Полноэкзомное секвенирование — молекулярно-генетическое тестирование первой линии при энцефалопатиях развития и эпилептических

Введение. Энцефалопатия развития и эпилептическая — тяжёлые нарушения развития нервной системы, характеризующиеся рецидивирующими эпилептическими приступами, начавшимися в период новорождённости или в детстве, сопровождающиеся задержкой психомоторного и интеллектуального развития. Массовое параллельное секвенирование — это технология, используемая для определения полной нуклеотидной последовательности ДНК или РНК. Технология характеризуется высокой производительностью и скоростью, положила начало золотому веку генетики, позволяет быстро и качественно секвенировать большие объёмы ДНК с меньшими затратами.

Целью настоящего исследования является оценка эффективности применения полноэкзомного секвенирования (whole exome sequencing — WES) в качестве генетического теста первой линии у пациентов с энцефалопатией развития и эпилептической, и определения структуры выявленных вариантов в российской популяции.

Материалы и методы. Пациентам с фармакорезистентными судорогами, с дебютом в неонатальном и раннем детском возрасте, госпитализированным в психоневрологическое отделение в 2017–2023 гг., проведены клинико-генеалогический анализ, видеоэлектроэнцефалограмма, магнитно-резонансная томография головного мозга, WES.

Результаты. Основным результатом, полученным в ходе исследования анализа пациентов, которым был выполнен WES за 2017–2023 гг., является показатель выявляемости вариантов в генах, ассоциированных с энцефалопатией развития и эпилептической (21,7%; 71/331). Их них у 35/71 (49,3%) были выявлены патогенные и вероятно патогенные варианты нуклеотидной последовательности. На основании полученных результатов WES пациентам проведён подбор наиболее эффективных таргетных антиэпилептических препаратов.

Заключение. Показана высокая эффективность использования WES в качестве молекулярно-генетического теста первой линии у пациентов с энцефалопатией развития и эпилептической. Постановка точного генетического диагноза является фундаментальной предпосылкой прецизионной терапии. Персонифицированная медицина, т. е. попытка персонализировать профилактику, диагностику и лечение, насколько это возможно, в соответствии с характеристиками и потребностями пациента, должна быть основной целью клинических исследований и новым направлением современной медицины.

Соблюдение этических стандартов. Ведение пациентов осуществлялось согласно принципам Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (2013 г.). От родителей пациентов получено информированное согласие на проведение генетического исследования (WES).

Участие авторов:
Кожанова Т.В. — концепция, написание текста;
Жилина С.С. — концепция, редактирование текста;
Мещерякова Т.И. — редактирование текста;
Абрамов А.А. — редактирование текста;
Айвазян С.О. — редактирование текста;
Заваденко Н.Н. — редактирование текста.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поступила 21.03.2024
Принята к печати 14.06.2024
Опубликована 31.07.2024

1. Wirrell E., Tinuper P., Perucca E., Moshé S.L. Introduction to the epilepsy syndrome papers. Epilepsia. 2022; 63(6): 1330–2. https://doi.org/10.1111/epi.17262

2. Kalser J., Cross J.H. The epileptic encephalopathy jungle – from Dr. West to the concepts of aetiology-related and developmental encephalopathies. Curr. Opin. Neurol. 2018; 31(2): 216–22. https://doi.org/10.1097/WCO.0000000000000535

3. Guerrini R., Conti V., Mantegazza M., Balestrini S., Galanopoulou A.S., Benfenati F. Developmental and epileptic encephalopathies: from genetic heterogeneity to phenotypic continuum. Physiol. Rev. 2023; 103(1): 433–513. https://doi.org/10.1152/physrev.00063.2021

4. Siniatchkin M., Capovilla G. Functional neuroimaging in epileptic encephalopathies. Epilepsia. 2013; 54(Suppl. 8): 27–33. https://doi.org/10.1111/epi.12420

5. Raga S., Specchio N., Rheims S., Wilmshurst J.M. Developmental and epileptic encephalopathies: recognition and approaches to care. Epileptic Disord. 2021; 23(1): 40–52. https://doi.org/10.1684/epd.2021.1244

6. Berg A.T., Berkovic S.F., Brodie M.J., Buchhalter J., Cross J.H., van Emde Boas W., et al. Revised terminology and concepts for organization of seizures and epilepsies: report of the ILAE Commission on Classification and Terminology, 2005–2009. Epilepsia. 2010; 51(4): 676–85. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2010.02522.x

