Преждевременная недостаточность яичников: генетические причины и тактика ведения пациенток (обзор литературы)

Полный текст

Преждевременное истощение яичников или более корректно — преждевременная недостаточность яичников (ПНЯ) (в англоязычной литературе — insufficiency) — синдром, характеризующийся гипергонадотропной недостаточностью яичников и снижением их функции в возрасте до 40 лет. Граница возрастного периода в 40 лет принята в связи с ее отражением в двух стандартных отклонениях от среднего возраста наступления естественной менопаузы. Согласно данным исследования 2005 г. распространенность данного заболевания составляет примерно 1,1 % в популяции [1] и до 3,7 % в некоторых странах Европы [2].

Женщина рождается примерно с 700 тыс. — 1 млн ооцитов внутри примордиальных фолликулов. Длительность сохранения этого пула определяет продолжительность репродуктивного периода конкретной женщины. ПНЯ появляется вследствие потери этих фолликулов с последующим бесплодием и потерей яичниками способности к продукции эстрогенов. Причины ПНЯ могут быть связаны с уменьшением количества примордиальных фолликулов за счет усиленной атрезии и/или разрушения или отклонениями в рекрутировании, созревании примордиальных фолликулов [3].

Факторы, лежащие в основе патогенеза ПНЯ, можно разделить на спонтанные и индуцированные [4]. К спонтанным относятся идиопатические, генетические, иммунологические (аутоиммунные) — во многом связанные с генетическими, а также инфекционные; к индуцированным — оперативные вмешательства на яичниках, химио- и лучевая терапия, воздействие гонадотоксичных агентов, эмболизация маточных артерий.

Генетические причины преждевременной недостаточности яичников

Условно генетические причины преждевременного истощения яичников можно разделить на несколько групп [5]: гены, влияющие на развитие яичников; деление и репарацию ДНК; на развитие фолликулов и гормональные сигналы; метаболизм; иммунологическую регуляцию, гены без явного механизма действия; хромосомные причины.

Гены, влияющие на развитие яичников

Ряд генов, влияющих на развитие яичников, вовлечен в гонадогенез. К ним, например, относится NR5A1 (steroidogenic factor 1; стероидогенный фактор 1), кодирующий стероидогенный фактор 1, который является ядерным рецептором, регулирующим развитие адреналовой и репродуктивной систем. Мутации в гене NR5A1 способны вызывать ряд овариальных аномалий, включая дисгенезию гонад и преждевременное истощение яичников. В когортном исследовании было показано, что мутации в гене NR5A1 редки, и только четыре миссенс-варианта были обнаружены у трех пациентов с идиопатическим преждевременным истощением яичников [6], но при этом ни один из них не вызывал клинически значимого функционального нарушения. Средняя частота мутаций в этом исследовании составила 1,6 %, что совпадает с данными другого когортного исследования [7], но это показатель оказался значительно более низким, чем в других работах, возможно, из-за меньшего объема выборок [8].

NR5A1 — ключевой ген, необходимый для функционирования гонад, и его варианты связаны с широким фенотипическим спектром нарушений полового развития и обнаруживаются у 0,26–8 % пациентов с ПНЯ.

Мутации NR5A1 можно условно разделить на редкие и часто встречающиеся, причем часто встречающиеся формы незначительно нарушают функцию белка, что приводит к менее выраженным клиническим проявлениям, или служат фактором риска возникновения ПНЯ, что может способствовать сохранению фертильности у молодых женщин с вариантами этого белка [9].

FOXL2 (forkhead transcription factor; фактор транскрипции развилки) — это другой ген, необходимый для гаметогенеза. Он экспрессируется у человека при развитии век и фолликулов, мутации в этом гене были описаны при синдроме BPES [10]. BPES (blepharophimosis, ptosis, epicanthus inversus syndrome) — это аутосомно-доминантное состояние, характеризуемое определенными мальформациями век, которое может быть ассоциировано с преждевременным истощением яичников (BPES, тип I) или не ассоциировано с ним (BPES, тип II) [11, 12]. Белок FOXL2 нужен не только в период внутриутробного развития, но и для постнатального поддержания функции яичников, а именно для предотвращения инверсии яичников, что было показано на экспериментальной модели у самок мышей при выключении гена FOXL2 [13]. FOXL2 хорошо изучен у человека, мышей, коз, он экспрессируется в период пренатального развития и в подростковом возрасте и локализуется в гранулезных клетках малых и средних фолликулов, в кумулюсных клетках преовуляторного фолликула. У мышей с нарушениями FOXL2 наблюдаются дисморфизмы век, лба, и они стерильны. Тем не менее фенотипы яичников, несущих мутации FOXL2, вариабельны. У одних пациенток с мутациями FOXL2 выявлен блок созревания, сходный с таковым у мышей (что было продемонстрировано на модели по данным гистологического исследования), у других женщин при гистологическом исследовании биоптата яичников отклонений не обнаружено, но существовали нарушения соотношения примордиальных и первичных фолликулов и отмечалась тенденция к образованию кист яичников [14]. У пациентов с BPES и с мутацией FOXL2 могут быть яичники в виде полоски с фолликулами, превращающимися в рубцы. С учетом вышесказанного становится ясно, что возможны различные фенотипы яичников и дефекты фолликулов у пациенток с мутациями FOXL2.

BMPR1B (bone morphogenetic protein receptor type 1B; рецептор костного морфогенетического белка типа 1B) — рецептор для GDF, таких как GDF5, он важен для развития гонад и скелета. Мутации в гене BMPR1B могут вызывать хондродисплазию с отсутствием или недоразвитием яичников [5]. BMP15 (bone morphogenetic protein 15; костный морфогенетический белок 15-го типа) и GDF9 (growth differentiation factor 9; фактор дифференцировки роста 9) играют важную роль в развитии примордиальных фолликулов, процессе овуляции, образовании желтого тела, пролиферации гранулезных клеток и созревании ооцитов через паракринные/аутокринные сигнальные пути.

