Frequent genetic variants of autosomal recessive non-syndromic forms of inherited retinal diseases in the Russian Federation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Inherited retinal diseases (IRDs) are a clinically heterogeneous group of retinal pathologies associated with vision loss due to dysfunction or degeneration of photoreceptor and retinal pigment epithelium. Autosomal recessive forms of IRDs account for more than 55% of all diseases in this group on average worldwide. This study presents data on frequent pathogenic and likely pathogenic variants in recessive IRDs genes obtained from a retrospective analysis of high-throughput sequencing data from a large Russian cohort of patients with suspected hereditary non-syndromic retinal pathology. Data from 1470 unrelated patients were analyzed. Pathogenic and likely pathogenic variants were identified in the zygosity required for the development of the diseasein 643 patients (43.74%). It was found that 9 genes (ABCA4, CNGB3, USH2A, RPE65, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D, PDE6H) account for 73.3% of all molecularly confirmed cases of IRDs in Russian patients. An analysis of the spectrum of nucleotide variants of these genes was carried out, and 17 variants were identified that occur with an allelic frequency of more than 1% for each gene. In light of obtained data, the diagnostic systems based on the multiplex ligation-dependent probe amplification reaction (MLPA) were developed. The informativity of the two systems for diagnosing autosomal recessive non-syndromic forms of inherited retinal diseases is 16.4%, the informativity for all forms of non-syndromic retinal diseases exceeds 7%. For a group of patients with achromatopsia, a study using one of the systems will make it possible to establish a diagnosis in 62.5% of cases.

Full Text

Наследственные заболевания сетчатки (НЗС) – гетерогенная группа заболеваний органов зрения. НЗС являются основной причиной потери зрения у детей и взрослых трудоспособного возраста из-за прогрессирующих дегенеративных изменений в сетчатке. Распространенность НЗС различается в разных странах и составляет в среднем 1 на 1380 человек [1].

На сегодняшний день известно более 280 ядерных и митохондриальных генов, патогенные варианты в которых могут приводить к различным формам НЗС (https://sph.uth.edu/Retnet/). На долю аутосомно-рецессивных форм НЗС (АР НЗС)приходится более 55% [2–4]. Было показано, что один из трех человек во всем мире является гетерозиготным носителем по крайней мере одного рецессивного патогенного варианта в гене, вызывающем НЗС [1, 5].

Применение методов высокопроизводительного секвенирования (ВПС) в диагностике НЗС значительно расширило представление о молекулярно-генетических причинах патологий сетчатки в различных популяциях мира.

Наиболее распространенными генами АР НЗС во всем мире являются ABCA4 (30% всех случаев НЗС), USH2A (12%) и EYS (8%) [1]. Однако частоты встречаемости различных генетических вариантов и спектры мутаций отдельных генов имеют существенные различия в разных странах и выборках. В испанской когорте пациентов значительная доля случаев НЗС приходится на гены USH2A (21.2%), CRB1 и ABCA4 (по 7%), CERKL и EYS (по 4%) [6]. В большой китайской когорте пациентов с пигментным ретинитом ген CYP4V2 (15%) был вторым частым геном после USH2A (18%) [7]. Варианты в гене EYS (44.9%) были более частой причиной заболевания, чем варианты USH2A (18.8%), у японских пациентов [8]. Патогенные варианты в гене FAM161A составляют значительную долю случаев (6%) в большой израильской когорте пациентов [3]. А в финской популяции самым частым геном, ответственным за амавроз Лебера, был GUCY2D (9.4%) [9]. В немецкой выборке пациентов на долю мутаций в гене ABCA4 приходится 10.4% всех мутантных аллелей, за ним следует ген USH2A (8.4%) [4, 10]. На долю RPE65-зависимых форм НЗС в России приходится 5.8% случаев среди всех пациентов с направляющим диагнозом “пигментная дегенерация сетчатки” или “врожденный амавроз Лебера” (ВАЛ) [11]. Случаи ВАЛ, обусловленные патогенными вариантами в гене RPE65, чаще регистрируются в европейских и американских семьях, редко – у китайских пациентов [12].

Однако, несмотря на имеющиеся на сегодняшний день данные о спектре мутаций в генах, ответственных за конкретные нозологические формы патологий сетчатки у российских пациентов с клиническими диагнозами “болезнь Штаргардта”, “RPE65-ассоциированные дистрофии сетчатки”, “синдром Ашера”, исследования по определению частых рецессивных вариантов среди различных генов НЗС на большой российской когорте пациентов не проводились.

Накопление частых аутосомно-рецессивных вариантов в различных популяциях и знание об особенностях генетической этиологии патологий сетчатки у российских пациентов позволяют повысить эффективность и скорость диагностики за счет разработки систем поиска частых патогенных вариантов [13, 14].

Материалы и методы

Для поиска частых вариантов в генах АР НЗС у российских пациентов был проведен ретроспективный анализ данных высокопроизводительного секвенирования 1470 образцов крови. В исследование были включены пациенты с подозрением на наследственную патологию сетчатки со следующими входящими диагнозами: “пигментная дегенерация сетчатки”, “болезнь Штаргардта”, “ахроматопсия”, “врожденный амавроз Лебера”, “колбочковая/колбочко-палочковая дистрофия сетчатки”. Среди пациентов были 699 женского (47.6%) и 771 (52.4%) мужского пола. От пациентов получено информированное добровольное согласие на исследование и обработку персональных данных.

Выделение ДНК из лейкоцитов периферической крови выполняли с помощью набора реактивов для выделения QIAamp DNA MiniKit, Qiagen по протоколу производителя.

Всем пациентам проведен анализ генной панели “Ophthalmo” на основе метода ВПС, включающей 211 генов. Панель “Ophthalmo” протяженностью 822786 пн включает 4423 ампликона размером от 125 до 275 пн. Расчетное покрытие кодирующих областей по данным программы Ion AmpliSeq Designer составляет 97.73%. Обработка результатов секвенирования проведена с использованием программного обеспечения “NGS-Data” (http://www.ngs-data.ru (Бескоровайный Н.С.) (дата обращения: 31.07.2023)).

Название выявленных изменений в генах присваивалось в соответствии с международной номенклатурой HGVS (http://www.hgvs.org/mutnomen/). Клиническую значимость ранее не описанных вариантов нуклеотидной последовательности оценивали на основании российских рекомендаций для интерпретации данных, полученных методами массового параллельного секвенирования [15].

Для разработки диагностических систем детекции наиболее частых патогенных и вероятно патогенных вариантов в восьми генах, ответственных за наследственную несиндромальную дистрофию сетчатки, использовалась аллель-специфичная мультиплексная проба-зависимая лигазная реакция с последующей амплификацией (multiplex ligation-dependent probe amplification, MLPA). Последовательность проб, входящих в реакции, подобрана согласно базе GeneBank (табл.1).Длина амплифицированных фрагментов составляет от 94 до 145 пн.

Реакция лигирования проводилась в 5 мкл реакционной смеси, содержащей 1× реакционный буфер (20 мM Tris-HCl (pH 7.5), 20 мM KCl, 10 мM MgCl2, 0.1% Igepal, 0.01 мM rATP, 0.1 мM DTT), 26/24 специфичных проб, 0.04 ед. активности термофильной ДНК-лигазы, 0.1–1 мкг геномной ДНК. Условия лигирования были следующими: первоначальная денатурация при 95°С – 5 мин, затем лигирование при 64°С – 1.5 ч. Постановка реакции проводилась на программируемом термоциклере Терцик (ДНК-технология, Россия).