7. Scheffer I.E., Liao J. Deciphering the concepts behind “Epileptic encephalopathy” and “Developmental and epileptic encephalopathy”. Eur. J. Paediatr. Neurol. 2020; 24: 11–4. https://doi.org/10.1016/j.ejpn.2019.12.023

8. Scheffer I.E., Berkovic S., Capovilla G., Connolly M.B., French J., Guilhoto L., et al. ILAE classification of the epilepsies: Position paper of the ILAE Commission for Classification and Terminology. Epilepsia. 2017; 58(4): 512–21. https://doi.org/10.1111/epi.13709

9. McTague A., Howell K.B., Cross J.H., Kurian M.A., Scheffer I.E. The genetic landscape of the epileptic encephalopathies of infancy and childhood. Lancet Neurol. 2016; 15(3): 304–16. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(15)00250-1

10. Caliendo M., Lanzara V., Vetri L., Roccella M., Marotta R., Carotenuto M., et al. Emotional-behavioral disorders in healthy siblings of children with neurodevelopmental disorders. Medicina (Kaunas). 2020; 56(10): 491. https://doi.org/10.3390/medicina56100491

11. Vetri L., Messina L.M., Drago F., D’Aiuto F., Vanadia F., Brighina F., et al. Are paediatric headaches in the emergency department increasing? An Italian experience. Funct. Neurol. 2019; 34(3): 188–95.

12. Esposito M., Orsini A., Striano P. Percorso diagnostico nelle epilessie genetiche. Prospett. Pediatr. 2019; 49: 86–94. (in Italian)

13. Slatko B.E., Gardner A.F., Ausubel F.M. Overview of next-generation sequencing technologies. Curr. Protoc. Mol. Biol. 2018; 122(1): e59. https://doi.org/10.1002/cpmb.59

14. Levy S.E., Boone B.E. Next-generation sequencing strategies. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2019; 9(7): a025791. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a025791

15. Richards S., Aziz N., Bale S., Bick D., Das S., Gastier-Foster J., et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genet. Med. 2015; 17(5): 405–24. https://doi.org/10.1038/gim.2015.30

16. Рыжкова О.П., Кардымон О.Л., Прохорчук Е.Б., Коновалов Ф.А., Масленников А.Б., Степанов В.А. и др. Руководство по интерпретации данных, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS). Медицинская генетика. 2017; 16(7): 4–17. https://elibrary.ru/zjtgdr

17. Демикова Н.С., Баранова Е.Е. Показания к полногеномному секвенированию у больных с подозрением на наследственные редкие заболевания: Учебное пособие. М.; 2022.

18. Ostrander B.E.P., Butterfield R.J., Pedersen B.S., Farrell A.J., Layer R.M., Ward A., et al. Whole-genome analysis for effective clinical diagnosis and gene discovery in early infantile epileptic encephalopathy. NPJ Genom. Med. 2018; 3: 22. https://doi.org/10.1038/s41525-018-0061-8

19. Vetri L., Calì F., Saccone S., Vinci M., Chiavetta N.V., Carotenuto M., et al. Whole exome sequencing as a first-line molecular genetic test in developmental and epileptic encephalopathies. Int. J. Mol. Sci. 2024; 25(2): 1146. https://doi.org/10.3390/ijms25021146

20. Boonsimma P., Ittiwut C., Kamolvisit W., Ittiwut R., Chetruengchai W., Phokaew C., et al. Exome sequencing as first-tier genetic testing in infantile-onset pharmacoresistant epilepsy: diagnostic yield and treatment impact. Eur. J. Hum. Genet. 2023; 31(2): 179–87. https://doi.org/10.1038/s41431-022-01202-x

21. Mercimek-Mahmutoglu S., Patel J., Cordeiro D., Hewson S., Callen D., Donner E.J., et al. Diagnostic yield of genetic testing in epileptic encephalopathy in childhood. Epilepsia. 2015; 56(5): 707–16. https://doi.org/10.1111/epi.12954

22. Palmer E.E., Schofield D., Shrestha R., Kandula T., Macintosh R., Lawson J.A., et al. Integrating exome sequencing into a diagnostic pathway for epileptic encephalopathy: Evidence of clinical utility and cost effectiveness. Mol. Genet. Genomic Med. 2018; 6(2): 186–99. https://doi.org/10.1002/mgg3.355