Проблемы генома

Эксперты РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России обсудили проблемы терапии орфанных заболеваний:

Александр Григорьевич Румянцев, д.м.н., профессор, академик РАН, научный руководитель НМИЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева, почетный профессор кафедры онкологии, гематологии и лучевой терапии ПФ РНИМУ им. Н.И. Пирогова, член Комитета Государственной Думы по охране здоровья, руководитель Экспертного совета по орфанным заболеваниям;

Денис Владимирович Ребриков, д.б.н., профессор РАН, проректор по научной работе РНИМУ им. Н.И. Пирогова;

Дмитрий Владимирович Влодавец, к.м.н., руководитель Федерального центра по нервно-мышечным заболеваниям Института Вельтищева РНИМУ им. Н.И. Пирогова, доцент кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики имени академика Л.О. Бадаляна РНИМУ им. Н.И. Пирогова;

Светлана Витальевна Михайлова, д.м.н., завотделением медицинской генетики Российской детской клинической больницы — филиала РНИМУ им. Н.И. Пирогова, профессор кафедры общей и медицинской генетики медико-биологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова.

Клинические подразделения РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России — Российская детская клиническая больница (РДКБ) и Институт Вельтищева — ведущие клиники нашей страны в области лечения орфанных заболеваний.

Каждый год в стационаре Института Вельтищева РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России проходят лечение более 11 тысяч детей. Из них около 80 % — пациенты с орфанной генетической патологией.

Отделение медицинской генетики РДКБ РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России занимается диагностикой и лечением наследственных болезней обмена веществ с преимущественным поражением нервной системы. В зоне внимания специалистов — заболевания, связанные с хромосомными перестройками, нарушениями в работе лизосомных и митохондриальных белков, пероксисомная патология. Ежегодно в больнице проходят диагностику и лечение более 900 пациентов с генетическими заболеваниями. 

Диагностика: чем раньше поставлен диагноз, тем эффективнее лечение

Неонатальный скрининг сегодня является методом выбора для раннего выявления наследственных заболеваний. Раньше в России в программу скрининга входили только пять наследственных заболеваний, однако с 1 января 2023 года началось тестирование новорожденных на 36 нозологий, в том числе на наследственные болезни обмена, спинальную мышечную атрофию (СМА) и первичные иммунодефициты.

Скрининг, как правило, проводят на третий — пятый день жизни ребенка. Для генетического анализа используют кровь, которую берут из пятки младенца, предварительно обработанной обезболивающим средством. Данный тест доступен бесплатно для всех граждан России по программе обязательного медицинского страхования (ОМС). В прошлом году охват тестирований составил более 98 %. Было выявлено около 700 новорожденных с наследственными заболеваниями на доклиническом этапе.

Академик РАН Александр Григорьевич Румянцев, член Комитета Государственной Думы по охране здоровья, руководитель Экспертного совета по орфанным заболеваниям, поделился впечатлениями об этом нововведении:

«Начался тотальный неонатальный скрининг на большую группу заболеваний, который раньше Россия не проводила. Пациенты, выявленные в результате этого скрининга, составили достаточно большую группу риска, которая потребовала от педиатров специального наблюдения. Для каждой группы пациентов проработан логистический путь и обеспечено постнатальное наблюдение. Раньше ничего этого не было.

Также было принято специальное постановление Правительства РФ, что дети с отдельными нозологическими формами могут получать лекарства off-label. Это очень важно, так как касается в том числе редких заболеваний. Мы очень долго работали для того, чтобы на основании доказательной базы лекарства и технологии могли быть использованы off-label.

И пациенты, выявленные в ходе скрининга, у кото рых был подтвержден диагноз, получили лечение. Среди этих пациентов — дети с первичными иммунодефицитами, которых оказалось довольно много. Им было необходимо специальное лечение — трансплантация костного мозга. И она была проведена, и что особенно важно, в ранние сроки.

Отмечу, что наш диагностический тест позволил выявить не только Т-клеточную лимфопению или дефекты Т-клеточного звена, но и нарушения В-клеточного звена иммунитета, в том числе агаммаглобулинемию. Это вообще-то “международный нонсенс”, потому что основная часть стран, которые публикуют результаты неонатального скрининга, не делает скрининг на В-клеточный дефицит.

Конечно, большая группа — это пациенты со спинальной мышечной атрофией. Было обнаружено больше 100 новорожденных с этим заболеванием, и часть из них — с теми генетическими формами, которые определены НМИЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Д. Рогачева как требующие немедленного принятия решения в отношении генной терапии. И они получили эту терапию. Раньше мы об этом не могли и мечтать».

Раннее выявление наследственной патологии критически важно. Например, при СМА, наследственном дегенеративном заболевании, связанном с мутациями в гене SMN1 (от англ. survival of motor neuron 1, ген выживания мотонейронов 1), у больного происходит постепенное отмирание мотонейронов, нарушается процесс передачи сигналов от головного мозга к мышцам.

