Описание исследования

В данном тесте проводится исследование мутации гена CYP21OHB с целью диагностики адреногенитального синдрома.

Гены – это сегменты ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), содержащие информацию для кодирования определенных белков, которые функционируют в клетках организма. Гены находятся в хромосомах, расположенных в ядре клетки. Одна хромосома содержит сотни тысяч генов. В зависимости от кодируемого белка, гены имеют разные размеры.

ДНК – это клеточный генетический материал, который содержится в ядрах, а также митохондриях клеток (сферических или эллипсоидных органеллах, осуществляющих преобразование питательных веществ в полезную энергию с использованием молекул кислорода). ДНК представляет собой длинную полимерную (состоящую из мономерных, соединенных между собой звеньев) молекулу, имеющую форму двойной спирали и напоминающую винтовую лестницу. Нити ДНК состоят из молекул сахара (дезоксирибозы) и фосфатов, скрепленные между собой парами из четырех молекул, образующих как бы «ступени» лестницы. В ступенях посредством водородной связи попарно соединяются основания (аденин с тимином,  гуанин – с цитозином). Ген представляет собой упорядоченную последовательность таких оснований, которые осуществляют кодировку строительного материала белков – аминокислот (основания упорядочены в группы по три в каждой (триплеты)). Например, последовательность гуанин-тимин-тимин кодирует добавление 2-амино-3-метилбутановой кислоты (валина), гуанин-цитозин-тимин – 2-аминопропановой кислоты (аланина).

Преобразование и считывание генетической информации происходит в результате двух процессов – транскрипции и трансляции. Транскрипция – процесс преобразования информации, закодированной в ДНК, в РНК (рибонуклеиновую кислоту). РНК структурой похожа на ДНК, она также состоит из длинной цепи оснований и содержит кодированную триплетами информацию. Разница между двумя кислотами заключается в замене основания ДНК тимин на основание РНК урацил.

При транскрипции происходит раскрытие и раскручивание части двойной спирали ДНК. Одна из ее нитей выступает в роли матрицы для образования комплементарной (дополнительной) нити РНК. Комплементарная нить получила название информационной РНК (и-РНК). Она отделяется от ДНК, и, выходя за пределы ядра, попадает в цитоплазму (полужидкую среду, заполняющую всю клетку, кроме ядра). В цитоплазме и-РНК соединяется со структурным элементом клетки, осуществляющим продукцию белка – рибосомой.

Процесс трансляции представляет собой передачу рибосоме кода и-РНК, полученного от ДНК, сообщающего ей последовательность и тип связываемых друг с другом аминокислот. Доставку аминокислот в рибосому осуществляют транспортные РНК (т-РНК) – каждая молекула т-РНК доставляет по одной аминокислоте.

Воспроизведение клеток в организме происходит путем деления материнской на две дочерние, каждая из которых должна получить полный набор содержащейся в ДНК генетической информации. Для этого молекула ДНК материнской клетки должна в процессе деления воспроизвести свою копию. Этот процесс называется репликация. Данный процесс аналогичен транскрипции, с той разницей, что вся молекула ДНК раскручивается, а ее нити разделяются. После этого основания каждой нити связываются со свободно перемещающимися неподалёку комплементарными азотистыми основаниями, образуя пары А (аденин) с Т (тимином) и Г (гуанин) с Ц (цитозином). После завершения процесса получается две идентичные двуниточные молекулы ДНК.

Процесс репликации не застрахован от ошибок. Для их предотвращения в клетках заложена опция «проверочного считывания», которая позволяет убедиться в правильности составления пар. Кроме того, клетка обладает химическими механизмами ремонта скопированной с ошибкой ДНК. Однако участие в синтезе белка огромного количества пар оснований и сложность процесса его производства, не позволяет исправить все ошибки.

Причина возникновения ошибок может быть очевидной – например, воздействие внешних факторов (лекарственных препаратов, облучения, вирусов) или неизвестной. У большинства людей достаточно часто наблюдается присутствие в ДНК незначительных ошибок, которые в дальнейшем не оказывают влияния на последующее копирование генов. Но известны случаи, когда последующие копии генов также содержат подобные ошибки. Повторяющаяся в последующих копиях гена ошибка называется мутацией.