Гены, влияющие на деление и репарацию ДНК

Поскольку примордиальные половые клетки проходят быстрое деление для образования пула примордиальных фолликулов и затем вступают в деление мейоза с длительной остановкой в профазе I, гены, вовлеченные в клеточное деление, важны для функционирования яичников. Мейотические гены играют разные роли, такие как гарантирование корректного расхождения хромосом, организация волокон веретена деления и физическое разделение хромосом или гомологичная рекомбинация.

Известно, что когезины необходимы для когезии (связи в области центромеры) сестринских хроматид во время деления клетки. Когезин представляет собой белковый комплекс, который играет ключевую роль в репарации ДНК путем гомологичной рекомбинации, а также в когезии и сегрегации хромосом во время клеточного деления.

Мутации в STAG3 (stromal antigen 3; стромальный антиген 3), который кодирует один из когезинов, участвуют в профазе I мейоза и, как сообщали ранее, может вызывать преждевременное истощение яичников [15]. Два гомозиготных варианта (c.877_885del, p.293_295del; c.891_893dupTGA, p.297_298ins Asp) в гене STAG3 были обнаружены у двух китайских сестер с ПНЯ и семейным анамнезом данной патологии в пяти поколениях. Однако не до конца ясно, каким образом эти варианты STAG3 могут приводить к ПНЯ и бесплодию [16].

POF1B (premature ovarian failure protein 1B; белок преждевременной недостаточности яичников 1В) — это миозинподобный белок, который взаимодействует с немышечными актиновыми филаментами и также может участвовать в делении мейоза. POF1B расположен на длинном плече Х-хромосомы в регионе, принципиальном для функционирования яичников, и мутации в POF1B могут вызывать преждевременное истощение яичников [17].

Во время мейоза гомологичная рекомбинация происходит между парными хромосомами и нуждается в синаптонемальном комплексе (белковом комплексе, формирующемся между гомологичными хромосомами и удерживающем их в процессе кроссинговера, то есть обмена участками генетической информации). Нарушения этого комплекса приводят к бесплодию у мышей, и мутации в субъединице SYCE1 комплекса (synaptonemal complex central element protein 1; белок 1 центрального элемента синаптонемального комплекса) могут вызвать преждевременную овариальную недостаточность у женщин [18, 19]. Другие компоненты синаптонемального комплекса рассматривают в качестве возможных кандидатов для возникновения ПНЯ, и на мышиных моделях было показано, что они приводят к бесплодию [20–22].

Другие гены, необходимые для гомологичной рекомбинации, такие как HFM1 (helicase for meiosis 1; геликаза для мейоза 1) и PSMC3IP (proteasome 26S subunit ATPase 3 interacting protein; протеасома 26S субъединица, АТФаза, 3-взаимодействующий белок), также могут при наличии мутаций вызывать ПНЯ у человека [23, 24].

Мутации в гене NUP107 (nucleoporin 107; нуклеопорин 107), кодирующем комплекс ядерных пор, могут вызывать ПНЯ у женщин с кариотипом ХХ [25]. Главная роль порового комплекса — перенос макромолекул между ядром и цитоплазмой. Комплекс ядерных пор позволяет осуществить селективный транспорт регуляторных факторов в ядро, так же как и транспорт из ядра специфических молекул РНК, таким образом способствуя специфической экспрессии генов и трансдукции сигналов. Точная роль NUP107 еще будет определена, но при исследовании на насекомых установлено, что регуляция генов, в частности у Drosophila melanogaster, необходима для прогрессии клеточных циклов митоза и мейоза [25]. Например, у Drosophila Seh1 — компонент комплекса NUP107–160 — связывается с Mio — белком, необходимым для архитектуры ядра и процесса меойза [26]. Изменения в Seh1 (SEH1 like nucleoporin; SEH1 как нуклеопорин) приводят к нарушению митотического деления половых клеток и к ошибкам мейоза [26].

Существует большое число генов-кандидатов, которые вовлечены в мейоз и изменяют количество фолликулов или отрицательно влияют на выживание ооцитов у мышей. Нарушения клеточных делений вследствие нарушений в вышеупомянутых генах, возможно, приводят к аномалиям ооцитов, которые затем подвергаются апоптозу в ходе созревания. Необходимость точного деления также подразумевает эффективные механизмы репарации ДНК.

Первым геном, связанным с репарацией ДНК и с ПНЯ, был ATM (ataxia telangiectasia mutated; мутация атаксии-телеангиэктазии) [27]. ATM — это сериновая/треониновая киназа, принадлежащая семейству киназ PI3/PI4, необходимая для клеточного ответа на повреждение ДНК. ATM вовлечена в функционирование яичников, и ее дефицит может приводить к ПНЯ. Делеция локуса ATM у мышей усиливает деградацию примордиальных фолликулов в профазе I мейоза в ходе оогенеза, что впоследствии приводит к дефициту примордиальных и созревающих фолликулов [28]. В исследовании H. Liu и соавт. с помощью полноэкзомного секвенирования было показано, что пациентки с вторичной аменореей и ПНЯ могут быть носителями варианта c.2367C>G ATM [29].

К другим генетическим причинам, ассоциированным с генами, вовлеченными в репарацию ДНК и связанными с повышенным риском рака, преждевременным старением и ПНЯ, можно отнести мутацию в NBN (nibrin; нибрин), синдром Bloom, вызванный мутацией в BLM, синдром Werner в связи с мутацией в WRN (WRN RecQ like helicase; геликаза WRN), анемию Фанкони, причиной которой является мутация в таких генах, как FANCA (Fanconi anemia complementation group A; анемия Фанкони группа комплемента А), FANCC (Fanconi anemia complementation group С; анемия Фанкони группа комплемента С) и FANCG (Fanconi anemia complementation group G; анемия Фанкони группа комплемента G), и синдром Rothmund-Thomson, вызванный мутацией в RECQL4 (ATP-dependent DNA helicase Q4; АТФ-зависимая ДНК-геликаза Q4) [5].

