РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ МУКОВИСЦИДОЗА В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ МУКОВИСЦИДОЗА В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН

Аюпова Гузель Рамилевна

аспирант кафедры медицинской генетики и фундаментальной медицины Башкирского государственного медицинского университета,

РФ, г. Уфа

Хусаинова Рита Игоревна

д-р биол. наук, проф. кафедры медицинской генетики и фундаментальной медицины Башкирского государственного медицинского университета,

РФ, г. Уфа

Минниахметов Илдар Рамилевич

канд. биол. наук, доц. кафедры медицинской генетики и фундаментальной медицины Башкирского государственного медицинского университета,

 РФ, г. Уфа

DEVELOPMENT OF ALGORITHMS FOR THE DIAGNOSIS AND TREATMENT OF CYSTIC FIBROSIS IN THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN

Guzel Ayupova

Postgraduate student of the Department of Medical Genetics and Fundamental Medicine of the Bashkir State Medical University,

Russia, Ufa

Rita Khusainova

Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Medical Genetics and Fundamental Medicine of the Bashkir State Medical University,

Russia, Ufa

Ildar Minniakhmetov

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Medical Genetics and Fundamental Medicine of the Bashkir State Medical University,

Russia, Ufa

АННОТАЦИЯ

Муковисцидоз (МВ) - частое наследственное заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования и обусловленное мутацией гена CFTR , (Cystic Fibrosis Transmembrane Conduction Regulator), что приводит к развитию системной экзокринопатии, при которой нарушается работа практически всех органов и систем. В настоящее время, благодаря научному прогрессу в генетике, появляются современные возможности для терапии данного заболевания, которые увеличат продолжительность жизни пациентов и улучшат ее качество.

ABSTRACT

Cystic fibrosis (CF) is a common hereditary disease with an autosomal recessive type of inheritance and caused by a mutation of the CFTR gene (Cystic Fibrosis Transmembrane Conduction Regulator), which leads to the development of systemic exocrinopathy, in which the work of almost all organs and systems is disrupted. Today, thanks to scientific progress in genetics, there are modern opportunities for the treatment of this disease, which will increase the life expectancy of patients and improve its quality.

Ключевые слова: муковисцидоз, регистр, неонатальный скрининг, ДНК-диагностика, ген трансмембранный регулятор проводимости муковисцидоза (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator, CFTR), таргентная терапия.

Keywords: cystic fibrosis, registry, neonatal screening, DNA diagnostics, Cystic Fibrosis Transmembrane Conduction Regulator (CFTR) gene, targeted therapy.

Муковисцидоз (кистозный фиброз) - самое частое наследственное клинически и генетически гетерогенное заболевание с аутосомно-рецессивым типом наследования, основной причиной развития которого являются мутации в гене трансмембранного регулятора проводимости муковисцидоза (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator, CFTR), в результате чего нарушается работа всех желез внутренней секреции и функции жизненно важных органов и систем. Заболевание встречается во всех странах мира, но существуют выраженные популяционные различия по его частоте: с уменьшением градиента распространения с Севера на Юг и с Запада на Восток Евразии. Муковисцидоз встречается с равной частотой у людей обоих полов [1]. 

В настоящее время насчитывается от 70 до 100 тысяч людей в мире, страдающих МВ. Частота заболевания среди европеоидов составляет от 1 на 600 до 1 на 17000 новорожденных [2,3].

Гетерогенность клинической картины МВ объясняется различными патогенными вариантами нуклеотидной последовательности гена CFTR.

Активное применение современных молекулярно-генетических методов диагностики МВ помогло понять молекулярный патогенез заболевания, благодаря чему появилась и эффективно применяется таргентная фармакогенетическая терапия. В настоящее время проводятся революционные исследования по таргентному редактированию гена CFTR с помощью CRISPR/Cas9, которое открывает новые возможности для этиотропного лечения, так как позволяет исправить мутации в клетках. Ведущие специалисты во всем мире ищут способ исправить генетический дефект,  изыскания ведутся в двух направлениях: генотерапия и фармакогенетика.

Совершенствование методов диагностики и терапии привело к увеличению продолжительности и улучшению качества жизни больных. Терапевтические успехи подтверждаются увеличением числа взрослых пациентов. Ведение регистра пациентов и оценка основных клинико-функциональных показателей больных, своевременная диагностическая помощь может способствовать разработке эффективных стратегий и, соответственно, улучшению помощи больным [4,5].

Целью данной работы является оптимизация диагностики, лечения, мониторинга пациентов с МВ в РБ.  Также в статье отражены перспективы развития современных методов ранней диагностики муковисцидоза и назначения таргентной терапии в Республике Башкортостан. На примере оказания помощи пациентам с МВ из Республики Башкортостан продемонстрированы перспективы внедрения персонализированной медицины для больных страдающих наследственными заболеваниями.

Материалы и методы

Проведен анализ анамнеза 95 пациентов, состоящих в регистре больных МВ РБ и молекулярно-генетического исследования гена CFTR методом NGS (секвенирование секвенирование нового поколения) на платформе Illumina MiSeq. ДНК диагностика проводилась согласно алгоритму консенсуса «Муковисцидоз: определение диагностические критерии, терапия». [6].

Также проведена оценка эффективности неонатального скрининга у пациентов рожденных начиная с 2006 года (с 2006 года неонатальный скрининг проводится в Республике Башкортостан).

Результаты

Всего в регистр больных МВ в РБ на 2020 год внесены данные о 95 пациентах, все пациенты живы, из них детей -79, взрослых -16, мужчин -40, женщин-55.

За период с 2006 года по 2020 год из всех пациентов зарегистрированных в регистре Республики Башкортостан по итогам неонатального скрининга диагноз установлен 45 пациентам, 3 пациентам диагноз установлен по клиническим проявлениям, так как не проводился неонатальный скрининг (двое из этих пациентов переехали в Республику Башкортостан из других регионов Российской Федерации), 2 пациента с отрицательными результатами неонатального скрининга, также диагноз установлен по клиническим проявлениям. За период наблюдения с 2006 года по 2021 год у 1 пациента с установленным диагнозом МВ выявлен мекониальный илеус, пациент прооперирован. Самый взрослый больной в регистре РБ на 2020 год наблюдается в г. Уфа в возрасте 43 лет.

Дополнительно с 2020 года ведётся Регистр неонатального скрининга в Республике Башкортостан с целью мониторинга состояния здоровья пациентов из группы риска по пяти, исследуемым нозологиям.

ДНК диагностика проведена 95 пациентам (100%), из них обе мутации определены у 79 пациентов (83,2), одна мутация определена у 5 пациентов (5,2%), у 11 больных (11,5%) мутации не выявлены (в работе). У 65- пациентов отмечается тяжелый генотип, у 19-мягкий.

15 больным из Республики Башкортостан возможна таргентная терапия. Lumacaftor/ivacaftor разработан для гомозигот F508del/F508del с 2-х летнего возраста, при условии исключения так называемой «ложной» гомозиготности в генотипе (наличие мутации F508del на одной хромосоме и протяженной делеции на другой хромосоме), а также наличие в генотипе детей варианта L467F, при которых лекарственный препарат ивакофтор+лумакофтор не эффективен[7]. Данные исследования для пациентов РБ в ГБУЗ РМГЦ проведены среди 18 пациентов гомозигот F508del/F508del, которые включены в Регистр, выявлены двое с вариантом L467F. Tezacaftor/ivacaftor разработан для пациентов с генотипом F508del/F508del или с F508del и одной мутацией в гене CFTR согласно инструкции к препарату (711+3A-G, 2789+5G-A, 3849+10kbC-T, A455E, A1067T, D110E, D110H, D579G, D1152H, D1270N, E56K, E193K, E831X,1052V, F1074L, K1060T, L206W, P67L, R74W, R117C, R347H, R352Q, R1070W, S945L, S977F) с 12 летнего возраста.

Наиболее частой мутацией у пациентов из РБ является F508del, которая встречается у 66 пациентов. У 18 пациентов с МВ мутация F508del встречается в гомозиготном состоянии - 17,6%, у 48 пациентов данная мутация сочетается с другими мутациями и представляет компаунд гетерозиготный вариант. Второй по частоте оказалась известная мутация E92K (c.274G>A; p.(Glu92Lys)), которая выявлена у 24 пациентов на 10,44% хромосом. Данная мутация ни разу не встречалась в гомозиготном состоянии, все выявленные случаи являются компаунд гетерозиготными вариантами, у 14 пациентов мутация E92K сочетается с вариантом F508del (15,38%). Третья мажорная мутация - CFTRdele2-3, частота составила 6,04%, выявлена у 8 пациентов в компаунд гетерозиготном состоянии (8,79%).

На сегодняшний день МВ рассматривается как хроническое микробно-воспалительное заболевание с прогрессирующим течение, но подверженное контролю проградиентного течения посредством, в первую очередь, антибактериальной терапии. В РБ ведется мониторинг состояния здоровья пациентов с микробиологической диагностикой и определением чувствительности выделенной флоры для соблюдения общих принципов назначения антибактериальной терапий при МВ.

Согласно клиническим рекомендациям все пациенты получают инновационный препарат дорназа-альфа.

Важно то, что пациентам с установленным молекулярным дефектом в зависимости от эффекта мутации при наличии мутации Е92К проведена коррекция терапии - уменьшение дозы креона, что привело к положительной динамике в клинической картине заболевания.

Таким образом, необходимо дальнейшее применение персонализированного подхода при ведении пациентов с муковисцидозом, для увеличения продолжительности жизни пациентов и улучшения качества их жизни.

Обсуждение

В настоящее время описано более 2000 вариантов гена CFTR, на веб-сайте международного проекта CFTR2 представлено 360 клинически значимых генетических варианта CFTR (https://cftr2org/ обновление от 31.07.2020). Диагностика наследственных заболеваний, к которым относится и МВ, необходима на самых ранних этапах развития болезни, желательно на доклиническом этапе течения, чтобы обеспечить благоприятный прогноз для здоровья пациентов. Серьезной задачей для современного здравоохранения является оценка рисков рождения больных детей и определение гетерозиготного носительства, что предотвратит рождение больных детей в  здоровых семьях.

Благодаря развитию технологий ДНК- диагностики достигнут значительный прогресс в реализации программ скрининга новорожденных на муковисцидоз, поэтому ДНК-диагностика становится частью все большего числа стратегий диагностики этого заболевания в регионах Российской Федерации и широко применяется в Республике Башкортостан. Наиболее эффективным алгоритмом ДНК-диагностики на сегодняшний день является: первый этап - это поиск вариантов, наиболее частых мутаций в популяции, к которой принадлежит обследуемый, второй этап - расширенный поиск более редких вариантов, используя секвенирование по Сенгеру или высокопроизводительное секвенирование генома нового поколения (NGS); на заключительном этапе диагностики МВ целесообразно применение метода определения разности кишечных потенциалов и форсколинового теста на кишечных органоидах, получаемых из ректальных биоптатов пациентов, что обеспечит персонализированный подход при подборе in vitro таргентной терапии всем пациентам с МВ, включая носителей редких генетических вариантов[8-10]. Далее индивидуальный подбор диеты и ферментов, энтерального питания и гастростомы при необходимости, подбор антибактериальной терапии

В последние годы всё больше внимания уделяется удовлетворенности пациента лечением, которая наряду с улучшением прогноза и качества жизни, является одной из главных целей деятельности врача. Для проведения общей оценки состояния здоровья пациентов и комплексной терапии с участием мультидисциплинарной бригады специалистов в РБ реализуются мероприятия для качественной организации медицинской помощи с применением высокотехнологичных методов для больных муковисцидозом.

С 2019 г. в РБ фукционирует Центр орфанных заболеваний на базе Государственного бюджетного учреждения здравоохранения Республиканский медико-генетический центр, который контролирует пациентов с редкими (орфанными) заболеваниями, в том числе больных муковисцидозом, и курирует внутриотраслевое и межведомственное взаимодействие в части работы с больными, страдающими редкими (орфанными) заболеваниями.

