medgenМедицинская генетикаMedical Genetics2073-7998Publishing House «Genius Media» LLC10.25557/2073-7998.2018.08.20-31medgen-522Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHДиагностика пероксисомных заболеваний - от биохимических тестов к молекулярным и vice versaFrom biochemical to molecular genetic diagnosis of peroxisomal diseases and vice versaКуркинаМ. В.KurkinaM. V.noemail@neicon.ruМеликянЛ. П.MelikyanL. P.noemail@neicon.ruСемячкинаА. Н.SemyachkinaA. N.noemail@neicon.ruНиколаеваЕ. А.NikolaevaE. A.noemail@neicon.ruАкимоваИ. А.AkimovaI. A.noemail@neicon.ruПетуховаМ. С.PetuhovaM. S.noemail@neicon.ruНиконовА. М.NikonovA. M.noemail@neicon.ruЛазареваЕ. В.LazarevaE. V.noemail@neicon.ruКурденкоИ. В.KurdekoI. V.noemail@neicon.ruБоронинаС. Н.BoroninaS. N.noemail@neicon.ruМаненокЮ. Н.ManenokYu. N.noemail@neicon.ruЗеленьковаЛ. А.ZelenkovaL. A.noemail@neicon.ruЗемсковА. В.ZemskovA. V.noemail@neicon.ruВоронцоваВ. П.VoroncovaV. P.noemail@neicon.ruМихайловаС. В.MihaylovaS. V.noemail@neicon.ruЗахароваЕ. Ю.ZakharovaE. Yu.noemail@neicon.ruФГБНУ «Медико-генетический научный центр»РоссияResearch Centre for Medical GeneticsRussian FederationФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава РФРоссияResearch and Clinical Institute for Pediatrics of the Pirogov Russian National Research Medical UniversityRussian FederationКГБУЗ «Алтайская краевая клиническая детская больница»РоссияAltai Regional Clinical Children’s HospitalRussian FederationЛенинградское областное государственное бюджетное учреждение здравоохранения «Детская клиническая больница»РоссияLeningrad regional state budgetary health care institution «Children’s Clinical Hospital»Russian FederationФГБОУ ВО «Российский Национальный Исследовательский Медицинский Университет имени Н.И. Пирогова»РоссияResearch and Clinical Institute for Pediatrics of the Pirogov Russian National Research Medical UniversityRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр»; ФГБОУ ВО «Российский Национальный Исследовательский Медицинский Университет имени Н.И. Пирогова»РоссияResearch Centre for Medical Genetics; Research and Clinical Institute for Pediatrics of the Pirogov Russian National Research Medical UniversityRussian Federation2018081020181782031Copyright © Куркина М.В., Меликян Л.П., Семячкина А.Н., Николаева Е.А., Акимова И.А., Петухова М.С., Никонов А.М., Лазарева Е.В., Курденко И.В., Боронина С.Н., Маненок Ю.Н., Зеленькова Л.А., Земсков А.В., Воронцова В.П., Михайлова С.В., Захарова Е.Ю., 20182018Куркина М.В., Меликян Л.П., Семячкина А.Н., Николаева Е.А., Акимова И.А., Петухова М.С., Никонов А.М., Лазарева Е.В., Курденко И.В., Боронина С.Н., Маненок Ю.Н., Зеленькова Л.А., Земсков А.В., Воронцова В.П., Михайлова С.В., Захарова Е.Ю.Kurkina M.V., Melikyan L.P., Semyachkina A.N., Nikolaeva E.A., Akimova I.A., Petuhova M.S., Nikonov A.M., Lazareva E.V., Kurdeko I.V., Boronina S.N., Manenok Y.N., Zelenkova L.A., Zemskov A.V., Voroncova V.P., Mihaylova S.V., Zakharova E.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.medgen-journal.ru/jour/article/view/522

Основным лабораторным тестом для диагностики пероксисомных болезней (ПБ) является анализ концентрации очень длинноцепочечных кислот (ОДЦЖК), их соотношения, а также концентраций фитановой и пристановой кислот в плазме крови. До начала 2017 г. для диагностики ПБ в лаборатории наследственных болезней обмена веществ (НБО) проводилось только определение ОДЦЖК и анализ нескольких генов: ABCD1, PEX1, PEX6 . Целью работы являлось расширение спектра биохимических и ДНК-тестов для повышения эффективности диагностики ПБ. В рамках работы был апробирован анализ одновременного определения ОДЦЖК, фитановой и пристановой кислот методом газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС), что позволяет проводить подтверждающую биохимическую диагностику. Для молекулярно-генетической верификации диагноза была создана таргетная панель, которая включает 15 генов пероксинов, а также гены, ответственные за Х-сцепленную адренолейкодистрофию, болезнь Рефсума и дефект бифункционального белка пероксисом. С применением данного подхода у 13 пациентов были выявлены изменения в концентрации данных метаболитов и на основании клинических данных и результатов ДНК-диагностики были верифицированы диагнозы: недостаточность D-бифункционального белка (n = 1), синдром Целлвегера (n = 1), Х-сцепленная адренолейкодистрофия (n = 11). У 2 пациентов биохимические тесты применялись для подтверждения патогенности выявленных в ходе ДНК-диагностики мутаций: синдром Целлвегера (n = 1), Х-сцепленная адренолейкодистрофия (n = 1). На клинических примерах показана важность комплексного подхода к диагностике ПБ при неклассическом клиническом фенотипе.

