2) изменения в числе копий отдельных участков ДНК, протяженностью более 1 млн.п.н., отличающиеся по числу копий в референсном геноме
3) анеуплоидии хромосом
4) сочетание клеток с трисомией и моносомией по одной и той же паре гомологичных хромосом у индивида
Вариации числа копий участков ДНК (CNV) — это структурные геномные варианты, при которых определённый сегмент ДНК представлен у индивида числом копий, отличающимся от референсного или ожидаемого для данного участка генома. В учебной и диагностической практике к CNV обычно относят делеции и дупликации протяжённостью от 1 т.п.н. и более; в международной литературе нижняя граница может варьировать в зависимости от методики и принятого определения. Для большинства аутосомных локусов диплоидного генома референсным является наличие двух копий, однако нормальные полиморфные CNV могут иметь различное число копий без клинических проявлений.
CNV возникают вследствие неравного кРоссинговера между близкими повторяющимися последовательностями (非аллельная гомологичная рекомбинация), ошибок репликации, механизмов негомологичного соединения концов ДНК или нарушений репарации. Потеря участка формирует делецию, а увеличение его дозы — дупликацию; клинический эффект зависит от размера варианта, содержания гаплонедостаточных или дозочувствительных генов, вовлечения регуляторных областей и характера наследования. Патогенные CNV могут быть причиной задержки психомоторного и речевого развития, врождённых пороков, интеллектуальной недостаточности, расстройств аутистического спектра и других проявлений синдромальной или неспецифической генетической патологии.
Указание на протяжённость более 1 млн пар нуклеотидов неправильно, поскольку CNV могут быть значительно меньше этого порога. Анеуплоидия означает изменение числа целых хромосом, например трисомию 21, тогда как сочетание клеточных линий с разным хромосомным набором относится к мозаицизму и не является определением CNV. Основными методами выявления CNV служат хромосомный микроматричный анализ (array-CGH или SNP-array), MLPA и количественные варианты NGS; кариотипирование выявляет преимущественно крупные перестройки и не предназначено для обнаружения большинства субмикроскопических CNV.
| Состояние или вариант | Геномное изменение | Типичный масштаб | Ключевой диагностический признак |
|---|---|---|---|
| Делеция | Утрата участка ДНК, уменьшение числа его копий | От килобаз до мегабаз и более | Снижение сигнала на array-CGH, уменьшение дозы при MLPA или чтении NGS |
| Дупликация | Дополнительная копия участка ДНК | От килобаз до крупных сегментов хромосомы | Увеличение сигнала на микроматрице или относительной глубины покрытия |
| Нормальный полиморфный CNV | Вариабельное число копий в популяции без обязательной клинической значимости | Чаще от 1 т.п.н. до сотен килобаз | Соответствие популяционным базам данных и отсутствие убедительной связи с фенотипом |
| Патогенный CNV | Делеция или дупликация дозочувствительного гена либо критического геномного региона | Варьирует; размер сам по себе не определяет патогенность | Известный синдром, характерный геномный регион, нарушение дозы генов, подтверждённое базами ClinGen и другими источниками |
| Анеуплоидия | Изменение числа целых хромосом | Вся хромосома | Кариотип или FISH выявляет трисомию, моносомию и другие изменения хромосомного набора |
| Мозаицизм | Сосуществование двух или более клеточных линий с различным генотипом | От отдельных клеток до значительной доли тканей | Различие результатов в клетках или тканях; подтверждается исследованием достаточного числа клеток |
| Сбалансированная перестройка | Изменение структуры хромосом без существенной потери или приобретения ДНК | Может быть крупным, но суммарное число копий обычно сохраняется | Кариотип или структурный анализ выявляет транслокацию или инверсию; микроматрица может быть нормальной |
Интерпретация CNV проводится с учётом фенотипа пациента, происхождения варианта и его представленности в популяционных базах данных. Для уточнения клинической значимости используют сегрегационный анализ у родственников, проверку на de novo возникновение и оценку перекрытия с известными синдромными регионами. При выявлении CNV важно различать конституциональный вариант, присутствующий во всех клетках, и соматический вариант, ограниченный опухолевой или иной патологической тканью. Генетическое консультирование необходимо для оценки риска повторения и выбора дальнейшей тактики обследования семьи.