ПОИСК ГЕННЫХ МУТАЦИЙ ПРИ МУКОВИСЦИДОЗЕ У ДЕТЕЙ МЕТОДОМ АНАЛИЗА КРИВЫХ ПЛАВЛЕНИЯ

Авторы: Донников М. Ю.¹, Мещеряков В.В.²

Реферат

Метод анализа кривых плавления высокого разрешения (HRMA) является перспективным для генотипирования и предварительного сканирования нуклеотидной последовательности гена трансмембранного регулятора кистозного фиброза (CFTR). В России данный метод пока не нашел практического применения. Целью работы явился анализ эффективности использования метода HRMA на первом этапе молекулярно-генетической диагностики муковисцидоза у детей. Материал и методы. Представлены результаты валидационного молекулярно-генетического исследования с помощью метода HRMA для 43 контрольных образцов ДНК, полученных у детей с подтвержденным диагнозом «муковисцидоз» и известными мутациями в гене CFTR. Результаты. Специфичность молекулярно-генетической диагностики муковисцидоза с осуществлением метода HRMA на первом ее этапе составила 100 %, чувствительность – 97,3 %. В двух образцах c протяженной делецией во 2-м и 3-м экзонах в гетерозиготном состоянии паттерн плавления был идентичен паттерну для «дикого» типа. Заключение. Высокая эффективность метода HRMA обосновывает возможность его внедрения в практику на первом этапе молекулярно-генетической диагностики муковисцидоза у детей для сокращения времени на проведение исследования, что в абсолютном большинстве случаев позволяет установить тип мутации в гене CFTR. Протяженные делеции/инсерции и сложные перестройки в гетерозиготном состоянии не выявляются с помощью метода HRM. Для определения подобного типа мутаций требуется методика мультиплексной амплификации проб с помощью лигирования.

Тэги

молекулярная диагностика, анализ кривых плавления высокого разрешения, муковисцидоз, дети

Список литературы

1. Красовский С.А., Каширская Н.Ю., Черняк А.В., Амелина Е.Л., Петрова Н.В., Поляков А.В., Кондратьева Е.И., Воронкова А.Ю., Усачева М.В., Адян Т.А., Степанова А.А., Алимова И.Л., Ашерова И.К., Байкова Г.В., Басилая А.В., Бойцова Е.В., Борисов А.В., Брисин В.Ю., Васильева Е.А., Васильева Т.Г., Водовозова Э.В., Воронин С.В., Гаймоленко И.Н., Голубцова О.И., Горинова Ю.В., Назаренко Л.П., Одинокова О.Н., Гембицкая Т.Е., Никонова В.С., Дьячкова А.А., Сергиенко Д.Ф., Енина Е.А., Ерзутова М.В., Зинченко Ю.С., Зоненко О.Г., Иванова Д.М., Ильенкова Н.А., Кадырова Д.В. Генетическая характеристика больных муковисцидозом в Российской Федерации по данным Национального регистра (2014 г.) // Пульмонология. 2016. 26. (2). 133–151.

2. Национальный консенсус «Муковисцидоз: определение, диагностические критерии, терапия» / ред. Е.И. Кондратьева, Н.Ю. Каширская, Н.И. Капранов. М.: Компания БОРГЕС, 2016. 205 с.

3. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. М.: Медиа Сфера, 2002. 312 с.

4. Солдатов А.А., Авдеева Ж.И., Алпатова Н.А., Олефир Ю.В., Бондарев В.П., Лысикова С.Л. Орфанные препараты для лечения редких болезней // Сиб. науч. мед. журн. 2017. (2). 27–35.

5. Audrezet M.P., Dabricot A., Le Marechal C., Ferec C. Validation of high-resolution DNA melting analysis for mutation scanning of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene // J. Mol. Diag. 2008. 10. 424–434.

6. Bareil C., Guittard C., Altieri J.P., Templin C., Claustres M., des Georges M. Comprehensive and rapid genotyping of mutations and haplotypes in congenital bilateral absence of vas deferens and other cystic fibrosis transmembrane conductance regulator-related disorders // J. Mol. Diagn. 9. (5). 582–588.

7. Castellani C. CFTR2: how will it help care? // Paediatr. Respir. Rev. 2013. 14. 2–5.

8. Chambliss A.B., Resnick M., Petrides A.K., Clarke W.A., Marzinke M.A. Rapid screening for targeted genetic variants via high-resolution melting curve analysis // Clin. Chem. Lab. Med. 2017. 55. (4). 507–516.

9. Cohen T.S., Prince A. Cystic fibrosis: a mucosal immunodeficiency syndrome // Nat. Med. 2012. 18. (4). 509–519.

10. Chou L., Lyon E., Wittwer C.T. A comparison of high-resolution melting analysis with denaturing high-performance liquid chromatography for mutation scanning: cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene as a model // Am. J. Clin. Pathol. 2005. 124. (3). 330–338.

11. Fanen P., Wohlhuter-Haddad A., Hinzpetera A. Genetics of cystic fibrosis: CFTR mutation classifications toward genotype-based CF therapies // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2014. 52. 94–102.

