Неонатология. Новости. Мнения. Обучение. №3, 2023

Насколько мы готовы к широкому внедрению методов секвенирования следующего поколения (NGS) в неонатологическую практику?
Традиционно ведущими причинами младенческой смертности в нашей стране считаются заболевания, возникшие в перинатальном периоде. Вместе с тем в ряде стран с более низкими показателями младенческой смертности 1-е место среди причин смерти занимают врожденные заболевания.
У большинства клиницистов врожденные заболевания в первую очередь ассоциируются с врожденными пороками развития (ВПР). В подавляющем большинстве случаев ВПР устанавливаются прижизненно на основании характерных клиническо-морфологических признаков, реже – посмертно. В течение последних трех десятилетий ВПР, включая синдромальные формы наследственной патологии, устойчиво занимают 2-е место в структуре причин ранней детской смертности в Российской Федерации. Несмотря на 4-кратное снижение коэффициента младенческой смертности в нашей стране с 1993 по 2022 г., доля ВПР среди других причин смертности детей в возрасте до 1 года осталась практически неизменной и находится в диапазоне 22–24%. Это свидетельствует о существенном снижении младенческой смертности в нашей стране, связанном в том числе с улучшением качества медицинской помощи детям с ВПР. Однако следует отметить, что бóльшая часть врожденных заболеваний, обусловленных генетическими причинами, не имеет в периоде новорожденности специфических клинико-морфологических и биохимических признаков (характерного фенотипа) или протекает под маской отдельных перинатальных состояний.
2023 г. ознаменовался внедрением в отечественную систему здравоохранения расширенного неонатального скрининга на врожденные и наследственные заболевания. В настоящее время благодаря комплексному исследованию сухих пятен крови новорожденных методами транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) и полимеразной цепной реакции (ПЦР) возможна ранняя диагностика (до конца периода новорожденности) 36 орфанных болезней, для которых разработаны эффективные методы медикаменозной/нутритивной профилактики и терапии. Доклиническое выявление детей с генетическими нарушениями позволяет своевременно обеспечить их уникальной патогенетической терапией и/или специализированным питанием, что в большинстве случаев позволяет предупредить развитие инвалидизирующих осложнений и гарантирует высокое качество жизни.
Внедрение в последние годы в клиническую практику современных методов генетической диагностики, таких как хромосомный микроматричный анализ, полноэкзомное и полногеномное секвенирование, существенно расширило наши представления о соотношении врожденных и приобретенных (в том числе в перинатальный период) заболеваний.
Согласно оценочному листу OMIM Morbid Map (https://www.omim.org/statistics/geneMap), общее число фенотипов, молекулярно-генетическая основа которых хорошо изучена, составляет 7408 (обновленные данные от 16 августа 2023 г.). Общее количество генов, в которых обнаружены патологические изменения (мутации), приводящие к изменению фенотипа, составляет 4830. Из них количество генов, мутации которых приводят к одним и тем же фенотипическим изменениям, – 3395; количество генов, мутации которых приводят к 2 разным фенотипическим изменениям, – 868, к 3 фенотипическим изменениям – 312, к 4 – 255.
Следует оговориться, что, помимо тяжелых моногенных заболеваний, в число фенотипов OMIM Morbid Map включены генетическая предрасположенность к онкологическим и дегенеративным заболеваниям (например, BRCA1 и семейная предрасположенность к раку молочной железы и яичников, СFH и макулярная дегенерация), а также генетические варианты, которые проявляются отклонением от нормы лабораторных показателей без явных клинических последствий для пациента.
Уже сейчас полноэкзомное секвенирование ДНК клеток крови плода или новорожденного позволяет выявлять около 2000 патологических изменений генов (патогенных вариантов), которые имеют неблагоприятные клинические последствия для его здоровья и развития.
Ключевым становится вопрос: что делать врачу с полученной медицинской информацией в случае обнаружения известного патогенного генетического варианта, если плод или ребенок внешне выглядит здоровым, а методов профилактики и лечения предполагаемого генетического заболевания не разработано?
Дискуссии на эту тему продолжаются почти 10 лет, с тех пор как стали проводиться первые пилотные исследования по определению возможностей общегеномного секвенирования в периоде новорожденности.
Точкой отсчета в этих дискуссиях можно считать 2013 г., когда Национальным институтом детского здоровья и развития человека (NICHD) и Национальным институтом исследований генома человека (NHGRI), входящими в состав Национальных институтов здравоохранения (NIH) США, 4 грантополучателям были присуждены премии в размере 5 млн долларов для реализации программы исследований нарушений, выявляемых методом геномного секвенирования, и разработки методов скрининга новорожденных (gov/news-events/news-releases/nih-program-explores-use-genomic-sequencing-newborn-healthcare).
Основные задачи, поставленные перед исследователями, директор NICHD, доктор медицины Алан Э. Гутмахер (Alan E. Guttmacher)
10 лет назад сформулировал следующим образом:
«Геномное секвенирование потенциально может диагностировать широкий спектр расстройств и состояний в самом начале жизни. Но способность быстро расшифровывать генетический код человека также влечет за собой множество клинических и этических проблем. Вот почему важно, чтобы эта программа исследовала не только технические, но и клинические и этические аспекты исследований геномики новорожденных».
