне умеренного клинического полиморфизма. В настоящее время нет единой классификации наследственных заболеваний данных структур. Однако, наследственные дистрофии сетчатки принято условно классифицировать по топографии поражения сетчатки на центральные, периферические, смешанные формы [105,195]. Также применяется классификация, в основе которой положены различия в локализации патологического процесса: поражение пигментного эпителия сетчатки, комплекса «пигментный эпителий - фоторецепторы», фоторецепторов, внутреннего слоя сетчатки, мембраны Бруха, комплекса «сетчатка - стекловидное тело», сосудов хориоидеи и формы с атипичной картиной глазного дна (Рисунок 25) [196-198]. Необходимо отметить, что ни одна из предложенных классификаций полностью не отображает особенностей этиопатогенетических механизмов заболеваний. В настоящее время картировано более 300 генов, изменения в которых приводят к возникновению наследственных заболеваний структур заднего отрезка глаз.

5.1 Литературный обзор по наследственной офтальмопатологии структур заднего

отрезка глаз

5.1.1 Наследственные заболевания сетчатки

Наследственные дистрофии сетчатки представлены центральными, периферическими и смешанными формами абиотрофий [199]. Выделяют как врожденные, так ювенильные и взрослые формы наследственных заболеваний сетчатки, стационарные и прогрессирующие формы.

В настоящее время идентифицировано более 200 генов, мутации в которых запускают наследственные заболевания сетчатки (Рисунок 26) [200]. По классификатору МКБ-10 большинство форм патологий зарегистрированы под единым кодом - Н35.5. Это подчеркивает отсутствие уникальности статистических классификаторов, используемых в практическом здравоохранении.

Необходимо отметить, что данная группа заболеваний является крайне генетически гетерогенной (Рисунок 27) и часто корректная верификация клинико-генетической формы затруднена ввиду схожести на терминальных стадиях.

Рисунок 25 - Классификация наследственной патологии сетчатки по Berger et. al. [198]

Рисунок 26 - Динамика идентификации генов при наследственных заболеваниях

сетчатки [200]

Рисунок 27 - Генетическая гетерогенность наследственных дистрофий сетчатки по

Berger et.al. [198]

Пигментный ретинит (ПР, ОМ1М: PS268000) представляет собой группу наследственных дистрофий сетчатки (НДС), включающих прогрессирующую гибель клеток пигментного эпителия, фоторецепторов (палочек и колбочек), что приводит к никталопии и, в конечном итоге, к потере зрения [201]. ПР является наиболее