Мутации могут быть врожденные и приобретенные. Врожденные мутации – это те, которые передаются по наследству. Передаваться могут только те мутации, которые затрагивают клетки, участвующие в репродуктивном процессе (яйцеклетку или сперматозоиды). Мутации не репродуктивных клеток могут впоследствии вызвать перерождение мутировавших клеток в злокачественные, но не передаются потомкам.

Мутации могут быть «семейными» или уникальными для определенного человека, поражать малые или большие сегменты ДНК. Размер и расположение мутировавшего гена определяет тяжесть последствий ошибки. Ее влияние может быть практически незаметным. Некоторые мутации, вызывающие нарушение последовательности аминокислот в белке или уменьшение синтезируемого белка, могут привести к изменению или полному отсутствию его функциональности. Отсутствие или нефункциональность белка может стать причиной значительных нарушений в организме, а в некоторых случаях даже способна привести к летальному исходу.

Адреногенитальный синдром (врожденная дисфункция коры надпочечников (ВДКН), врожденная гиперплазия коры надпочечников (ВГКН)) – это группа генетических патологий, наследуемых по аутосомно-рецессивному типу (т. е. «дефектный» ген унаследован от обоих родителей и при этом не содержится в половых (Х и Y) хромосомах). Причиной этих заболеваний является нарушение работы ферментов, отвечающих за продукцию гормонов коры надпочечников. В подавляющем большинстве (практически в 90-95%) случаев патология обусловлена генетическими ошибками в гене CYP21A2, который кодирует фермент 21-гидроксилазу. Этот фермент является основным в каскаде реакций продукции кортизола и альдостерона – гормонов, вырабатываемых корой надпочечников. Снижение активности 21-гидроксилазы вызывает сбой в продукции 11-дезоксикортизола из 17-гидроксипрогестерона. Это нарушение тянет за собой целую цепь других отклонений:

• вследствие дефицита 11-дезоксикортизола снижается выработка кортизола и альдостерона;
• повышается уровень адренокортикотропного гормона (АКТГ), вырабатываемого передней долей гипофиза и отвечающего за продукцию и секрецию коры надпочечников;
• кора надпочечников разрастается и выделяет избыточное количество надпочечниковых андрогенов – мужских половых гормонов, чем и обусловливается клиническая картина некоторых разновидностей врожденной гиперплазии коры надпочечников.

Тяжесть патологии определяется характером мутаций в гене CYP21OHB и вызванного ими недостатка продукции 21-гидроксилазы.

Адреногенитальный синдром (АГС) может иметь классическую или неклассическую форму. Классическая форма отличается более тяжелым течением. Ее распространенность составляет 1 случай на 10-15 тысяч новорожденных детей. Классическая форма врожденной дисфункции коры надпочечников, в свою очередь, подразделяется на простую вирильную (неполный дефицит 21-гидроксилазы) и сольтеряющую. По степени тяжести, обусловленной типом нарушения активности 21-гидроксилазы, АГС делится на:

• тяжелый – сольтеряющая форма;
• средний – простая вирильная форма;
• легкий – неклассическая (постпубертатная) форма.

Классическая вирильная форма андрогенитального синдрома обусловлена избыточной продукцией мужских половых гормонов (при этом синтез альдостерона остается практически в пределах нормы). У девочек вирильная форма АГС диагностируется сразу после рождения, поскольку характеризуется гетеросексуальным типом наружных половых органов:

• гипертрофированным клитором;
• большими половыми губами по типу мошонки;
• урогенитальным синусом (слиянием влагалища с уретрой в общий канал, открывающийся в промежность, что обусловлено неполным разделением мочеиспускательного канала и влагалища во внутриутробном периоде).

У новорожденных мальчиков явные признаки патологии отсутствуют и могут быть выявлены только при проведении неонатального скрининга (массового обследования новорожденных на наследственные заболевания).

У детей обоих полов, начиная с 2-4 лет, отмечается появление дополнительных признаков АГС:

• лобок и подмышки покрываются волосом;
• развивается мускулатура скелета;
• голос становится более грубым;
• на лице и туловище появляется юношеская угревая сыпь;
• фигура становится подобной мужской (маскулинизируется).

Период полового созревания у девочек с синдромом характеризуется отсутствием роста молочных желез и менструации. Кроме того происходит преждевременная дифференцировка скелета и закрытие зон роста, следствием чего является низкий рост.

