Найти тему
Корнякова Екатерина

Связь между носительством премутации FMR1 и числовыми вариацииями половых хромосом

Синдром ломкой Х-хромосомы является наиболее частой причиной наследственной задержки развития, умственной отсталости и расстройств аутистического спектра. Он поражает 1:4000–5000 мужчин и 1:2500–8000 женщин. Синдром обусловлен экспансией тринуклеотидных повторов CGG в 5'-нетранслируемой области гена FMR1, локализованной на Х-хромосоме. Нормальный диапазон повторов CGG составляет 5–44, промежуточный: 45–54 повтора, премутация 55–200 повторов и экспансия (более чем 200 повторов) вызывает молчание гена FMR1 и приводит к синдрому ломкой Х-хромосомы.

Женщины с 55–200 повторами CGG являются носителями премутации (распространенность у женщин 1:130–256). Женщины-носители премутации подвержены риску снижения овариального резерва и преждевременной недостаточности яичников.

Аномалия половых хромосом является распространенной хромосомной аберрацией как при пренатальной диагностике с общей частотой 1 на 250–300, так и постнатальной (1 на 400 новорожденных). Анеуплоидия аутосомных или половых хромосом связана с поздним репродуктивным возрастом матери или сниженным овариальным резервом. Можно предположить, что у пациентов с премутацией FMR1 так же чаще встречаются аномалии половых хромосом у эмбрионов.

Это исследование было направлено на изучение возможной корреляции между плохим качеством ооцитов, что отражается увеличением частоты вариаций числа половых хромосом у носителей премутации FMR1 по сравнению с женщинами, прошедшими преимплантационное генетическое тестирование на моногенные/одиночные дефекты гена (PGT-M) по другим показаниям.

Материалы и методы

  • Ретроспективное когортное исследование.
  • Был проведен поиск медицинских данных женщин, проходивших циклы ЭКО-ПГТ-М, на предмет сцепленных с Х-хромосомой заболеваний и социального выбора пола в период с 2010 по 2020 год. Параметры цикла ЭКО сравнивали в группе носителей премутации FMR1 с 70–200 повторами CGG с группой женщин, перенесших PGT-M, для которых генетический анализ включал гаплотипирование половой хромосомы (числовые изменения). Могли быть быть идентифицированы следующие патологии: носительство других Х-сцепленных заболеваний (например, болезни Дюшенна), Х-сцепленное наследование по отцовской линии или выбор пола при расстройстве аутистического спектра (РАС) и социальный выбор пола. Все пациенты были направлены на ПГТ-М после комплексной генетической консультации. Статус носителя мутации был диагностирован с помощью прегестационного скрининга или генетического заболевания в семейном анамнезе. В соответствии с рекомендациями Министерства здравоохранения Израиля, PGT-M предлагается носителям премутаций FMR-1 с 70 и более повторами CGG, поскольку риск экспансии до полной мутации у носителей менее 70 повторов очень низок и они проходят предродовое тестирование.
  • PGT-M покрывается государственной системой здравоохранения Израиля; однако преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидию (PGT-A) не входит в страховку, не проводится в обычном порядке, поэтому распространенность числовых вариаций половых хромосом можно изучать в основном в циклах PGT-M или PGT-структурной перестройки (SR), которые включают гаплотипирование половых хромосом.
  • Биопсию эмбриона проводили через 3 дня после оплодотворения для каждого эмбриона, который состоял из шести или более клеток и имел фрагментацию менее 30%. Одного бластомера достаточно для получения надежного и точного диагноза FMR1.
  • Мультиплексная вложенная ПЦР была разработана для одновременной амплификации области, содержащей CGG-повторы FMR1, трех маркеров на X- и Y-хромосоме и восьми или более фланкирующих информативных полиморфных маркеров FMR1. За этим последовал анализ гаплотипов и обнаружение вариаций числа хромосом. Отсутствие или добавление родительских гаплотипов указывает на моносомию и трисомию соответственно. Что касается моносомии, все случаи можно выявить с помощью анализа гаплотипов; однако с помощью этого метода можно идентифицировать только около трети ошибок трисомии. Это ограничение связано с тем фактом, что события трисомии происходят из одной и той же родительской хромосомы и несут одни и те же полиморфные маркеры и будут ошибочно показаны как имеющие нормальное хромосомное строение.
  • Во всех других циклах ПГТ-М, направленных на диагностику моногенных Х-сцепленных заболеваний, протокол мультиплексной вложенной ПЦР был разработан и индивидуально оптимизирован для каждого пациента. Для этого учитывали семейную мутацию и информативность полиморфных маркеров. Каждый протокол для Х-сцепленной мутации включал амплификацию семейной мутации, трех маркеров для определения пола и амплификацию не менее шести маркеров, фланкирующих тестируемый ген с обеих сторон. Аналогично диагностике мутантного аллеля FMR1. В нескольких случаях, включенных в это исследование, причинная мутация была неизвестна. В этих циклах PGT-M требовалось только определение пола, и были проанализированы шесть полиморфных маркеров, локализованных на Х-хромосоме, и пять других маркеров, локализованных на Y-хромосоме.