12. Farrell P.M., White T.B., Ren C.L., Hempstead S.E., Accurso F., Derichs N., Howenstine M. Diagnosis of cystic fibrosis: consensus guidelines from the cystic fibrosis foundation // J. Pediatr. 2017. 181. 4–15.

13. Gonzalez-Bosquet J., Calcei J., Wei J.S., Garcia-Closas M., Sherman M.E., Hewitt S., Vockley J., Lissowska J., Yang H.P., Khan J., Chanock S. Detection of somatic mutations by high-resolution DNA melting (HRM) analysis in multiple cancers // PLoS One. 2011. 6. (1). e14522.

14. Cooper G.M., Shendure J. Needles in stacks of needles: finding disease-causal variants in a wealth of genomic data // Nat. Rev. Genet. 2011. 12. 628–640.

15. Herrmann M.G., Durtschi J.D., Bromley L.K., Wittwer C.T., Voelkerding K.V. Amplicon DNA melting analysis for mutation scanning and genotyping: cross-platform comparison of instruments and dyes // Clin. Chem. 2006. 52. (3). 494–503.

16. Kerem B., Rommens J.M., Buchanan J.A., Markiewicz D., Cox T.K., Chakravarti A., Buchwald M., Tsui L.C. Identification of the cystic fibrosis gene: genetic analysis // Science. 1989. 245. (4922). 1073–1080.

17. Li B.S., Wang X.Y., Ma F.L., Jiang B., Song X.X., Xu A.G. Is high resolution melting analysis (HRMA) accurate for detection of human disease-associated mutations? A meta analysis // PLoS One. 2011. 6. (12). е28078.

18. Liew M., Pryor R., Palais R., Meadows C., Erali M., Lyon E., Wittwer C. Genotyping of single-nucleotide polymorphisms by high-resolution melting of small amplicons // Clin. Chem. 2004. 50. (7). 1156–6417.

19. Lim R.M., Silver A.J., Silver M.J., Borroto C., Spurrier B., Petrossian T.C., Larson J.L., Silver L.M. Targeted mutation screening panels expose systematic population bias in detection of cystic fibrosis risk // Genet. Med. 2016. 18. (2). 174–179.

20. Montgomery J., Wittwer C.T., Kent J., Zhou L. Scanning the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene using high-resolution DNA melting analysis // Clin. Chem. 2007. 53. (11). 1891–1898.

21. Montgomery J.L., Sanford L.N., Wittwer C.T. High-resolution DNA melting analysis in clinical research and diagnostics // Expert Rev. Mol. Diagn. 2010. 10. (2). 219–240.

22. Pagin А., Devos А., Figeac М., Truant М., Willoquaux Сh., Broly F., Lalau G. Applicability and efficiency of NGS in routine diagnosis: In-depth performance analysis of a complete workflow for CFTR mutation analysis // PLoS One. 2016. 11. (2). e014942620.

23. Population variation of common cystic fibrosis mutations. The Cystic Fibrosis Genetic Analysis Consortium // Hum. Mutat. 1994. 4. 167–177.

24. Pryor R.J., Myrick J.T., Palais R.A., Sundberg S.O., Paek J.Y., Wittwer C.T., Knight I.T. High-speed melting analysis: The effect of melting rate on small amplicon microfluidic genotyping // Clin. Chem. 2017. 63. (10). 1624–1632.

25. Singh R.R., Bains A., Patel K.P., Rahimi H., Barkoh B.A., Paladugu A. Detection of high-frequency and novel DNMT3A mutations in acute myeloid leukemia by high-resolution melting curve analysis // J. Mol. Diagn. 2012. 14. 336–345.

26. Sosnay P.R., Salinas D.B., White T.B., Ren C.L., Farrell P.M., Raraigh K.S., Girodon E., Castellani C. Applying cystic fibrosis transmembrane conductance regulator genetics and CFTR2 data to facilitate diagnoses // J. Pediatr. 2017. 181. S27–S32.

27. Svensson A.M. Detection of large rearrangements in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene by multiplex ligation-dependent probe amplification assay when sequencing fails to detect two disease-causing mutations // Genet. Test. Mol. Biomarkers. 2010. 14. 171–174.

28. Vandersteen J., Bayrak-Toydemir P., Palais R., Wittwer C.T. Identifying common genetic variants by high-resolution melting // Clin. Chem. 2007. 53. (7). 1191–1198.

29. Wittwer C.T., Reed G.H., Gundry C.N., Vandersteen J.G., Pryor R.J. High-resolution genotyping by amplicon melting analysis using LCGreen // Clin. Chem. 2003. 49. 853–860.

Об авторах (для корреспонденции):

Мещеряков В.В. – д.м.н., проф., зав. кафедрой детских болезней медицинского института, e-mail: maryvitaly@yandex.ru

Полный текст

snmzh_2-2018_donnikov_i_dr.pdf

Поступило: 26/04/2018

Принято к печати: 26/04/2018