Ряд других генов, вовлеченных в репарацию ДНК, также ассоциирован с возникновением ПНЯ. MCM8 (minichromosome maintenance complex component 8; компонент 8 комплекса поддержания мини-хромосом) и MCM9 (minichromosome maintenance complex component 9; компонент 9 комплекса поддержания мини-хромосом) кодируют белки, необходимые для гомологичной рекомбинации ДНК при повреждении. Отсутствие белков MCM8 и MCM9 способствует ошибкам в процессе мейоза у мышей, например остановке профазы I, остановке развития первичных фолликулов и частому развитию опухолей у мышей MCM8^–/–, а также полному отсутствию ооцитов у мышей MCM9^–/– [30].

Мутации в MCM8 вызывают ПНЯ при гипотиреозе [31], мутации в MCM9 приводят к ПНЯ, ассоциированной с маленьким ростом [32], изолированной ПНЯ [33] или ПНЯ, ассоциированной с колоректальным раком [34]. В недавнем исследовании выявлено значительное количество потенциально опасных и новых вариантов мутаций MCM8 и MCM9, вызывающих ПНЯ. [35]. Мутации в гене CSB-PGBD3, который кодирует белок, вовлеченный в транскрипционную репарацию парной ДНК, также приводят к ПНЯ [36].

В ходе эмбрионального развития массивный апоптоз половых клеток обусловливает элиминацию клеток, неспособных к репликации. Более того, в ходе нормальных овуляторных циклов только один доминантный фолликул достигает прогрессии, тогда как остальные подвергаются атрезии. Следовательно, гены, вовлеченные в апоптоз, также являются кандидатными для формирования ПНЯ. NANOS3 (nanos homolog 3; гомолог гена Nanos) оказывает прямое воздействие на процесс подавления апоптоза мигрирующих примордиальных половых клеток, и мутации в NANOS3 ассоциированы с ПНЯ [37, 38]. Прогестерон оказывает антиапоптотическое влияние на клетки яичника, и мутации или транслокации в мембранном компоненте рецептора прогестерона PGRMC1 (membrane-associated progesterone receptor component 1; мембраносвязывающий компонент рецептора прогестерона 1) также были обнаружены у пациентов с ПНЯ [39]. Потенциальная роль апоптоза в ПНЯ была показана на мышиных моделях, например при нокаутировании мышей по гену BCL2 (apoptosis regulator BCL-2; регулятор апоптоза BCL-2) [40].

Гены, влияющие на развитие фолликула и гормональные сигналы

С развитием технологии NGS (next generation sequencing — секвенирование нового поколения) объем информации о молекулярных основах идиопатической ПНЯ значительно увеличился. С использованием технологии секвенирования идентифицированы некоторые новые патогенные варианты уже хорошо изученных ранее генов (FSHR, GDF9, BMP15, FIGLA и NOBOX). Эти гены были первыми описаны в патогенезе ПНЯ из-за их роли в развитии и/или функционировании яичников. Их можно условно разделить на функциональные подгруппы: 1) развитие половых клеток; 2) оогенез и фолликулогенез; 3) стероидогенез и 4) гормональные сигналы [41]. В ходе эмбрионального развития большое количество половых клеток элиминирует путем апоптоза и мутации в генах, вовлеченных в этот процесс, например NANOS3, описанный выше [37], и EIF4ENIF1 (eukaryotic translation initiation factor 4E nuclear import factor 1; фактор инициации трансляции эукариот 4E) [42], которые могут приводить к фенотипическим проявлениям ПНЯ.

Более того, на развитие ПНЯ могут влить многие факторы, вовлеченные в рекрутирование, развитие и созревание фолликулов и ооцитов. Они включают факторы роста, такие как BMPs (bone morphogenetic protein s; костный морфогенетический белок s), GDFs (growth differentiation factor s; фактор дифференцировки роста s), и нейротрофические факторы (такие как NGF, нейротрофический фактор головного мозга, нейротрофический фактор глиальных клеток).

Факторы роста семейства TGFâ (transforming growth factor beta; трансформирующий фактор роста â) (BMP15 и GDF9) играют принципиальную роль в функционировании яичников [42].

BMP15 — специфический фактор роста/дифференцировки ооцитов, кодируется в локусе Xp, необходимом для детерминирования овариального резерва. Биологические свойства BMP15 включают промоцию роста и созревания фолликулов, регуляцию чувствительности гранулезных клеток к фолликулостимулирующему гормону (ФСГ) и детерминирование пула фолликулов, предотвращение апоптоза гранулезных клеток. Мутации BMP15 предположительно вызывают X-сцепленную доминантную ПНЯ [44]. В 2019 г. были опубликованы результаты сравнительного анализа частоты встречаемости аллелей BMP15 у пациенток с ПНЯ и женщин без данной патологии. В исследуемую группу вошли 119 женщин с ПНЯ (их подразделили на две подгруппы — с уровнем ФСГ более 25 мМЕ/мл и от 10 до 25 мМЕ/мл), в контрольную — 88 женщин без ПНЯ старше 50 лет. Анализ генотипов BMP15 и аллелей показал, что более часто в исследуемой группе встречались генотипы CT и TT BMP15:c.852 C>T [45].

Другие члены семейства BMP, такие как BMP4 (bone morphogenetic protein 4; костный морфогенетический белок 4-го типа) и BMP7 (bone morphogenetic protein 7; костный морфогенетический белок 7-го типа), играют роль в гормональном контроле фолликулогенеза и могут быть ассоциированы с развитием ПНЯ.