Клиническая картина сольтеряющей формы дефицита 21-гидроксилазы обусловлена, прежде всего, интенсивной потерей с мочой ионов натрия, что приводит к его дефициту и избытку калия. Следствием этого является развитие тахикардии (аритмии, при которой частота сердцебиения превышает 90 ударов в минуту), снижение артериального давления с возможным развитием гиповолемического шока. В самых тяжелых случаях избыток калия может привести к остановке сердца. Кроме того, с первых дней жизни у детей с сольтеряющей формой 21-гидроксилазной недостаточности наблюдаются симптомы надпочечной недостаточности:

• срыгивания, в дальнейшем переходящие в рвоту;
• понос (не всегда);
• быстрая потеря веса;
• признаки дегидратации (обезвоживание организма вследствие преобладания потери воды над ее поступлением);
• нарушение микроциркуляции (транспорта биологических жидкостей на тканевом уровне, основным видом которого является транспорт клеток крови и веществ к тканям и от тканей).

Наиболее частой формой адреногенитального синдрома является неклассический вариант. Он составляет 0,1-0,2% всей популяции, а в некоторых группах населения может достигать 2%. Поскольку дефицит 21-гидролазы при этой форме синдрома относительный, то симптомы патологии проявляются, как правило, в подростковый период. У детей с АГС наблюдается:

• ранее вторичное оволосение (появление лобковых волос);
• опережение сверстников в росте и костном возрасте (дифференцировке скелета).

У девочек подросткового возраста могу наблюдаться:

• гирсутизм (избыточный рост волос по мужскому типу);
• олигоменорея (нарушение, при котором между менструальными циклами наблюдаются значительные перерывы);
• акне (угри);
• нарушение менструального цикла (первая менструация может быть либо ранней, либо пойти с задержкой)

В более взрослом возрасте у женщин может отмечаться наличие:

• оволосения по мужскому типу;
• алопеции (патологического полного или частичного выпадения волос);
• акне (прыщей, угревой сыпи);
• нарушения в регулярности менструации с тенденцией к задержкам;
• ановуляции (постоянного отсутствия овуляции у женщины репродуктивного возраста, приводящего к бесплодию);
• невынашивания беременности (по имеющимся данным наблюдается у 25% женщин с мутировавшим геном);
• бесплодия.

У мужчин избыток андрогенов вследствие генной мутации может стать причиной:

• снижения потенции;
• нарушения развития мужских половых клеток – сперматозоидов (сперматогенеза);
• в дальнейшем – потери репродуктивной функции (импотенции).

При неклассической форме адреногенитального синдрома функция 21-гидроксилазы частично сохраняется, поэтому исследование 17-гидроксипрогестрона (17-ОПГ) может дать ложноотрицательный результат. Поэтому для точной диагностики необходимо проведение генетического исследования, являющегося более точным способом подтверждения диагноза.

Проведение генетического исследование на наличие мутации в гене CYP21OHB прежде всего показано:

a) при привычном невынашивании беременности;

b) при диагнозе «замершая эмбриональная беременность»;

c) при синдроме поликистозных яичников неустановленной этиологии;

d) в период полового созревания при наличии симптомов неклассической формы ВДКН:

• олигоменореи (редких месячных);
• гирсутизма (оволосения по мужскому типу);
• угревой сыпи;
• интерсексуального типа телосложения (с признаками мужского и женского пола);

e) для дифференциальной диагностики у девочек младшего возраста между вирилизацией наружных гениталий вследствие врожденного дефекта коры надпочечников и идиопатической врожденной вирилизацией наружных гениталий;

f) при наличии признаков преждевременного полового созревания по мужскому типу у детей в возрасте 2–4 года для дифференциальной диагностики между вирильной формой ВДКН и:

• надпочечниковой недостаточностью;
• гермафродитизмом, вызванным другими причинами;
• преждевременным половым созреванием иного генеза;
• опухолью надпочечников, продуцирующей андрогены.

Показания к исследованию

Целью проведения данного теста является:

• дифференциальная диагностика синдрома поликистозных яичников;
• дифференциальная диагностика гиперандрогенемии;
• дифференциальная диагностика гирсутизма;
• дифференциальная диагностика нарушений менструального цикла;
• дифференциальная диагностика акне;
• дифференциальная диагностика бесплодия.

Тест рекомендуется проводить:

• при подозрении на врожденную гиперплазию надпочечников;
• при повышенном уровне 17-гидроксипрогестерона;
• при наличии в семье пациента с врожденной дисфункцией коры надпочечников;
• при подозрении на нарушения функции коры надпочечников;
• при нарушении определения пола у девочек;
• при гиперандрогении (патологии, вызванной повышенной выработкой андрогенов);
• при патологии яичников;
• при нарушении менструального цикла;
• при бесплодии;
• при ожирении.

Подготовка к исследованию

Забор крови производится утром строго натощак, не ранее чем через 8-14 часов после вечернего приема пищи. Разрешено пить только чистую воду без газа (не минеральную). От употребления чая, кофе, соков и прочих напитков необходимо воздержаться.

Общие рекомендации:

• за 24-48 часов до обследования желательно исключить психоэмоциональные и физические нагрузки (в том числе посещение плавательных бассейнов, спортивных залов, сауны и т.п.);
• за сутки до забора крови запрещено употребление алкогольных напитков (в т. ч. пива);
• за час до исследования запрещается курение;
• строго по согласованию с лечащим врачом перед сдачей крови на анализ рекомендуется прекратить или свести к минимуму прием любых лекарственных препаратов;
• непосредственно перед отбором пробы желательно провести в спокойствии 10-15 минут.

Внимание! Кровь на анализ не отбирается после внутримышечных и внутривенных инъекций, физиотерапевтических процедур, массажа, переливания крови, флюорографии, кольпоскопии, гастроскопии, биопсии, рентгеновского, мануального, инструментального, ректального, ультразвукового исследования, электрокардиограммы, других терапевтических и/или диагностических манипуляций.

Интерпретация исследования

В рамках данного теста проводится выявление 5 видов мутаций в гене CYP21OHB:

• мутации CYP21A2*8;
• мутации CYP21A2*9;
• мутации CYP21A2*10;
• мутации CYP21A2*17;
• мутации CYP21A2*19.

Нормой является отсутствие мутаций в гене CYP21OHB.

Диагноз «врожденная гиперплазия надпочечников» подтверждается при выявлении:

• гомозиготной мутации (при которой пара хромосом имеет одинаковую форму гена);
• компаундных гетерозигот (с двумя различными мутантными формами гена в одном участке ДНК).

Информация, полученная при проведении теста, предназначена для лечащего врача и не является диагнозом. Интерпретация результатов должна осуществляться врачом-генетиком с учетом истории болезни пациента, клинических данных и показателей других видов исследования.

Результат теста выдается на бланке лаборатории медицинской компании «Наука». Пример по данному анализу представлен ниже:

Ф.И.О.: Иванова Инна Петровна  Пол: ж                Дата рождения: хх.хх.хххх

Дата исследования: хх.хх.хххх

Литература:

1. Maria I. Newa, Moolamannil Abrahama, Brian Gonzaleza, Miroslav Dumicb, Maryam Razzaghy-Azarc, David Chitayatd, Li Sune, Mone Zaidie, Robert C. Wilsonf, and Tony Yuena. Genotype–phenotype correlation in 1,507 families with congenital adrenal hyperplasia owing to 21-hydroxylase deficiency.Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Feb 12; 110(7):2611-6.

2. Neocleous V, Shammas C, Phedonos AA, Phylactou LA, Skordis N. Phenotypic variability of hyperandrogenemia in females heterozygous for CYP21A2 mutations. Indian J Endocrinol Metab. 2014 Nov; 18(Suppl 1):S72-9. doi: 10.4103/2230-8210.145077.

3. Hannah-Shmouni F, Chen W, Merke DP. Genetics of Congenital Adrenal Hyperplasia. Endocrinol Metab Clin North Am. 2017 Jun; 46(2):435-458.

4. El-Maouche D, Arlt W, Merke DP. Congenital adrenal hyperplasia. Lancet. 2017 Nov 11; 390(10108):2194-2210.

5. Phyllis W Speiser, Wiebke Arlt, Richard J Auchus, Laurence S Baskin, Gerard S Conway, Deborah P Merke, Heino F L Meyer-Bahlburg, Walter L Miller, M Hassan Murad, Sharon E Oberfield, Perrin C White, Congenital Adrenal Hyperplasia Due to Steroid 21-Hydroxylase Deficiency: An Endocrine Society Clinical Practice Guideline, The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, Volume 103, Issue 11, November 2018, Pages 4043–4088.