Генетическое тестирование

 
Genetic Testing

Wylie Burke, M.D., Ph.D. ( wburke@u.washington.edu )

N Engl J Med, vol. 347, No.23:1867-1875, 2002

http://content.nejm.org/cgi/content/extract/347/23/1867

   Генетическое тестирование может существенным образом изменить подходы к лечению. Так, ребенку с установленной множественной эндокринной неоплазией 2 типа (MEN-2) рекомендуется профилактическая тиреоидэктомия во избежание развития медулярной карциномы (1), а взрослый с наследственным гемохроматозом может быть избавлен от цирроза путем проведения флеботомии на ранней стадии болезни (2).

    Генетическое тестирование может использоваться как с целью диагностики, так и с целью прогноза развития заболевания (3). Большинство применяемых генетических тестов направлено на выявление редко встречающихся заболеваний, даже одно из наиболее обычных наследственных заболеваний -  гемохроматоз встречается лишь у 0,5% популяции или менее (4). Исследования последних лет позволили расширить рамки генетического тестирования и использовать его для выявления риска развития наиболее общих заболеваний, таких как рак и сердечно-сосудистые болезни (5,6).

Термин «Генетическое тестирование»

    Генетический тест – это «применяемый для решения клинических задач анализ ДНК, РНК, хромосом, белков и основных метаболитов человека с целью определения наследуемых генотипов, мутаций, фенотипов или кариотипов» (7). Данное определение отражает широкий спектр методов тестирования.

    Генетическое тестирование преследует различные цели: диагностика наследственного заболевания у плодов, детей и взрослых; определение риска появления заболевания в будущем; предсказание ответа на введение лекарств; оценка риска болезни для будущих детей. Примеры генетического тестирования даны в таблице 1 (8-11), а целостная и исчерпывающая информация – на сайте  www.geneclinics.org

 Генетическая диагностика

    Генетическое тестирование часто является наилучшим путем подтверждения диагноза у пациентов с признаками наследственного заболевания. Техника проведения теста зависит от клинических потребностей и чувствительности доступных методов тестирования. Например, в одной четвертой случаев медуллярного рака щитовидной железы можно обнаружить мутацию в онкогене RET, что указывает на манифестацию MEN2. Поиск мутаций в онкогене RFT среди родственников пациентов с медуллярной карциномой может выявить 85-95% пораженных (12-14).

    Наиболее предпочтительным для диагностики миодистрофии Дюшенна является анализ ДНК. Положительный результат этого теста подтверждает диагноз, при отрицательном результате используется другая методика – исследование биоптата мышц. Отрицательные результаты ДНК-тестирования наблюдаются у 30% больных, так как используемые схемы анализа не предполагают выявления всего разнообразия мутаций гена дистрофина (15).

    Любое тестирование ДНК сталкивается с общей проблемой, получившей название «аллельная гетерогенность», что подразумевает наличие множества разнообразных мутаций (или аллелей) в одном и том же гене. Например, в гене муковисцидоза - CFTR, генах BRCA1 и BRCA2, ассоциируемых с раком груди и яичников, найдены сотни различных мутаций (16,17).

    Наряду с этим встречаются исключения. Так, серповидноклеточную анемию, встречающуюся у 1 из 700 чернокожих США, вызывает единственная мутация в гене β-глобина, приводящая к модификации гемоглобина в HbS форму (18). В данном случае для выявления болезни приемлемы как гематологические, так и ДНК тесты, однако пренатальную диагностику можно провести только с помощью исследования ДНК клеток плода (19).