Еще один кандидатный ген — GDF9. Белок GDF9 необходим для фолликулогенеза в яичниках, мутации в гене приводят к ПНЯ, вторичной аменорее, впервые описанных для аутосомно-доминантного типа наследования [46–48]; тем не менее гетерозиготные мыши GDF9^+/− фертильны, и только мыши GDF9-null женского пола бесплодны из-за блока первичных стадий развития фолликулов [5, 41].

Ген NOBOX (nobox oogenesis homeobox; гомеобокс-белок) — специфический для ооцитов, действующий как регулятор транскрипции овариальных генов, включая GDF9 и BMP15. Мутации в гене NOBOX могут приводить к ПНЯ [49]. Все мутации NOBOX были обнаружены в гетерозиготном состоянии [50]. Если сравнивать клинические проявления мутаций NOBOX у пациенток и у нокаутированных мышей, то у больных клинические проявления были менее тяжелыми и более вариабельными, что, возможно, связано с гетерозиготным носительством мутаций [51].

Мутации, вызывающие ПНЯ, были обнаружены в SOHLH1 (spermatogenesis and oogenesis-specific basic helix-loop-helix-containing protein 1; специфичный для сперматогенеза и оогенеза спираль – петля – спираль-содержащий белок 1), который кодирует фактор транскрипции, вовлеченный в фолликулогенез на ранних этапах [51]. SOHLH1 экспрессируется только на ранних этапах фолликулогенеза, во вторичных фолликулах его экспрессия отсутствует, и для пациенток с мутациями SOHLH1 характерен маленький объем яичников, что предполагает возможную роль данного белка в развитии яичников и половых клеток, так же как и в фолликулогенезе [51, 52].

Поскольку развитие фолликулов во многом гормонально опосредовано, множество генов, вовлеченных в патогенез ПНЯ, относится к регуляции гормональных сигналов. Ключевой гормон, отвечающий за рост и развитие фолликулов — ФСГ. ФСГ состоит из двух субъединиц — á-субъединицы, схожей с лютеинизирующим гормоном и хорионическим гонадотропином человека, и специфической â-субъединицы. Мутации в FSHâ (follicle stimulating hormone subunit â; субъединица фолликулостимулирующего гормона â), который кодирует â-субъединицу, вызывают дефицит ФСГ и аменорею [5]. Мутации рецептора ФСГ (FSHR, follicle stimulating hormone receptor; рецептор фолликулостимулирующего гормона) ассоциированы с различными проявлениями ПНЯ. FSHR — один из генов ПНЯ, в котором проявляется связь между особенными мутациями и их специфическими фенотипическими последствиями [5]. Например, гомозиготный вариант инактивирующей мутации p.A189V, одной из часто встречающихся мутаций в финской популяции, вызывает первичную аменорею, гипергонадотропный гипогонадизм и гипопластичные яичники с нарушениями роста фолликулов [53]. При данной мутации у пациенток не наблюдается функционального ответа на введение больших доз ФСГ, что отражает отсутствие сигналов от FSHR [54]. Были также описаны пациенты с ПНЯ и отсутствием ответа на высокие дозы ФСГ и с мутацией p.P519T, которая тоже блокирует функцию FSHR. В литературе представлены данные о двух пациентках с гетерозиготной мутацией FSHR (p.I160T/R573C; p.D224V/L601V), которая была связана только с частичной потерей функции рецепторов ФСГ [55]. Эти мутации также ассоциированы с особым фенотипом, характеризующимся нормальным развитием в пубертате, первичной или вторичной аменореей и нормальным размером яичников. Уровень ФСГ у этих женщин очень высок, несмотря на нормальные размеры яичников и наличие антральных фолликулов. Получается, что развитие фолликулов остается нормальным до стадии малых антральных фолликулов и нарушается на более поздних стадиях [5]. Понимание резидуальной функции вариантов FSHR дает картину фенотипа.

Известно, что функциональные полиморфизмы FSHR могут приводить к дисфункции ФСГ, снижению овариальной функции и индуцировать развитие ПНЯ. Полиморфизмы rs6165 и rs6166 — две наиболее частые миссенс-мутации FSHR, которые заменяют G на A в двух локусах и таким образом влияют на связывание ФСГ с его рецептором. Чтобы оценить потенциальные взаимосвязи между полиморфизмами FSHR и ПНЯ у человека, в метаанализ включили 14 исследований полиморфизма rs6165 (590 случаев и 1170 контрольных) и 13 исследований по полиморфизму rs6166 (640 случаев заболевания и 1333 контрольных случая). Не было выявлено значимых взаимоотношений между двумя исследуемыми полиморфизмами и ПНЯ. Однако при дальнейшем анализе в зависимости от этнической принадлежности обнаружили, что полиморфизм rs6166 имеет значение в формировании ПНЯ для азиатских женщин [56].

Еще одним геном, заслуживающим внимания, является FIGLA (factor in the germline alpha; фактор альфа зародышевой линии). Этот ген кодирует белок, который участвует в постнатальной экспрессии гена, специфичной для ооцитов. Белок представляет собой основной фактор транскрипции спираль – петля – спираль, который регулирует несколько генов, специфичных для ооцитов, включая гены, участвующие в фолликулогенезе, и гены, которые кодируют zona pellucida. Мутации в этом гене вызывают преждевременную недостаточность яичников [57].

Экспрессия FIGLA была обнаружена в фолликулах яичников и ооцитов в метафазе II. Это позволяет предположить, что данный ген регулирует оогенез, пока ооциты не станут зрелыми [59]. FIGLA связывается с фактором транскрипции E12 (TCF3) с образованием димера, который связывается с E-боксом ZP2, играющим ключевую роль в выживании ооцитов [59]. В ходе исследования была определена связь между геном FIGLA и вариантами и встречаемостью ПНЯ в индийской популяции. Аллели c.427GYC и c.557CYT повышают риск возникновения ПНЯ у индийских женщин. Было выявлено также участие c.252CYT и c.427GYC в патогенезе ПНЯ [60].

