A preimplantation genetic testing of monogenic diseases. Description of clinical case

Igor Yu. Kogan; Коган Игорь Юрьевич; Pavel P. Iakovlev; Яковлев Павел Павлович; Alexander M. Gzgzyan; Гзгзян Александр Мкртичевич; Irina D. Mekina; Мекина Ирина Дмитриевна; Marianna A. Maretina; Маретина Марианна Александровна; Tatyana E. Ivaschenko; Иващенко Татьяна Эдуардовна; Elena V. Misharina; Мишарина Елена Владимировна; Inna O. Krikheli; Крихели Инна Отаровна

doi:10.17816/JOWD67192-95

A preimplantation genetic testing of monogenic diseases. Description of clinical case

Authors: Kogan I.Y.¹, Iakovlev P.P.¹, Gzgzyan A.M.¹, Mekina I.D.¹, Maretina M.A.¹, Ivaschenko T.E.¹, Misharina E.V.¹, Krikheli I.O.¹
Affiliations:
1. Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott
Issue: Vol 67, No 1 (2018)
Pages: 92-95
Section: Articles
URL: https://journals.eco-vector.com/jowd/article/view/8371
DOI: https://doi.org/10.17816/JOWD67192-95
ID: 8371

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Preimplantation genetic testing performed to analyze the chromosomal structural rearrangements, monogenic/single gene defects and aneuploidies. The aim of this study is to show the discussion of a clinical case of preimplantation genetic testing in the family of SMN1 gene mutation carriers with the subsequent birth of a healthy child.

Keywords

preimplantation genetic testing, monogenic diseases, spinal muscular atrophy

Full Text

Введение

Основной целью репродуктивной медицины является рождение здорового ребенка. Развитие новых технологий и методов исследований в программах вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) позволяет не только выявить хромосомные аномалии, определить пол эмбриона на доимплантационном этапе, но и определить и предупредить рождение детей с наследственной патологией. С этой целью применяются преимплантационный генетический скрининг и преимплантационная генетическая диагностика.

Согласно глоссарию обществ в области репродуктивной медицины 2017 г. данные термины объединены в преимплантационное генетическое тестирование (ПГТ). ПГТ выполняется для HLA-типирования или определения генетических аномалий путем анализа ДНК, полученной из ооцитов (полярных телец) или эмбрионов (на стадии дробления или бластоцисты). Оно применяется для выявления хромосомных структурных перестроек, моногенных/одиночных генных дефектов и анеуплоидий [1]. Последнее особенно актуально, так как приблизительно половина эмбрионов, полученных в протоколах ЭКО, имеет неправильное количество хромосом [2], а анеуплоидия, как извест но, является причиной примерно 50–70 % выкидышей в популяции [3].

Конкретные генетические аномалии, которые обнаружены у одного или обоих родителей, например, моногенные болезни, приводящие к тяжелой, нередко смертельной патологии у детей, могут служить показанием для ПГТ. Результаты ПГТ позволяют выбрать оптимальные эмбрионы для последующего переноса в полость матки и рождения здорового ребенка. К таким заболеваниям можно отнести муковисцидоз, миодистрофию Дюшенна, синдром ломкой (фрагильной) Х-хромосомы, гемофилию А и В, фенилкетонурию, атаксию Фридрейха, врожденную вирилизирующую гиперплазию коры надпочечников, спинально-мышечную атрофию и др.

Наследственные спинальные мышечные атрофии (СМА) — генетически гетерогенная группа заболеваний, характеризующихся прогрессирующей дегенерацией и гибелью двигательных нейронов передних рогов спинного мозга, а в ряде случаев и ядер ствола головного мозга. Болезнь выражается в постепенном развитии симметричных вялых параличей и атрофии поперечно-полосатой мускулатуры, качественном перерождении соответствующих мышц и снижением их электровозбудимости [4]. Наиболее распространенной формой в этой группе заболеваний является СМА с аутосомно-рецессивным типом наследования. К данной патологии приводят нарушения в функционировании гена SMN1 (survival motor neuron 1 — ген фактора выживания мотонейрона-1), характеризующиеся потерей моторных нейронов спинного мозга, мышечной атрофией и параличом [5]. SMN1 присутствует в виде единственной копии в геноме всех эукариотических организмов и располагается на длинном плече 5-й хромосомы (5q11.2–q13.3) [6]. Установлено, что 90–95 % пациентов со СМА имеют гомозиготную делецию 7-го экзо на SMN1 (из них 60–70 % — еще и 8-го экзона); 2–5 % — гетерозиготную делецию 7-го экзо на SMN1 в компаунде с какой-либо точечной мутацией.

Распространенность данного заболевания составляет 1 на 10 тыс. новорожденных. Час тота гетерозиготного носительства — 1 на 40–60 человек [7]. Выделяют четыре клинических типа проксимальной СМА на основе различий в возрасте начала, тяжести течения и продолжительности жизни пациентов [8].

Клинический случай

Пациентка К., 29 лет, в 2016 г. обратилась в ФГБНУ НИИ АГиР им. Д.О. Отта в отделение вспомогательных репродуктивных технологий по поводу носительства делеции в 7-м и 8-м экзонах в гене SMN1.

В анамнезе у пациентки рождение ребенка со спинальной мышечной атрофией плода. В 2014 г. на сроке 39 недель через естественные родовые пути был рожден доношенный мальчик со спинально-мышечной атрофией I типа. Ребенок умер в 6 месяцев. В дальнейшем, в 2015 г. у пациентки была неразвивающаяся беременность на сроке 5 недель. И в том же году было выполнено искусственное прерывание беременности на сроке 14 недель по медицинским показаниям. При проведении инвазивной пренатальной диагностики у плода была подтверждена спинальная мышечная атрофия I типа.

