Соматический мозаицизм при спорадической ретинобластоме

Введение. Спорадическая ретинобластома развивается в результате мутаций de novo в обоих аллелях гена RB1 в клетках сетчатки глаза. При спорадической ретинобластоме первоначальная мутация в гене RB1 нередко является мозаичной, то есть образуется в постзиготической ранней эмбриональной клетке, что приводит к неравномерному распределению мутантных клонов между различными тканями организма. Возможность идентифицировать мозаичный вариант мутации в гене RB1 имеет значение как для медико-генетического консультирования, так и для клинического ведения пациентов, поскольку мозаицизм влияет на развитие клинической картины заболевания, риск развития опухоли в другом глазу и других опухолей и на риск передачи мутации следующему поколению. Цель: установить частоту и спектр постзиготических мозаичных мутаций в гене RB1 в выборке больных со спорадической ретинобластомой, определить содержание мутантного аллеля в образцах с мозаицизмом. Метод. Исследование проведено на материале ДНК лимфоцитов крови больных со спорадической ретинобластомой. Скрининг точковых мутаций, малых инсерций/делеций в гене RВ1 осуществляли методом полупроводникового высокопроизводительного параллельного секвенирования (ВПС). Исключение протяженных делеций в гене RВ1 проводили методом MLPA. Для поиска мозаичных мутаций с очень низким содержанием (менее 10%) мутантного аллеля был разработан и проведен углубленный анализ данных ВПС, основанный на биоинформатических и статистических подходах. Для верификации выявленных мозаичных патогенных мутаций использовали секвенирование ДНК по Сэнгеру. Результаты. В исследованной выборке больных со спорадической унилатеральной формой ретинобластомы мозаичные мутации встречаются чаще, чем при спорадической билатеральной форме; различия статистически достоверны. В то же время, частоты мозаичных мутаций с высокой и низкой представленностью мутантных аллелей между группами больных с унилатеральной и билатеральной ретинобластомой достоверно не различаются. Все мозаичные мутации, представлены нуль-аллелями; мозаичных миссенс-мутаций в нашей выборке не обнаружено. Не выявлено мозаичных мутаций в 1-м и 2-м экзонах гена RB1, расположенных проксимальнее альтернативного промотора, импринтинг которого определяет пенетрантность мутаций в зависимости от родительского происхождения мутантного аллеля. Заключение. Применение глубокого ВПС в сочетании с усовершенствованным алгоритмом анализа результатов, направленным на выявление мозаичных мутаций, повышает эффективность ДНК-диагностики ретинобластомы, способствуя совершенствованию медико-генетического консультирования и лечения больных.

спорадическая ретинобластома, RB1, соматический мозаицизм, высокопроизводительное параллельное секвенирование ДНК

1. Babenko O.V., Zemlyakova V.V., Saakyan S.V., Brovkina A.F., Strelnikov V.V., Zaletaev D.V., Nemtsova M.V. RB1 and CDKN2A functional defects resulting in retinoblastoma. Molecular Biology. 2002; 36(5): 625-630. doi:10.1023/A:1020607010296.

2. Amitrano S., Marozza A., Somma S., Imperatore V., Hadjistilianou T., De Francesco S. et al. Next generation sequencing in sporadic retinoblastoma patients reveals somatic mosaicism. Eur J Hum Genet. 2015; Nov 23(11): 1523-30. doi: 10.1038/ejhg.2015.6.

3. Imperatore V., Pinto A.M., Gelli E., Trevisson E., Morbidoni V., Ftullanti E. et al. Parent-of-origin effect of hypomorphic pathogenic variants and somatic mosaicism impact on phenotypic expression of retinoblastoma. Eur J Hum Genet. 2018; Jan 26(7):1026-1037. doi: 10.1038/s10038-019-0696-z.

4. Lohmann D.R., Gallie B.L. Retinoblastoma. GeneRev [Internet]. Last update november 21, 2018.

5. Rodriguez-Martin C., Robledo C., Gomez-Mariano G., Monroz S., Sastre A., Abelairas J. et al. Frequency of low-level and high-level mosaicism in sporadic retinoblastoma: genotype-phenotype relationships. J Hum Genet. 2020; Jan 65(2):165-174. doi: 10.1038/s10038-019-0696-z.

