Туберозный склероз (болезнь Бурневилля-Прин- гла) представляет собой заболевание, характеризующееся формированием в различных органах особых диспла- стических опухолевидных образований - гамартом. Частота туберозного склероза составляет около 1 на 10 000 рожденных детей [Osborne J. et al., 1991]. Тип наследования аутосомно-доминаитный с практически полной пенетрантностыо, однако яркой особенностью генетики туберозного склероза является чрезвычайно высокая частота спорадических случаев (60-70%), обусловленных новыми мутациями генов болезни [Sampson J. et al., 1989]. Соответственно, во многих случаях семейный анамнез у больных, не имеющих потомства, отсутствует.
Клиническая картина туберозного склероза явля ется весьма полиморфной [Roach Е. et al., 1998]. Наиболее часто имеет место поражение мозга, кожи, почек и сердца, реже в процесс вовлекаются легкие, костный скелет, селезенка, эндокринные железы и другие органы. Заболевание проявляется обычно уже в первые годы жизни резистентными эпилептическими припадками и разнообразными кожными изменениями. Эпилептический синдром обусловлен локализацией гамартом (нередко кальцифицированных) в коре больших полушарий; опухолевые узлы могут располагаться также в белом веществе, мозжечке, стволе, спинном мозге, высгупать в полость боковых желудочков. Наблюдаются как длительные ремиссии, так и учащение припадков с возрастом. При тяжелом течении туберозного склероза отмечается отставание в умственном развитии ребенка. В мозге могут развиваться также астроцитомы, эпендимомы. Кожные изменения являются важнейшим диагностическим признаком болезни и включают множественные розова- ro-красиые папулезные узелки {adenoma sebaceum) в виде «бабочки» по обе стороны носа, шагреневые утолщения кожи, дспигментированные и «кофейные» пятна на коже туловища и конечностей, единичные и множественные фибромы. Для туберозного склероза характерны также опухоли сетчатки, рабдомиома сердца, ангиомиолипо- мы, кисты и карциномы почек, опухоли других внутрен- I шх органов, кистозные изменения фалант пальцев кисти с участками периостального утолщения и другие проявления. Наиболее ценным методом диагностики является рентгеновская компьютерная томография головного мозга, позволяющая выявлять двусторонние кальци- фикаты в леривентрикуляриой области, базальных ганглиях, мозжечке.
Туберозный склероз является генетически гетерогенным. Типичный фенотип данного заболевания может быть обусловлен мутациями двух самостоятельных I шов - TSC1 на хромосоме 9q34.1 -34.2 и TSC2 на хромосоме 16р 13.3 [European Chromosome 16 Tuberous Sclerosis Consortium, 1993; van SlegtenhorstM. etal., 1997].
¦еди больных и семей с туберозным склерозом отмечено преобладание 2-го типа заболевания (ген TSC2), сцепленного с 16-й хромосомой.
Ген TSC1 содержит 23 экзона и кодирует новый белок - гамартин, не имеющий существенной гомологии с известными ранее белковыми семействами [van Slegtenhorst М. et al., 1997]. Ген TSC2 состоит из 41 короткого экзона, имеет сравнительно небольшую протяженность (около 45 кб) и кодирует транскрипт длиной 5,5 кб; белковый продукт гена TSC2, туберин, ассоциирован с клеточной мембраной [European Chromosome 16 Tuberous Scleroit^Consortium, 1993; Wienecke R. et al., 1995]. Аналогично белку нейрофибромину, туберин содержит домен с ГТФ-азной активностью, что свидетельствует о его роли в митогенсзе, регуляции клеточного цикла и нейрональной дифференцировке [Wienecke R. etal., 1995; Jones A. et al., 1999]. В эксперименте показано, что гамартин и туберин взаимодействуют друг с другом и имеют, по данным иммунофлюоресценции, общую клеточную локализацию, что может свидетельствовать о реализации этими белками близких клеточных функций [Plank Т. et al., 1998]. Центральной из таких функций белковых продуктов TSC1 и TSC2 является их функция супрессии опухолевого роста, что получило прямое подтвержден^ на трансгенных моделях у животных [Kobayashi Т. et al., 1997]. Молекулярно-генетический анализ тканей гамартом и других опухолей у больных туберозным склерозом 1 -го и 2-го типов показал не только наличие унаследованного мутантного аллеля гена (TSC1 или TSC2), но и инактивацию второго аллеля вследствие спонтанной соматической мутации в опухолевом клоне па постзиготической стадии [Carbonara С. et al., 1996; Henske Е. et al., 1996; Sepp T. et al., 1996; van Slegtenhorst M. et al., 1997; Au K. ct al., 1999]. Вторая, приобретенная мутация обычно характеризуется ранним обрывом трансляции либо представляет собой крупную делецию соответствующего хромосомного участка, проявляющуюся феноменом потери гетерозиготности. Интересно, что повторные «комплементирующие» му-
I ации у одпого и того же больного могут быть различными и возникать независимо в разных соматических клетках, давая начало разным опухолям [Carbonara С. et al., 1996]. Таким образом, как и при нейрофиброматозе, у больных туберозным склерозом опухолевая трансформация клеток предполагает «двойную инактивацию» и отсутствие белковых продуктов генов-супрессоров опухоли (при нейрофиброматозе это касается генов NF1 и NF2, а при туберозном склерозе - TSC1 и TSC2).
