Частая мутация в гене ACADM (Недостаточность среднецепочечной дегидрогеназы жирных кислот MCAD)

Исследование частой мутации в гене ACADM представляет собой молекулярно-генетический тест, направленный на выявление патогенного варианта c.985A>G (p.Lys329Glu), связанного с недостаточностью среднецепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы жирных кислот (MCAD). Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу и развивается, когда патогенные изменения затрагивают обе копии гена ACADM. При недостаточности MCAD организм не может полноценно получать энергию из среднецепочечных жирных кислот. Пока питание поступает регулярно, эта особенность способна долго не проявляться, поскольку энергетические потребности покрываются в значительной степени за счёт поступающих углеводов и запасов гликогена. Во время длительного перерыва между кормлениями, рвоты или инфекционного заболевания поступление глюкозы уменьшается, её запасы постепенно истощаются, и роль жиров как источника энергии возрастает. Именно тогда наследственный дефект становится критическим: использование части жирных кислот нарушено, поэтому организм одновременно сталкивается с уменьшением доступной глюкозы и невозможностью в достаточной степени компенсировать этот дефицит за счёт жиров. Особенно чувствителен к такому состоянию головной мозг, которому необходимо непрерывное энергетическое обеспечение. Ребёнок, до этого развивавшийся без заметных нарушений, во время болезни или продолжительного перерыва в питании может быстро становиться вялым и сонливым, отказываться от еды; дальнейшее нарастание энергетического дефицита способно привести к судорогам и нарушению сознания. Печень также вовлекается в метаболический криз, поскольку именно в ней происходит перестройка энергетического обмена во время голодания. Поэтому заболевание особенно опасно до установления диагноза, тогда как предупреждение длительных периодов без пищи и своевременное поступление углеводов во время инфекции позволяют предотвратить большинство тяжёлых декомпенсаций.  
После выявления у пациента патогенных вариантов ACADM, связанных с недостаточностью MCAD, родственников можно обследовать прицельно на уже известные семейные изменения. Такой подход позволяет определить носительство у родителей и выявить заболевание у братьев или сестёр до развития первого метаболического криза. Если оба родителя являются носителями патогенных вариантов ACADM, вероятность рождения ребёнка с недостаточностью MCAD при каждой беременности составляет 25%, а вероятность носительства одного изменённого аллеля составляет 50%.

Клиническое значение

Ген ACADM кодирует митохондриальный фермент среднецепочечную ацил-КоА-дегидрогеназу, участвующую в β-окислении среднецепочечных жирных кислот. При недостаточности фермента их последовательное расщепление нарушается, образование энергии уменьшается, а промежуточные продукты обмена накапливаются. Одновременно печень не образует ожидаемого количества кетоновых тел, которые во время голодания должны становиться дополнительным энергетическим субстратом для мозга. Поэтому для метаболического криза при MCAD-дефиците характерна гипокетотическая гипогликемия , при которой снижение глюкозы сочетается с недостаточным кетогенезом. При неонатальном скрининге наиболее значимым показателем становится повышение октаноилкарнитина C8 , которое оценивают вместе с другими компонентами ацилкарнитинового профиля. Если такая картина указывает на нарушение окисления среднецепочечных жирных кислот, последующее биохимическое обследование уточняет характер метаболического дефекта, а исследование ACADM устанавливает его наследственную причину. Благодаря этому заболевание можно обнаружить ещё у клинически здорового новорождённого, до ситуации, в которой первый продолжительный период голодания или инфекция приведут к метаболической декомпенсации. 
Вариант c.985A>G (p.Lys329Glu) является наиболее частым патогенным изменением ACADM, вызывающим недостаточность MCAD, что и определяет смысл отдельного таргетного теста. Его исследование позволяет быстро проверить одну из наиболее вероятных молекулярных причин заболевания после характерных изменений неонатального скрининга или биохимического профиля. Обнаружение варианта тем самым связывает выявленное нарушение энергетического обмена с конкретным наследственным дефектом. Если p.Lys329Glu выявлен в обеих копиях ACADM , обнаруживается биаллельный патогенный генотип, соответствующий молекулярной причине недостаточности MCAD. Генетический результат подтверждает происхождение метаболического нарушения, однако сам по себе не определяет, насколько тяжело будет протекать заболевание: непосредственный риск декомпенсации во многом зависит от продолжительности голодания, инфекционных заболеваний и своевременности профилактических мероприятий. При обнаружении p.Lys329Glu только в одной копии ACADM результат соответствует носительству исследуемого патогенного варианта. Если одновременно присутствуют характерные изменения ацилкарнитинового профиля или ранее возникали эпизоды гипокетотической гипогликемии, одного найденного варианта недостаточно, чтобы объяснить аутосомно-рецессивное заболевание. Второе патогенное изменение может находиться в другой области ACADM, которую таргетный тест не исследует, поэтому такая комбинация данных служит основанием для расширенного молекулярно-генетического поиска. 
Отрицательный результат означает отсутствие только c.985A>G (p.Lys329Glu) и не исключает недостаточность MCAD. Заболевание вызывается и другими патогенными вариантами ACADM, поэтому характерный ацилкарнитиновый профиль или перенесённая гипокетотическая гипогликемия сохраняют диагностическое значение независимо от результата поиска одной частой мутации. 

Что влияет на результат

Наследственный вариант ACADM присутствует в геноме с рождения и сохраняется на протяжении жизни, поэтому голодание, инфекции, характер питания и проводимое лечение не изменяют результат генетического исследования. Эти факторы влияют на проявление самого заболевания: чем сильнее организм зависит от использования собственных жиров для получения энергии, тем заметнее становится метаболический дефект, тогда как последовательность ДНК остаётся неизменной. После аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток клетки периферической крови имеют донорское происхождение, поэтому выделенная из них ДНК может отражать генотип донора. Это учитывают при выборе биоматериала для исследования наследственных вариантов ACADM.