Проявляется СМА выраженной мышечной слабостью. При самой тяжелой форме заболевания пациенты с раннего возраста не могут самостоятельно удерживать голову, сидеть, переворачиваться, ползать и ходить; у них отмечаются трудности дыхания, глотания. При естественном течении заболевания не более 8 % пациентов доживает до возраста двух лет, и большинство из них нуждается в искусственной поддержке дыхания и питания.

Хотя уже существует ряд генотерапевтических препаратов, способных повысить уровень необходимого белка SMN в организме пациента, позитивный эффект от лечения может быть достигнут только при одном условии — на момент начала терапии у пациента еще не начался процесс гибели мотонейронов. Лекарство сможет лишь стабилизировать состояние больного, предотвратить его дальнейшее ухудшение, но восстановить погибшие мотонейроны пока невозможно.

Как отметил руководитель Федерального центра по нервно-мышечным заболеваниям Института Вельтищева РНИМУ им. Н.И. Пирогова к.м.н. Дмитрий Владимирович Влодавец, «лечить СМА нужно начинать как можно раньше, до клинических проявлений. И такая возможность уже есть.

Мы начали использовать данные генетического скрининга. В сотрудничестве с тремя роддомами и Медико-генетическим научным центром имени академика Н.П. Бочкова за два года было обследовано более 20 тысяч младенцев, и у трех новорожденных СМА была диагностирована на доклинической (асимптомной) стадии. Все три пациента были включены в проекты клинических исследований, которые проходят в Институте Вельтищева РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, и мы начали лечить СМА настолько рано, насколько это возможно. Сейчас у этих пациентов нет никаких симптомов заболевания, хотя раньше диагноз “спинальная мышечная атрофия” считался приговором».

О ходе внедрения расширенного неонатального скрининга в клиническую практику рассказала Светлана Витальевна Михайлова, заведующий отделением медицинской генетики РДКБ РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России: «Диагностика генетических заболеваний происходит всё лучше и легче. Сегодня мы видим пациентов на доклинической стадии. Ранее мы могли им установить диагноз только после криза, когда уже возникли достаточно серьезные двигательные или органные нарушения… Постепенно выравнивается маршрутизация таких пациентов. Проводится работа с регионами: проходят телемедицинские консультации, обучение врачей, как вести то или иное заболевание. Всё встает на плановые рельсы».

В скором времени планируется расширение возможностей генетического скрининга новорожденных. Недавно в Национальном медицинском исследовательском центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова был начат пилотный проект «ЭКЗАМЕН» («Экзомный клинически значимый анализ мутаций единичных нуклеотидов») по секвенированию экзома для диагнос тики около 2 000 моногенных заболеваний. В ходе первого этапа работы были идентифицированы три новые мутации, которые могут иметь ассоциацию с наследственными болезнями. С 2024 года в число регионов — участников проекта «ЭКЗАМЕН» вошли шесть субъектов Российской Федерации.

По программе ОМС в России также проводится пренатальный скрининг. С помощью ультразвуковой диагностики и анализа ряда сывороточных факторов в крови беременной возможно диагностировать самые часто встречающиеся хромосомные синдромы уже на восьмой — десятой неделе развития плода. При необходимости возможно инвазивное исследование биоматериала плода.

В настоящее время активно внедряются подходы неинвазивной пренатальной диагностики. Известно, что клетки плода появляются в крови матери уже на шестой неделе беременности. Секвенирование ДНК, выделенной из крови беременной, позволяет установить, есть ли мутации у ребенка.

Для родителей из групп риска выходом может стать экстракорпоральное оплодотворение. Этот метод применяется, когда исследование генома будущих родителей показывает генетическую предрасположенность к рождению ребенка с определенным заболеванием. В этом случае генетический анализ проводится до переноса эмбриона в полость матки, что гарантирует рождение здорового ребенка.

Лечение наследственных заболеваний

В 1953 году Ч. Биккель предположил, что исключение фенилаланина из пищи больного фенилкетонурией ребенка может скорректировать биохимический дефект. Клинические испытания дали положительный результат. Таким образом, в 1953 году началась новая эра — патогенетического лечения наследственных метаболических заболеваний.

Диетотерапия остается основным подходом при лечении фенилкетонурии. У пациентов с этим заболеванием нарушен обмен аминокислоты фенилаланина. Повышенное содержание этого вещества в крови вызывает такие необратимые последствия, как глубокая умственная отсталость и тяжелые эпилептические приступы. Назначение патогенетической диетотерапии с первых дней жизни ребенка определяет благоприятный прогноз течения заболевания.