 

Таблица 1. Олигонуклеотиды, входящие в MLPA-системы детекции частых вариантов в восьми генах (ABCA4, CNGB3, RPE65, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D, PDE6H)

Ген

Детектируемый вариант

Последовательность олигонуклеотидов (5ʹ→3ʹ)

Первая система

ABCA4

p.Leu541Pro

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACCACCCAACGTGCCCTCTCTCT

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACCCAACGTGCCCTCTCTCC

R:ACTGGAGGAAAACATGTTCTGGGCTTTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

p.Ala1038Val

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTCTTATTGGCTTCCATCTCCAGCTGGG

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTCTTTATTCATGGCTTCCATCTCCAGCTGGA

R:CCTCCTCCTGGGACTTTCCTTTCTTATTTATTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

p.Arg653Cys

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACCACCATGAAGATAGGGAAACAGCG

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTGCACCATGAAGATAGGGAAACAGCA

R:GTTCAGGATGATCATGAAACTAAAGCAAAAGTTTTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

p.Cys1490Tyr

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACTCCTTCACCATCCTGCAGGTG

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTCCCTTCACCATCCTGCAGGTA

R:CAGCACCAGGGAGAAGCTCACTTTGTTTATTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

p.Gly1961Glu

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACACCTCTCCAGGGCGAACTC

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTCCACCTCTCCAGGGCGAACTT

R:CGACACACAGCCTGTCCACTGGATGCGATCCGATGCCTTCATG

RPE65

p.Arg124*

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTTTCTTTATTGCATTGTCAGTAACCTCTACTCCTCG

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTTTCTTTATTTTGGCATTGTCAGTAACCTCTACTCCTCA

R:AAAGTAAGAAAAAAACCTGTAGAAACAAATGAATTTTTCTTTTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

p.Arg91Gln

p.Glu102*

91FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTTTCCGCACTGATGCTTACGTACG

91FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTTTCATCCGCACTGATGCTTACGTACA

91/102L:GGCAATGACTGAGAAAAGGATCGTCATAACA

102RN:GAATTTGGCACCTGTGCTTTCCTTTGTTTTATTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

102RM:TAATTTGGCACCTGTGCTTTCCCTTTATTTTGTTTTATTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

c.11+5G>A

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTGAAGGTGTTTTAAAAAAGTCTCCCAGAGATAC

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTCATGAAGGTGTTTTAAAAAAGTCTCCCAGAGATAT

R:TTACTGGATAGACATTTTCTTCCAGTTCAGGTTTGTTTATTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

Вторая система

CEP290

c.2991+1655A>G

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTCTGGCCCCAGTTGTAATTGTGAA

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACTGGCCCCAGTTGTAATTGTGAG

R:TATCTCATACCTATCCCTATTGGCAGTGATGCGATCCGATGCCTTCATG

Ген

Детектируемый вариант

Последовательность олигонуклеотидов (5ʹ→3ʹ)

CNGB3

p.Thr383Ilefs*13

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATCTTCTTCCCCATCATACACCCATCTAG

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTCTTATCCTTCCCCATCATACACCCATCTA

R:TAGTGCCAATTCCTTCATAGTTTGAAGCTATTTATTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

p.Arg274Valfs*13

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATCTTGATATGCTATTTATCCAGCCCAGACTCC

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTCATCTACCTTTATGATATGCTATTTATCCAGCC

R:AGTTTGTAAGAGGAGGAGACATAATAGTAAGTGGTTTTTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

CNGA3

p.Phe547Leu

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTTCCTCAGCGATGGCAGCTACTTC

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTTTGTCCTCAGCGATGGCAGCTACTTA

R:GGGGAGATCAGCATTCTGAACATCTTTTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

CRB1

p.Gly827Val

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTTGGCCACCAATGTAGATGACATCTC

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTTATTGGTAGGCCACCAATGTAGATGACATCTA

R:CCTTTTCGATTTTCCACGTAGAAGCTTTTTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

p.Cys948Tyr

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACTGATTTAATAAAGTTATTGATTATTATCACCTTCTCTCATTAGG

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACTATAGATTTAATAAAGTTATTGATTATTATCACCTTCTCTCATTAGA

R:TATTGCAAATGCTGTTTTTAATGGACAAAGCTATTTATTCGATGCGATCCGATGCCTTCATG

GUCY2D

c.2944+1del

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGCATAGGCCTGCACTCGG

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACTCCGCATAGGCCTGCACTCG

R:GTAACTCCCGGGTCTTCCCAGATGCGATCCGATGCCTTCATG

PDE6H

p.Ser12*

FN:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGGGTGGTAGGACCCTGGTTTG

FM:GTTCGTACGTGAATCGCGGTACGTTGGGTGGTAGGACCCTGGTTTC

R:AAGCTGGAGCAGGCAGAGTAGTGATGCGATCCGATGCCTTCATG

 

Таблица 2. Универсальные праймеры и условия, применяемые на этапе ПЦР

Последовательность праймеров (5ʹ→3ʹ)

Температура отжига

F*: GTTCGTACGTGAATCGCGGTAC

66°С

R: CATGAAGGCATCGGATCGCATC

 

Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) проводили по следующей схеме: к 15 мкл реакционной смеси, содержащей 1× реакционный буфер (67 мM TrisHСl (pH 8.8), 16.5 мM (NH4)2SO4, 0.01% Twin-20); 0.25 мкM каждого олигопраймера, 250 мкМ каждого дезоксинуклеозидтрифосфата, 1.5 ед. активности термофильной ДНК-полимеразы, добавляли 5 мкл лигата. ПЦР-реакцию проводили на программируемом термоциклере Терцик (ДНК-технология, Россия) с использованием ДНК-полимеразы Biotaq (БиоМастер) и пары универсальных праймеров, где прямой мечен флуоресцентной меткой (табл. 2),в следующем режиме: первоначальная денатурация при 94°С – 1 мин, затем 30 циклов смены температур: 94°С – 2 с, температуры отжига праймеров 66°С – 2 с, элонгация цепи 72°С– 2 с, заключительная элонгация 72°С – 1 мин.

Детекцию продуктов реакции осуществляли методом капиллярного-гель электрофореза на генетическом анализаторе Honor 1616 (Nanjing Superyears Gene Technology, Китай). Определение длин аллелей проводили в программе Gene Mapper v3.7. Информативность систем была рассчитана исходя из частот встречаемости вариантов, входящих в диагностические системы, у пациентов с наследственными заболеваниями сетчатки.

Результаты

Нами были проанализированы данные ВПС 1470 неродственных пациентов с подозрением на наследственную несиндромальную патологию сетчатки. Из них у 643 (43.7%) пациентов были выявлены патогенные и вероятно патогенные варианты в генах НЗС. Среди них у 72% (465 пациентов) были молекулярно-генетически подтверждены болезни сетчатки с аутосомно-рецессивным наследованием. Варианты нуклеотидной последовательности, выявленные у пациентов этой группы с аллельной частотой более 1% для конкретного гена, представлены в табл. 3.

 

Таблица 3. Варианты, встреченные с частотой более 1% среди всех причинных вариантов данного гена у пациентов с аутосомно-рецессивной несиндромальной патологией сетчатки

Ген

Вариант

Число пациентов с вариантами в данном гене (в скобках указан % от всех АР НЗС)

Число хромосом с данным вариантом

Аллельная частота варианта среди больных с данным геном (٪)

ABCA4

(NM_000350)

c.[1622T>C;3113C>T] (p.[Leu541Pro;Ala1038Val]/ p.Leu541Pro)

168

(36.1)

133

39.6

c.5882G>A (p.Gly1961Glu)

29

8.6

c.4469G>A (p.Cys1490Tyr)

13

3.9

c.1957C>T (p.Arg653Cys)

7

2.1

CNGВ3 (NM_019098)

c.1148del (p.Thr383Ilefs*13)

52

(11.2%)

76

73.1

c.819_826del (p.Arg274Valfs*13)

14

13.5

USH2A

(NM_206933)

c.11864G>A (p.Trp3955*)

27

(5.8)

12

22.2

c.13335_13347delinsCTTG (p.Glu4445_Ser4449delinsAspLeu)

6

11.1

RPE65 (NM_000329)

c.304G>T (p.Glu102*)

26

(5.6)

13

25.0

c.370C>T (p.Arg124*)