Наше правильное понимание структуры и функции первичных фолликулов преимущественно основано на исследованиях на мышах. Мыши с дефицитом FIGLA теряют все примордиальные фолликулы сразу после рождения. Экспрессия генов ZP1, ZP2 и ZP3 отсутствует у мышей с «выключенным» FIGLA. У генетически измененных мышей, которые не продуцируют ZP1 или ZP3, либо аномальная блестящая зона, либо она отсутствует, что приводит к бесплодию. Эти факторы указывают, что FIGLA является важным регулятором репродуктивной функции [59, 61, 62].

По результатам другого исследования, рецессивное наследование мутаций в FIGLA участвует в патогенезе ПНЯ. У пациенток с гомозиготной мутацией наблюдается первичная аменорея, а у пациенток с гетерозиготной мутацией — вторичная аменорея. Предполагают, что гаплонедостаточность FIGLA может вызывать более умеренную форму ПНЯ, чем мутации гомозиготного аллеля FIGLA [63].

Стероидогенез — другой ключевой гормональный процесс, который должен быть интактным для нормального функционирования яичников. Стероидогенез — это процесс синтеза стероидных гормонов (прогестерона, андрогенов, эстрогенов, минералокортикоидов, глюкокортикоидов) в надпочечниках, гонадах и ряде других тканей. У женщин биосинтез эстрогенов начинается в митохондриях тека-клеток, где холестерол конвертируется в прегненолон с помощью фермента цитохрома P450 (CYP11). Прегненолон затем конвертируется в андрогены с помощью фермента CYP17 (cytochrome P450 family 17; цитохром Р450 семейство 17). Клетки гранулезы осуществляют конверсию андрогенов в эстрогены с помощью CYP19 (cytochrome P450 family 19; цитохром Р450 семейство 19). Эстрогены выполняют различные функции в женской репродуктивной системе, включая рост матки и молочных желез, стимулируют рост эндометрия, так же как и моделирование овуляторного цикла, например ингибируя ФСГ для предотвращения овуляции нескольких фолликулов или активируя лютеинизирующий гормон [5]. Все гены, вовлеченные в стероидогенез, являются кандидатами для ПНЯ, и мутации в некоторых из них уже связаны с ПНЯ у пациентов. Определено, что белок STAR (steroidogenic acute regulatory protein; стероидогенный белок острой регуляции) ответственен за транспорт холестерола в митохондрии для его конверсии в стероиды. Мутации в гене STAR вызывают врожденную липоидную гиперплазию надпочечников. В тяжелых случаях отсутствие стероидов обусловливает адреналовые кризы с ранней неонатальной смертью. В менее тяжелых формах мутации STAR приводят к неклассической липоидной врожденной гиперплазии надпочечников. Поскольку яичники не экспрессируют STAR до пубертата, они не вовлечены в патологический процесс, но после пубертата липиды аккумулируются и у таких женщин может развиться ПНЯ [5, 41].

Мутации непосредственно в генах CYP17A1 (cytochrome P450 family 17 subfamily A member 1; цитохром Р450 семейство 17 подсемейство А член 1) и CYP19A1 (cytochrome P450 family 19 subfamily A member 1; цитохром Р450 семейство 19 подсемейство А член 1), кодирующих ферменты для гидроксилирования прегненолона/прогестерона и ароматизации эстрогенов соответственно, вызывают ПНЯ разной степени выраженности [5].

Гены, влияющие на метаболизм ооцитов

Многие из генов, которые приводят к возникновению ПНЯ, вовлечены в метаболизм или функционирование митохондрий. Необходимость функционирования копий этих генов может быть следствием высокой потребности яичников в энергии, или потенциального оксидативного стресса, или поражения яичников вследствие ошибок метаболических или митохондриальных функций. Ряд исследователей показали, что у женщин с ПНЯ повышен уровень маркеров оксидативного стресса [5].

По сравнению с большинством соматических клеток, которые могут содержать от 1000 до 10 000 копий митохондриальной ДНК (мтДНК) [64], ооциты человека содержат около 100 000 копий мтДНК. Большое количество копий мтДНК, вероятно, необходимо ооцитам для поддержания эмбрионального развития после оплодотворения и до имплантации [65]. Уровень мтДНК у женщин в ПНЯ или в группе «бедного» ответа на овариальную стимуляцию значительно снижен [66]. Причем пониженное содержание копий мтДНК в крови пациентов может отражать в целом усиленный процесс старения, а не только процесс старения яичников [65].

В литературных источниках описан ряд генов, кодирующих митохондриальные белки и связанных с ПНЯ при наличии в них мутаций. У пациентов с мутациями в генах, кодирующих мтДНК-полимеразу-γ (POLG, mitochondrial DNA polymerase catalytic subunit; каталитическая субъединица митохондриальной ДНК-полимеразы), наблюдаются клинические проявления прогрессивной наружной офтальмоплегии, которая включает симптомы слепоты и миопатии и часто недостаточность яичников или сочетание паркинсонизма и ПНЯ [67, 68]. POLG необходим для эффективной и точной функции мтДНК, и у пациентов с мутациями в этом гене присутствуют деплеции и/или делеции мтДНК. У пациенток с мутациями в C10orf2 (T7 helicase-related protein with intramitochondrial nucleoid localization; белок, связанный с геликазой Т7, с внутримитохондриальной локализацией нуклеоидов) обнаружены деплеции или делеции мтДНК и ПНЯ с потерей слуха [69].

C10orf2 — митохондриальная геликаза, ответственная за разматывание мтДНК перед ее репликацией. Эффективная митохондриальная трансляция также нужна для нормального функционирования яичников, что было продемонстрировано у пациенток с ПНЯ и мутациями в генах, вовлеченных в синтез митохондриальных транспортных РНК (тРНК, tRNA), таких как LARS2 (leucyl-tRNA synthetase 2, mitochondrial; лейцил-тРНК синтетаза 2, митохондриальная), HARS2 (histidyl-tRNA synthetase 2, mitochondrial; гистидил-тРНК-синтетаза 2, митохондриальная) и AARS2 (alanyl-tRNA synthetase 2, mitochondrial; аланил-тРНК-синтетаза 2, митохондриальная). В случаях мутаций LARS2 и HARS2 ПНЯ ассоциирована с потерей слуха и синдромом Perrault. При наличии мутации AARS2 ПНЯ ассоциирована с дебютом энцефалопатии в подростковом возрасте [5].