Недавно для пациентов с фенилкетонурией был разработан препарат для ферментозаместительной терапии. Пегвалиаза — модифицированный фермент, который превращает фенилаланин в аммиак и транс-коричную кислоту. У пациентов, получавших терапевтические дозы пегвалиазы, уровень фенилаланина в крови снижался примерно на 50–70 %, что позволяло им соблюдать менее строгую диету. Однако у большинства пациентов наблюдались нежелательные явления, поэтому препаратрекомендован взрослым и подросткам, которым не удается контролировать уровень фенилаланина с помощью диетотерапии. В России препарат в настоящее время не зарегистрирован, получить его можно через благотворительный фонд «Круг добра».

Заместительная терапия успешно применяется и для терапии ряда других наследственных заболеваний, связанных с недостаточностью ферментов. Так лечится большая группа лизосомных заболеваний. Самые известные из них — мукополисахаридозы I и II типов.

К сожалению, мукополисахаридозы пока не входят в программу неонатального скрининга, хотя их тоже важно начинать лечить как можно раньше.

Кроме ферментозаместительной терапии, при определенных мутациях в качестве лекарственных средств используют модуляторы и кофакторы поврежденных белков. Так при определенных генетических вариантах фенилкетонурии используют кофактор тетрагидробиоптерин, при гомоцистинурии — витамин В6. Для некоторых вариантов муковисцидоза разработаны модуляторы, усиливающие функцию белка CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator — муковисцидозный трансмембранный регулятор проводимости), дефекты которого приводят к болезни.

Перспективным направлением в лечении генетических заболеваний является генная терапия. Наиболее известными сегодня (во многом благодаря пиар-кампании в прессе) являются препараты для лечения СМА — одного из самых распространенных заболеваний среди орфанных болезней. По оценкам генетиков, каждый 36-й человек в России является рецессивным носителем мутантного гена SMN1. Вероятность рождения больного ребенка в паре двух таких носителей составляет 25 %.

Первый препарат, нусинерсен (спинраза), разработанный для лечения СМА, был зарегистрирован в России в 2019 году. Это антисмысловой олигонуклеотид, который модифицирует альтернативный сплайсинг мРНК гена SMN2. Этот ген также кодирует SMN-белок, но из-за однонуклеотидной замены большая часть (90 %) его мРНК подвергается альтернативному сплайсингу, который не позволяет считывать с нее функциональный белок. Блокирование альтернативного сплайсинга увеличивает количество белка, необходимого для выживания мотонейронов. Нусинерсен вводится пациентам интратекально (в спинномозговой канал) каждые четыре месяца на протяжении всей жизни.

Второй препарат, рисдиплам (эврисди), был зарегистрирован в ноябре 2020 года. Он также является модификатором альтернативного сплайсинга мРНК гена SMN2. Рисдиплам выпускается в форме капель, которые пациент должен принимать ежедневно на протяжении всей жизни.

Онасемноген абепарвовек (золгенсма) — третий препарат для борьбы со спинальной мышечной атрофией. Это самый дорогой препарат в мире, он занесен в Книгу рекордов Гиннесса. Стоимость, установленная компанией-производителем, за одну дозу золгенсмы составляет 2,15 миллиона долларов. Препарат применяется однократно в виде внутривенной инфузии. Он представляет собой аденоассоциированный вирус, содержащий функциональную копию гена SMN.

Всего же в настоящее время зарегистрировано только 20 генотерапевтических средств для лечения наследственных заболеваний, еще около 200 находятся на разных стадиях клинических исследований. Следует отметить, что это довольно скромный результат за более чем 40-летнюю историю разработки генно-инженерных конструкций для генотерапии, с учетом того, что сегодня описано более 7 000 орфанных генетических заболеваний.

На пути к персонализированной генотерапии

Как отметил проректор по научной работе РНИМУ им. Н.И. Пирогова Денис Владимирович Ребриков, «примерно 1 % детей рождается с наследственной генетической патологией. Для большинства из них единственной этиотропной терапией является доставка гена в клетки пациента. При этом 95 % моногенных заболеваний никогда не получат серийно выпускаемый зарегистрированный генотерапевтический препарат по причине коммерческой нецелесообразности».

Выходом из ситуации может стать персонализированная разработка генотерапевтических препаратов под конкретных пациентов. В 2023 году Минздравом России было инициировано создание на базе РНИМУ им. Н.И. Пирогова комплекса полного цикла для производства генотерапевтических продуктов. Для реализации проекта был создан консорциум, в который, кроме нашего Университета, вошли НМИЦ акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова, НМИЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Д. Рогачева, Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого и Российский научный центр рентгенорадиологии.

По оценке Д.В. Ребрикова, ответственного за координацию работы по этому проекту, срок изготовления персонализированного препарата составляет один — три месяца, а у членов консорциума имеются все компетенции для достижения успеха.

В апреле 2024 года Президент Российской Федерации Владимир Владимирович Путин отдал распоряжение о рассмотрении вопроса строительства комплекса на территории нашего Университета. «Минздраву России совместно с Минстроем России рассмотреть вопрос о начале строительства в 2024 году объекта по производству генотерапевтических лекарственных препаратов на базе федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования “Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова” Минздрава России», — говорится в поручении.

По материалам РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России