7

13.5

c.272G>A (p.Arg91Gln)

4

7.7

c.11+5G>A

2

3.8

CRB1

(NM_201253)

c.2480G>T (p.Gly827Val)

25

(5.4)

14

28.0

c.2843G>A (p.Cys948Tyr)

10

20.0

CNGA3

(NM_001298)

c.1641C>A (p.Phe547Leu)

16

(3.4)

8

25.0

CEP290

(NM_025114)

c.2991+1655A>G

12

(2.6)

6

25.0

GUCY2D

(NM_000180)

c.2944+1del

11

(2.4%)

14

63.6

PDE6H

(NM_006205)

c.35C>G (p.Ser12*)

4

(0.9)

8

100.0

 

Значительная доля (36.1%) выявленных вариантов приходится на ген ABCA4, биаллельные варианты в котором встретились у 168 пациентов нашей выборки. Наиболее частыми в гене ABCA4 были ранее описанные как патогенные миссенс-варианты: с.1622T>C (p.Leu541Pro) (133 хромосомы), с.3113C>T (p.Ala1038Val) (132 хромосомы), c.5882G>A (p.Gly1961Glu) (29 хромосом), c.4469G>A (p.Cys1490Tyr) (13 хромосом), c.1957C>T (p.Arg653Cys) (7 хромосом). Варианты p.Leu541Pro и p.Ala1038Val у российских пациентов встречались в составе гаплотипа, представляющего из себя комплексный аллель p.[Leu541Pro;Ala1038Val], частота которого составила 39.3%. Лишь на одной из хромосом патогенный вариант p.Leu541Pro встретился отдельно в компаунд-гетерозиготном состоянии с патогенным вариантом p.Arg653Cys. Вариант p.[Leu541Pro;Ala1038Val] встретился в гомозиготном состоянии у 37 пациентов, в компаунд-гетерозиготном состоянии с вариантом p.Gly1961Glu встретился у 10 человек, с вариантом p.Cys1490Tyr – у пяти и с вариантом p.Arg653Cys – у трех .

На долю биаллельных вариантов в генах ахроматопсии – CNGA3, CNGB3, PDE6H у российских пациентов приходится 15.5% (72 пробанда). Самая частая причина ахроматопсий – патогенные и вероятно патогенные варианты в гене CNGB3 (72.2%). В гене CNGB3 были выявлены частые патогенные варианты, ранее описанные в литературе у пациентов из Европы, приводящие к делеции со сдвигом рамки считывания: c.1148del (p.Thr383Ilefs*13) (76 хромосом) и c.819_826del (p.Arg274Valfs*13) (14 хромосом). Вместе оба варианта были выявлены в компаунд-гетерозиготном состоянии у 10 пробандов. Что интересно, вариант c.1148del выявлен в гомозиготном состоянии у 26 пациентов, а вариант c.819_826del лишь у одного. Вторым по частоте выявленных каузативных вариантов среди случаев ахроматопсий является ген CNGA3 (22.2%). Наиболее частым вариантом в гене CNGA3 был описанный как патогенный вариант c.1641C>A (p.Phe547Leu) (8 хромосом), выявленный у двух пациентов в гомозиготном состоянии. Незначительная доля случаев приходится на ген PDE6H, где у четырех человек был выявлен нонсенс-вариант c.35C>G (p.Ser12*) в гомозиготном состоянии. Все пациенты с данным вариантом были разного этнического происхождения.

Другими генами, патогенные варианты в которых – частая причина НЗС у российских пациентов, являются RPE65, CEP290, CRB1, GUCY2D. Данные гены ответственны за развитие врожденного амавроза Лебера – наиболее тяжелой формы наследственных дистрофий сетчатки, связанной с чрезвычайно ранним началом и приводящей к потере зрения в детском возрасте. В исследовании у 26 пациентов были выявлены биаллельные патогенные и вероятно патогенные варианты в гене RPE65. Обнаружены следующие частые ранее описанные патогенные варианты в этом гене: c.304G>T (p.Glu102*) (13 хромосом), c.370C>T (p.Arg124*) (7 хромосом), c.272G>A (p.Arg91Gln) (4 хромосомы), c.11+5G>A (2 хромосомы). Первые два варианта выявлены в гомозиготном состоянии у четырех и двух пациентов соответственно, в компаунд-гетерозиготном состоянии оба варианта были обнаружены у одного пробанда.

Патогенные варианты в гене USH2A являются причиной синдрома Ашера (OMIM:276901) и пигментной дегенерации сетчатки 39-го типа (OMIM:613809). В исследовании у 27 пациентов (5.8% среди всех случаев АР НЗС) были выявлены патогенные и вероятно патогенные варианты в гене USH2A. На 12 хромосомах был выявлен патогенный вариант c.11864G>A (p.Trp3955*) и на 6 хромосомах –c.13335_13347delinsCTTG (p.Glu4445_Ser4449delinsAspLeu) (у одного человека в гомозиготном состоянии). Оба патогенных варианта описаны у пациентов с пигментной дегенерацией сетчатки или синдромом Ашера [16]. Ген USH2A ответственен за проявление как синдромальной, так и несиндромальной наследственной патологии сетчатки, а также находки в этом гене по данным предыдущих исследований встречаются при изолированной потере слуха [17], где вариант c.11864G>A (p.Trp3955*) также является частым. Так как у пациентов настоящего исследования предполагается изолированная форма патологии сетчатки, варианты в гене USH2A не были включены в системы для диагностики рецессивной патологии сетчатки.

В гене CEP290, варианты в котором встретились у 12 пациентов, самым частым вариантом был вариант, расположенный в глубокой интронной области c.2991+1655A>G, неоднократно описанный в литературе как патогенный, приводящий к нарушению механизма сплайсинга [18]. Данный вариант встретился на шести хромосомах в компаунд-гетерозиготном состоянии с LOF-вариантами c.289G>T (p.Glu97*), c.6119_6123delinsTATGTA (p.Thr2040Ilefs*4), c.2641G>T (p.Glu881*), c.7341_7344dup (p.Ser2449Thrfs*8), c.4405G>T (p.Glu1469*) и вариантом c.4661_4663del (p.Glu1554del). В гене CRB1 биаллельные варианты были выявлены в 5.4% случаев, частыми вариантами были c.2480G>T (p.Gly827Val) (ранее не описанный в литературе) и c.2843G>A (p.Cys948Tyr), встретившиеся на 14 и 10 хромосомах соответственно. Вариант p.Gly827Val был выявлен в гомозиготном состоянии у четырех пациентов, вариант p.Cys948Tyr – у одного. У двух человек оба варианта встретились в компаунд-гетерозиготном состоянии. В гене GUCY2D патогенные варианты были выявлены у 11 пробандов, где один из них – c.2944+1del, описанный неоднократно как патогенный, встретился на 14 хромосомах (у четырех пациентов вариант выявлен в гомозиготном состоянии).

Таким образом, у российских пациентов с подозрением на наследственную патологию сетчатки с помощью панельного секвенирования удалось выявить частые гены, ответственные за аутосомно-рецессивные формы дистрофий сетчатки, а также частые генетические варианты. Среди пациентов с АР НЗС (465 пациентов) на долю девяти генов (ABCA4, CNGB3, USH2A, RPE65, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D, PDE6H) приходится 73.3% всех молекулярно подтвержденных случаев патологий сетчатки. Мы выявили 17 частых патогенных и вероятно патогенных вариантов в генах ABCA4, CNGB3, RPE65, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D, PDE6H, которые обнаруживаются на 38.5% хромосом с мутациями.

Для оптимизации первого этапа диагностики НЗС и проведения популяционных исследований были разработаны системы поиска данных вариантов на основе метода аллель-специфичной мультиплексной лигазной реакции с последующей амплификацией.