Другая причина синдрома Perrault — это мутация HSD17B4 (hydroxysteroid 17-beta dehydrogenase 4; гидроксистероид 17-бета-дегидрогеназа 4) [70], хотя у большинства пациенток с мутациями в этом гене фенотип наиболее яркий и они не доживают до пубертата. Этот ген кодирует многофункциональный фермент, вовлеченный в окисление жирных кислот и метаболизм стероидов, в дальнейшем нарушает метаболизм клеток и функцию яичников.

Должный метаболизм галактозы также необходим для функционирования яичников, что было показано у пациенток с мутациями GALT (galactose-1-phosphate uridylyltransferase; галактозо-1-фосфатуридилилтрансфераза) с галактоземией, из которых до 80–90 % женщин страдают ПНЯ. Без должного метаболизма галактоза накапливается на токсичном уровне и усиливает атрезию фолликулов. Были идентифицированы более 150 мутаций в этом гене, которые потенциально могут влиять на функционирование яичников [5].

Врожденные аномалии гликозилирования (CDG) — группа редких врожденных аутосомно-рецессивных заболеваний, нарушающих синтез гликопротеинов, вызванных мутациями в PMM2 (phosphomannomutase 2; фосфоманномутаза 2) (CDG1) — гене, который кодирует фермент фосфоманномутазу, необходимый для конверсии маннозо-6-фосфата в маннозо-1-фосфат. У пациентов с мутациями в гене РММ2 наблюдается широкий спектр неврологических симптомов различной степени выраженности [71], а у больных женского пола могут отмечаться признаки ПНЯ, причем без неврологических нарушений, что было описано в клиническом случае сестер с ПНЯ [72].

Гены, влияющие на иммунную регуляцию

Известно, что аутоиммунные заболевания, такие как системная красная волчанка, тиреоидит Хашимото, болезнь Аддисона, часто сочетаются с ПНЯ. Предполагают, что аутоиммунный механизм объясняет до 30 % случаев ПНЯ. Аутоиммунный оофорит характеризуется мононуклеарной инфильтрацией тека-клеток растущих фолликулов, при этом лимфоцитарная инфильтрация нехарактерна для фолликулов, находящихся на ранних этапах развития. В эти инфильтраты могут входить плазматические, В- и Т-клетки [73]. Аутоиммунная ПНЯ часто ассоциирована с аутоиммунной болезнью Аддисона, и в типичных случаях у женщин с данной патологией обнаруживают антитела к стероидогенным ферментам, таким как 21-гидроксилаза, 17-гидроксилаза [5].

Аутоиммунные заболевания часто имеют наследственную природу. В случае аутоиммунного полиэндокринного синдрома 1-го типа (APS-1), при котором у пациентов с детского периода поражаются надпочечники, щитовидная железа, гонады, происходят нарушения в гене AIRE (autoimmune regulator; аутоиммунный регулятор). AIRE кодирует аутоиммунный регулятор, и у женщин с мутацией в гене AIRE часто наблюдается ПНЯ [74]. AIRE — белок, активный преимущественно в тимусе, играет роль в процессе узнавания собственных белков организма и чужеродных белков клетками иммунной системы [75]. APS2 — подростковая форма белка, которая включает надпочечниковую недостаточность, при которой часто наблюдается ПНЯ, также связана с рядом идентифицированных локусов предрасположенности, но не моногенной природы [76].

Гены без явного механизма действия

Существует ряд дополнительных генов, которые вовлечены в патогенез ПНЯ; до сих пор не до конца ясна их роль в заболевании. Одна из наиболее частых генетических причин — премутация гена «ломкой» Х-хромосомы fragile X mentalretardation 1 (FMR1) (fragile X mental retardation protein 1; ген «ломкой» Х-хромосомы), которая объясняет до 13 % семейных случаев и 3 % спорадических случаев. Нормальный аллель FMR1 cодержит 5–44 CGG-повторов внутри 5’-нетраслируемого региона этого гена. Экспансия триплетных повторов до 55–199 считается «премутацией», тогда как 200 повторов и более считаются полной мутацией, приводящей к умственной отсталости вследствие транскрипционного молчания этого гена (синдром Мартина – Белл, встречающийся у мальчиков) [77]. У 20 % женщин, несущих премутацию этого гена, наблюдаются клинические проявления ПНЯ с частотой значительно больше 1 % в общей популяции. Премутация FMR1 приводит к вторичной аменорее и ПНЯ у женщин старше 30 лет, хотя отмечают и более ранее начало [78]. Показаны нелинейные взаимодействия между длиной повторов и овариальной дисфункцией, причем длина повторов от 60 до 100 наиболее часто приводит к ПНЯ. Премутация FMR1 обусловливает более раннее начало менопаузы в целом, поэтому у части носителей не проявляется ПНЯ, точкой отсчета у них служит возраст 40 лет, а менопауза начинается примерно на 5 лет раньше [5].

