Введение
В 2022 году более чем у 2,45 миллиона женщин обнаружен рак молочной железы (РМЖ). РМЖ у женщин имеет самую высокую долю среди всех видов рака, как у мужчин, так и у женщин [1]. РМЖ, кроме широкого распространения, имеет обширный спектр молекулярных и гистологических характеристик [2]. Среди причин, способствующих развитию рака, в том числе РМЖ, у женщин детально охарактеризованы мутации генов BRCA1 и BRCA2. Эти мутации занимают особое место, так как у женщин – носительниц этих мутаций вероятность развития РМЖ составляет 40–85%, а вероятность развития рака яичников – 16–64% [3].
В настоящее время постоянно приходят сообщения о новых генетических вариантах болезней человека; актуальными становятся вопросы о причинах сохранения в популяции некоторых патологических мутаций, в отличие от других, которые выбраковываются эволюцией [4]. Существует гипотеза, согласно которой некоторые патологические мутации дают ее носителю преимущества в необычных биологических ситуациях [5].
Цель исследования. Оценка связи между статусом мутации BRCA1 и BRCA2 и женской фертильностью в различных ее проявлениях.
Материалы и методы исследования. В работе использованы обзорные и оригинальные публикации, проиндексированные в МedLine, Cochrane Library, PubMed.
Результаты исследования и их обсуждение. В литературе не сложилось единого мнения о влиянии мутаций BRCA1/2 на женскую фертильность. Ряд ученых считают, что мутации генов BRCA1/2 снижают репродуктивные способности женщин. Исследование мутации генов BRCA1/2 в яйцеклетках выявило спонтанные инактивации Х-хромосомы, приводящие к инфертильности женского потомства [6]. Сопоставимы с этими исследованиями и данные, полученные при исследовании мышей с нулевым геном BRCA2, несущих человеческий BAC с геном BRCA2 [7]. Показано, что процент ооцитов с мутацией по гену BRCA2, прошедших мейотическую профазу I, резко снижен, а взрослые самки имеют низкий овариальный резерв. Функции белков, кодируемых генами BRCA1/2, направлены на репарацию ДНК и отвечают, главным образом, за точное восстановление двуцепочечных разрывов. Международная франко-греческая исследовательская группа пришла к выводу, что многочисленные деления в ходе клеточного цикла половых клеток в условиях отсутствия эффективной репарации ДНК у носителей мутаций генов BRCA1/2 будут способствовать снижению плодовитости [8]. В другом исследовании проводили гормональную стимуляцию яичников с целью дальнейшей криоконсервации ооцитов и параллельно оценивали мутации генов BRCA, в результате пришли к однозначному выводу, что при наличии мутации гена BRCA1 статистически значимо снижен овариальный резерв и низкий выход ооцитов. По данным авторов, у носительниц мутации гена BRCA2 показатели стимуляции не отличались от показателей контрольной группы [9].
Репродуктивный потенциал женщин обеспечивается на разных стадиях развития в яичнике. Запас половых клеток у женщин ограничен и определяется при рождении [10]. В процессе эмбриогенеза у женщин первичные половые клетки дифференцируются в оогонии, и к 20-й неделе их образуется около 7 миллионов. Далее оогонии развиваются в примордиальный фолликул. В организме здоровой женщины при рождении насчитывается около 2 миллионов примордиальных фолликулов. Овариальный пул в период полового созревания составляет около 400000 примордиальных фолликулов, уменьшаясь к менопаузе до 1000 [11].
Существует несколько факторов, регулирующих старение яичников [12]. К ним относят геномные аномалии, ошибки мейоза, активацию механизмов регулируемой клеточной смерти (апоптоз, ферроптоз) [13]. Среди факторов повреждения ДНК – генетические факторы, включая мутации в генах, участвующих в путях репарации ДНК, например мутации генов BRCA, способные приводить к несвоевременной деградации яичников [14].
