2) поиска частых мутаций в гене POLG
3) поиска частых мутаций в митохондриальной ДНК (+)
4) поиска крупных делеций в митохондриальной ДНК
Обоснование выбора
Синдром MELAS (mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes) в большинстве случаев обусловлен точечными вариантами митохондриальной ДНК, прежде всего патогенным вариантом m.3243A>G в гене MT-TL1. Реже выявляются другие варианты этого гена, включая m.3271T>C, а также изменения в других генах митохондриального генома. Поэтому рациональным первым этапом является таргетный поиск наиболее частых мутаций митохондриальной ДНК, что позволяет быстро подтвердить наиболее вероятный молекулярный механизм заболевания.
Ключевое свойство митохондриальных болезней — гетероплазмия, то есть сосуществование нормальных и мутантных копий митохондриального генома в одной клетке. Уровень гетероплазмии зависит от ткани и может быть низким или постепенно снижаться в крови, особенно с возрастом. При отрицательном результате анализа крови исследование целесообразно повторить в мочевом осадке, буккальном эпителии или мышечной ткани. Клиническую картину MELAS формируют инсультоподобные эпизоды, не соответствующие бассейну одной артерии, судороги, энцефалопатия, лактатацидоз, миопатия и нередко сахарный диабет или нейросенсорная тугоухость.
Полное экзомное секвенирование не является оптимальным стартовым исследованием: оно может недостаточно эффективно выявлять варианты митохондриального генома и количественно оценивать гетероплазмию. Варианты в POLG чаще связаны с нарушением репликации и поддержания митохондриальной ДНК, синдромами наружной офтальмоплегии, эпилепсией или истощением митохондриального генома. Крупные делеции митохондриальной ДНК типичнее для синдрома Кернса—Сейра и хронической прогрессирующей наружной офтальмоплегии, а не для классического MELAS.
| Диагностический подход | Типичные находки | Место в обследовании |
|---|---|---|
| Таргетный поиск частых вариантов мтДНК | m.3243A>G в MT-TL1, реже m.3271T>C и другие варианты | Первый этап при клиническом подозрении на MELAS |
| Исследование гетероплазмии | Разная доля мутантного митохондриального генома в крови, моче, буккальном эпителии и мышце | Необходимо для повышения чувствительности; отрицательный анализ крови не исключает болезнь |
| Клинические признаки MELAS | Инсультоподобные эпизоды до 40 лет, энцефалопатия, судороги, лактатацидоз или миопатия | Определяют клиническое подозрение и необходимость молекулярного подтверждения |
| МРТ головного мозга | Очаги в коре и подкорковых структурах, не соответствующие бассейну одной мозговой артерии и способные мигрировать | Поддерживает диагноз инсультоподобных эпизодов при MELAS |
| Анализ гена POLG | Патогенные варианты при нарушении репликации мтДНК, наружной офтальмоплегии, эпилепсии и других фенотипах | Исследуется при отрицательном анализе мтДНК или иной клинической картине |
| Поиск крупных делеций мтДНК | Единичные или множественные делеции, часто с рваными красными волокнами в мышце | Более характерен для синдромов Кернса—Сейра и хронической прогрессирующей наружной офтальмоплегии |
Генетическое подтверждение следует интерпретировать совместно с клиническими и нейровизуализационными данными, поскольку уровень гетероплазмии не всегда прямо отражает тяжесть заболевания. При выявлении патогенного варианта необходимы обследование родственников по материнской линии и генетическое консультирование. Отсутствие частого варианта не исключает MELAS и служит основанием для расширенного анализа митохондриального генома или ядерных генов, связанных с митохондриальной функцией. Тактика лабораторной диагностики должна учитывать возраст пациента, исследуемую ткань и предполагаемый уровень гетероплазмии.