6. Biesecker L.G., Spinner N.B. A genomic view of mosaicism and human disease. Nat Rev Genet. 2013; May 14(5):307-320. doi:10.1038/nrg3424.6

7. Dehainault C., Golmard L., Millot G.A., Charpin A., Lauge A., Tarabeux J.et al. Mosaicism and prenatal diagnosis options: insights from retinoblastoma. Eur J Hum Genet. 2017; Feb 25(3):381-383. doi: 10.1038/ejhg.2016.174. Epub 2016 Dec 21.

8. Chen Z., Moran K., Richrds-Yutz J., Torrens E., Gerhart D.,Ganguly T. et al. Enhanced Sensitivity for Detection of Low-Level Germline Mosaic RB1 Mutations in Sporadic Retinoblastoma Cases Using Deep Semiconductor Sequencing. Hum Mutat. 2014; Mar 35(3): 384-391. doi:10.1002/humu.22488.

9. Rushlow D., Piovesan B., Zhang K., Prigoda-Lee N.L., Marchong M.N., Clark R.D. et al. Detection of mosaic RB1 mutations in families with retinoblastoma. Hum Mutat. 2009; 30: 842-851. doi:10.1002/humu.20940.

10. Price E., Price K., Kolkiewicz K., Hack S., Reddy M.A., Hungerford J.L., et al. Spectrum of RB1 mutations identified in 403 retinoblastoma patients. J Med Genet. 2014;51: 208-14. doi:10.1136/jmedgenet-2013-101821.

11. Cohen A.S., Wilson S.L., Trinh J., Ye X.C. Detecting somatic mosaicism: considerations and clinical implications. Clin Genet. 2015;87:554-62. doi:10.1111/cge.12502.

12. Pagnamenta A.T., Lise S., Harrison V., Stewart H., Jayawant S., Quaghebeur G. et al. Exome sequencing can detect pathogenic mosaic mutations present at low allele frequencies. J Hum Genet. 2012;57:70-2. doi:10.1038/jhg.2011.128. Epub 2011 Dec 1.

13. Li W.L., Buckley J., Sanchez-Lra P.A., Maglinte D.T., Viduetsky L., Tatarinova T.V. et al. A Rapid and Sensetive Next-Generation Sequencing Method to Detect RB1 Mutations Improves Care for Retinoblastoma Patients and Their Families. J Mol Diagn. 2016; Jul 18(4):480-493. doi: 10.1016/j.jmoldx.2016.02.006.

14. Рыжкова О.П., Кардымон О.Л., Прохорчук Е.Б., Коновалов Ф.А., Масленников А.Б., Степанов В.А., Афанасьев А.А., Заклязьминская Е.В., Ребриков Д.В., Савостьянов К.В., Глотов А.С., Костарева А.А., Павлов А.Е., Голубенко М.В., Поляков А.В., Куцев С.И. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS) (редакция 2018, версия 2). Медицинская генетика. 2019;18(2):3-23.

15. Алексеева Е.А., Бабенко О.В., Козлова В.М., Ушакова Т.Л., Саакян С.В., Танас А.С. и др. Результаты использования новой медицинской технологии комплексной ДНК-диагностики ретинобластомы. Медицинская генетика 2017; 16(10): 41-46.

16. Карандашева К.О., Аношкин К.И., Володин И.В., Кузнецова Е.Б., Залетаев Д.В., Стрельников В.В., Танас А.С. Исключение неверно картированных прочтений при таргетном высокопроизводительном секвенировании ДНК с использованием технологии Ion AmpliSeq. Медицинская генетика. 2018;17(5):19-22. doi: 10.25557/2073-7998.2018.05.19-22.

17. Rohlin, A., Wernersson, J., Engwall, Y., Wiklund, L., Björk, J., & Nordling, M. (2009). Parallel sequencing used in detection of mosaic mutations: comparison with four diagnostic DNA screening techniques. Human mutation, 30(6), 1012-1020. doi: 10.1002/humu.20980.

18. Алексеева Е.А., Бабенко О.В., Козлова В.М., Ушакова Т.Л., Казубская Т.П., Саакян С.В., Танас А.С., Залетаев Д.В., Стрельников В.В. Эффект родительского происхождения мутации в гене RB1 при наследственной ретинобластоме с низкой пенетрантностью. Медицинская генетика. 2019;18(8):21-28. doi: 10.25557/2073-7998.2019.08.21-28.