К настоящему времени в различных популяциях мира обследованы на молекулярно-генетическом уровне сотни больных туберозным склерозом, у которых идентифицировано свыше 200 патогенетически значимых мутаций в генах TSC1 и TSC2 [van Bakel I. et al., 1997; van Slegtenhorst M. et al., 1997; Kwiatkowska J. et al., 1998;JonesA. etal., 1999; MayerK. etal., 1999;NiidaY. et ak, 1999]. Большинство выявленных мутаций состав- тяют нонсенс-мутации, мутации со сдвигом рамки, мутации в сайтах сплайсинга с укорочением транскрипта и крупные геномные перестройки (включая делецию целого гена), гораздо реже встречаются миссенс-мутации, ведущие к замене аминокислоты в функционально значимых доменах (например, ГТФ-азном домене тубери- на). Примерно у 80% больных выявляются мутации в гене TSC2 (туберозный склероз 2-го типа), в остальных случаях заболевание обусловлено мутациями гена TSC1 (туберозный склероз 1-го типа) [Jones A. et ak, 1999; Niida Y. et ak, 1999]. Единственным существенным клиническим различием между двумя генетическими формами туберозного склероза является более тяжелое течение заболевания у больных с мутациями гена TSC2, что проявляется, в частности, значительно более высокой частотой умственной отсталости при туберозном склерозе-2 [Jones A. et ak, 1999]. Отчетливых «горячих точек» в генах туберозного склероза, имеющих особенно высокий темп мутирования, не выявлено. Мажорные мутации также практически не зарегистрированы, за исключением нескольких точковых мутаций как в TSC1, так и в TSC2, выявленных различными авторами у ряда неродственных больных [van Slegtenhorst М. et al., 1997; Kwiatkowska J. et al., 1998; Jones A. et al., 1999].
ДНК-диагностика туберозного склероза представляет собой непростую задачу. Поиск мутаций следует начинать с гена TSC2, поскольку вероягность обнаружения мутации в нем заметно выше, чем для гена TSC1. Используемые при туберозном склерозе методы мутационного скрининга практически идентичны для обоих генов. Учитывая доминирующую роль мутаций, приводящих к укорочению транскрипта и синтезу «усеченного» белка, часто используемыми являются РТТ-метод (анализ белковых продуктов экспрессии кДНК), а также другие подходы, основанные на РНК-технологиях (обратно-транскриптазная амплификация и анализ набора фрагментов, покрывающих всю длину кДНК) [Wilson Р. et al., 1996; vanBakel I. etal., 1997; Mayer К. et al., 1999]. Для выявления мутаций в кодирующих областях исследуемых генов обычно используется SSCP, гетеродуплек- сный анализ и прямое секвенирование отдельных экзо- нов, а для детекции возможных крупных генных перестроек - электрофорез в пульсирующем поле, блот-гиб- ридизация по Саузерну и «сверхдлинная» ПЦР [Kwiatkowska J. et al., 1998; Jones A. et al., 1999; Niida Y. et al., 1999]. В зависимости от используемой комбинации методов, мутации в генах TSC1 или TSC2 выявляются (при исследовании ДНК клеток крови) у 59-80% всех больных туберозным склерозом и почти в 95% семейных случаев заболевания [Jones A. et al., 1999; Mayer К. et al., 1999; Niida Y. et al., 1999]. Более низкая выявляемость мутаций в спора цических случаях туберозного склероза обусловлена частым соматическим мо- заицизмом у этих больных (мутация происходит в эмбриогенезе вне клеточной закладки кроветворного ростка) [Jones A. et al., 1999]. Поскольку при туберозном склерозе достаточно высока доля спорадических случаев, а также в связи с проблемой соматического и гонадного мозаицизма, косвенная ДНК-диагностика болезни в группе риска не получила широкого распространения.