Довольно много работ посвящено оценке экспрессии генов молодых и старых ооцитов, в них показано снижение экспрессии белков генами репарации ДНК соответственно возрасту у грызунов [15], крупного рогатого скота [16] и человека [17]. Общим выводом из цитированных работ являются снижение экспрессии BRCA1 и накопление двухнитевых разрывов ДНК в ооцитах старых особей по сравнению с ооцитами молодых особей. Следовательно, в течение жизни повреждения ДНК накапливаются в ооците, а экспрессия генов, участвующих в механизмах репарации ДНК, снижается. В целом, эти события приводят к более высоким уровням апоптоза в старых ооцитах. Мутации по генам BRCA1/2 опосредуют ускоренное старение ооцитов, снижение овариального резерва и, как следствие, снижение плодовитости [17]. С этими данными сопоставимы данные исследований о преждевременной недостаточности яичников [18]. У носителей мутации генов BRCA1/2 наблюдаются уменьшение овариального пула и снижение плодовитости [19]. Авторы рекомендуют для носителей мутаций генов BRCA1/2 с учетом развития преждевременной недостаточности яичников использовать несколько стратегий сохранения фертильности, в том числе криоконсервацию ооцитов. При стимуляции гонадотропинами женщин – носительниц мутаций генов BRCA1/2 выявлено резко сниженное число ооцитов у женщин с мутацией BRCA1 число ооцитов статистически значимо ниже, чем у здоровых женщин, и у носительниц мутаций гена BRCA2 [20]. Цикл работ посвящен влиянию мутаций генов BRCA на плотность фолликулов в ткани яичников. Все исследователи подтверждают статистически значимое снижение числа фолликулов у женщин – носительниц мутаций генов BRCA1/2, несмотря на различные методы исследования [21, 22]. Плотность примордиальных фолликулов в яичниках женщин с мутацией BRCA1/2 ниже, чем в контрольной группе. В этой же статье приводятся данные, свидетельствующие, что женщины – носительницы мутаций BRCA1/2, проходившие лечение от бесплодия, статистически значимо чаще имели негативный результат лечения [22].
Отдельное направление исследований влияния мутаций по генам BRCA связано с поиском причин повторных спонтанных выкидышей. Имеются данные, что среди еврейских женщин-ашкенази одной из причин ранних самопроизвольных выкидышей является гомозиготность плода по повторяющимся мутациям BRCA1/BRCA2. Однако авторам не удалось наблюдать статистически значимых различий по самопроизвольным абортам в группах носителей и неносителей мутаций BRCA1/BRCA2 [23]. Аналогичные результаты получили исследователи из Северной Африки. Авторы объясняют отсутствие достоверных различий в группах носителей и неносителей по вероятности ранних самопроизвольных абортов возможностью других летальных мутаций в так называемых контрольных группах [24].
Еще один подход в оценке фертильности носителей мутаций генов BRCA1 и BRCA2 основан на оценке количества рожденных детей. В исследовании израильских ученых приведены сведения о статистически значимом меньшем количестве детей у носителей мутаций генов BRCA1/2, чем в группах неносителей. Однако в статье не приводятся поправки на влияние таких факторов, как развитие опухолей у носительниц мутаций и различия в репродуктивном возрасте [23].
