В последние годы интенсивное развитие медицинской генетики и молекулярной биологии диктуют обществу и современной медицине необходимость изменения врачебного мышления для лучшего понимания роли генов в этиопатогенезе и профилактике заболеваний человека. Распространенность моногенной наследственной патологии (МНП) составляет примерно 5-17 на 1000 человек [10]. К настоящему времени, согласно данным OMIM, из 23148 описаний различных фенотипов примерно 6000-8000 относятся к МНП [8]. Не вся МНП проявляется с рождения. К концу пубертатного периода манифестирует практически 90% МНП и выявляются первые признаки заболевания, которые в большинстве случаев оказываются незамеченными, а их вклад в причины заболеваний человека оценивается в меньшей степени, чем есть на самом деле [1]. Вместе с тем МНП может затрагивать все органы и системы, встречаясь во всех возрастных группах, что необходимо учитывать врачам различных специальностей в своей практике. Значительную трудность диагностики в настоящее время создают выявленные генетическая гетерогенность, клинический полиморфизм и различия в частотах встречаемости отдельных нозологических форм МНП в разных популяциях мира [6; 9; 10]. Исследования в России показали наличие различий в распространенности некоторых заболеваний и суммарного груза МНП по популяциям и в отдельных этнических группах, что обусловливает актуальность генетико-эпидемиологического изучения каждого региона РФ [4; 5; 11].
Цель исследования
Целью данного исследования явился генетико-эпидемиологический анализ моногенной наследственной патологии в населении Усть-Джегутинского района Карачаево-Черкесской Республики.
Материалы и методы исследования
Проведено генетико-эпидемиологическое исследование и оценены разнообразие и груз МНП в населении Усть-Джегутинского района (г. Усть-Джегута, а. Гюрюльдеук, а. Эльтаркач, а. Джегута, а. Койдан, с. Важное, а. Сары-Тюз, п. Красногорский) Карачаево-Черкесской Республики (КЧР). Суммарная численность обследованного населения составила 45516 человек. Представители титульной нации – карачаевцы – в обследованном районе составили 74% (33755 чел.). Также в районе проживают русские - 18% (8346 чел.) и абазины - 7,5% (3415 чел.).
Обследованию подлежало все население изученного района (обследованы только реально присутствующие в настоящий момент в популяции индивиды) независимо от национальности и возрастной категории. Исследование проведено в соответствии с оригинальным протоколом генетико-эпидемиологических исследований, разработанным в ФГБНУ «Медико-генетический научный центр» и применяемым на протяжении 30 лет во всех подобных исследованиях в РФ [4; 5; 11]. В основе протокола заложены принципы одномоментного изучения популяций с помощью различных генетических систем (патологическая часть генома, ДНК-маркеры ядерного генома) и генетико-демографических характеристик. Осмотр пациентов производится врачами-генетиками различного профиля. Все выявленные пациенты подписывают письменное информированное согласие на добровольное участие в обследовании. В случае несовершеннолетних детей информированное согласие получено от их родителей. Исследование одобрено этическим комитетом ФГБНУ «МГНЦ».
Нозологический спектр МНП представлен в виде реестра аутосомно-доминантных (АД), аутосомно-рецессивных (АР), Х-сцепленных (Х-сц.) заболеваний, распределенных по органному и системному видам выявленных заболеваний: неврологические, офтальмологические, генодерматозы, наследственные синдромы, скелетные и прочие болезни.
Анализ разнообразия МНП проведен для четырех групп: для карачаевцев, абазин, русских и суммарно для всего населения. Распространенность и отягощенность МНП рассчитаны исходя из отношения реального количества больных к численности обследованного населения. Отягощенность АД и АР МНП рассчитана на 1000 обследованного населения, Х-сц. на 1000 мужчин. Для изучения генетических взаимоотношений между различными населенными пунктами района по распространенности МНП проведен анализ главных компонент с использованием программного пакета Statistica 10.
