Частая мутация в гене HADHA (Недостаточность длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназы)

Исследование частой мутации в гене HADHA представляет собой молекулярно-генетический тест, направленный на выявление патогенного варианта c.1528G>C (p.Glu510Gln) , связанного с недостаточностью длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназы (LCHAD). Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу и развивается, когда патогенные изменения затрагивают обе копии гена HADHA. При недостаточности LCHAD организм теряет способность полноценно использовать длинноцепочечные жирные кислоты как источник энергии. В обычных условиях значительная часть энергетических потребностей покрывается за счёт глюкозы, однако между приёмами пищи, во время инфекции или другого состояния с повышенным расходом энергии организм всё активнее переключается на жировые запасы. Именно в этот момент наследственный дефект проявляется наиболее отчётливо: энергия из длинноцепочечных жирных кислот образуется недостаточно, а продукты их неполного расщепления начинают накапливаться. Поэтому особенно чувствительными оказываются ткани, постоянно нуждающиеся в большом количестве энергии, прежде всего сердце, печень и скелетные мышцы. У младенцев заболевание способно проявиться во время первых продолжительных интервалов между кормлениями или на фоне инфекции, когда быстро снижается уровень глюкозы, появляется выраженная слабость, нарушается работа печени и сердца. С возрастом энергетический дефицит всё заметнее проявляется в мышцах: длительная физическая нагрузка, голодание или инфекционное заболевание могут вызывать сильные мышечные боли и повреждение мышечной ткани. Постепенно способны присоединяться поражение периферических нервов и изменения сетчатки. Такая зависимость симптомов от энергетической нагрузки объясняет клиническую ценность раннего выявления заболевания: предупреждение длительного голодания, коррекция питания и специальная тактика во время заболеваний позволяют уменьшить риск острых метаболических нарушений и последующего поражения органов. 
После установления причинных вариантов генетическое исследование становится основой для обследования семьи. Родителей, братьев и сестёр можно исследовать прицельно на уже известные изменения, определяя носительство и выявляя заболевание у родственников до развития метаболических осложнений. Если оба родителя являются носителями патогенных вариантов HADHA, при каждой беременности вероятность рождения ребёнка с заболеванием составляет 25%, а вероятность передачи одного изменённого аллеля составляет 50%.

Клиническое значение

Ген HADHA кодирует α-субъединицу митохондриального трифункционального белка, ферментного комплекса, выполняющего несколько последовательных этапов β-окисления длинноцепочечных жирных кислот. Одна из функций этой субъединицы связана с активностью длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназы. При недостаточности LCHAD расщепление длинноцепочечных жирных кислот останавливается до завершения энергетического цикла: образование энергии уменьшается, а промежуточные 3-гидроксиацильные соединения накапливаются. Поэтому при голодании организм одновременно сталкивается с дефицитом доступной глюкозы и невозможностью полноценно перейти на использование жиров. Этим механизмом объясняется характерная гипокетотическая гипогликемия . Концентрация глюкозы снижается, однако ожидаемого повышения кетоновых тел не происходит, поскольку их образование также зависит от нормального окисления жирных кислот. Одновременно в крови накапливаются характерные 3-гидроксиацилкарнитины, прежде всего C16-OH и C18:1-OH, которые используются при неонатальном скрининге и последующем биохимическом обследовании. Выявленный профиль показывает, на каком участке энергетического обмена возникло нарушение, а молекулярно-генетическое исследование HADHA позволяет установить его наследственную причину. 
Вариант c.1528G>C (p.Glu510Gln) относится к наиболее распространённым патогенным изменениям HADHA у пациентов с LCHAD-недостаточностью. Замена аминокислоты нарушает ферментативную функцию белка, поэтому обнаружение именно этого варианта является рациональным первым этапом генетического поиска при характерных изменениях неонатального скрининга или профиля ацилкарнитинов. Таргетное исследование отвечает на конкретный вопрос: связаны ли выявленные нарушения с одной из наиболее частых молекулярных причин заболевания. Актуальные данные ClinVar классифицируют p.Glu510Gln как патогенный вариант без конфликтующих экспертных заключений; он неоднократно обнаружен у пациентов как в гомозиготном состоянии, так и вместе с другим патогенным вариантом HADHA. 
Выявление p.Glu510Gln в обеих копиях HADHA устанавливает биаллельный патогенный генотип, характерный для LCHAD-недостаточности, и связывает биохимические нарушения с их молекулярной причиной. Если этот вариант обнаружен только в одной копии гена, результат приобретает иной смысл. У клинически здорового человека он соответствует носительству, тогда как при характерной гипокетотической гипогликемии, изменённом профиле ацилкарнитинов или других признаках заболевания остаётся вероятность второго патогенного варианта в другой области HADHA. В такой ситуации таргетный анализ уже выполнил свою задачу, а дальнейший поиск требует расширенного исследования гена. 
Отрицательный результат означает отсутствие c.1528G>C (p.Glu510Gln) и исключает только исследуемую частую мутацию. Он не устраняет вероятность LCHAD-недостаточности, поскольку заболевание вызывается и другими патогенными вариантами HADHA. Если профиль ацилкарнитинов, эпизоды гипокетотической гипогликемии, поражение мышц или другие данные продолжают указывать на нарушение окисления длинноцепочечных жирных кислот, диагностический поиск закономерно переходит от одной частой мутации к расширенному молекулярно-генетическому исследованию. Такой переход особенно важен после положительного неонатального скрининга, когда отрицательный таргетный результат не должен прерывать обследование ребёнка.

Знание семейного генотипа имеет дополнительную ценность при последующих беременностях. Если плод имеет LCHAD-недостаточность или общий дефект митохондриального трифункционального белка, у матери повышается риск тяжёлых осложнений беременности, связанных с нарушением функции печени, включая острую жировую болезнь печени беременных и HELLP-синдром. Связь материнских осложнений с метаболическим заболеванием плода объясняет, почему установленная молекулярная причина у ребёнка важна не только для его собственного лечения и обследования родственников, но и для планирования последующих беременностей.

Что влияет на результат

Патогенный вариант HADHA является врождённой характеристикой генома и сохраняется на протяжении жизни, поэтому голодание, физическая нагрузка, инфекции, особенности питания и проводимое лечение не изменяют результат генетического исследования. Эти факторы действуют на проявления заболевания: во время повышенной энергетической потребности метаболический дефект становится заметнее, меняются концентрации ацилкарнитинов и возрастает риск гипогликемии или повреждения мышц, тогда как последовательность ДНК остаётся неизменной. После аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток клетки периферической крови имеют преимущественно донорское происхождение, поэтому выделенная из них ДНК может отражать генотип донора. Это учитывают при выборе биоматериала для исследования наследственных вариантов HADHA.