The main laboratory test for the diagnosis of peroxisome diseases (PD) is the analysis of the concentration of very long chain fatty acids (VLCFA), their ratios, phytanic and pristanic acids in plasma. Until the beginning of 2017, only the detection of VLCFA and the analysis of several genes: ABCD1 , PEX1 , PEX6 were used to diagnose PD in the laboratory of inherited metabolic diseases (IMD). The purpose of the work was to expand the range of biochemical and DNA-tests to increase the effectiveness of diagnosis of PD. The analysis of the simultaneous determination of VLCFA, their ratios, phytanic and pristanic acids by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was tested, which allows to carry out confirmatory biochemical test. A target panel was developed that includes 15 genes of PEX, as well as genes responsible for X-ALD, Refsum’s disease and D-bifunctional protein deficiency for molecular genetic verification of the diagnosis. Using this approach, changes in the concentration of these metabolites were detected in 13 patients and the following diagnoses were verified on the basis of clinical data and the results of DNA diagnostics: D-bifunctional protein deficiency (n = 1), Zellweger syndrome (n = 1), X-linked adrenoleukodystrophy (n = 11). In 2 patients biochemical tests were used to confirm the pathogenicity of mutations detected during DNA diagnostics: Zellweger syndrome (n = 1), X-linked adrenoleukodystrophy (n = 1).

пероксисомные заболеваниябиохимическая диагностикаОДЦЖКфитановая кислотапристановая кислотаГХ-МСperoxisomal diseasesbiochemical diagnosticsVLCFAphytanic acidpristanic acidGC-MSReferencesКульпанович А.И., Наумчик И.В. Наследственные болезни обмена веществ: пероксисомные болезни // Медицинская панорама. - 2009 г.- №2. - С. 51-53.Кульпанович А.И., Наумчик И.В. Наследственные болезни обмена веществ: пероксисомные болезни // Медицинская панорама. - 2009 г.- №2. - С. 51-53.Klouwer FC, Huffnagel IC, Ferdinandusse S et al. Clinical and Biochemical Pitfalls in the Diagnosis of Peroxisomal Disorders. // Neuropediatrics. - 2016. - №47(4). - P. 205-220.Klouwer FC, Huffnagel IC, Ferdinandusse S et al. Clinical and Biochemical Pitfalls in the Diagnosis of Peroxisomal Disorders. // Neuropediatrics. - 2016. - №47(4). - P. 205-220.Захарова Е.Ю., Михайлова С.В., Руденская Г.Е. и др. Дифференциальная диагностики лейкодистфрофий детского возраста с установленным первичным дефектом // Мед. генетика. - 2004. - С. 453 - 459.Захарова Е.Ю., Михайлова С.В., Руденская Г.Е. и др. Дифференциальная диагностики лейкодистфрофий детского возраста с установленным первичным дефектом // Мед. генетика. - 2004. - С. 453 - 459.Taras Y. Nazarko. Pexophagy is responsible for 65% of cases of peroxisome biogenesis disorders. // Autophagy. - 2017. - 13(5). - P. 991-994.Taras Y. Nazarko. Pexophagy is responsible for 65% of cases of peroxisome biogenesis disorders. // Autophagy. - 2017. - 13(5). - P. 991-994.Renaud M, Guissart C, Mallaret M et al. Expanding the spectrum of PEX10-related peroxisomal biogenesis disorders: slowly progressive recessive ataxia. // J Neurol. - 2016. - 263(8). - P. 1552-8.Renaud M, Guissart C, Mallaret M et al. Expanding the spectrum of PEX10-related peroxisomal biogenesis disorders: slowly progressive recessive ataxia. // J Neurol. - 2016. - 263(8). - P. 1552-8.Краснопольская К.Д., Шехтер О.В., Руденская Г.Е. и др. Полиморфизм клинической манифестации детской церебральной формы Х-сцепленной адренолейкодистрофии // Неврол. журн. - 2000. - №1. - С. 9-14.Краснопольская К.Д., Шехтер О.В., Руденская Г.