Схемы генетических взаимоотношений между населенными пунктами составлены также через небиологические статистические параметры популяций – брачно-миграционную и фамильную структуру населения, традиционно используемые для популяционно-генетического описания популяций [2; 3; 7]. Схема инбредного ландшафта построена на основании анализа 2527 брачных записей (за период 1991-2000 гг.) [3]. Для фамильного ландшафта использованы частые фамилии (всего 151), выделенные из тотальной выборки фамилий взрослого населения района (частота в районе превышает 0,1%) [2].
Результаты исследования и их обсуждение
В результате проведенного генетико-эпидемиологического обследования населения Усть-Джегутинского района КЧР выявлено 48 нозологических форм МНП у 201 больного из 147 семей: 104 семьи (147 больных) - карачаевцы по национальности, 28 семей (35 больных) русские и 6 семей (9 больных) - абазины. МНП у представителей других национальностей (черкесы, абхазы, украинцы, чеченцы, татары) в нашем исследовании встретились в 7 семьях с 7 больными. Аутосомно-доминантные заболевания зарегистрированы у 98 больных в 54 семьях, аутосомно-рецессивные – у 84 больных (в 73 семьях), Х-сцепленные рецессивные у 18 пациентов из 13 семей. Нозологический спектр и частота встречаемости МНП, зарегистрированной в Усть-Джегутинском районе КЧР, представлен в табл. 1.
Таблица 1
Нозологический спектр и распространенность наследственной патологии в Усть-Джегутинском районе Карачаево-Черкесской Республики
№ |
ОМИМ |
Диагноз |
т/н |
Распространенность |
|||
Карач. |
Абаз. |
Русск. |
Все |
||||
Аутосомно-доминантная патология |
|||||||
1 |
#160900 |
Миотоническая дистрофия |
АД |
1:16875 |
1:22758 |
||
2 |
#118220 |
Наследственная моторно-сенсорная нейропатия |
АД |
1:2411 |
1:3034 |
||
3 |
#137750 |
Ювенильная глаукома |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
4 |
*123680 |
Врожденная катаракта |
АД |
1:5625 |
1:3415 |
1:1669 |
1:3793 |
5 |
#178300 |
Врожденный птоз |
АД |
1:16875 |
1:8346 |
1:15172 |
|
6 |
#120200 |
Врожденная колобома |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
7 |
#180200 |
Ретинобластома |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
8 |
#146700 |
Вульгарный ихтиоз |
АД |
1:1138 |
1:1391 |
1:5057 |
|
9 |
#148700 |
Ладонно-подошвенный гиперкератоз |
АД |
1:854 |
1:11379 |
||
10 |
#129400 |
Эктодермальная дисплазия, Рапп-Ходкинс тип |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
10 |
151900 |
Множественный липоматоз |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
11 |
#100800 |
Ахондроплазия |
АД |
1:33750 |
1:22758 |
||
12 |
#174500 |
Полисиндактилия |
АД |
1:8346 |
1:45516 |
||
13 |
#174200 |
Полидактилия, постаксиальная |
АД |
1:8346 |
1:45516 |
||
14 |
#101200 |
Синдром Апера |
АД |
1:3415 |
1:45516 |
||
15 |
#147920 |
Синдром Кабуки |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
16 |
#176920 |
Синдром Протея |
АД |
1:33750 |
|
1:45516 |
|
17 |
#101400 |
Синдром Сетре-Чотзена |
АД |
1:8346 |
1:45516 |
||
18 |
#193700 |
Синдром Фримена-Шелдона |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
19 |