Однако некоторые исследователи считают, что мутации генов BRCA1/2 не оказывают существенного влияния на фертильность женщин – носительниц этих мутаций. Авторами проведено эпидемиологическое исследование влияния мутации генов BRCA на фертильность. Сильной стороной этого исследования является большое число наблюдений: 764 женщины, не имевшие мутаций по генам BRCA1/2, и 2254 – носительницы мутаций генов BRCA1/2. Все женщины были тщательно сопоставлены по возрасту, применению оральных контрацептивов, истории репродукции. Отдельно сопоставлялись нерожавшие женщины. По данным анкетирования и стратификации по вышеперечисленным признакам авторами не выявлено достоверных различий, и они делают вывод об отсутствии влияния мутаций генов BRCA1/2 на фертильность женщин. К сожалению, исследователи не связывают эпидемиологические показатели с биологическим состоянием яичников [25]. В другом исследовании авторы делают акцент на необходимость индивидуального консультирования женщин – носителей мутаций генов BRCA1/2 с целью помочь женщинам стать матерями желанных детей независимо от генетических проблем. Предлагаются несколько путей реализации этого направления, в том числе оценка сывороточного антимюллерова гормона или количества антральных фолликулов, а также криоконсервация ооцитов после оценки овариального резерва. Авторы признают, что фертильность носительниц мутаций генов BRCA1/2 при нынешнем состоянии медицины – больше социальная, чем биологическая проблема [26].
Более ранние исследования не обнаружили существенных различий в частоте самопроизвольных абортов между носительницами мутаций генов BRCA1/2 и неносителями. Всего исследованы 1878 носителей мутации BRCA1, 950 носителей мутации BRCA2 и 657 связанных неносительниц, представителей семей с мутациями генов BRCA1/2. Авторы делают вывод, что мутации генов BRCA1/2 не служат фактором риска самопроизвольных абортов. Однако отсутствие связи спонтанных абортов с мутациями генов BRCA1/2 не является аргументом отсутствия снижения фертильности у носительниц мутаций генов BRCA1/2 [27].
Не найдено различий в отношении фертильности среди носительниц и неносительниц мутаций генов BRCA1/2 в исследованиях, проведенных путем анализа репродуктивного анамнеза 260 носительниц мутаций генов BRCA1/2 и 331 неносительницы. Однако авторами показано, что среди когорты носительниц мутаций генов BRCA1/2 статистически значимо (р=0,0049) меньше, чем в контрольной группе, число наступивших беременностей. Авторы объясняют этот факт не снижением фертильности, а опасением родить ребенка в семье с наследственным раком [28]. Другое интересное наблюдение, подтверждения которому не обнаружено в иных исследованиях, касается отношения в рождении детей мужского и женского пола, который в когорте носительниц мутаций генов BRCA1/2 составил 0,71 по сравнению с контролем – 0,99. Исследователи интерпретируют это наблюдение положительным отбором мутаций BRCA1/2.
Особое место занимают исследования, причисляющие наличие мутаций BRCA1/2 к факторам, повышающим фертильность. Большинство работ, поддерживающих эту точку зрения, связывают повышение фертильности женщин с длиной теломер в репродуктивных клетках. Длина теломер является причиной, определяющей количество митозов клетки. Различия в длине теломер у здоровых женщин одного возраста отражают разницу теломер первичных половых клеток во внутриутробном периоде. Женщины с длинными теломерами предположительно имели свои первичные половые клетки в начале жизни с длинными теломерами. Таким образом, эти клетки должны были иметь больше митотических делений и большее количество фолликулов в яичниках, чем короткие. Показано, что у носительниц мутации средняя длина теломер статистически значимо больше, чем у их родственников, не являющихся носителями (р=0,0018), особенно в семьях, имеющих мутации BRCA2 (р=0,0016) [29]. Авторы основываются на суждении, что сверхэкспрессия BRCA1/2 тормозит активность теломеразы и уменьшает длину теломер. Следовательно, мутации генов BRCA1/2 приводят к удлинению теломер и являются защитным фактором. Более высокая рождаемость в семьях с мутациями генов BRCA1/2 основана на большей длине теломер и, как следствие, на повышении фертильности, что компенсирует высокую смертность носительниц мутаций генов BRCA1/2 в предменопаузальный период.
Основная идея, которая объединяет эту группу исследований, основана на таком известном явлении, как антагонистическая плейотропия [30]. В этом направлении можно процитировать еще несколько работ. Имеется работа, где указано, что у женщин – носительниц мутации BRCA1/2 среднее число когда-либо рожденных детей было выше, чем в контрольной группе (3,3 и 3,0 соответственно) [31].