Это также свидетельство оккультной формы ПНЯ у носителей премутации FMR1 в возрасте от 18 до 40 лет при сохраненном регулярном менструальном цикле, но при повышенном уровне ФСГ и снижении уровней ингибина В и антимюллерова гормона [5]. FMR1 кодирует белок, который связывается с РНК и полисомами и может быть вовлечен в транспорт матричной РНК (мРНК) из ядра в цитоплазму [79]. У лиц с премутацией FMR1 уровни мРНК FMR1 повышены, а уровни белка FMR1 снижены, что предполагает влияние длины повторов на эффективность трансляции [80]. Недостаточность яичников может быть обусловлена токсичностью мРНК для гранулезных клеток, но точный механизм, посредством которого премутация и нарушенная экспрессия FMR1 приводят к заболеванию, должен быть определен. Интересно, что делеция рядом с тринуклеотидным регионом повторов в FMR2 (AFF2) (fragile X mental retardation protein 2; ген «ломкой» Х-хромосомы 2) чаще встречается среди женщин с ПНЯ, чем в общей популяции (1,5 против 0,04 %) и может быть также вовлечена в патогенез заболевания, но механизм до конца не ясен [5].

Хромосомные причины

Не только отдельные гены вовлечены в развитие ПНЯ, но и хромосомные нарушения. Хромосомные аномалии встречаются с частотой 10–13 % у женщин с ПНЯ. К количественным дефектам относят моносомию Х-хромосомы, трисомию Х-хромосомы, Х-аутосомные транслокации и малые или большие перестройки. Оценка кариотипа для выявления количественных нарушений может быть проведена с помощью цитогенетического анализа, и метод NGS в последнее время стал мощным инструментом, с помощью которого можно оценить количество копий для диагностики ПНЯ и других эндокринных патологий [48]. Синдром Тернера проявляется тогда, когда у пациентки только одна Х-хромосома (45X), его встречаемость составляет 1 на 2500 женщин. Большинство беременностей плодами с таким кариотипом прерываются самостоятельно, и чаще плоды женского пола, которые выживают, имеют мозаичную форму. Фенотип девочек, рожденных с кариотипом 45X или с мозаицизмом 45X/46XX, обычно включает задержку роста, аномалии сердечно-сосудистой, лимфатической и мочевыделительной систем, а также другие фенотипические признаки, такие как синдактилия и быстрый апоптоз фетальных ооцитов. Наличие двух Х-хромосом необходимо для поддержания развития яичника. Механизм развития заболевания может быть связан с недостаточным количеством продуктов Х-хромосомы для поддержания нормального функционирования яичника, или ооциты могут деградировать, поскольку не могут пройти деление мейоза вследствие недостатка гомологичной пары Х-хромосомы [4, 40].

ПНЯ также может быть связана с частичными хромосомными аномалиями, такими как терминальные делеции с разрывами внутри проксимальных Xp- и/или проксимальных Xq-регионов, например Xq13 или Xp11. Решающими регионами для нормального развития яичников считают Xq13–27 и Xp13–11. Эти регионы могут быть нарушены делециями или транслокациями, которые вовлекают гены POF1B и FMR1, что приводит к ПНЯ [5].

BRCA1/2 (breast cancer type 1, 2; ген рака молочной железы 1-го, 2-го типов). BRCA1 и BRCA2 играют важную роль в репарации ДНК, регуляции клеточного цикла и поддержании стабильности генома. Двухцепочечные разрывы ДНК индуцируются в ооцитах во время мейотической рекомбинации и, как следствие, могут накапливаться в ооцитах в ходе нормальных метаболических процессов или при воздействии на ДНК повреждающих агентов [81, 82].

Пониженная способность восстановления двухцепочечных разрывов ДНК при мутации BRCA может увеличить апоптоз ооцитов, уменьшить количество примордиальных фолликулов, первоначально заложенных в яичниках при рождении, и потенциально ускорить истощение примордиальных фолликулов в репродуктивном возрасте [83].

Доклинические данные, полученные при исследованиях на мышах, демонстрируют сниженное количество примордиальных фолликулов и менее выраженный ответ на стимуляцию овуляции у особей с мутацией по сравнению с мышами дикого типа [84].

В другое исследование, направленное на изучение преждевременного старения яичников у носителей мутации BRCA, были включены здоровые носители мутации BRCA, которым была проведена профилактическая овариоэктомия, и лица, не являющиеся носителями мутации BRCA (контрольная группа), подвергшиеся резекции яичников в связи с доброкачественными заболеваниями аналогичного возраста. Были проанализированы биомаркеры старения яичников: определены уровни антимюллерова гормона, фактора роста фибробластов-23, интерлейкина-1, Klotho (трансмембранного белка, количество которого снижается с возрастом) в крови, мРНК протеинкиназы B и антимюллерова гормона в тканях яичника, а также количество фолликулов в объеме яичниковой ткани. Исследование показало, что у молодых носителей мутации BRCA овариальный резерв меньше [85]. В других работах установлено, что у носителей BRCA-мутации наблюдается ранняя менопауза [86–88].

Исследования подтверждают связь между мутацией BRCA и ускоренным старением гонад. Необходимы более детальное изучение механизмов возникновения ПНЯ у пациенток с мутацией BRCA и оценка распространенности нераковых заболеваний в группе носителей мутации BRCA, поскольку эти данные могут иметь большое значение для определения тактики ведения подобных пациенток.

Новые гены, выявленные при помощи технологии NGS

В дополнение к уже хорошо известным генам было описано около 15 генов, способных вызывать ПНЯ у человека и, как показано на моделях животных, влияющих на развитие яичника и мейоз [41]. К таким генам можно отнести ген рецептора BMP2 (BMPR2), Gap-связывающий белок альфа 4 (GJA4)/коннексин-37 (CX37), KHdomain-containing RNA-binding signal transduction-associated protein 1 (KHDRBS1), относящийся к аутофагии белок 7 (ATG7) и относящийся к аутофагии белок 9 (ATG9), notch-рецептор 2 (NOTCH2), субъединица H РНК-полимеразы III (POLR3H), вспомогательный белок, вовлеченный в репарацию ДНК (SPIDR/KIAA0146), MutS-гомолог 4 (MSH4) и MutS-гомолог 5 (MSH5), группа комплементации анемии Фанкони МM (FANCM), basonuclin 1 (BNC1), содержащий WD-повторы белок 62 (WDR62), BRCA2, опухолевый белок p63 (TP63), субъединица С РНК-полимеразы II (POLR2C), митохондриальный рибосомальный белок S22 (MRPS22).