 

Рис. 1. Визуализация результатов фрагментарного анализа ПЦР-продуктов MLPA-систем детекции частых вариантов в генах ABCA4 и RPE65. Первый образец: в гене RPE65 обнаружены варианты p.Arg91Gln и p.Glu102* в гетерозиготном состоянии; второй образец – норма; третий образец: в гене ABCA4 обнаружен комплексный аллель p.[Leu541Pro;Ala1038Val] в гомо-/гемизиготном состоянии.

 

Рис. 2. Визуализация результатов фрагментарного анализа ПЦР-продуктов MLPA-систем детекции частых вариантов в генах CNGB3, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D и PDE6H. Первый образец: в гене PDE6H обнаружен вариант p.Ser12* в гомо-/гемизиготном состоянии; второй образец: в гене CNGB3 обнаружены варианты p.Thr383Ilefs*13 и p.Arg274Valfs*13 в гетерозиготном состоянии; третий образец – норма.

 

В первую молекулярно-генетическую систему вошли частые варианты в генах ABCA4 (p.Leu541Pro, p.Ala1038Val, p.Gly1961Glu, p.Cys1490Tyr, p.Arg653Cys) и RPE65 (p.Glu102*, p.Arg124*, p.Arg91Gln, c.11+5G>A) (рис. 1). Ретроспективный анализ показал, что для пациентов с подозрением на пигментную дегенерацию сетчатки/болезнь Штаргардта или ВАЛ данная система позволит установить причину болезни (выявить оба причинных варианта) у 34% пациентов с НЗС, обусловленной патогенными вариантами гена ABCA4, и у 34.6% пациентов с НЗС, обусловленной патогенными вариантами гена RPE65, т.е. у 14.2% пациентов с рецессивной патологией сетчатки причина болезни будет установлена на данном этапе обследования.

Так как на клиническом этапе исследования, как правило, удается дифференцировать ахроматопсию как отдельную форму патологии сетчатки – частые варианты в генах ахроматопсии были объединены во вторую молекулярно-генетическую систему. В систему вошли варианты: p.Thr383Ilefs*13 и p.Arg274Valfs*13 гена CNGB3, p.Phe547Leu гена CNGA3 и p.Ser12* гена PDE6H (рис. 2). Также в систему включены частые варианты в генах, ответственных за амавроз Лебера/пигментную дегенерацию сетчатки: CRB1 (p.Gly827Val, p.Cys948Tyr), CEP290 (c.2991+1655A>G) и GUCY2D (c.2944+1del). Ретроспективный анализ показал, что для пациентов c подозрением на ахроматопсию данные системы позволят установить причину болезни (выявить оба причинных варианта в одном из трех генов) в 62.5% случаев. Для пациентов с подозрением на пигментную дегенерацию сетчатки или ВАЛ данные системы позволят установить причину болезни (выявить оба причинных варианта) у 36.4%пациентов с НЗС, обусловленным патогенными вариантами гена GUCY2D и у 28% пациентов с НЗС, связанным с геном CRB1, т.е. у 2.4% пациентов с АР НЗС причина болезни будет установлена на данном этапе обследования.

Согласно полученным данным информативность двух систем для диагностики аутосомно-рецессивных несиндромальных форм наследственных заболеваний сетчатки составляет 16.6%, информативность для всех форм несиндромальных заболеваний сетчатки превышает 7%. Для группы пациентов с ахроматопсией исследование с использованием одной из систем позволит установить диагноз в 62.5% случаев. Таким образом, для каждого 14-го пациента с НЗС и половины пациентов с ахроматопсией диагностика будет завершена уже на данном этапе обследования, что позволяет существенно сократить время и трудоемкость исследования.

С использованием данной системы проанализировано 40 образцов крови пациентов с входящими диагнозами “пигментная дегенерация сетчатки” и “болезнь Штаргардта”, которым ранее не проводилось исследование другими методами молекулярно-генетического анализа. У двух пациентов в гене ABCA4 был выявлен патогенный вариант p.[Leu541Pro;Ala1038Val] в компаунд-гетерозиготном состоянии с вариантом p.Gly1961Glu или p.Arg653Cys. У пяти пациентов в гене ABCA4 был выявлен вариант p.Gly1961Glu в гетерозиготном состоянии, варианты p.Arg653Cys и p.[Leu541Pro;Ala1038Val] в той же зиготности были выявлены по одному разу. Полученные данные подтверждают расчетную информативность разработанных диагностических систем.

Обсуждение

В данном исследовании у 465 (72%) российских пациентов были выявлены биаллельные патогенные и вероятно патогенные варианты в генах аутосомно-рецессивных НЗС, где мутации в девяти генах (ABCA4, CNGB3, USH2A, RPE65, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D, PDE6H) являются наиболее частой причиной наследственных заболеваний сетчатки, таких как болезни Штаргардта, ахроматопсии, амавроза Лебера, пигментной дегенерации сетчатки.

У российских пациентов самой частой причиной наследственной патологии сетчатки являются биаллельные патогенные и вероятно патогенные варианты в гене ABCA4 (36.1%), мутации в котором приводят к болезни Штаргардта (OMIM:248200), колбочко-палочковой дистрофии (OMIM:604116) и пигментной дегенерации сетчатки (OMIM:601718). Значительная доля молекулярно подтвержденных случаев приходится на гены ахроматопсии: CNGB3 (11.2%), патогенные варианты в котором являются частой причиной ахроматопсии 3-го типа (OMIM:262300), CNGA3 (3.4%) и PDE6H (0.9%), ответственные за ахроматопсию 2-го (OMIM:216900) и 6-го (OMIM:610024) типа соответственно. На ген USH2A, мутации в котором могут приводить как к изолированной патологии сетчатки, так и к синдромальной форме с нарушением слуха (синдром Ашера), приходится 5.8% случаев среди всех форм НЗС. Для других генов, мутации в которых могут приводить к амаврозу Лебера/пигментной дегенерации сетчатки, наблюдается следующее распределение частот: биаллельные патогенные и вероятно патогенные варианты в гене RPE65 были выявлены в 5.6% случаев, в гене CRB1 – 5.4%, в гене CEP290 – 2.6%, в гене GUCY2D – 2.4%.

По литературным данным спектр генов, ответственных за АР НЗС, разнится в разных странах, как и спектры и аллельные частоты патогенных вариантов нуклеотидной последовательности. Так, в исследовании испанской когорты пациентов с подозрением на наследственную патологию сетчатки наибольшее число молекулярно подтвержденных случаев приходится на гены USH2A (21.2%), CRB1 (7%), ABCA4 (7%), CERKL (5.2%), EYS (5.2%) [6]. Наиболее частым патогенным вариантом в гене CERKL у испанских пациентов был нонсенс-вариант c.847C>T (p.Arg283*) (91% мутантных аллелей гена). Вариант c.375C>G (p.Cys125Trp) встретился на 72% мутантных аллелей гена CERKL у пациентов из Финляндии, у которых патогенные варианты в гене CERKL (22%) являются самой частой причиной наследственной дистрофии сетчатки [19]. У российских пациентов биаллельные патогенные варианты в гене CERKLвстретились лишь у пяти человек.

В литературе описаны патогенные “специфичные для дистрофии сетчатки” варианты в гене USH2A у пациентов без нарушения слуха в раннем детстве, однако в различных популяциях наблюдается свой спектр таких вариантов и не для каждого из них эта связь может быть точно установлена [20]. В исследовании у российских пациентов в гене USH2A были выявлены два частых варианта c.11864G>A (p.Trp3955*) и c.13335_13347delinsCTTG (p.Glu4445_Ser4449delinsAspLeu), описанных в литературе как при пигментном ретините, так и при синдроме Ашера. На 12 хромосомах был выявлен патогенный вариант p.Trp3955*, впервые описанный у нидерландских пациентов с синдромом Ашера [21]. По данным отечественных публикаций на долю данного варианта приходится половина мутантных аллелей гена USH2A у пациентов с подозрением на несиндромальную потерю слуха [17], тогда как у пациентов с подозрением на синдом Ашера данный вариант был выявлен на 30% мутантных аллелей [22]. Второй частый вариант в гене USH2A – p.Glu4445_Ser4449delinsAspLeu встретился на шести хромосомах (у одного человека в гомозиготном состоянии). В гене USH2A у пациентов с наследственной ретинальной дистрофией из Италии частыми вариантами были c.2276G>T (p.Cys759Phe) (26%) [16], у пациентов из Восточной Азии частыми вариантами был c.8254G>A(p.Gly2752Arg) (14.1%) и c.2802T>G (p.Cys934Trp) (32.6%), где только последний встретился на трех хромосомах россиян.

У китайских пациентов самым частым геном, ответственным за АР НЗС, был также ген USH2A (18%), однако вторым наиболее распространенным геном был CYP4V2 (15%) [7], ответственный за развитие кристаллической корнеоретинальной дистрофии Биетти (OMIM:210370). Пациенты с данным заболеванием были зарегистрированы по всему миру, однако в странах Восточной Азии, особенно в Китае, таких пациентов значительно больше [23]. У российских пациентов биаллельные патогенные и вероятно патогенные варианты в гене CYP4V2 не были обнаружены.

Другими частыми генами НЗС у китайских пациентов были EYS (7%), ABCA4 (3%) и CRB1 (3%), тогда как уяпонских пациентов с подозрением на дистрофию сетчатки на ген EYS приходится наибольшая доля молекулярно подтвержденных случаев (44.9%), где варианты c.4957dup(p.Ser1653Lysfs*2) (46.8%) и c.8805C>A (p.Tyr2935*) (21.3%) являются мажорными [8]. У японских пациентов биаллельные патогенные и вероятно патогенные варианты в генах USH2A (18.8%), RP1L1 (6.9%) и PDE6B (6.1%) также являются частой причиной НЗС. В нашем исследовании биаллельные патогенные варианты в гене PDE6B были выявлены у одного пробанда, в гене RP1L1 таких вариантов не было обнаружено.

В исследовании большой израильской когорты пациентов с подозрением на НЗС были также установлены частые гены АР НЗС: ABCA4 (14%), USH2A (7%), FAM161А (6%), CNGA3 (5%) и EYS (4%) [3]. У немецких пациентов с подозрением на НЗС наиболее распространенным геном был ABCA4, где патогенные варианты были обнаружены в 10.4% случаев, за ним следуют гены USH2A (8.4%), EYS (2.5%), CNGB3 (2.3%) и CRB1 (1.9%)[4].

Если сравнить спектр генетических вариантов в гене ABCA4 у российских пациентов с мировыми выборками, то наблюдается схожая картина с европейскими данными по двум самым частым вариантам p.[Leu541Pro;Ala1038Val] и p.Gly1961Gluу пациентов из Германии [24]. У польских пациентов на долю комплексного аллеля p.[Leu541Pro;Ala1038Val] приходится 33.7% мутантных аллелей, у венгерских – 14% [25], у российских пациентов эта частота составила 3.,3%. Вариант в гене ABCA4 c.5882G>A (p.Gly1961Glu) также был обнаружен у словенских, итальянских, голландских, испанских пациентов с частотой аллеля от 6.5 до 21%. Уроссийских пациентов данный вариант встретился с аллельной частотой 8.6%. Вариант c.4469G>A (p.Cys1490Tyr), встретившийся на 3.9% мутантных аллелей в российской выборке, наиболее распространен был у южноафриканских пациентов (14.9%) [26]. Вариант c.1957C>T (p.Arg653Cys) ранее был описан у пациентов из Великобритании [27], где встретился на 0.71% хромосом с мутациями, и у пациентов из Германии (0.44%) (в российской выборке частота аллеля составила 2.1%). В испанской популяции мажорной мутацией в гене ABCA4 является c.3386G>T (p.Arg1129Leu) (24%) [28], которая у российских пациентов в данном исследовании не встретилась.

Патогенные и вероятно патогенные варианты в генах CNGA3, CNGB3, GNAT2, PDE6C, PDE6H описаны у пациентов с ахроматопсией и колбочковой дистрофией [29]. Около 90% случаев ахроматопсий связаны с мутациями в двух генах CNGA3 и CNGB3, которые кодируют альфа- и бета-субъединицы гетеротетрамерного циклического нуклеотид-управляемого (cyclic nucleotide-gated channels, CNG) канала, участие которого необходимо в процессах фототрансдукции. Варианты в гене CNGB3 являются более распространенной причиной ахроматопсий в Европе и США (на долю CNGB3 приходится более 50%) [30], тогда как мутации в гене CNGA3 наиболее распространены на Ближнем Востоке и в Китае (более 80%) [31]. По данным европейских исследований на долю вариантов c.1148del и c.819_826del в гене CNGB3 приходится около 70 и 4.5% всех мутантных аллелей гена соответственно, причем первый вариант встретился в половине случаев в гомозиготном состоянии [32]. У российских пациентов гомозиготный вариант c.1148del также встретился в 50% случаях, а на долю второго варианта c.819_826del приходится 13.5% мутантных аллелей гена. В гене CNGA3 патогенный вариант c.1641C>A (p.Phe547Leu) встречается на 10% мутантных европейских аллелей [33], тогда как в российской выборке данный вариант встретился на 25% аллелях. Описано, что миссенс-варианты гена CNGA3, влияющие на аминокислотные остатки p.Arg277 и p.Arg283, были распространены среди европейцев, тогда как варианты, влияющие на p.Val529, были распространены среди азиатов [31]. У российских пациентов в гене CNGA3 вариант c.829C>T (p.Arg277Cys) был выявлен на двух хромосомах, как и вариант c.847C>T (р.Arg283Trp), тогда как варианты c.830G>A(p.Arg277His), c.848G>A (p.Arg283Gln) затрагивали по одной хромосоме. Перечисленные варианты описаны неоднократно как патогенные у пациентов с ахроматопсией. Следует отметить, что большинство патогенных вариантов в гене CNGB3 приходится на нонсенс-мутации, мутации со сдвигом рамки считывания или мутации сайта-сплайсинга. Напротив, большинство патогенных вариантов в гене CNGA3 представляют собой миссенс-замены, затрагивающие только отдельные аминокислотные остатки белка [29].

Незначительная доля молекулярно подтвержденных случаев приходится на ген PDE6H (0.9%). На сегодняшний день в гене PDE6H, ссылаясь на базу данных The Human Gene MutationDatabase (HGMD®2022.1), описан лишь один патогенный вариант c.35C>G(p.Ser12*), выявленный у четырех человек данного исследования в гомозиготном состоянии. В своей публикации S. Kohl с соавт. подтвердили гипотезу о том, что данная нонсенс-замена является результатом общего наследственного мутационного события в голландской и бельгийской семьях [34]. Вариант p.Ser12* также встречался у пациентов из Норвегии [35] и Пакистана [36]. В других генах ахроматопсии (GNAT2, PDE6C) у российских пациентов биаллельные патогенные варианты не были выявлены.

Врожденный амавроз Лебера представляет собой генетически гетерогенную группу НЗС преимущественно с аутосомно-рецессивным типом наследования, причина которого обусловлена мутациями более чем в 20 генах. Патогенные варианты в четырех генах – RPE65 (5.6%), CRB1 (5.4%), CEP290 (2.6%) и GUCY2D (2.4%) являются частой причиной ВАЛ у российских пациентов.