Из анамнеза: менструации с 14 лет, цикл регулярный, по 6 дней через 27 день, обильные, болезненные в первый день цикла. Гинекологические заболевания: аденомиоз, параовариальная киста слева. Половая жизнь с 20 лет, брак первый. Индекс массы тела — 20 кг/м2 (рост 167 см, масса тела 56 кг). Соматических заболеваний не выявлено. При проведении ультразвукового исследования органов малого таза на этапе подготовки к программе ЭКО: тело матки размером 52 × 41 × 50 мм, миометрий диффузно-однородный, эндометрий соответствует дню менструального цикла, М-эхо 4 мм, яичники нормальных размеров, в правом яичнике определяется 2 антральных фолликула до 5 мм, в левом — 4 фолликула до 5 мм (исследование проводилось на 3-й день менструального цикла).

Супругу 36 лет, для супруга данный брак первый. Соматически здоров, по данным спермограммы — нормозооспермия.

Учитывая носительство делеции в 7-м и 8-м экзо нах в гене SMN1 у супругов, было рекомендовано ЭКО/ИКСИ, ПГТ спинальной мышечной атрофии с последующей инвазивной пренатальной диагностикой на СМА в первом триместре беременности.

При выполнении ЭКО использовали протокол с антагонистами гонадолиберина (цетро тид, Merck Serono, Швейцария). Введение рекомбинантного ФСГ (рФСГ) (пурегон, Orga non, Нидерланды) проводилось ежедневно со 2–3-го дня менструального цикла, суммарная доза гонадотропинов составила 1400 МЕ, длительность стимуляции — 7 дней. Критерием назначения триггера финального созревания ооцитов являлось достижение тремя лидирующими фолликулами среднего размера не менее 17 мм. В качестве триггера овуляции использовался препарат хорионического гонадотропина человека (ХГЧ) в дозе 10 000 МЕ (прегнил, Organon, Нидерланды). Через 36 часов после введения триггера овуляции проводилась трансвагинальная пункция фолликулов и аспирация ооцитов под давлением 140 мм рт. ст. с использованием однопросветной иглы диаметром 17G (Cook Medical, Bloomington, IN, USA).

При трансвагинальной пункции яичников аспирировано 4 ооцит-кумулюсных комплекса. Все полученные клетки были зрелые, на стадии метафазы II. Оплодотворение осуществляли методом ИКСИ. Оплодотворение оценивали через 17 часов. Все зиготы содержали два пронуклеуса. Для культивирования использовали среды Origio (Дания). Биопсию эмбрионов проводили на стадии компактной морулы [9] для преимплантационного тестирования спинально-мышечной атрофии. После восстановления компактизации эмбрионы криоконсервировали на средах «ПротеинСинтез» (Россия).

Методом ПЦР со вложенными праймерами и последующим SSCP-анализом исследован 7-й экзон гена SMN1, а также проанализированы молекулярные STR-маркеры D5S610, D5S1556, D5S1417, D5S2848 в материале био псии трофэктодермы и семье пробанда. По результатам исследования определено, что возможен перенос двух эмбрионов. В одном из них было выявлено гетерозиготное носительство делеции гена SMN1 материнского происхождения, а в другом — гетерозиготное носительство делеции гена SMN 1 отцовского происхождения. Все эмбрионы были криоконсервированы.

Через два месяца в протоколе с применением заместительной гормональной терапии препаратами эстрогена и прогестерона был совершен перенос одного криоконсервированного эмбриона (ПЭ) на стадии ранней бластоцисты (1АА). Качество эмбрионов оценивалось согласно морфологическим критериям оценки, предложенным D. Gardner, W. Schoolcraft [10]. По результатам ПГТ данный эмбрион имел гетерозиготное носительство делеции гена SMN1 отцовского происхождения. Толщина эндомет рия на момент ПЭ составляла 9 мм. Через 2 недели после ПЭ была диагностирована биохимическая беременность с последующим ультразвуковым подтверждением клинической беременности. В дальнейшем, в 7/8 недель беременности при наличии признаков угрозы прерывания беременности и определении участка ретрохориальной гематомы 29 × 18 мм при ультразвуковом исследовании пациентка была госпитализирована в отделение эндокринной гинекологии для проведения сохраняющей терапии.

При сроке беременности 14/15 недель была проведена пренатальная инвазивная диагностика (трансабдоминальная плацентобиопсия). По результатам пренатального кариотипирования было получено заключение о нормальном женском кариотипе. При молекулярно-генетической диагностике исследованы 7-й и 8-й экзо ны гена SMN1 с обнаружением делеции 7-го и 8-го экзонов гена SMN1 в гетерозиготном состоянии с вероятностью спинальной мышечной атрофии у плода менее 1 %.

Беременность протекала без особенностей. При сроке 38/39 недель беременная была гос питализирована в дородовое отделение. Роды планировалось вести через естественные родовые пути. На сроке 40 недель была проведена подготовка к родам с применением мифепристона (по схеме 200 мг 2 раза с интервалом в 24 часа). В 40/41 неделю у беременной произошло преждевременное излитие околоплодных вод. Учитывая отсутствие развития родовой деятельности было проведено медикаментозное родовозбуждение. Через 7 часов 10 минут от начала родовой деятельности родилась живая доношенная девочка 3390 г длиной 52 см. Оценка по шкале Апгар 8/8 балов. Было проведено ручное отделение и выделение задержавшихся частей последа. Роженица была выписана домой с ребенком на 5-е сутки после родов. Послеродовой период протекает без особенностей.

Таким образом, в семьях с высоким риском рождения больного ребенка ПГТ позволяет выявить у эмбриона генетические отклонения до его переноса в полость матки, что снижает риск рождения ребенка с генетической патологией.

About the authors