Специалистами, занимающимися пациентами с МВ отработан механизм работы согласно Клиническим рекомендациям «Кистозный фиброз (муковисцидоз) для детей и взрослых», 2020 год.

В связи с прогрессивным развитием методов терапии МВ, возникла необходимость внесения изменений в клинические рекомендации МВ с учетом современных представлений к персонализированному подходу при лечении пациентов, страдающих наследственными заболеваниями.

Модель персонализированной медицины на примере муковисцидоза в Республике Башкортостан изображена на схеме 1.

Схема 1. Организационно-методическая модель маршрутизации пациентов с муковисцидозом в Республике Башкортостан

Заключение

Изложенная информация необходима для понимания процесса развития персонализированного подхода к оказанию медицинской помощи пациентам с МВ с учетом индивидуального генетического профиля, на современном этапе прогресс в науке диктует применение новых технологий для  восстановления здоровья пациентам, для которых раннее это казалось неосуществимо. В Республике Башкортостан на базе Республиканского медико-генетического центра реализуется программа развития медико-генетической службы с целью внедрения в практику современной ранней молекулярно-генетической диагностики наследственных заболеваний и таргентной терапии для пациентов с наследственными заболеваниями.

Список литературы:

1. Cystic fibrosis carrier screening in a North American population / V. V. Zvereff [et al.] // Genet. Med. - 2014. - Vol. 16, № 7. - P. 539-546.
2. MacKenzie T., Gifford A.H., Sabadosa K. A. et al. Longevity of patients with cystic fibrosis in 2000 to 2010 and beyond: survival analysis of the Cystic Fibrosis Foundation patient registry. Ann Intern Med.2014;161(4):233-241.doi: 10.7326/M13-0636.
3. Шерман В.Д., Кондратьевой Е.И. , Воронковой А.Ю. и др. Влияние неонатального скрининга на течение муковисцидоза на примере групп пациентов Московского региона. Медицинский совет 2017.18: 124-128.
4. Регистр больных муковисцидозом в Российской Федерации. 2018 год. / Под редакцией А.Ю. Воронковой, Е.Л. Амелиной, Н.Ю. Каширской, Е.И. Кондратьевой, С.А. Красовского, М.А. Стариновой, Н.И. Капранова. - М.: ИД «МЕДПРАКТИКА-М», 2019, 68 с. https://mukoviscidoz.org/doc/registr/10472_block_Registre_2017%20site.pdf 4
5. Красовский С.А. , Амелина Е.Л., Горинова Ю.В. и др. Динамика некоторых показателей здоровья взрослых больных муковисцидозом , наблюдаемых в НИИ пульмонологии , за 2003-2018 гг. Клиническая практика.2018;9(4):26-27 doi: https://doi.org/10.17816/clinpract 9425-32
6. Кондратьевой Е.И., Каширская Н.Ю. Капранов Н.И. ред. Национальный консенсус «Муковисцидоз: определение диагностические критерии, терапия». М.: Боргес; 2018год.
7. https://www.orcambi.com/ (дата обращения :12.06.2019)
8. Dekkers J.F. Berkers G., Kruisselbrink E. et al. Characterizing responses to CFTR- modulating drugs using rectal organoids derived from subjects whith cystic fibrosis. Sci. Transl. Med. 2016; 8 (344): 344ra84. DOI:10.1126/scitranslmed.aad8278.
9. Dekkers J.F., Gogorza Gondra R.A., Kruisselbrink E. et al. Optimal correction of distinct CFTR folding mutants in rectal cystic fibrosis organoids. Eur. Respir. J2016; 48(2):451-458.DOI:10.1183/13993003.01192-2015.
10. van Willigen M., Vonk A.M., Yeoh H.Y. et al. Folding-function relationship of the most common cystic fibrosis-causing CFTR conductance mutants. Life Sci. Alliance. 2019;2(1): e201800172. DOI: 10.20508/LSA.201800172.