 Таблица 1. Заболевания, для которых возможно генетическое тестирование

    Для диагностики хромосомных болезней, причиной которых являются дупликации, делеции или транслокации хромосом или их сегментов, используются цитогенетические тесты. Например, с их помощью можно выявить различные причины синдрома Дауна - наличие лишней хромосомы 21, потерю хромосомного сегмента или транслокацию хромосом (20,21). Появившаяся сравнительно недавно такая цитогенетическая методика как флюоресцентная гибридизация in situ (FISH) дает возможность определять дупликации и делеции минимальной протяженности (22,23). В некоторых случаях результаты FISH вносят коррекцию в знания об этиологии и клинических проявлениях наследственных заболеваний. Например, использование гибридизации in situ позволило показать, что шесть клинически выделенных ранее синдромов, характеризующихся перекрывающимся кластером физических и врожденных дефектов, являются проявлением единого цитогенетического нарушения - делеции 22q11 (24).

 Семейный риск

    Диагноз наследственного заболевания часто означает, что другие члены семьи имеют риск развития той же болезни. В случае идентификации мутации у одного из родственников, для других членов семьи открываются возможности пресимптоматической диагностики и, что наиболее важно, превентивного лечения. Например, при подтверждении мутации в гене RET у больного с диагнозом MEN2, генетическое тестирование рекомендуется использовать для родственников первой степени родства, и для тех, кто унаследовал мутацию провести профилактическую тиреоидэктомию (25,26). Аналогичный подход разработан и для других наследственных форм рака, хотя их количество невелико (27).

    Определение риска заболевания не всегда сочетается с возможностью превентивного лечения. Например, генетическое тестирование на хорею Гентингтона позволяет выявить всех родственников, унаследовавших мутацию (28). Наследование мутации свидетельствует о 100% риске развития болезни, однако, при данном заболевании не существует способов предупреждающего лечения. Учитывая, что положительные результаты теста могут травмировать психику, рекомендуется перед его проведением объяснить консультируемому возможные последствия данной процедуры. Десятилетний опыт работы генетиков Великобритании показывает, что только около 20% людей, имеющих риск болезни Гентингтона, соглашаются пройти тестирование (28). Наряду с этим тестирование на болезнь Гентингтона облегчает решение вопроса о планировании потомства.

    В случае Х-сцепленных и аутосомно-рецессивно наследуемых заболеваний генетическое тестирование нацелено на выявление членов семьи - носителей болезни, это персоны, которые сами не болеют, но имеют риск родить больных детей. Для женщин, являющихся носительницами Х-сцепленного рецессивного заболевания, каждый сын имеет 50%-й риск заболеть. При аутосомно-рецессивных заболеваниях, таких как серповидноклеточная анемия или муковисцидоз, риск иметь больных детей появляется только в том случае, если носителями являются оба родителя и составляет 25% при каждой беременности. В случае подтверждения статуса носительства, может быть предпринято пренатальное тестирование, позволяющее получить информацию о диагнозе наследственного заболевания до рождения ребенка. Таким образом, родителям дается шанс решить вопрос о необходимости пролонгирования беременности.

    Пренатальное тестирование широко используется для диагностики синдрома Дауна. Эта болезнь редко наследуется от родителей; большинство мутаций в виде нарушения расхождения хромосом 21 происходит при созревании половых клеток, предшествующем оплодотворению (29). Существующая пренатальная диагностика наследственных болезней скорее сосредотачивает свое внимание на принятии репродуктивного решения, чем на лечении плода.

    Генетическое тестирование иногда используется для выявления членов семьи с не ярко выраженными проявлениями болезни. Например, был описан случай синдрома делеции 22q11 у родителей и их сибсов (30). Идентификация пораженных родственников объяснила отличительные, неожиданные клинические проявления болезни и предоставила информацию о распространенности риска в пределах семьи.

 Клиническая ценность генетических тестов

    Ценность генетических тестов для практики зависит от чувствительности теста и пенетрантности мутаций. Пенетрантность - это отношение индивидов, имеющих мутацию и развивших клиническую картину заболевания ко всем носителям данной мутации. Чувствительность теста отражает пропорцию индивидов с положительным результатом исследования. В случае миодистрофии Дюшенна пенетрантность фактически составляет 100%, в то время как при наследственном неполипозном раке кишечника, развитие колоректального рака, вероятнее всего, произойдет только у 75%.

    Многие ДНК тесты имеют сниженную чувствительность, так как выявляют только часть существующих мутаций. Ограничения в количестве тестируемых мутаций обусловлено, с одной стороны, широтой познания – некоторые мутации еще не открыты, с другой стороны, высокой стоимостью тестов. Растущий объем знаний, и разработка новых технологий позволяют решать эти проблемы и вводить в практику новые тесты.

    Чувствительность теста важна для оказания медико-генетической помощи семье в полном объеме. Например, если у ребенка с миодистрофией Дюшенна нашли делецию, то тот же анализ можно применить для тестирования других членов семьи - выявления носительниц женского пола и пренатальной диагностики. При отсутствии делеции у больного тестирование будет бесполезным для всех членов семьи. Альтернативным способом генетического тестирования является анализ сцепления, который сводится к идентификации паттерна маркерной ДНК, ассоциированной с болезнью. Однако этот подход возможен, если поражены двое и более членов семьи и они доступны для исследования.

    Высокая чувствительность генетических тестов дает возможность индивидуального тестирования на статус носительства без обследования других членов семьи, в том числе больных. В настоящее время это возможно для серповидноклеточной анемии (18), муковисцидоза (16,31). В научной печати обсуждаются вопросы применения генетического тестирования для скрининга популяции.

    Большинство тестируемых болезней вызывается мутациями с высокой пенетрантностью и, как результат, имеют высокую степень прогностической оценки, что означает - в случае положительного результата вероятность болезни велика. Наряду с этим, следует помнить, что отрицательный результат тестирования на мутацию высокой пенетрантности может означать, что болезнь вызвана иной, еще не известной мутацией.

 Развитие профилактики на основе генетического тестирования

    Генетические тесты, как мера профилактики, могут быть использованы для определения генетического риска наиболее частых заболеваний. Так среди людей с предрасположенностью к раку молочной железы или яичников предлагается проведение тестирования на  мутации в генах BRCA1 и BRCA2 (32-34). Оценка риска рака молочной железы, ассоциированного с этими мутациями, составляет от 26 до 85 %; риск рака яичников также повышен, но в меньшей степени (35-41).

    К профилактическим мерам следует подходить крайне осторожно, особенно при низкой пенетрантности мутаций, поскольку положительный результат генетического теста скорее предсказывает повышенный риск, чем неизбежность болезни (42,43). Если риск изначально был оценен слишком высоко, особенно при исследовании специальной выборки семей, эффективность предлагаемых лечебных мероприятий может быть переоценена (38). Положительным примером является профилактическая тиреоидэктомия при MEN-2, обоснованная многолетними наблюдениями низкой частоты медулярного рака щитовидной железы среди оперированных пациентов (25,26).

    Вклад генетических факторов в здоровье является лишь одним их многих повышающих или понижающих риск заболевания (5,46,47). Поэтому тесты на предрасположенность к наиболее общим, часто встречающимся заболеваниям, как правило, имеют низкую прогностическую оценку, по сравнению с тестами на наследственные болезни, но больший охват населения (5). Как примеры, подтверждающие этот тезис, авторы рассматривают тестирование двух болезней - гемохроматоза и тромбоэмболии.

    Гемохроматоз – заболевание, характеризующееся избыточным накоплением железа в организме, в результате чего возникают такие осложнения как цирроз, диабет, кардиомиопатия и артрит (4). Причиной заболевания являются две мутации в гене HFE - C282Y и H63D. Мутация C282Y более серьезная, а генотип C282Y/C282Y имеет наибольшую пенетрантность (4). Однако, у значительной пропорции людей с данным генотипом, болезнь не развивается (48,49). Индивиды с генотипами C282Y/ H63D и H63D/ H63D также имеют повышенный риск накопления железа (50), но болезнь развивается менее чем у 1 %. Таким образом, генетические тесты на гемохроматоз определяют скорее возможность заболевания, чем саму болезнь (51). Наряду с этим начало болезни во многих случаях связывают с воздействием факторов внешней среды, таких как нарушение питания, прием алкоголя или других гепатотоксических веществ (4). Помимо тестирования на мутации гемохроматоз может быть диагностирован биохимическим методом определения железа в биологических жидкостях (2,4). В настоящее время предметом обсуждения является тестирование людей с асимптоматическим течением гемохроматоза (47,53).

    Одной из причин тромбоэмболии являются мутации гена, кодирующего фактор V Лейдена. Мутации встречаются у 1-5% населения в различных этнических группах Америки (54), и восьмикратно повышают риск венозного тромбоза (55,56). Ежегодный подсчет случаев венозного тромбоза у людей, гетерозиготных по мутации, составляет от 0,19 до 0,58% (57-59), что означает оценку риска в 12 - 30%. Однако более чем половина происходящих тромбоэмболий, ассоциированных с фактором V Лейдена, случаются при наличии других факторов, таких как хирургические вмешательства, прием оральных контрацептивов, длительный постельный режим (55,57,60). Таким образом, для реализации риска венозного тромбоза важно взаимодействие генетических и средовых факторов (55), поэтому тестирование фактора V Лейдига, также как мутаций гена HFE, скорее является методом определением риска заболеть, чем диагностикой самой болезни.

    Как в случае с тестированием на гемохроматоз, клиническая эффективность тестирования на фактор V Лейдена не ясна. Несмотря на то, что положительные результаты выявляют людей с повышенным риском развития венозного тромбоза, применить эти знания для проведения превентивного лечения пока не удается. Как один из вариантов предлагается профилактическое введение антикоагулянтов, но вопрос о сроках начала такого лечения остается открытым (61,62).

    Эффективность новых генетических тестов для определения риска наиболее общих заболеваний аналогична тестам для фактора V Лейдена. Они определяют относительно общие особенности генотипа, которые, взаимодействуя с другими генетическими и средовыми факторами, повышают риск заболевания. Их клиническая ценность зависит от наличия специфического, профилактического вмешательства, снижающего риск. В отсутствии таких превентивных мер лечения, выявление персональной генетической предрасположенности к какому-либо заболеванию может привести к преследованию, дискриминации по здоровью при найме на работу, страхованию жизни, и даже к ущербу для здоровья путем снижения мотивации к здоровому образу жизни (63).

 Согласие на получение информации и генетическое консультирование

    До начала генетического тестирования пациенты, обычно, получают детальное медико-генетическое консультирование, в ходе которого дается информация о возможных результатах тестирования и их применения в дальнейшем. Генетическое консультирование традиционно не должно иметь директивный характер, это означает что информация, данная семье или индивиду, позволит самим принять верное решение (64,65). Исходя из этого, генетическое тестирование следует рекомендовать для принятия репродуктивных решений, когда речь идет о тяжелых заболеваниях, не имеющих эффективных способов лечения, например болезни Гентингтона. В том случае, когда результаты тестов позволяют улучшить ведение больного, беседу при консультировании следует направить на возможность использования мер, предупреждающих прогрессирование болезни, как в случае с MEN-2 (66).

    В связи с тем, что генетические тесты на определение факторов риска постепенно входят в повседневную врачебную практику, существуют определенные опасения, что они будут проводиться без предварительного медико-генетического консультирования. Так как введение тестов, определяющих риск, очевидно, опережает развитие методов, снижающих этот риск, необходим диалог клиницистов и правоведов для решения вопроса о правомерности широкого применения тестов во врачебной практике. Наряду с этим, необходимо изучить вопросы социального и семейного восприятия положительных результатов тестирования, включая возможность дискриминации на основе генетического статуса, а также вопросы завышенной оценки прогноза (67). Клиницисты должны учитывать последствия нововведений и быть осторожны в применении и последующей оценке генетического тестирования. К счастью, для информирования клиницистов в вопросах генетического тестирования в Интернете открыто огромное количество сайтов (68,69)

http://bmj.com/cgi/content/full/322/7293/1035

http://bmj.com/cgi/content/full/322/7293/1037

                                                                                                                Референт – Осипова Г.Р.