Полученные результаты
Генетический анализ был проведен 2790 эмбрионов из 577 циклов ЭКО PGT-M . Из них 394 цикла (92 носителя премутации FMR1- исследуемая группа) и 183 цикла (72 женщины) с PGT-M по поводу других Х-сцепленных заболеваний в контрольной группе.

-2
  • Средний возраст был одинаковым между группами.
  • Носительницам премутации FMR1 требовалось большие дозы гонадотропинов, чаще отмечен бедный ответ на стимуляцию (3 и менее полученных ооцитов), и соответственно меньшее количество пробиопсированных эмбрионов, и в конечном итоге, на количество эмбрионов, доступных для переноса.
-3
  • Как и ожидалось, 46,2% эмбрионов в группе FMR1 унаследовали премутантный аллель (771/1668) по сравнению с ожидаемой долей 50%.
  • Соотношение числовых вариаций половых хромосом было сопоставимо: 8,3% эмбрионов в группе FMR1 (138/1668) по сравнению с 7,1% в контроле (80/1122, p = 0,281).
  • 102 цикла в группе FMR1 имели по крайней мере один эмбрион с числовой вариацией половых хромосом (29,9%) по сравнению с 57 циклами (31,7%) в контрольной группе (p = 0,69).
  • Количество повторов CGG не было связано с долей эмбрионов, несущих числовую вариацию половых хромосом: 7,9% (15/190), 8,6% (57/665) и 6,7% (66/981), p = 0,371 для носителей. с 70–80, 80–120 и 120–200 повторами CGGсоответственно.
  • Был проведен анализ подгрупп женщин моложе 40 лет. Различий в частоте числовых вариаций половых хромосом между исследуемой и контрольной группой в этой возрастной группе не обнаружено.
  • Не было отмечено взаимосвязи между плохим качеством ооцитов у женщин с бедным ответом яичников (три или меньше ооцитов) и более высоким риском хромосомных аберраций по сравнению нормоответчиками (8,1% 222/2736 против 5,1% 3/59, p = 0,625, для хороших ответивших против плохих ответивших, соответственно).

Обсуждение
Как и ожидалось, у большего числа женщин-носителей премутации FMR-1 наблюдались признаки сниженного овариального резерва и плохой ответ на стимуляцию яичников; тем не менее, распространенность числовых вариаций половых хромосом была сопоставима между группами. После дальнейшего анализа с разделением по возрасту и количеству аспирированных ооцитов не было продемонстрировано статистически значимой разницы.

В этом исследовании проанализированы числовые вариации половых хромосом у эмбрионов на 3-й день развития; однако следует отметить, что уровень анеуплоидии различается в зависимости от стадии развития эмбриона. События анеуплоидии больше распространены у эмбрионов на стадии дробления по сравнению с бластоцистой (83% против 58% соответственно), для сравнения частота анеуплоидии в ооцитах 74% . При генетическом анализе ранних самопроизвольных выкидышей наиболее частой аномалией является моносомия половых хромосом (45 X0), за которой следуют трисомии 16, 21 и 22. Среди новорожденных наиболее распространенной анеуплоидией является трисомия 21, за которой следуют трисомии половых хромосом.

Это первое исследование, анализирующее распространенность числовых вариаций половых хромосом у 3-суточных эмбрионов носителей премутации FMR1, подвергающихся PGT-M. Сильные стороны этого исследования заключаются в относительно большой когорте носителей премутации FMR1, прошедших PGT-M, и в том, что с помощью анализа GLM можно было контролировать эффекты внутри и между субъектами. Это исследование, однако, ограничено его ретроспективным дизайном и тем, что анеуплоидия в аутосомных хромосомах не может быть оценена, и только моносомии были полностью диагностированы. PGT-A не охвачен системой здравоохранения ; тем не менее, моносомия или трисомия половых хромосом является одной из распространенных анеуплоидий, описанных у эмбрионов. Следовательно, даже с этим ограничением большая когорта из 2790 проверенных эмбрионов в исследовании все еще может обнаруживать несколько более высокие показатели анеуплоидии у эмбрионов носителей премутации FMR-1. Распространенность числовых вариаций половых хромосом на пятый день развития эмбриона может быть изучена исследованиями в будущем.

Выводы

Хотя носители премутации FMR1 имеют признаки сниженного ответа яичников, это, по-видимому, не влияет на числовые вариации половых хромосом по сравнению с женщинами, перенесшими PGT-M по другим показаниям. Это говорит о том, что механизм хромосомных аберраций у женщин старшего материнского возраста отличается от механизма у носителей премутации FMR1 с плохим овариальным резервом.