Мутации в гене RPE65 приводят к развитию врожденного амавроза Лебера 2-го типа (OMIM:204100) и тяжелой дистрофии сетчатки с ранним началом (OMIM:613794). По литературным данным доля RPE65-ретинопатий среди пациентов с НЗС в регионах Европы и Америки составляла от 3% в США и Испании до 9.98% в Нидерландах [37, 38], что согласуется с полученными данными в российской когорте пациентов (5.6%). У российских пациентов в гене RPE65 выявлены частые патогенные варианты p.Glu102* (25%), p.Arg124* (13.5%), p.Arg91Gln (7.7%) и с.11+5G>A (3.8%). Если сравнить спектр мутаций в гене RPE65 с другими странами, то у итальянцев самым частым вариантом был c.292_311del (p.Ile98Hisfs*26) (частота аллеля 11%), не встретившийся ни разу в российской выборке, тогда как на варианты p.Arg91Gln, p.Arg124* и c.11+5G>A приходится по 4% мутантных аллелей [37]. В немецкой когорте пациентов частым вариантом в гене RPE65 был c.1451G>Tp.Gly484Val (33.3%) [39], обнаруженный всего лишь на одной хромосоме россиян. Стоит отметить, что в российской выборке вариант c.304G>T (p.Glu102*) встретился на 25% мутантных аллелей, и ни в одной популяционной когорте пациентов не зафиксирована столь высокая частота данного патогенного аллеля. Впервые вариант описан S.R. Dharmaraj с соавт. в 2000 г. у американских пациентов с ВАЛ [40].

Другими частыми генами, ответственными за проявление ВАЛ, являются гены GUCY2D, CRB1, CEP290. Так, в китайской когорте пациентов с подозрением на ВАЛ на долю мутаций в этих генах приходится 10, 7, 4% всех молекулярно подтвержденных случаев соответственно [41]. В немецкой же выборке пациентов на долю мутаций в генах CEP290 и CRB1 приходится по 21% [39], а у польских пациентов 37 и 16% соответственно [42]. CRB1 является основным геном, ответственным за ВАЛ в испанской популяции (70% мутантных аллелей), за ним следуют гены RPGRIP1 (20%), AIPL1 (5%), RPE65 (5%) [43]. У австралийских пациентов патогенные варианты в генах CEP290 (19.2%), GUCY2D (19.2%), RPE65 (7.7%), TULP1 (7.7%), CRB1 (7.7%) являются частой причиной ВАЛ [44].

В гене CEP290, ответственном за развитие врожденного амавроза Лебера 10-го типа (OMIM:611755) и заболеваний из группы цилиопатий, патогенный вариант c.2991+1655A>G, который вызывает вставку дополнительного псевдоэкзона в мРНК CEP290 из-за активации сильного донорного сайта сплайсинга, что приводит к образованию преждевременного стоп-кодона (p.Cys998*), является частым в российской популяции (частота аллеля 25%), а также в популяции Северной Европы (49%) [45], тогда как значительно менее распространен в Южной Европе (6%) [46] и отсутствовал у корейских и индийских пациентов [47, 48]. Остальные варианты в гене CEP290 встретились по одному разу в исследуемой выборке.

Мутации в гене CRB1 в гомозиготном и компаунд-гетерозиготном состоянии описаны у пациентов с амаврозом Лебера 8-го типа (OMIM:613835) и пигментной дегенерацией сетчатки 12-го типа (OMIM:600105). В исследовании на большой немецкой когорте пациентов наиболее частым патогенным вариантом в гене CRB1 был c.2843G>A (p.Cys948Tyr), который составлял 22% патогенных аллелей, приводящий к тяжелому фенотипу пациентов [39]. Этот же вариант также является частым у пациентов с ВАЛ из Испании (31%) [49] и у российских пациентов (20%). Вариант c.2480G>T(p.Gly827Val) (частота аллеля 28%), ранее не описанный в литературе, встретился в гомозиготном состоянии у четырех пациентов российской выборки. Данная нуклеотидная замена расположена в “горячем” экзоне гена CRB1. Экзон 7 кодирует второй G-подобный домен ламинина А, являющийся особенно важным для функционирования белка CRB1 [50]. В этом же положении белка также описан как патогенный вариант c.2480G>A, приводящий к замене на другую аминокислоту p.(Gly827Glu)[51]. Таким образом, данный вариант был расценен нами как вероятно патогенный.

В гене GUCY2D патогенный вариант c.2944+1del, находящийся в области донорного сайта сплайсинга, впервые упоминается в публикации S. Hanein c соавт. в 2002 г., где авторы установили финское происхождение выявленного варианта [52]. Данный вариант был выявлен в компаунд-гетерозиготом состоянии у шести человек российской выборки, в гомозиготом – у четырех пациентов (суммарная частота аллеля составила 63.6%). Наиболее распространенным вариантом в гене GUCY2D у пациентов с ВАЛ из Великобритании был c.307G>A (p.Glu103Lys), встретившийся на 11.9% мутантных аллелей [53], отсутствующий на хромосомах российских пациентов, тогда как финский вариант сплайсинга встретился у британцев лишь на одной хромосоме. У польских пациентов на долю мутаций в гене GUCY2D приходится 14% молекулярно подтвержденных случаев ВАЛ, где вариант c.2302C>T (p.Arg768Trp) был частым, встретившимся в трех из семи неродственных семей [42], только у одного пациента из России данный вариант встретился в гомозиготном состоянии. Биаллельные патогенные варианты в гене GUCY2D описаны у пациентов с врожденным амаврозом Лебера 1-го типа (OMIM:204000), врожденной стационарной ночной слепотой типа II (OMIM:618555) и колбочко-палочковой дистрофией 6-го типа (OMIM:601777).

Таким образом, настоящее исследование впервые дает подробную генетическую характеристику российской когорты пациентов с подозрением на наследственную патологию сетчатки. На аутосомно-рецессивные формы НЗС приходится значительная доля молекулярно подтвержденных случаев дистрофий сетчатки (72%), где на биаллельные патогенные и вероятно патогенные варианты в девяти генах (ABCA4, CNGB3, USH2A, RPE65, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D, PDE6H) приходится 73.3% всех подтвержденных случаев. Результаты исследования показали, что спектр наиболее частых форм НЗС у российских пациентов схож с европейским. Однако стоит отметить, что частые варианты c.304G>T (p.Glu102*) в гене RPE65 и c.2480G>T (p.Gly827Val) в гене CRB1 (ранее не описанный в литературе), а также комплексный аллель в гене ABCA4 p.[Leu541Pro;Ala1038Val] были зафиксированы у российских пациентов с наибольшей частотой по сравнению с другими популяционными исследованиями, что свидетельствует в пользу этнического разнообразия частых патогенных вариантов в генах НЗС.

17 патогенных и вероятно патогенных вариантов в восьми генах (ABCA4, CNGB3, RPE65, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D, PDE6H) были включены в разработанные диагностические системы детекции частых вариантов АР НЗС, которые могут быть использованы для диагностики наследственных патологий сетчатки у российских пациентов на начальном этапе, где преимуществом данных систем являются дешевизна и относительно короткие сроки проведения анализа, не сопоставимые с массовым параллельным секвенированием.

Работа выполнена в рамках Государственного бюджетного финансирования.

Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этики.

Протокол исследования одобрен комитетом по биомедицинской этике ФГБНУ “Медико-генетический научный центр” (протокол № 2021-3 от 12.03.2021).

Письменное информированное согласие было получено от законных представителей всех пациентов в возрасте до 18 лет. Было получено письменное информированное согласие от пациентов старше 18 лет.