Одно из обширных исследований показало анализ на основе проспективного исследования родословных носительниц мутаций генов BRCA1/2, вплоть до основателей, на основе данных о семейной предрасположенности к раку молочной железы и раку яичников. Авторы придают особое значение данным о рождаемости в этих семьях за 1930–1940-е годы, когда широко не использовали методы контрацепции. В семьях носительниц мутаций генов BRCA1/2 этого периода статистически значимо большее количество детей, выше частота рождения детей и более поздние сроки последней беременности. В то же время зарегистрирована статистически значимая более высокая ранняя смертность в семьях носительниц мутаций генов BRCA1/2. Авторы считают, что отсутствие отрицательного отбора по мутациям генов BRCA1/2 объясняется репродуктивными преимуществами женщин – носительниц мутаций генов BRCA1/2, что с биологической точки зрения важнее, чем продолжительность жизни индивидуума, выполнившего задачу по продолжению рода. Эта концепция носит более широкий характер и касается других локализаций рака [32]. Накопилось достаточное количество публикаций, показывающих положительную корреляцию длины теломер и репродуктивного здоровья женщин. Так, у 37 женщин-добровольцев одного возраста измерили длину теломер методом FISH волокон и выявили положительную корреляцию между продолжительностью репродуктивного периода жизни и длиной теломер. Анализ яйцеклеток, полученных в процессе экстракорпорального оплодотворения, показал, что длина теломер была больше в яйцеклетках от женщин, которые забеременели, по сравнению с теми, кто не забеременел [33]. Ооциты, имея на ранних стадиях развития исходную длину теломеры, подвергаются эндогенным и экзогенным окислительным повреждениям, которые укорачивают теломеры. Этот процесс во многом объясняет возрастное снижение фертильности [34]. Женщины с повторными выкидышами и ранней менопаузой имели значительно более короткие теломеры, чем здоровые женщины из контрольной группы. Авторы считают, что это наблюдение подтверждает связь длины теломер с репродуктивным старением женщин [35], поскольку мутации генов BRCA1/2 способствуют удлинению теломер [36].
Заключение
Следует признать, что связь мутаций генов BRCA1/2 с показателями женской фертильности не находит однозначного подтверждения. Многие авторы понимают фертильность женщин по-разному. В классическом определении женская фертильность складывается из трех составляющих: способности зачать ребенка, способности к вынашиванию и способности к родам. Несомненно, что при изучении мутаций генов BRCA1/2 исследователи подразумевают первый компонент этой триады. Однако, если одни коллективы сосредотачивают свое внимание на анализе биологических изменений (овариальный резерв, количество и качество примордиальных фолликулов и т.п.), то другие используют статистические и демографические показатели для оценки влияния мутаций генов BRCA1/2 на фертильность. Этим и объясняются противоположные выводы во многих исследованиях. Анализ с привлечением методов популяционной генетики во многом подтверждает концепцию антагонистической плейотропии. Женщины – носительницы мутаций генов BRCA1/2 демонстрируют более высокую плодовитость в условиях сохранения естественной фертильности, но имеют повышенную смертность. Другая проблема, приводящая к расхождению результатов, заключается в социальных аспектах. В современном обществе женщины имеют полную возможность планирования потомства, включая контрацептивные мероприятия. Женщины, которые являются носителями мутаций генов BRCA1/2, сознательно ограничивают желание иметь детей из-за риска передачи им высокой вероятности развития рака.
Таким образом, механизмы, связывающие мутации BRCA1 и BRCA2 с женской фертильностью, остаются предметом дискуссий и до конца не изучены. Возможно, модельные исследования на животных смогут открыть новые механизмы влияния мутаций генов BRCA1/2 на женскую фертильность.