Генетический анализ на митохондриальные болезни: как и когда его проводить

Генетический анализ на митохондриальные болезни — это ключевой этап диагностики группы сложных наследственных состояний, связанных с нарушением работы митохондрий, «энергетических станций» наших клеток. Когда стандартные обследования не могут объяснить совокупность симптомов, затрагивающих сразу несколько систем организма, именно генетическое тестирование помогает установить точную причину и поставить диагноз. Этот процесс требует тщательной подготовки, понимания его возможностей и ограничений, а также тесного взаимодействия с врачом-генетиком.

Что такое митохондриальные заболевания и почему для их диагностики нужна генетика

Митохондриальные заболевания (МБ) — это обширная группа генетически обусловленных нарушений, при которых митохондрии не могут эффективно производить энергию. Поскольку митохондрии есть практически во всех клетках тела, их дисфункция может приводить к поражению самых разных органов и тканей, в первую очередь тех, которые потребляют много энергии: мозга, мышц, сердца, печени, органов зрения и слуха. Этим объясняется огромное разнообразие клинических проявлений МБ, от мышечной слабости и задержки развития до инсультоподобных эпизодов и слепоты.

Симптомы часто неспецифичны и могут имитировать другие, более распространенные болезни. Именно поэтому стандартные методы, такие как анализы крови или визуализирующие исследования (МРТ, УЗИ), могут лишь указать на проблему, но не выявить ее первопричину. Причина митохондриальных болезней кроется в мутациях — «поломках» в генах. Эти гены располагаются как в собственной ДНК митохондрий (мтДНК), так и в ядерной ДНК (яДНК) клетки. Только генетический анализ способен обнаружить эти мутации, подтвердить диагноз, а в некоторых случаях — дать прогноз и определить тактику ведения пациента.

Показания к проведению генетического анализа на митохондриальные болезни

Решение о необходимости генетического тестирования принимается врачом (как правило, неврологом или генетиком) на основании совокупности клинических данных. Прямыми показаниями к анализу обычно служат следующие ситуации и симптомы:

• Поражение нескольких систем организма. Сочетание, например, мышечной слабости (миопатии), проблем с сердцем (кардиомиопатии) и неврологических нарушений (эпилепсия, атаксия).
• Необъяснимая энцефалопатия. Нарушения работы мозга, особенно у детей, проявляющиеся задержкой психомоторного развития, судорогами, потерей приобретенных навыков.
• Специфические неврологические синдромы. Например, инсультоподобные эпизоды в молодом возрасте, не связанные с сосудистыми патологиями, или прогрессирующая наружная офтальмоплегия (слабость мышц, двигающих глазные яблоки).
• Высокий уровень лактата (молочной кислоты) в крови и/или спинномозговой жидкости. Это один из косвенных биохимических маркеров нарушения энергетического обмена.
• Характерные изменения на МРТ головного мозга. Обнаружение симметричных очагов в определенных структурах мозга может наводить на мысль о конкретных формах митохондриальных заболеваний, например, о синдроме Лея.
• Наличие митохондриальных болезней у близких родственников. Если в семье уже были подтвержденные случаи, риск для других членов семьи повышается.
• Сочетание низкорослости, тугоухости, сахарного диабета и других, казалось бы, не связанных между собой состояний.

Важно понимать, что один симптом редко является достаточным основанием для назначения такого сложного анализа. Ключевым фактором является именно системность и прогрессирующий характер поражения.

Основные виды генетических тестов для выявления МБ

Выбор конкретного метода исследования зависит от клинической картины и предполагаемого диагноза. Не существует единого «универсального» анализа на все митохондриальные болезни. Ниже представлены основные виды тестов, которые применяются в современной практике.

Этапы проведения генетической диагностики

Процесс генетического тестирования на митохондриальные заболевания — это не просто сдача анализа. Это комплексный процесс, который включает несколько важных шагов и требует активного участия пациента и его семьи.

