ДНК-диагностика синдрома Мартина-Белл (синдром ломкой Х-хромосомы).

Синдром Мартина-Белл (СМБ) – наиболее распространенная наследственная форма умственной отсталости с частотой 1:4000 мужчин и 1:8000 женщин. Клиническая картина заболевания может включать в себя макроорхизм, некоторые признаки черепно-лицевого дисморфизма, повышенную эластичность соединительной ткани. Фенотип больных с СМБ весьма вариабелен, что делает актуальным использование лабораторных диагностических процедур (цитогенетических, молекулярно-генетических, иммунологических).

Наследование СМБ носит необычный характер: передача заболевания происходит через фенотипически нормальных мужчин (их называют нормальными трансмиттерами); дочери нормальных трансмиттеров никогда не бывают умственно отсталыми и никогда или почти никогда не имеют ломкого сайта на Х-хромосоме, однако в следующем поколении треть женщин умственно субнормальны, а их сыновья, в свою очередь, как правило, оказываются больными. Братья клинически нормальных мужчин-носителей маркерной хромосомы имеют низкий риск заболевания СМБ, в то время как для их внуков и правнуков риск значительно выше. Такой необычный характер наследования СМБ получил название парадокса Шерман по фамилии Стефани Шерман, изучавшей родословные с СМБ.

У подавляющего большинства больных с СМБ причиной заболевания является экспансия полиморфного повтора CGG, расположенного в 5’-нетранслируемой области гена FMR 1 (fragile X mental retardation gene). У нормальных индивидов длина этого повтора варьирует от 2 до 54 триплетов. Увеличение длины повтора в пределах от 52 до 230 триплетов (премутация) не сопровождается экспрессией патологического фенотипа. Дальнейшая экспансия (свыше 230 копий) сопровождается клиническими проявлениями СМБ и представляет собой полную мутацию. Такой двухступенчатый процесс формирования мутации при СМБ отчасти объясняет парадокс Шерман. Примечательно, что расширение премутации до полной мутации происходит только при передаче материнского аллеля; поэтому дочери нормальных мужчин-носителей имеют только премутации и никогда не проявляют выраженной умственной отсталости или цитогенетической экспрессии ломкого сайта. Полная мутация, как правило, не претерпевает обратного развития при наследовании её от матери, т.е. вероятность того, что ребёнок, получивший материнскую Х-хромосому с полной мутацией, окажется больным, стремится к единице. Случаев наследования полной мутации от отцов не описано.

Полные мутации, как правило, ассоциированы с аномальным метилированием промоторной области гена FMR 1. Наличие в этой области сайтов узнавания метилчувствительных рестриктаз позволяет проводить тесты на метилирование, имеющие своей целью отличить полную мутацию от премутации.

Аллели в состоянии премутации выявляются у всех нормальных трансмиттеров и по крайней мере у 80% бессимптомных носительниц. Нормальные трансмиттеры всегда передают своим дочерям премутацию в неизменном или несколько редуцированном виде. В то же время, премутации, передаваемые женщинами, в 80% случаев трансформируются в полные мутации, причём вероятность такой трансформации прямо зависит от размера премутации. Полная мутация выявляется практически у всех больных обоего пола (за исключением тех редких случаев, когда проявления СМБ обусловлены нарушениями экспрессии гена FMR 1, не связанными с экспансией тринуклеотидного повтора CGG) и у 20% бессимптомных носительниц. Ещё одной характеристикой полных мутаций при СМБ является их исключительная соматическая гетерогенность.

Наряду с двумя «чистыми» вариантами генотипов при СМБ (только с полной мутацией или только с премутацией) описан третий, сочетанный тип, называемый мозаичным. Термин «мозаики» используется для обозначения индивидов, часть клеток крови которых несёт премутацию, а часть - полную мутацию.

Проявление фенотипических признаков СМБ у всех индивидов со структурными и функциональными нарушениями гена FMR 1, вне зависимости от их природы (экспансия CGG-повтора, делеции, точковые мутации), свидетельствует о важнейшей роли белкового продукта FMR 1 в патогенезе этого заболевания. Практически во всех случаях при СМБ наблюдается подавление транскрипции FMR 1 (вследствие гиперметилирования промотора), что выражается в отсутствии соответствующей мРНК и белкового продукта FMRP (fragile X mental retardation protein).

За два десятилетия, прошедших со времени открытия гена FMR 1 и характеристики мутации при СМБ, было предложено несколько концепций ДНК-анализа при этом заболевании.