#142900 |
Синдром Холта-Орама |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
20 |
*** |
Синдром Элерса-Данло |
АД |
1:1205 |
1:1626 |
||
21 |
%166800. |
Отосклероз |
АД |
1:33750 |
1:45516 |
||
22 |
#173900 |
Поликистоз почек |
АД |
1:8438 |
1:11379 |
||
Аутосомно-рецессивная патология |
|||||||
23 |
*** |
Олигофрения |
АР |
1:3375 |
1:8346 |
1:3793 |
|
24 |
%258500. |
Атрофия зрительных нервов |
АР |
1:33750 |
1:45516 |
||
25 |
#231300 |
Врожденная глаукома |
АР |
1:16875 |
1:22758 |
||
26 |
#256800 |
Врожденная нечувствительность к боли c ангидрозом |
АР |
1:16875 |
1:22758 |
||
27 |
251505 |
Микрофтальм, микрокорнеа, колобома |
АР |
1:33750 |
1:45516 |
||
28 |
#248200 |
Центральная дистрофия сетчатки Штаргардта |
АР |
1:33750 |
1:45516 |
||
29 |
#204000 |
Амавроз Лебера, тип 5 |
АР |
1:11250 |
1:15172 |
||
30 |
#242100 |
Ихтиозиформная эритродермия |
АР |
1:33750 |
1:45516 |
||
31 |
#271640 |
Спондилоэпиметафизарная дисплазия с разболтанностью суставов |
АР |
1:16875 |
1:22758 |
||
32 |
#277300 |
Спондило-костальный дизостоз |
АР |
1:16875 |
1:22758 |
||
33 |
%217100. |
Синдром амниотических перетяжек |
АР(С) |
1:11250 |
1:15172 |
||
34 |
#236670 |
Церебро-окуло-мускулярный синдром |
АР |
1:33750 |
1:45516 |
||
35 |
#220500 |
Синдром тугоухости, умственной отсталости, остеодистрофии и судорог (Door syndrome ) |
АР |
1:16875 |
1:22756 |
||
36 |
#261600 |
Фенилкетонурия 1:1875 |
АР |
1:1875 |
1:8346 |
1:2396 |
|
37 |
#219700 |
Муковисцидоз |
АР |
1:11250 |
1:4173 |
1:9103 |
|
38 |
#607014 |
Мукополисахаридоз, тип I |
АР |
1:8346 |
1:45516 |
||
39 |
#230400 |
Галактоземия |
АР |
1:33750 |
1:45516 |
||
40 |
#274900 |
Врожденный гипотиреоз |
АР |
1:11250 |
1:4173 |
1:9103 |
|
41 |
#233400 |
Нейросенсорная тугоухость |
АР |
1:2596 |
1:759 |
1:1897 |
|
Аутосомно-рецессивная патология |
|||||||
42 |
*** |
Олигофрения |
Хсц. |
1:1875 |
1:569 |
1:1897 |
|
43 |
#308100 |
Ихтиоз |
Хсц. |
1:16875 |
1:22758 |
||
44 |
#312600 |
Пигментная дегенерация сетчатки |
Хсц. |
1:16875 |
1:22758 |
||
45 |
#303600 |
Синдром Коффин-Лоури |
Хсц. |
1:16875 |
1:22758 |
||
46 |
#312750 |
Синдром Ретта |
Хсц. |
1:4173 |
1:22758 |
||
47 |
#300707 |
Синдактилия с почечными и перианальными пороками (Star syndrome) |
Хсц. |
1:16875 |
1:22758 |
||
48 |
#306700 |
Гемофилия А |
Хсц. |
1:8346 |
1:22758 |
Примечание: ОМИМ – № по Online Mendelian inheritance in man [8], Карач. – карачаевцы, Абаз. – абазины, Русск. – русские, Все – распространенность на все население района.
Разнообразие заболеваний с АД-типом наследования представлен 22 нозологическими формами. У карачаевцев самыми частыми определены следующие заболевания, частота встречаемости которых значительно превышала усредненные данные по РФ [4; 5; 11]: наследственная моторно-сенсорная нейропатия (1:2411 человек), синдром Элерса-Данло (1:1205), врожденная катаракта (1: 5625) и поликистоз почек (1:8438). У абазин значительно распространена дерматологическая патология: ладонно-подошвенный гиперкератоз (1:854), вульгарный ихтиоз (1:1138), у русских - врожденная катаракта (1:1669) и вульгарный ихтиоз (1:1391).
