Диагностика малых патогенных вариантов мышечной дистрофия Дюшенна и Беккера (DMD) методом NGS

Мышечные дистрофии Дюшенна и Беккера относятся к дистрофинопатиям и представляют собой две формы одного заболевания, различающиеся по степени тяжести прогрессирующей мышечной слабости. В 2/3 случаев аберрация является наследственной, в 1/3 – спонтанно возникшей. Наследуется сцепленно с Х-хромосомой. Заболевание проявляется только у сыновей, унаследовавших патогенную аллель. В основе патогенеза лежат аберрации в гене DMD, кодирующем белок дистрофин. Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД) – наиболее тяжелая форма с дебютом в возрасте 2-5 лет, неуклонно прогрессирующим течением и инвалидизацией. Мышечная дистрофия Беккера (МДБ) – относительно доброкачественная форма заболевания с поздним дебютом в 10-20 лет и более медленным прогрессированием симптомов мышечной слабости.

Метод NGS, в отличие от MLPA, позволяет проанализировать полную последовательность гена DMD на наличие точечных аберраций (до 25 %), которые приводят к сдвигу рамки считывания или являются нонсенс-вариантами. Исследование рекомендуется назначать только совместно с исследованием протяженных делеций и дупликаций всех экзонов гена DMD, так как данный тип генетических изменений не выявляется методом NGS.

Синонимы русские

Мышечная дистрофия Дюшенна и Беккера, миодистрофия Дюшенна – Беккера, мышечная дистрофия Дюшенна – Беккера.

Синонимы английские

Duchenne muscular dystrophy (DMD), Becker muscular dystrophy (BMD), Duchenne/Becker muscular dystrophy, Duchenne and Becker muscular dystrophy (DMD/BMD).

Название гена

DMD.

Метод исследования

Секвенирование нового поколения (NGS).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозная кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Специальной подготовки не требуется.

Общая информация об исследовании

Мышечные дистрофии Дюшенна и Беккера входят в группу дистрофинопатий и представляют собой преимущественно наследственное, сцепленное с Х-хромосомой рецессивное заболевание, характеризующееся прогрессирующей мышечной слабостью. В основе патогенеза лежат аберрации в гене DMD, кодирующем белок дистрофин. Чаще всего аберрация является наследственной, в трети случаев – спонтанной.

Риск передачи патогенной аллели от гетерозиготной матери потомкам составляет 50 %. Заболевание проявляется только у сыновей, унаследовавших патогенную аллель; дочери, в свою очередь, будут гетерозиготными носителями. Распространенность МДД составляет 1 на 5000 мальчиков, МДБ – примерно 1 на 18 000 мальчиков.

Ген DMD кодирует три полноценные изоформы белка дистрофина, большинство патогенных вариантов в гене DMD нарушают экспрессию мышечной изоформы дистрофина. Дистрофин является структурным белком, который локализуется на внутриклеточной поверхности сарколеммы вдоль всего мышечного волокна. Данный белок участвует в образовании дистрофин-гликопротеинового комплекса, необходимого для мышечного сокращения.

Наиболее распространенными аберрациями в данном гене являются делеции одного или нескольких экзонов (50-65 %). Реже причиной заболевания становятся дупликации (5-15 %) или точечные аберрации (до 25 %), которые приводят к сдвигу рамки считывания или являются нонсенс-вариантами. В основе развития различных форм мышечной дистрофии лежит наличие или отсутствие сдвига рамки считывания. При его наличии происходит преждевременная терминация трансляции и синтез белка дистрофина прекращается, что приводит к более тяжелой форме заболевания – МДД. В случае когда аберрации не приводят к сдвигу рамки считывания, синтезируется аномально усеченный, но функциональный дистрофин, что обусловливает более легкую форму – МДБ.

Первые симптомы мышечной дистрофии Дюшенна появляются у мальчиков в раннем возрасте (около 2-3 лет) и проявляются значительной проксимальной мышечной слабостью, вследствие которой возникают трудности при ходьбе и частые падения. Для большинства больных характерна задержка темпов раннего моторного развития. Слабость затрагивает проксимальные мышцы, как правило, сначала нижних конечностей. Таким детям сложно бегать, прыгать, подниматься по ступенькам и вставать с пола. При начале самостоятельной ходьбы отмечаются частые падения, спотыкания, моторная неловкость, быстрая утомляемость. Постепенно походка становится переваливающейся, возникают затруднения при подъеме по лестнице и из положения на корточках, больные вынуждены использовать вспомогательные приемы Говерса ("взбирание по самому себе" – ребенок упирается рукой в собственное бедро для того, чтобы встать с пола). Наблюдается стабильное прогрессирование слабости, и почти у всех детей развиваются сгибательные контрактуры конечностей и сколиоз.

На ранних стадиях заболевания обнаруживаются псевдогипертрофии мышц, возникающие из-за разрастания соединительной и жировой ткани на месте гибнущих мышечных волокон. Наиболее часто они локализуются в икроножных, дельтовидных, четырехглавых и трехглавых мышцах и создают ложное впечатление атлетического телосложения больного. По мере прогрессирования заболевания псевдогипертрофии мышц трансформируются в их гипотрофии. По мере развития патологического процесса в мышцах возникают вторичные деформации позвоночника (усиление лордоза и кифоза, сколиоз), грудной клетки (по типу седловидной и килевидной) и стоп, а также ретракции сухожилий с развитием контрактур в суставах.