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

About the authors

N. Yu. Ogorodova

Research Centre for Medical Genetics

Author for correspondence.
Email: ogorodova@med-gen.ru
Russian Federation, Moscow, 115522

A. A. Stepanova

Research Centre for Medical Genetics

Email: ogorodova@med-gen.ru
Russian Federation, Moscow, 115522

O. A. Shchagina

Research Centre for Medical Genetics

Email: ogorodova@med-gen.ru
Russian Federation, Moscow, 115522

V. V. Kadyshev

Research Centre for Medical Genetics

Email: ogorodova@med-gen.ru
Russian Federation, Moscow, 115522

A. V. Polyakov

Research Centre for Medical Genetics

Email: ogorodova@med-gen.ru
Russian Federation, Moscow, 115522

References

  1. Hanany M., Rivolta C., Sharon D. Worldwide carrier frequency and genetic prevalence of autosomal recessive inherited retinal diseases // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2020. V. 117. № 5. P. 2710−2716. https://doi.org/10.1073/pnas.1913179117
  2. Jespersgaard C., Fang M., Bertelsen M. et al. Molecular genetic analysis using targeted NGS analysis of 677 individuals with retinal dystrophy // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. P. 1219. https://doi.org/10.1038/s41598-018-38007-2
  3. Sharon D., Ben-Yosef T., Goldenberg-Cohen N. et al. A nationwide genetic analysis of inherited retinal diseases in Israel as assessed by the Israeli inherited retinal disease consortium (IIRDC) // Hum. Mutat. 2020. V. 41. № 1. P. 140–149. https://doi.org/10.1002/humu.23903
  4. Weisschuh N., Obermaier C.D., Battke F. et al. Genetic architecture of inherited retinal degeneration in Germany: A large cohort study from a single diagnostic center over a 9-year period // Hum. Mutat. 2020. V. 41. № 9. P. 1514–1527. https://doi.org/10.1002/humu.24064
  5. Rivolta C., Sharon D., DeAngelis M.M., Dryja T.P. Retinitis pigmentosa and allied diseases: numerous diseases, genes, and inheritance patterns // Hum. Mol. Genet. 2002. V. 11. № 10. P. 1219–1227. https://doi.org/10.1093/hmg/11.10.1219
  6. Martin-Merida I., Avila-Fernandez A., Del Pozo-Valero M. et al. Genomic landscape of sporadic retinitis pigmentosa: Findings from 877 Spanish cases // Ophthalmology. 2019. V. 126. № 8. P. 1181–1188. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2019.03.018
  7. Gao F.J., Li J.K., Chen H. et al. Genetic and clinical findings in a large cohort of Chinese patients with suspected retinitis pigmentosa // Ophthalmology. 2019. V. 126. №11. P. 1549–1556. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2019.04.038
  8. Koyanagi Y., Akiyama M., Nishiguchi K.M. et al. Genetic characteristics of retinitis pigmentosa in 1204 Japanese patients // J. Med. Genet. 2019. V. 56. № 10. P. 662–670. https://doi.org/10.1136/jmedgenet-2018-105691
  9. Avela K., Salonen-Kajander R., Laitinen A. et al. The genetic aetiology of retinal degeneration in children in Finland – new founder mutations identified //Acta Ophthalmol. 2019. V. 97. № 8. P. 805–814. https://doi.org/10.1111/aos.14128
  10. Jaakson K., Zernant J., Külm M. et al. Genotyping microarray (gene chip) for the ABCR (ABCA4) gene // Hum. Mutat. 2003. V. 22. № 5. P. 395–403. https://doi.org/10.1002/humu.10263
  11. Степанова А.А., Кадышев В.В., Щагина О.А., Поляков А.В. Селективный скрининг больных наследственными дегенерациями сетчатки для выявления целевой группы для генотерапии воретигеном непарвовеком // Медицинская генетика. 2022. Т. 21. № 10. С. 51–55. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2022.10.51-55).
  12. Zhong Z., Rong F., Dai Y. et al. Seven novel variants expand the spectrum of RPE65-related Leber congenital amaurosis in the Chinese population // Mol. Vis. 2019. V. 25. P. 204–214.
  13. Вассерман Н.Н., Щагина О.А., Поляков А.В. Результаты использования новой медицинской технологии “Система детекции наиболее частых мутаций гена FGFR3, ответственного за ахондроплазию и гипохондроплазию” в ДНК-диагностике // Мед. генетика. 2016. Т. 15. № 2. С.37–41.
  14. Гундорова П., Степанова А.А., Щагина О.А., Поляков А.В. Результаты использования новых медицинских технологий “Детекция основных точковых мутаций гена PAH методом мультиплексной лигазной реакции” и “Детекция десяти дополнительных точковых мутаций гена PAH методом мультиплексной лигазной реакции” в ДНК-диагностике фенилкетонурии // Мед. генетика. 2016. Т. 15. № 2. С. 29–36.
  15. Рыжкова О.П., Кардымон О.Л., Прохорчук Е.Б. и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS) (редакция 2018, версия 2) // Мед. генетика. 2019. Т. 18. № 2. С. 3–23. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2019.02.3-23
  16. Colombo L., Maltese P.E., Castori M. et al. Molecular epidemiology in 591 Italian probands with nonsyndromic retinitis pigmentosa and Usher syndrome // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2021. V. 62. № 2. https://doi.org/10.1167/iovs.62.2.13
  17. Shatokhina O., Galeeva N., Stepanova A. et al. Spectrum of genes for non-GJB2-related non-syndromic hearing loss in the Russian population revealed by a targeted deafness gene panel // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 24. P. 15748. https://doi.org/10.3390/ijms232415748
  18. den Hollander A.I., Koenekoop R.K., Yzer S. et al. Mutations in the CEP290 (NPHP6) gene are a frequent cause of Leber congenital amaurosis // Am. J. Hum. Genet. 2006. V. 79. № 3. P. 556–561. https://doi.org/10.1086/507318
  19. Avela K., Sankila E.M., Seitsonen S. et al. A founder mutation in CERKL is a major cause of retinal dystrophy in Finland // Acta Ophthalmol. 2018. V. 96. № 2. P. 183–191. https://doi.org/10.1111/aos.13551
  20. Lenassi E., Vincent A., Li Z. et al.A detailed clinical and molecular survey of subjects with nonsyndromic USH2A retinopathy reveals an allelic hierarchy of disease-causing variants // Eur. J. Hum. Genet. 2015. V. 23. № 10. P. 1318–1327. https://doi.org/10.1038/ejhg.2014.283
  21. van Wijk E., Pennings R.J., teBrinke H. et al. Identification of 51 novel exons of the Usher syndrome type 2A (USH2A) gene that encode multiple conserved functional domains and that are mutated in patients with Usher syndrome type II // Am. J. Hum. Genet. 2004. V. 74. № 4. P. 738–744. https://doi.org/10.1086/383096
  22. Ivanova M.E., Trubilin V.N., Atarshchikov D.S. et al. Genetic screening of Russian Usher syndrome patients toward selection for gene therapy // Ophthalmic Genet. 2018. V. 39. № 6. P. 706–713. https://doi.org/10.1080/13816810.2018.1532527
  23. Nakamura M., Lin J., Nishiguchi K. et al. Bietti crystalline corneoretinal dystrophy associated with CYP4V2 gene mutations // Adv. Exp. Med. Biol. 2006. V. 572. P. 49–53. https://doi.org/10.1007/0-387-32442-9_8
  24. Rivera A., White K., Stöhr H. et al. A comprehensive survey of sequence variation in the ABCA4 (ABCR) gene in Stargardt disease and age-related macular degeneration // Am. J. Hum. Genet. 2000. V. 67. № 4. P. 800–813. https://doi.org/10.1086/303090
  25. Ścieżyńska A., Oziębło D., Ambroziak A.M. et al. Next-generation sequencing of ABCA4: High frequency of complex alleles and novel mutations in patients with retinal dystrophies from Central Europe // Exp. Eye Res. 2016. V. 145. P. 93–99. https://doi.org/10.1016/j.exer.2015.11.011
  26. Roberts L.J., Nossek C.A., Greenberg L.J., Ramesar R.S. Stargardt macular dystrophy: Common ABCA4 mutations in South Africa-establishment of a rapid genetic test and relating risk to patients // Mol. Vis. 2012. V. 18. P. 280–289.