Аутосомно-рецессивная патология представлена 17 нозологиями, среди которых самыми частыми заболеваниями у карачаевцев оказались фенилкетонурия (1:1875), олигофрения 1:3375 и несиндромальная тугоухость (1:2596) [4; 5; 11]. У русского населения высокие частоты встречаемости выявлены для несиндромальной тугоухости (1:759). У абазин не выявлено заболеваний с АР-типом наследования. Х-сцепленная рецессивная патология представлена 7 заболеваниями, среди которых частой определена только олигофрения (1:1875 у карачаевцев и 1:569 у абазин).
Суммарная отягощенность всех типов МНП составила 4,54±0,32/1000 или 1:220 человек. Среди карачаевцев груз МНП составил 4,27±0,35/1000 (АД - 2,01±0,24; АР -1,96±0,24; Х-сц. - 0,59±0,19), среди абазин 2,93±0,92/1000 (АД - 2,64±0,88; АР - 0; Х-сц. - 0,48±0,34), среди русского населения района 4,19±0,71/1000 (АД - 1,80±0,46; АР - 2,16±0,51; Х-сц. - 0,59±0,59).
Учитывая, что выявленные наследственные заболевания распределены по 8 населенным пунктам, указанным в материалах и методах, проведен анализ главных компонент по распространенности зарегистрированных заболеваний для возможного установления генетической близости субпопуляций. На рис. 1 представлены результаты данного анализа.
|
Рис. 1. Анализ главных компонент по генам наследственных болезней, выявленных в Усть-Джегутинском районе КЧР |
Как следует из рис. 1, выявляются три кластера. Анализ мест рождения пациентов с МНП показал, что в а. Койдан проживает 50% абазин и 50% карачаевцев. В с. Важное, а. Сары-Тюз, п. Красногорский все зарегистрированные пациенты являются карачаевцами по национальной принадлежности, в г. Усть-Джегута, а. Эльтаркач и а. Джегута смешанное население. Кроме того, проведенный анализ инбредного и фамильного ландшафтов показал идентичные результаты, которые отражены на рис. 2 и 3.
|
|
Рис. 2. Схема инбредного ландшафта |
Рис. 3. Схема фамильного ландшафта |
Заключение
В результате проведенного генетико-эпидемиологического обследования населения Усть-Джегутинского района определен суммарный груз всех типов МНП, который составил 4,54±0,32/1000 (распространённость1:220 человек). Выявлено 48 нозологических форм МНП, определены частые заболевания у карачаевцев (синдром Элерса-Данло, наследственная моторно-сенсорная нейропатия, врожденная катаракта, поликистоз почек, фенилкетонурия, олигофрения с АР и Х-сц. наследованием), абазин (ладонно-подошвенный гиперкератоз и вульгарный ихтиоз и олигофрения с Х-сц. наследованием) и русских (врожденная катаракта, вульгарный ихтиоз и АР-несиндромальная тугоухость). Проведена попытка объяснения различий с учетом особенностей генетической структуры. Сравнивая различные медико-популяционно-генетические исследования (через брачно-миграционную структуру, изонимию и наследственные болезни), было констатировано, что генетическая структура является определяющей в генетической дифференциации популяций по разнообразию наследственных заболеваний.
Работа выполнена при частичном финансировании грантов РФФИ 14-04-00525 и 15-04-01859.
Рецензенты:
Ижевская В.Л., д.м.н., заместитель директора по научной работе ФГБНУ «МГНЦ», г. Москва;
Костюк С.В., д.б.н., заведующая лабораторией молекулярной биологии ФГБНУ «МГНЦ», г.Москва.