Клиническая гетерогенность и молекулярно-генетические причины в когорте пациентов с нарушением формирования пола

Никитина И.Л., Саракаева Л.Р., Костарева А.А., Кудряшова Е.К. Клиническая гетерогенность и молекулярно-генетические причины в когорте пациентов с нарушением формирования пола. Современные подходы к оперативному лечению детей с несовершенным остеогенезом. Педиатрия. Consilium Medicum. 2021; 2: 194–202. DOI: 10.26442/26586630.2021.2.200903

________________________________________________

Nikitina IL, Sarakaeva LR, Kostareva AA, Kudryashova EK. Clinical heterogeneity and molecular genetic causes in a cohort of patients with disorders/differences of sex development. Pediatrics. Consilium Medicum. 2021; 2: 194–202. DOI: 10.26442/26586630.2021.2.200903

Читать PDF

Аннотация

Обоснование. Нарушения формирования пола (НФП) относятся к группе редких врожденных аномалий, которые характеризуются несоответствием генетического, гонадного, фенотипического и психологического пола. Диагностика и планирование оказания помощи требуют комплексного подхода и должны осуществляться мультидисциплинарной группой специалистов.
Цель. Анализ частоты установления генетических причин при различных формах НФП путем применения оригинальной панели таргетного секвенирования с последующим установлением ассоциаций выявленных генетических вариантов с характером клинических проявлений.
Материалы и методы. Проведено молекулярно-генетическое исследование с помощью метода таргетного секвенирования нового поколения (NGS) на приборе MiSeq (платформа Illumina) с участием 28 пациентов с клинически верифицированным диагнозом НФП кариотипа 46, ХY. Для данного исследования разработали панель генов HaloPlex (Agilent), включающую в себя кодирующие области 80 генов-кандидатов, ассоциированных с НФП. Выявленные варианты затем проверили секвенированием по Сэнгеру. Биоинформационный анализ проводился с использованием баз OMIM, проекта «1000 геномов», ESP6500, Genome Aggregation Database projects. Генетические варианты классифицировали в соответствии с рекомендациями Американского колледжа медицинской генетики и геномики.
Результаты. Генетические варианты, оцененные как вероятно патогенные, патогенные и неизвестной значимости, выявили у 39% пациентов с НФП. В ассоциации с клиническим фенотипом нарушения половой дифференцировки их определили в качестве каузативных. В 82% случав выявлено не более одного вероятно патогенного варианта, в 18% – два, что свидетельствовало об олигогенном генезе НФП. К ранее не описанным отнесли 43% среди выявленных генетических вариантов. В ассоциации с клиническим фенотипом варианты в генах NR5A1 и MAP3K1 выявили у 4 пациентов с гонадным дисгенезом (по 2 случая). Мутации в гене AR были представлены полной резистентностью к андрогенам у 3 пациентов. Вариант в гене MAMLD1 имел место у пациента с проксимальной формой гипоспадии, в гене CYP17A1 – при редкой форме врожденной гиперплазии коры надпочечников – дефиците фермента 17α-гидроксилазы. У 2 пациентов обнаружили олигогенный генез НФП. У 1-го представлен мутациями в генах MAP3K1 и MAMLD1 с клиническим фенотипом промежностной гипоспадии, у 2-го – мутациями в AR и SEMA3A, что клинически было продемонстрировано парциальной формой резистентности к андрогенам и явилось основанием для смены пола воспитания на женский. Оба случая вариантов в гене стероидогенного фактора NR5A1 были представлены семейными формами.
Заключение. Включение в спектр обследования при НФП секвенирования нового поколения с использованием таргетных панелей генов улучшает понимание генетических основ нарушений половой дифференцировки, что в ряде случаев также оказывает влияние на коррекцию терапии и присвоение паспортного пола воспитания.

Ключевые слова: нарушения формирования пола, секвенирование нового поколения, дисгенезия гонад, полная резистентность к андрогенам, парциальная резистентность к андрогенам, нарушения биосинтеза андрогенов, паспортный пол

________________________________________________

Background. Disorders of sex development (DSD) are a group of rare congenital conditions. Clinical management of patients with DSD is often difficult and requires multidisciplinary approach.
Aim. Analysis of the frequency of establishing genetic causes in various forms of DSD by using an original targeted sequencing panel with subsequent establishment of associations of the identified genetic variants with the nature of clinical manifestations.
Materials and methods. Conducted a clinical examination, karyotype analysis followed by the next generation sequencing (NGS) using MiSeq (Illumina) with the twenty-eight patients with different forms of 46, XY DSD were included. We designed HaloPlex (Agilent) gene panel that included coding regions of 80 candidate genes associated with DSD. All variants identified by NGS were confirmed by Sanger sequencing. We performed bioinformatics analysis using OMIM, “1000 genomes”, ESP6500, Genome Aggregation Database projects. To assess the clinical significance of the identified variants we used ClinVar database and American College of Medical Genetics and Genomics criteria.
Results. Out of 28 patients pathogenic, likely pathogenic, variants with unknown significance were identified in 11 patients (39%). In combination with clinical phenotype these variants were determined as causative for DSD. Nine patients (82%) had likely causative variants in one gene (of monogenic origin), while 18% had variants in two genes simultaneously (of oligogenic origin). 43% of the identified gene variants have not been previously reported. The variants in NR5A1 were associated with gonadal dysgenesis in two patients; the variants in MAP3K1 were also found in another two patients with gonadal dysgenesis, variants in AR – in three patients with CAIS, variant in MAMLD1 was associated with proximal form of hypospadias, variant in CYP17A1 was associated with testosterone biosynthetic defect. Among the two patients with variants of oligogenic origin, one had variants in MAP3K1 and MAMLD1 genes and was clinically characterized by hypospadias; the second had variants in AR and SEMA3A and was diagnosed with PAIS. There were also two patients with variants in NR5A1 of familial inheritance.
Conclusion. NGS-based targeted sequencing is a promising technique to improve the differential diagnosis, genetic counseling and management strategies for patients with DSD. Complex clinical examination followed by molecular genetic analysis improves the diagnosis, genetic counseling, and management strategies for patients with DSD including the assignment of sex of rearing.

Keywords: disorders of sex development, next generation sequencing, gonadal dysgenesis, complete androgen insufficiency, partial androgen insufficiency, testosterone biosynthetic defect, sex of rearing

Полный текст

Материалы доступны только для специалистов сферы здравоохранения. Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.

Список литературы

1. Lee PA, Houk CP, Ahmed SF, Hughes IA. International Consensus Conference on Intersex organized by the Lawson Wilkins Pediatric Endocrine Society and the European Society for Paediatric Endocrinology. Consensus statement on management of intersex disorders. International Consensus Conference on Intersex. Pediatrics. 2006;118(2):488-500. DOI:10.1542/peds.2006-0738
2. Lee PA, Nordenström A, Houk CP, et al. Global Disorders of Sex Development Update since 2006: Perceptions, Approach and Care. Horm Res Paediatr. 2016;85(3):158-80. DOI:10.1159/000442975
3. Kyriakou A, Lucas-Herald AK, McGowan R, et al. Disorders of sex development: advances in genetic diagnosis and challenges in management. Advances in Genomics and Genetics. 2015;5:165-7. DOI:10.2147/AGG.S53226
4. Никитина И.Л. Старт пубертата – известное и новое. Артериальная гипертензия. 2013;19(3):227-36 [Nikitina IL. Start pubertata – izvestnoe i novoe. Arterialnaia gipertenziia. 2013;19(3):227-36 (in Russian)].
5. Swaab DF, Garcia-Falueras A. Sexual differentiation of the human brain in relation to gender identity and sexual orientation. Funct Neurol. 2009;24(1):17-28.
6. Diamond M, Sigmundson HK. Sex reassignment at birth. Long-term review and clinical implications. Arch Pediatr Adolesc Med. 1997;151(3):298-304.
7. Fitzgerald PJ. A neurotransmitter system theory of sexual orientation. J Sex Med. 2008;5:746-8.
8. Kim SW, Schenck CH, Grant JE, et al. Neurobiology of sexual desire. NeuroQuantology. 2013;11(2):332-59.
9. Окулов А.Б. Становление педиатрической андрогеникологии как специальности. М.: Литерра, 2016 [Okulov AB. Formation of pediatric androgenicology as a specialty. Moscow: Literra, 2016 (in Russian)].
10. Hiort O, Cools M, Springer A, et al. Addressing gaps in care of people with conditions affecting sex development and maturation. Nat Rev Endocrinol. 2019;15:615-22. DOI:10.1038/s41574-019-0238-y
11. Jürgensen M, Rapp M, Döhnert U, et al. Assessing the health-related management of people with differences of sex development. Endocrine. 2021;71:675-80.
DOI:10.1007/s12020-021-02627-y
12. Richards S, Aziz N, Bale S, 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. DOI:10.1038/gim.2015.30
13. Database of Single Nucleotide Polymorphisms (dbSNP). Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/ Accessed: 15.12.2020.
14. NHLBI Exome Sequencing Project (ESP). Available at: http://evs.gs.washington.edu/EVS/ Accessed: 20.03.2021.
15. Exome Aggregation Consortium (ExAC). Available at: https://www.bioSTARs.org/p/195085/ Accessed: 20.03.2021.
16. Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). Available at: http://www.omim.org/ Accessed: 16.03.2021.
17. Fan Y, Zhang X, Wang L, et al. Diagnostic Application of Targeted Next-Generation Sequencing of 80 Genes Associated with Disorders of Sexual Development. Sci Rep. 2017;7:44536. DOI:10.1038/srep44536
18. Dong Y, Yi Y, Yao H, et al. Targeted next-generation sequencing identification of mutations in patients with disorders of sex development. BMC Med Genet. 2016;17:23.
DOI:10.1186/s12881-016-0286-2
19. Eggers S, Sadedin S, van den Bergen JA, et al. Disorders of sex development: insights from targeted gene sequencing of a large international patient cohort. Genome Biol. 2016;17:243. DOI:10.1186/s13059-016-1105-y
20. Buonocore F, Achermann JC. Human sex development: targeted technologies to improve diagnosis. Genome Biol. 2016;17:257. DOI:10.1186/s13059-016-1128-4
21. Vilain E. Use of Next Generation Sequencing in Clinical Practice: The Example of Disorders/Differences of Sex Development. J Clin Res Pediatr Endocrinol. 2016;8(Suppl. 1):1-17.

________________________________________________

1. Lee PA, Houk CP, Ahmed SF, Hughes IA. International Consensus Conference on Intersex organized by the Lawson Wilkins Pediatric Endocrine Society and the European Society for Paediatric Endocrinology. Consensus statement on management of intersex disorders. International Consensus Conference on Intersex. Pediatrics. 2006;118(2):488-500. DOI:10.1542/peds.2006-0738
2. Lee PA, Nordenström A, Houk CP, et al. Global Disorders of Sex Development Update since 2006: Perceptions, Approach and Care. Horm Res Paediatr. 2016;85(3):158-80. DOI:10.1159/000442975
3. Kyriakou A, Lucas-Herald AK, McGowan R, et al. Disorders of sex development: advances in genetic diagnosis and challenges in management. Advances in Genomics and Genetics. 2015;5:165-7. DOI:10.2147/AGG.S53226
4. Никитина И.Л. Старт пубертата – известное и новое. Артериальная гипертензия. 2013;19(3):227-36 [Nikitina IL. Start pubertata – izvestnoe i novoe. Arterialnaia gipertenziia. 2013;19(3):227-36 (in Russian)].
5. Swaab DF, Garcia-Falueras A. Sexual differentiation of the human brain in relation to gender identity and sexual orientation. Funct Neurol. 2009;24(1):17-28.
6. Diamond M, Sigmundson HK. Sex reassignment at birth. Long-term review and clinical implications. Arch Pediatr Adolesc Med. 1997;151(3):298-304.
7. Fitzgerald PJ. A neurotransmitter system theory of sexual orientation. J Sex Med. 2008;5:746-8.
8. Kim SW, Schenck CH, Grant JE, et al. Neurobiology of sexual desire. NeuroQuantology. 2013;11(2):332-59.
9. Okulov AB. Formation of pediatric androgenicology as a specialty. Moscow: Literra, 2016 (in Russian)
10. Hiort O, Cools M, Springer A, et al. Addressing gaps in care of people with conditions affecting sex development and maturation. Nat Rev Endocrinol. 2019;15:615-22. DOI:10.1038/s41574-019-0238-y
11. Jürgensen M, Rapp M, Döhnert U, et al. Assessing the health-related management of people with differences of sex development. Endocrine. 2021;71:675-80.
DOI:10.1007/s12020-021-02627-y
12. Richards S, Aziz N, Bale S, 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. DOI:10.1038/gim.2015.30
13. Database of Single Nucleotide Polymorphisms (dbSNP). Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/ Accessed: 15.12.2020.
14. NHLBI Exome Sequencing Project (ESP). Available at: http://evs.gs.washington.edu/EVS/ Accessed: 20.03.2021.
15. Exome Aggregation Consortium (ExAC). Available at: https://www.bioSTARs.org/p/195085/ Accessed: 20.03.2021.
16. Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). Available at: http://www.omim.org/ Accessed: 16.03.2021.
17. Fan Y, Zhang X, Wang L, et al. Diagnostic Application of Targeted Next-Generation Sequencing of 80 Genes Associated with Disorders of Sexual Development. Sci Rep. 2017;7:44536. DOI:10.1038/srep44536
18. Dong Y, Yi Y, Yao H, et al. Targeted next-generation sequencing identification of mutations in patients with disorders of sex development. BMC Med Genet. 2016;17:23.
DOI:10.1186/s12881-016-0286-2
19. Eggers S, Sadedin S, van den Bergen JA, et al. Disorders of sex development: insights from targeted gene sequencing of a large international patient cohort. Genome Biol. 2016;17:243. DOI:10.1186/s13059-016-1105-y
20. Buonocore F, Achermann JC. Human sex development: targeted technologies to improve diagnosis. Genome Biol. 2016;17:257. DOI:10.1186/s13059-016-1128-4
21. Vilain E. Use of Next Generation Sequencing in Clinical Practice: The Example of Disorders/Differences of Sex Development. J Clin Res Pediatr Endocrinol. 2016;8(Suppl. 1):1-17.

Авторы

И.Л. Никитина*, Л.Р. Саракаева, А.А. Костарева, Е.К. Кудряшова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава России, Санкт-Петербург, Россия
*nikitina0901@gmail.com

________________________________________________

Irina L. Nikitina*, Leyla R. Sarakaeva, Anna A. Kostareva, Elena K. Kudryashova

Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia
*nikitina0901@gmail.com

Назад к списку

Цель портала OmniDoctor – предоставление профессиональной информации врачам, провизорам и фармацевтам.