Е. и др. Полиморфизм клинической манифестации детской церебральной формы Х-сцепленной адренолейкодистрофии // Неврол. журн. - 2000. - №1. - С. 9-14.Ломоносова Е.З., Руденская Г.Е., Шехтер О.В. и др. Клинико-генеалогические, биохимические и молекулярно-генетические характеристики х-сцепленной адренолейкодистрофии. // Мед. генетика. - 2006. - 5(6). - С. 38-47.Ломоносова Е.З., Руденская Г.Е., Шехтер О.В. и др. Клинико-генеалогические, биохимические и молекулярно-генетические характеристики х-сцепленной адренолейкодистрофии. // Мед. генетика. - 2006. - 5(6). - С. 38-47.Folch J., Lees M., Sloane-Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. // J. Biol. Chem. - 1957. - 226. - P. 497-505.Folch J., Lees M., Sloane-Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. // J. Biol. Chem. - 1957. - 226. - P. 497-505.Knapp D. R Handbook of analytical derivatization reactions. - 1979.Knapp D. R Handbook of analytical derivatization reactions. - 1979.http://www.metagene.de/http://www.metagene.de/http://www.hmdb.ca/http://www.hmdb.ca/Braverman N.E., Raymond G.V., Rizzo W.B. et al. Peroxisome biogenesis disorders in the Zellweger spectrum: An overview of current diagnosis, clinical manifestations, and treatment guidelines. // Mol Genet Metab. - 2016. - 117(3). - P. 313-21.Braverman N.E., Raymond G.V., Rizzo W.B. et al. Peroxisome biogenesis disorders in the Zellweger spectrum: An overview of current diagnosis, clinical manifestations, and treatment guidelines. // Mol Genet Metab. - 2016. - 117(3). - P. 313-21.Matsumoto N., Tamura S, Furuki S. et al. Mutations in novel peroxin gene PEX26 that cause peroxisome-biogenesis disorders of complementation group 8 provide a genotype-phenotype correlation. // Am J Hum Genet. - 2003. - 73(2). - P. 233-46.Matsumoto N., Tamura S, Furuki S. et al. Mutations in novel peroxin gene PEX26 that cause peroxisome-biogenesis disorders of complementation group 8 provide a genotype-phenotype correlation. // Am J Hum Genet. - 2003. - 73(2). - P. 233-46.Furuki S., Tamura S., Matsumoto N. et al. Mutations in the peroxin Pex26p responsible for peroxisome biogenesis disorders of complementation group 8 impair its stability, peroxisomal localization, and interaction with the Pex1p x Pex6p complex. // J Biol Chem. - 2006. - 281(3). - P. 1317-23.Furuki S., Tamura S., Matsumoto N. et al. Mutations in the peroxin Pex26p responsible for peroxisome biogenesis disorders of complementation group 8 impair its stability, peroxisomal localization, and interaction with the Pex1p x Pex6p complex. // J Biol Chem. - 2006. - 281(3). - P. 1317-23.Mоller G., Leenders F., van Grunsven E.G. et al. Characterization of the HSD17B4 gene: D-specific multifunctional protein 2/17beta-hydroxysteroid dehydrogenase IV. // J Steroid Biochem Mol Biol. - 1999. - 69(1-6). P. 441-6.Mоller G., Leenders F., van Grunsven E.G. et al. Characterization of the HSD17B4 gene: D-specific multifunctional protein 2/17beta-hydroxysteroid dehydrogenase IV. // J Steroid Biochem Mol Biol. - 1999. - 69(1-6). P. 441-6.http://adrenoleukodystrophy.info/http://adrenoleukodystrophy.info/Protein structure analysis of mutations causing inheritable diseases. An e-Science approach with life scientist friendly interfaces. BMC Bioinformatics. 2010 Nov 8;11(1):548. DOI: 10.1186/1471-2105-11-548. PubMed: 21059217.Protein structure analysis of mutations causing inheritable diseases. An e-Science approach with life scientist friendly interfaces. BMC Bioinformatics. 2010 Nov 8;11(1):548. DOI: 10.1186/1471-2105-11-548. PubMed: 21059217.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.