Вовлечение сердечной мышцы проявляется как дилатационная кардиомиопатия, нарушения проводимости и аритмия. Такие осложнения встречаются примерно у трети пациентов к 14 годам и у всех пациентов в возрасте старше 18 лет; однако, поскольку эти пациенты не в состоянии осуществлять физическую активность, поражение сердца, как правило, протекает бессимптомно до поздней стадии заболевания. Около одной трети пациентов имеет легкое непрогрессирующее слабоумие, которое затрагивает вербальные способности сильнее, чем производительность.

Мышечная дистрофия Дюшенна является инвалидизирующим заболеванием, при котором прогрессирующая потеря мышечной ткани и функции приводит к необходимости использовать инвалидное кресло начиная с 10-12 лет и неинвазивную искусственную вентиляцию легких в возрасте около 20 лет. Продолжительность жизни при данном заболевании снижена в связи с частыми респираторными осложнениями и прогрессирующей кардиомиопатией.

Мышечная дистрофия Беккера – более легкая форма дистрофинопатии. Наиболее часто заболевание возникает в возрастном интервале от 10 до 20 лет с появлением слабости и утомляемости мышц тазового пояса и ног. Ранними симптомами у значительного числа больных бывают болезненные мышечные крампи – кратковременные непроизвольные болезненные сокращения мышц или мышечных групп, клинически преимущественно проявляющиеся судорогами икроножных мышц продолжительностью от нескольких секунд до минут, возникающими в ночное время. Клинические проявления МДБ сходны с таковыми при МДД, однако имеют значительно меньшую степень выраженности. Характерная особенность МДБ – вовлечение в патологический процесс миокарда. Гипертрофическая или дилатационная кардиомиопатия диагностируется у 50-60 % больных. Интеллект, как правило, не страдает. Заболевание прогрессирует достаточно медленно и в большинстве случаев приводит к инвалидизации больного не ранее 40-летнего возраста.

Мышечная дистрофия Дюшенна у лиц женского пола. Риск развития заболевания у женщин крайне низок (< 1 : 1 000 000). Описаны клинические проявления МДД у лиц женского пола, которые являются носительницами патогенных вариантов в гене дистрофина в гетерозиготном состоянии. Появление клинических симптомов может быть обусловлено двумя причинами: 1) наличие полной или мозаичной форм синдрома Шерешевского – Тернера; 2) лайонизация (инактивация) X-хромосомы. Клинические признаки могут появиться в разном возрасте, но чаще провоцируются гормональными перестройками в организме женщины (начало менструаций, беременность, климакс). Возможно бессимптомное повышение уровня КФК, гипертрофии голени, а также развитие легкой мышечной слабости во взрослом возрасте или наличие кардиомиопатии.

Для чего используется исследование?

Подозрение на мышечную дистрофию на основе клинических проявлений.
Семейный анамнез мышечной дистрофии Дюшенна и Беккера.
Дифференциальная диагностика мышечной слабости.

Что означают результаты?

Обнаружение патогенного или вероятно патогенного варианта в гене DMD у пациентов мужского пола подтверждает диагноз "дистрофинопатия". Выявление патогенного или вероятно патогенного варианта в гене DMD у пациентов женского пола подтверждает носительство дистрофинопатии.

Отрицательный результат данного исследования не исключает дистрофинопатии, если ранее не было проведено исследование протяженных делеций и дупликаций в гене DMD.

Что может влиять на результат?

Данный тест не рекомендуется использовать для выявления протяженных делеций и дупликаций в гене DMD.

Важные замечания

Для получения заключения по результату обследования необходимо проконсультироваться у клинического генетика.

Кто назначает исследование?

Невролог, генетик, кардиолог.

Литература

Прогрессирующая мышечная дистрофия Дюшенна. Прогрессирующая мышечная дистрофия Беккера. Клинические рекомендации.
Zhong J, Xu T, Chen G, Liao H, Zhang J, Lan D. Genetic analysis of the dystrophin gene in children with Duchenne and Becker muscular dystrophies. Muscle Nerve. 2017 Jul;56(1):117-121. doi: 10.1002/mus.25435.
Kong X, Zhong X, Liu L, Cui S, Yang Y, Kong L. Genetic analysis of 1051 Chinese families with Duchenne/Becker Muscular Dystrophy. BMC Med Genet. 2019 Aug 14;20(1):139. doi: 10.1186/s12881-019-0873-0.
Tang F, Xiao Y, Zhou C, Zhang H, Wang J, Zeng Y. NGS-based targeted sequencing identified six novel variants in patients with Duchenne/Becker muscular dystrophy from southwestern China. BMC Med Genomics. 2023 May 30;16(1):121. Doi: 10.1186/s12920-023-01556-1.
Bakhshandeh M, Behroozi S. Next-generation sequencing approach to molecular diagnosis of Iranian patients with Duchenne/Becker muscular dystrophy: Several novel variants identified. eNeurologicalSci. 2023 Jan 26;30:100446. doi: 10.1016/j.ensci.2023.100446.