Клинические проявления

Согласно гайдлайну ESHRE [1] выделяют три формы ПНЯ: начальную, оккультную и классическую. Чаще всего одним из первых клинических проявлений ПНЯ становятся вторичная аменорея или олигоменорея, а также нарушения репродуктивной функции и симптомы дефицита эстрогенов. Безусловно, в клинической практике большой интерес представляет группа пациенток со «скрытой», или оккультной, формой ПНЯ. Впервые данный вариант недостаточности яичников был описан как триада признаков: регулярные менструации, бесплодие и высокий уровень ФСГ в крови. Фактически такие пациентки не могут быть выявлены до момента планирования беременности, что вызывает определенные сложности [89].

Большинство клинических рекомендаций указывают на необходимость измерения уровня ФСГ в крови дважды с интервалом 4–6 нед. Согласно гайдлайну ESHRE диагностический уровень ФСГ составляет 25 МЕ/л и более [1]. Кроме определения уровня ФСГ в крови, гайдлайн ESHRE рекомендует проводить кариотипирование и тестирование на премутацию FMR1 всем пациенткам с неятрогенной ПНЯ.

Среди важных аспектов последствий для общего соматического здоровья женщины с ПНЯ следует отметить влияние гипоэстрогенного статуса на сердечно-сосудистую систему и костную ткань, метаболические изменения, а также психоэмоциональные и сексуальные нарушения [3].

Любая пациентка с ПНЯ должна быть проинформирована о низких шансах на самостоятельное наступление беременности, а также об отсутствии методов с доказанной эффективностью усилить функцию яичников и увеличить возможность самостоятельного зачатия [1]. Для реализации репродуктивной функции методом выбора являются вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ) с использованием донорских ооцитов. В то время как методики, предлагающие применение плазмы, обогащенной тромбоцитами, стволовые клетки и активацию примордиальных фолликулов, в настоящее время необходимо изучать для подтверждения их эффективности и безопасности. Кроме того, женщинам перед оперативными вмешательствами на яичниках и проведением гонадотоксичного лечения следует предлагать методы сохранения фертильности (криоконсервацию ооцитов, эмбрионов, яичниковой ткани, IVM — in vitro maturation) [89].

Выбор тактики для реализации репродуктивной функции у пациенток со «скрытой», или оккультной, формой ПНЯ представляет в программах ВРТ наибольший интерес. В настоящее время происходит смена терминологии от принятого ранее «бедного ответа» на овариальную стимуляцию (poor ovarian response) к концепции низкого прогноза на овариальную стимуляцию (low prognosis). Пациенты с низким прогнозом классифицируют на группы POSEIDON в зависимости от показателей маркеров овариального резерва (уровня антимюллерова гормона, количества антральных фолликулов или обоих показателей), возраста женщины, количества ооцитов, полученных в предыдущих циклах стандартной овариальной стимуляции (если эта информация доступна). Главная цель классификации — индивидуализация подхода к стимуляции пациенток в программах ВРТ для получения эуплоидного эмбриона с максимальным потенциалом имплантации и наступления беременности [90, 91]. В зависимости от группы, к которой относится та или иная женщина, возможно использование различных способов оптимизации ответа яичников на стимуляцию — от увеличения дозы ФСГ и/или добавления лютеинизирующего гормона в протоколах с антагонистами гонадотропин-рилизинг-гормона при проведении овариальной стимуляции в первой и во второй группах [92, 93] до более сложного ведения третьей и четвертой групп с потенциальным назначением адъювантов (что в настоящее время необходимо для дальнейшего определения реальной эффективности и безопасности), выбором длинного протокола овариальной стимуляции, двойной стимуляции для накопления ооцитов или эмбрионов, проведения преимплантационного генетического тестирования на анэуплоидии (ПГТ-А) [94].

Подход к ведению пациентов с ПНЯ должен быть мультидисциплинарным, необходимо информировать женщину о влиянии данного состояния на метаболические процессы, сердечно-сосудистую систему, в связи с чем должны быть рекомендованы модификация образа жизни, отказ от курения. Для предотвращения гипоэстрогенных последствий следует назначать эстроген-гестагенную терапию, а также контролировать состояние костной ткани [1, 3].

ПНЯ — крайне гетерогенное заболевание, обусловленное мутациями в более чем 75 генах, которые в основном связаны с мейозом и репарацией ДНК. Связь некоторых генов с этиологией ПНЯ еще не доказана, поэтому необходимы функциональные исследования или дополнительные отчеты, чтобы подтвердить причинно-следственную обусловленность ПНЯ мутациями в определенных генах. Хотя генетическую этиологию изучали несколько групп и методы NGS позволили выявить новые гены и обнаружить новые причины ПНЯ, большинство случаев остается без четкого генетического определения. В ближайшие несколько лет будет сформирована новая генетическая этиология фенотипов ПНЯ. Благодаря дальнейшим исследованиям с использованием полноэкзомного и полногеномного секвенирования можно будет по-новому взглянуть на этиологию ПНЯ.

Об авторах

Валентина Михайловна Денисова

NGC Next Generation Clinic (Василеостровская клиника репродукции)

Автор, ответственный за переписку.
Email: valyik@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6469-9111
SPIN-код: 7291-3857
Scopus Author ID: 57218170473

канд. мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Мария Игоревна Ярмолинская

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта; Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: m.yarmolinskaya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6551-4147
SPIN-код: 3686-3605
Scopus Author ID: 7801562649
ResearcherId: P-2183-2014

д-р мед. наук, профессор, профессор РАН

Россия, Санкт-Петербург

Карина Анзоровна Закураева

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: kareen07kbr@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8128-306X
SPIN-код: 5215-7869

клинический ординатор

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы