Разработан тест для диагностики спинальной мышечной атрофии у младенцев
В медицине XXI века время стало одним из главных действующих веществ. В неонатальном скрининге оно измеряется днями, а порой и часами: чтобы спасти ребенка со спинальной мышечной атрофией (СМА), диагноз должен быть поставлен не просто рано, а мгновенно, а терапия начата еще до появления первых симптомов. Россия сегодня находится в уникальной ситуации — программа расширенного неонатального скрининга охватывает всех новорожденных, что позволяет выявлять СМА на доклинической стадии. Однако до недавнего времени существовала парадоксальная «слепая зона»: стандартные тесты, давая быстрый ответ, часто не видели всей картины заболевания, оставляя врачей перед необходимостью сложного, долгого и зависимого от импорта уточнения диагноза.
Коллектив томских ученых из НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН нашел способ закрыть этот пробел, запатентовав принципиально иной подход к диагностике. Их разработка (патент RU 2838673) — это не просто новая тест-система, а смена аналитической парадигмы: переход от наблюдения за реакцией в реальном времени к абсолютному, «цифровому» подсчету молекул ДНК.
Суть предложенного метода заключается в использовании цифровой полимеразной цепной реакции (цПЦР). В отличие от классической ПЦР в реальном времени, которая определяет наличие или отсутствие мутации по кривой накопления флуоресцентного сигнала, цифровая ПЦР дробит образец на тысячи нанокапель или наноячеек, проводя в каждой из них отдельную реакцию. Это позволяет перейти от относительных оценок к абсолютному количественному учету целевых последовательностей ДНК.
Томские генетики использовали это преимущество, чтобы решить главную проблему современных алгоритмов диагностики СМА: необходимость одновременного получения двух критически важных параметров в одном анализе. Запатентованный способ дает возможность за одну реакцию не только обнаружить «классическую» гомозиготную делецию 7 экзона гена SMN1 (отсутствие обеих копий гена), но и точно определить число копий гена SMN2.
Именно количество копий SMN2 является тем биологическим маркером, который предопределяет судьбу пациента. Зная, сколько копий гена-модификатора досталось ребенку, врач может прогнозировать, насколько быстро будет прогрессировать слабость мышц и, что еще важнее, выбирать стартовый протокол патогенетической терапии. Разные терапевтические стратегии — будь то генозамещающая терапия или сплайсинг-модификаторы — имеют различные показания и эффективность в зависимости от того, есть ли у пациента одна, две или три копии гена SMN2. Ранее для получения этих данных приходилось проводить отдельное, трудоемкое исследование методом MLPA, которое требует зарубежных реагентов и не всегда доступно в рутинной практике. Интеграция двух тестов в один формат цифровой ПЦР радикально сокращает время от первичного положительного результата до постановки развернутого молекулярного диагноза.
Еще одним принципиальным достижением томской разработки является расширение спектра выявляемых мутаций. Стандартный неонатальный скрининг, основанный на ПЦР в реальном времени, ориентирован на поиск гомозиготной делеции — наиболее частой, но не единственной причины СМА. Этот метод неизбежно пропускает редкие формы болезни, связанные с так называемым гетерозиготным носительством (когда одна копия гена утеряна, а вторая инактивирована точечной мутацией) или сложными перестройками ДНК. Такие дети остаются недиагностированными до появления первых симптомов, когда спасти мышечные клетки часто уже невозможно. Цифровая ПЦР, благодаря своей сверхчувствительности и способности детектировать малые различия в последовательностях ДНК, позволяет «увидеть» эти редкие генетические события, фактически устраняя диагностическую слепоту системы скрининга.
Помимо клинической эффективности, патент имеет и выраженное технологическое значение. Разработка томских ученых — это шаг к полному импортозамещению в сегменте подтверждающей диагностики орфанных заболеваний. На сегодняшний день метод MLPA, используемый для уточнения числа копий генов, почти полностью обеспечивается зарубежными реагентами. Создание отечественной тест-системы на базе цифровой ПЦР, которая не уступает, а по ряду параметров и превосходит референсные методы, снижает зависимость от политически нестабильных логистических цепочек. Это делает высокотехнологичную диагностику не только независимой, но и потенциально более доступной для широкой сети региональных медико-генетических консультаций.
Таким образом, предложенный коллективом НИИ медицинской генетики способ диагностики знаменует собой переход от двухэтапной модели (скрининг плюс долгое подтверждение) к одноэтапной прецизионной диагностике. Ребенок с положительным результатом неонатального скрининга может быть сразу же верифицирован с получением полной генетической формулы заболевания, необходимой для немедленного старта терапии.