  27. Fujinami K., Sergouniotis P.I., Davidson A.E. et al. Clinical and molecular analysis of Stargardt disease with preserved foveal structure and function // Am. J. Ophthalmol. 2013. V. 156. № 3. P. 487–501. https://doi.org/10.1016/j.ajo.2013.05.003
  28. Valverde D., Riveiro-Alvarez R., Bernal S. et al. Microarray-based mutation analysis of the ABCA4 gene in Spanish patients with Stargardt disease: Evidence of a prevalent mutated allele // Mol. Vis. 2006. V. 12. P. 902–908.
  29. Hirji N., Aboshiha J., Georgiou M. et al. Achromatopsia: clinical features, molecular genetics, animal models and therapeutic options // Ophthalmic Genet. 2018. V. 39. № 2. P. 149–157. https://doi.org/10.1080/13816810.2017.1418389
  30. Kohl S., Varsanyi B., Antunes G.A. et al. CNGB3 mutations account for 50% of all cases with autosomal recessive achromatopsia // Eur. J. Hum. Genet. 2005. V. 13. № 3. P. 302–308. https://doi.org/10.1038/sj.ejhg.5201269
  31. Sun W., Li S., Xiao X., et al. Genotypes and phenotypes of genes associated with achromatopsia: A reference for clinical genetic testing // Mol. Vis. 2020. V. 26. P. 588–602.
  32. Mayer A.K., Van Cauwenbergh C., Rother C. et al. CNGB3 mutation spectrum including copy number variations in 552 achromatopsia patients // Hum.Mutat. 2017. V. 38. № 11. P. 1579–1591. https://doi.org/10.1002/humu.23311
  33. Wissinger B., Gamer D., Jägle H. et al. CNGA3 mutations in hereditary cone photoreceptor disorders // Am. J. Hum. Genet. 2001. V. 69. № 4. P. 722–737. https://doi.org/10.1086/323613
  34. Kohl S., Coppieters F., Meire F. et al. A nonsense mutation in PDE6H causes autosomal-recessive incomplete achromatopsia // Am. J. Hum. Genet. 2012. V. 91. № 3. P. 527–532. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2012.07.006
  35. Holtan J.P., Selmer K.K., Heimdal K.R., Bragadóttir R. Inherited retinal disease in Norway – a characterization of current clinical and genetic knowledge // Acta Ophthalmol. 2020. V. 98. № 3. P. 286–295. https://doi.org/10.1111/aos.14218
  36. Pedurupillay C.R., Landsend E.C., Vigeland M.D. et al. Segregation of incomplete achromatopsia and alopecia due to PDE6H and LPAR6 variants in a consanguineous family from Pakistan // Genes (Basel). 2016. V. 7. № 8. https://doi.org/10.3390/genes7080041
  37. Lopez-Rodriguez R., Lantero E., Blanco-Kelly F. et al. RPE65-related retinal dystrophy: Mutational and phenotypic spectrum in 45 affected patients // Exp. Eye Res. 2021. V. 212. https://doi.org/10.1016/j.exer.2021.108761
  38. Sallum J.MF., Kaur V.P., Shaikh J. et al. Epidemiology of Mutations in the 65-kDa Retinal Pigment Epithelium (RPE65) Gene-Mediated Inherited Retinal Dystrophies: A Systematic Literature Review // Adv. Ther. 2022. V. 39. № 3. P. 1179–1198. https://doi.org/10.1007/s12325-021-02036-7
  39. Zobor D., Brühwiler B., Zrenner E. et al. Genetic and clinical profile of retinopathies due to disease-causing variants in Leber congenital amaurosis (LCA)-associated genes in a large German cohort // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 10. https://doi.org/10.3390/ijms24108915
  40. Dharmaraj S.R., Silva E.R., Pina A.L. et al. Mutational analysis and clinical correlation in Leber congenital amaurosis // Ophthalmic Genet. 2000. V. 21. № 3 P. 135–150. https://doi.org/10.1076/1381-6810(200009)2131-ZFT135
  41. Chen Y., Zhang Q., Shen T. et al. Comprehensive mutation analysis by whole-exome sequencing in 41 Chinese families with Leber congenital amaurosis // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2013. V. 54. № 6. P. 4351–4357. https://doi.org/10.1167/iovs.13-11606
  42. Skorczyk-Werner A., Sowińska-Seidler A., Wawrocka A. et al. Molecular background of Leber congenital amaurosis in a Polish cohort of patients-novel variants discovered by NGS // J. Appl. Genet. 2023. V. 64. № 1. P. 89–104. https://doi.org/10.1007/s13353-022-00733-9
  43. Vallespin E., Cantalapiedra D., Riveiro-Alvarez R. et al. Mutation screening of 299 Spanish families with retinal dystrophies by Leber congenital amaurosis genotyping microarray // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2007. V. 48. № 12. P. 5653–5661. https://doi.org/10.1167/iovs.07-0007
  44. Thompson J.A., De Roach J.N., McLaren T.L. et al. The genetic profile of Leber congenital amaurosis in an Australian cohort // Mol. Genet. Genomic Med. 2017. V. 5. № 6. P. 652–667. https://doi.org/10.1002/mgg3.321
  45. Coppieters F., Casteels I., Meire F.et al. Genetic screening of LCA in Belgium: Predominance of CEP290 and identification of potential modifier alleles in AHI1 of CEP290-related phenotypes // Hum. Mutat. 2010. V. 31. № 10. P. E1709–1766. https://doi.org/10.1002/humu.21336
  46. Vallespin E., Lopez-Martinez M.A., Cantalapiedra D. et al. Frequency of CEP290 c.2991_1655A>G mutation in 175 Spanish families affected with Leber congenital amaurosis and early-onset retinitis pigmentosa // Mol. Vis. 2007. V. 13. P. 2160–2162.
  47. Sundaresan P., Vijayalakshmi P., Thompson S.et al. Mutations that are a common cause of Leber congenital amaurosis in northern America are rare in southern India // Mol. Vis. 2009. V. 15. P. 1781–1787.
  48. Seong M.W., Kim S.Y., Yu Y.S.et al. Molecular characterization of Leber congenital amaurosis in Koreans // Mol. Vis. 2008. V. 14. P. 1429–1436.
  49. Corton M., Tatu S.D., Avila-Fernandez A.et al. High frequency of CRB1 mutations as cause of Early-Onset Retinal Dystrophies in the Spanish population // Orphanet J. Rare Dis. 2013. V. 8. https://doi.org/10.1186/1750-1172-8-20
  50. Bujakowska K., Audo I., Mohand-Saïd S. et al. CRB1 mutations in inherited retinal dystrophies // Hum. Mutat. 2012. V. 33. № 2. P. 306–315. https://doi.org/10.1002/humu.21653
  51. Huang X.F., Huang F., Wu K.C. et al. Genotype–phenotype correlation and mutation spectrum in a large cohort of patients with inherited retinal dystrophy revealed by next-generation sequencing // Genet. Med. 2015. V. 17. № 4. P. 271–278. https://doi.org/10.1038/gim.2014.138
  52. Hanein S., Perrault I., Olsen P. et al. Evidence of a founder effect for the RETGC1 (GUCY2D) 2943DelG mutation in Leber congenital amaurosis pedigrees of Finnish origin // Hum. Mutat. 2002. V. 20. № 4. P. 322–323. https://doi.org/10.1002/humu.9067
  53. Bouzia Z., Georgiou M., Hull S. et al. GUCY2D-associated Leber congenital amaurosis: A retrospective natural history study in preparation for trials of novel therapies // Am. J. Ophthalmol. 2020. V. 210. P. 59–70. https://doi.org/10.1016/j.ajo.2019.10.019

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Visualization of the results of fragmentary analysis of PCR products of MLPA detection systems for frequent variants in the ABCA4 and RPE65 genes. The first sample: variants of p.Arg91Gln and p.Glu102* in the heterozygous state were found in the RPE65 gene; the second sample is normal; the third sample: the complex allele of p.[Leu541Pro;Ala1038Val] in the homo–/hemizygous state was found in the ABCA4 gene.

Download (260KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Visualization of the results of fragmentary analysis of PCR products of MLPA detection systems for frequent variants in the CNGB3, CRB1, CNGA3, CEP290, GUCY2D and PDE6H genes. The first sample: a variant of p.Ser12* was found in the PDE6H gene in a homo-/hemizygous state; the second sample: variants of p were found in the CNGB3 gene.Thr383Ilefs*13 and p.Arg274Valfs*13 in a heterozygous state; the third sample is normal.

Download (245KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».