Rare autosomal recessive spastic paraplegias

Актуальность. Наследственные спастические параплегии (НСП) - одна из наиболее гетерогенных групп наследственных нервных болезней, насчитывающая около 80 клинико-генетических форм (SPG) с хронологической нумерацией. Методы высокопроизводительного экзомного секвенирования (MPS) принципиально расширили возможности выделения новых SPG и практической ДНК-диагностики. В ФГБНУ МГНЦ проводится первое в России комплексное клинико-молекулярное исследование НСП на основе MPS и ряда дополнительных методов ДНК-анализа. Группа верифицированных случаев насчитывает 114 семей с 20 различными формами, включая редкие аутосомно-рецессивные (АР) формы, мало известные генетикам и неврологам. Цель: представить первые российские наблюдения редких АР форм: SPG5, SPG26, SPG35 и SPG39, связанных соответственно с генами CYP7B1, B4GALNT1, FA2H и PNPLA6, участвующими в разных звеньях липидного обмена. Методы. Первичная группа включала около 200 российских семей с предварительным клиническим диагнозом НСП или сходных болезней; основная группа: 114 семей с диагностированной формой SPG; материал статьи: 4 семьи. Использованы методы: клинико-генеалогический, кастомная MPS-панель «параплегии» (64 гена); секвенирование по Сэнгеру; мультиплексная-лигаза зависимая амплификация MLPA (выборочно); полноэкзомное секвенирование WES (выборочно); биоинформатический анализ. Результаты: подгруппа АР SPG включила 22 семьи/12 форм. Представленные 4 формы выявлены в единичных семьях. SPG5: подросток 17 лет в русской семье; начало в 15 лет, умеренный спастический парапарез, легкая сопутствующая атаксия. Генотип CYP7B1: ранее описанные мутации с.334С>T (p.Arg112Ter)/c.1190C>T (p.Pro397Leu) у больного и здоровой сестры 8 лет (доклиническая стадия), родители - гетерозиготные носители. SPG26: мальчик 13 лет в неинбредной русской семье; начало в раннем детстве, медленно прогрессирующий спастический парапарез, дизартрия, когнитивные и поведенческие нарушения, нормальная МРТ. Генотип B4GALNT1: новая мутация c.1514G>C (p.Arg505Pro) в гомозиготном состоянии у больного, в гетерозиготном - у родителей. Случай SPG26 - 14-й описанный в мире, гомозиготность по мутации, вызывающей очень редкую форму SPG, в неинбредной русской семье необычна. SPG35: мальчик 5 лет в этнически смешанной семье (мать русская, отец татарско-бурятского происхождения) из Сибири; начало в 4 года, быстро прогрессирующий спастический парапарез без других симптомов, нормальная МРТ. Генотип FA2H: ранее описанная мутация с.805С>T (p.Arg269Cys) и новая мутация c.106C>T (p.Leu36Phe). SPG39: мальчик 10 лет в русско-татарской семье; начало в 5 лет, умеренный спастический парапарез без других симптомов. Генотип PNPLA6: описанная ранее интронная мутация с.199-2A>T / новая мутация c.2033G>A (p.Gly678Asp), родители - гетерозиготные носители. Выводы. НСП у российских больных представлены широким спектром клинико-генетических форм, включая редкие АР SPG в неинбредных русских и в этнически смешанных семьях. Cлучаи SPG5, SPG26, SPG35 и SPG39 - первые российские описания. Из найденных в 4 генах 7 мутаций три ранее не описаны. MPS - метод выбора ДНК-диагностики болезней с выраженной генетической гетерогенностью, таких, как НСП. Objective: hereditary spastic paraplegias (HSP) are a heterogeneous group including about 80 forms: SPGs (Spastic Paraplegia Gene) numbered chronologically. Massive parallel sequencing MPS greatly improved possibilities of new SPGs disclosure and of practical DNA diagnostics. First Russian HSP complex investigation of HSP using MPS is being performed in FSBI PCMG. By now, the group of genetically diagnosed cases numbers 114 families with 20 different SPGs, including rare autosomal recessive forms poorly known to geneticists and neurologists. Aim: to present first Russian cases of rare autosomal recessive (AR) forms: SPG5, SPG26, SPG35, and SPG39. The genes, CYP7B1, B4GALNT1, FA2H, and FA2H correspondingly, are involved in lipid metabolism. Materials: initial group: about 200 Russian families with preliminary clinical diagnosis of HSP or alike disorders; index group: 114 SPG-confirmed families; paper material: the four families. Methods: clinical investigation, genealogical analysis; molecular methods: custom MPS-panel “paraplegias” (63 genes), Sanger sequencing, multiplex ligation-dependent probe amplification MLPA (selectively), whole-exome sequencing WES (selectively); bioinformatic analysis. Results. Subgroup of AR SPG included 22 families/12 forms. SPG5, 26, 35, 39 were detected in single families. SPG5: a 17-year-old youth in a Russian family; onset in 15 years, moderate spastic paraparesis, mild ataxia; CYP7B1 genotype: two earlier reported mutations .334С>T (p.Arg112Ter) и c.1190C>T (p.Pro397Leu) in the patient and in unaffected younger sister (preclinical stage), parents - heterozygous carries. SPG26: a 13-year old boy in a Russian non-consanguineous family; early-childhood onset, slowly progressing paraparesis, dysarthria, cognitive and behavioral impairment; B4GALNT1 genotype: novel homozygous mutation c.1514G>C (p.Arg505Pro) in the boy, heterozygosity in parents; homozygosity for a very rare gene (14th SPG26 world case) in a Russian non-consanguineous family is unusual. SPG35: a 5-year-old boy in a Sibirian ethnically mixed family (Russian mother, father of Tatar-Buryat ethnicity); onset in 4 years, rapidly progressing paraparesis with no other signs, normal MRI; FA2H genotype: reported earlier с.805С>T (p.Arg269Cys) / novel c.106C>T (p.Leu36Phe). SPG39: a 10-year-old boy in a Russian-Tatar family; onset in 5 years, slowly progressing paraparesis with no other signs; PNPLA6 genotype: reported earlier intronic с.199-2A>T novel c.2033G>A (p.Gly678Asp), parents - heterozygous carriers. Conclusions. HSP in Russian patients present a wide spectrum including rare AR SPG in non-consanguineous Russian families and in families of mixed ethnicity. Our SPG5, SPG26, SPG35 and SPG39 cases are first in Russia; of 7 mutations detected in the 4 genes 3 mutations were novel. MPS is method of choice in DNA diagnostics of heterogeneous disorders like HSP.