• Консультация врача-генетика. Это первый и самый важный этап. Врач тщательно изучает историю болезни, семейный анамнез, результаты предыдущих обследований. Именно генетик определяет, есть ли достаточные основания для проведения анализа, и помогает выбрать наиболее подходящий тип теста.
• Выбор биологического материала. Для анализа чаще всего используется венозная кровь. Однако при митохондриальных болезнях существует феномен гетероплазмии — это когда в разных тканях организма процент мутантных митохондрий различается. Иногда мутацию можно не найти в крови, но обнаружить в клетках мышц или кожи. Поэтому в некоторых случаях может потребоваться биопсия мышцы или кожи. Забор венозной крови — стандартная и практически безболезненная процедура. Биопсия является более инвазивным вмешательством и проводится строго по показаниям.
• Лабораторный этап. В лаборатории из полученного образца выделяют ДНК и проводят ее анализ с помощью специальных приборов — секвенаторов. Этот процесс может занимать от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от сложности исследования.
• Биоинформатический анализ и интерпретация. Полученные «сырые» данные обрабатываются с помощью сложных компьютерных программ. Специалисты сравнивают геном пациента с эталонным геномом, ищут отличия (варианты) и оценивают, могут ли они быть причиной заболевания.
• Заключительная консультация генетика. После получения результатов врач объясняет их значение пациенту или его представителям. Это решающий этап, на котором обсуждаются диагноз, прогноз и дальнейшие шаги.

Интерпретация результатов: что означают заключения генетика

Получение заключения генетической лаборатории — волнующий момент, и важно быть готовым к разным вариантам. Результат не всегда бывает однозначным «да» или «нет».

Возможные исходы генетического анализа на митохондриальные болезни:

1. Обнаружена патогенная мутация. Это означает, что найдена генетическая причина заболевания. Диагноз подтверждается. Это позволяет прекратить диагностический поиск, дать семье определенность, составить прогноз и в некоторых случаях подобрать поддерживающую терапию.
2. Обнаружен вариант с неопределенной клинической значимостью (VUS). Это наиболее сложная для интерпретации ситуация. Найден вариант в гене, но на сегодняшний день у науки недостаточно данных, чтобы однозначно сказать, вызывает ли он заболевание или является безвредной индивидуальной особенностью. В таком случае может потребоваться дополнительное обследование, например, анализ ДНК родителей и других родственников.
3. Патогенных мутаций не обнаружено. Такой результат не всегда означает отсутствие митохондриальной болезни. Он лишь говорит о том, что в исследованных генах с помощью данного метода причина не была найдена. Это может быть связано с несколькими факторами.

Почему генетический анализ может не выявить мутацию

Отрицательный результат генетического теста может вызывать растерянность, но для этого есть объективные причины. Важно понимать, что это не ставит окончательную точку в диагностике, а является ценной информацией для врача.

Основные причины отрицательного результата:

• Феномен гетероплазмии. Как упоминалось выше, мутация может присутствовать не во всех тканях. Если ее уровень в крови слишком низок, анализ может ее не зафиксировать.
• Ограничения метода. Ни один тест не обладает 100% чувствительностью. Некоторые типы мутаций (например, сложные структурные перестройки) могут быть пропущены стандартными методами секвенирования.
• Мутация в еще не известном гене. Наука постоянно открывает новые гены, связанные с митохондриальными болезнями. Возможно, причина заболевания кроется в гене, который еще не ассоциирован с данной патологией.
• Негенетическая причина. В редких случаях симптомы, очень похожие на МБ, могут быть вызваны другими причинами, например, токсическим воздействием или приобретенными нарушениями обмена веществ.

Вне зависимости от результата, генетический анализ на митохондриальные болезни — это мощный инструмент, который дает врачам и пациентам критически важную информацию. Он помогает выйти из состояния неопределенности, уточнить диагноз и построить правильный маршрут для дальнейшего наблюдения и поддержки.

Список литературы

1. Клинические рекомендации «Митохондриальные болезни у детей». Союз педиатров России, Ассоциация медицинских генетиков. – 2016.
2. Бочков Н.П., Гинтер Е.К., Пузырев В.П. Клиническая генетика: Учебник. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. – 592 с.
3. Николаева Е.А. Митохондриальные болезни у детей: клинико-генетические аспекты диагностики и лечения. Руководство для врачей. – М.: МЕДПРАКТИКА-М, 2017. – 368 с.
4. Parikh S., Goldstein A., Karaa A., et al. Patient care standards for primary mitochondrial disease: a consensus statement from the Mitochondrial Medicine Society. Genet Med. 2017;19(12). doi: 10.1038/gim.2017.107.
5. Nussbaum R.L., McInnes R.R., Willard H.F. Thompson & Thompson Genetics in Medicine. 8th Edition. – Elsevier, 2016. – 544 p.
6. DiMauro S., Hirano M. Mitochondrial Medicine. Taylor & Francis, 2005. – 552 p.