Четырьмя получателями гранта стали:
 Женская больница (госпиталь) Бригхэма, Бостон, США (Brigha m and Women’s Hospital, Boston); главные исследователи – Роберт Грин (Robert Green, M.D.) и Алан Беггс (Alan Beggs, Ph.D);
 Детская больница милосердия, Канзас-Сити, Миссури, США (Children’s Mercy Hospital, Kansas City, Mo); главный исследователь – Стивен Кингсмор (Stephen Kingsmore, M.D.);
 Калифорнийский университет, Сан-Франциско, США (University of California, San Francisco); главный исследователь – Роберт Нуссбаум (Robert Nussbaum, M.D.);
 Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл, США (University of North Carolina at Chapel Hill); главные исследователи – Синтия Пауэлл (Cynthia Powell, M.D., M.S.) и Джонатан Берг (Jonathan Berg, M.D., Ph.D.).
Набрав в поисковых системах Интернета фамилии главных исследователей, любознательный читатель может легко ознакомиться с результатами пилотных исследований.
Важно отметить, что каждый грант состоял из 3 частей: секвенирование и анализ генома; клиническая часть исследований; этические, юридические и социальные последствия использования геномной информации в период новорожденности.
В последующие годы подобные исследования были начаты в Великобритании, Голландии, КНР и ряде других стран. В 2015 г. Целевая группа по педиатрии Рабочей группы Глобального альянса по геномике и здравоохранению по регулированию и этике (Global Alliance for Genomics and Health – https://www.ga4gh.org/), объединившего более 400 медицинских и научно-исследовательских организаций по всему миру, проанализировала текущую оценку рисков, связанных с использованием геномных технологий для популяционного скрининга новорожденных, и разработала на основе консенсуса 8 рекомендаций для врачей, клинических исследователей и политиков в области здравоохранения 1:
1. Скрининг новорожденных любым методом, включая геномное тестирование, если он принят в качестве программы общественного здравоохранения, должен быть одинаково доступен каждому младенцу, родившемуся в данной юрисдикции.
2. Интерпретация результатов геномного скрининга новорожденных требует обширных знаний о нормальных (доброкачественных) вариантах, а также о патогенных вариантах каждого тестируемого гена. Поэтому программы геномного скрининга новорожденных должны предоставлять популяционные частоты аллелей каждого гена, включенного в программу, в общедоступной базе данных. Функциональные последствия (доброкачественные, патогенные или неопределенные) каждого аллеля также должны быть доступны вместе с доказательствами, подтверждающими функциональные интерпретации.
3. Финансируемый государством всеобщий скрининг новорожденных с помощью геномных методов должен быть ограничен заболеваниями, которые можно диагностировать в период новорожденности и эффективно лечить или предотвращать в детском возрасте.
4. Если вводится популяционный геномный скрининг новорожденных, он должен предлагаться только как часть комплексной программы общественного здравоохранения, которая включает соответствующее подтверждающее тестирование, терапевтические вмешательства, клиническое наблюдение, генетическое консультирование, обеспечение качества, общественное и профессиональное образование, а также управление и надзор.
5. Скрининг новорожденных с помощью NGS или других геномных методов следует рассматривать только как дополнение к текущим программам скрининга первого уровня.
6. Текущий скрининг новорожденных не следует заменять NGS или другими геномными методами при любом заболевании, если только не было показано, что геномная технология обладает равной или лучшей чувствительностью и специфичностью к данному заболеванию.
7. В настоящее время наше понимание и способность интерпретировать геномные варианты не оправдывают использование общегеномного (цельного генома или экзома) секвенирования при популяционном скрининге новорожденных. Необходимы исследования, чтобы продемонстрировать клиническую полезность и экономическую эффективность общегеномного секвенирования и решить нерешенные вопросы политики здравоохранения и этики, прежде чем проводить общегеномное секвенирование для скрининга новорожденных в пределах юрисдикции.
8. В настоящее время наше понимание и способность интерпретировать варианты генома не оправдывают секвенирование больших мультигенных (физических или биоинформационных) панелей для популяционного скрининга новорожденных. Необходимы исследования, чтобы продемонстрировать клиническую полезность и экономическую эффективность секвенирования больших мультигенных панелей для популяционного скрининга новорожденных и решить нерешенные вопросы политики здравоохранения и этики, прежде чем использовать большие панели секвенирования для скрининга новорожденных в пределах юрисдикции.
Несмотря на то что в течение последних лет в медицинской литературе были опубликованы десятки научных статей, посвященных результатам национальных и международных исследований по применению методов NGS в различных популяциях новорожденных, исходно сформулированные принципы остались неизменными.
Подобный проект в нашей стране стартовал в 2020 г. в рамках государственного задания на прикладное научное исследование «Разработка технологии и методологии формирования карты генетического здоровья новорожденных и их применение для оценки частот встречаемости генетических нарушений с низкой/средней пенетрантностью в российской популяции и выявления генетических факторов, обуславливающих тяжелые моногенные заболевания» (главный исследователь – член-корр.
РАН Д.Ю. Трофимов), проводимого на базе ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России (директор – академик РАН Г.Т. Сухих).
К настоящему времени в рамках национального проекта проанализированы результаты полноэкзомного секвенирования около 10 тыс. новорожденных. Рассчитываем, что в одном из ближайших номеров нам удастся ознакомить читателей с детальным анализом полученных данных.
А пока, опираясь на предварительные итоги, можем постулировать следующее: для широкого внедрения методов NGS в отечественную неонатологическую практику необходимо провести большой комплекс организационных мероприятий, направленных на повышение качества пренатального и неонатального генетического консультирования, улучшение междисциплинарного взаимодействия врачей разных специальностей (генетиков, акушеров-гинекологов, неонатологов, кардиологов, невропатологов и др.), а также привести нормативно-правовую базу медико-генетической службы РФ в соответствие с современными диагностическими возможностями и перспективами развития персонифицированной медицины.