Preview

Сахарный диабет

Расширенный поиск

Молекулярно-генетические и клинико-лабораторные характеристики моногенного сахарного диабета, обусловленного мутациями гена INS

https://doi.org/10.14341/DM12737

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Известно более 50 мутаций гена инсулина (INS), влияющих на различные этапы биосинтеза инсулина. В отечественной литературе имеются единичные описания пациентов с сахарным диабетом (СД), ассоциированным с гетерозиготными мутациями в кодирующем регионе гена INS. Мы представляем группу пациентов с различными клиническими формами СД, обусловленного мутациями как в кодирующем, так и в некодирующем регионах гена INS. Пациенты с мутацией в интроне гена INS описаны нами в отечественной литературе впервые

Цель. Оценить распространенность мутаций INS у детей с неонатальным СД (НСД), у детей с неиммунным СД, манифестировавшим в возрасте 7–12 мес жизни, и у детей старше 1 года с фенотипом MODY; проанализировать особенности течения СД в перечисленных группах.

Материалы и методы. В исследование были включены 762 пациента в возрасте от 1 мес до 18 лет. Из них 60 ­пациентов с НСД, 52 пациента с манифестацией СД от 7 до 12 мес жизни включительно и отсутствием основных аутоиммунных маркеров СД 1 типа, 650 пациентов с фенотипом МОDY.

Для молекулярно-генетического исследования использована технология высокопроизводительного параллельного секвенирования (NGS). Авторская панель «Сахарный диабет» включала 28 генов. Проведено молекулярно-генетическое обследование родственников пациентов с мутациями гена INS.

Результаты. Идентифицировано 13 гетерозиготных мутаций у 16 пробандов и 9 родственников. Большинство ­мутаций было выявлено среди пациентов с перманентным НСД (18,75%) и с дебютом СД от 7 до 12 мес жизни (9,6%). В группе с фенотипом МОDY мутации в гене INS были выявлены в 2 случаях (0,3%). У ­пациентов с транзиторным НСД мутации в гене INS выявлены не были. Анализ клинических данных у пациентов с перманентным НСД и дебютом СД от 7 до 12 мес жизни не показал существенных различий в течении заболевания. Отдельно представлена клиническая характеристика случаев МОDY10 и СД, обусловленного мутацией в интроне гена INS.

Заключение. Проанализирован вклад мутаций гена INS в структуру НСД, МОDY и СД с дебютом от 7 до 12 мес жизни на большой группе пациентов. Впервые в России представлена клиническая характеристика пациентов с СД, обусловленным мутацией в интроне гена INS.

Для цитирования:


Тихонович Ю.В., Петряйкина Е.Е., Тимофеев А.В., Зубкова Н.А., Колодкина А.А., Соркина Е.Л., Васильев Е.В., Петров В.М., Андрианова Е.А., Зильберман Л.И., Светлова Г.Н., Калинин А.Л., Рубцов П.М., Киселев С.Л., Панова А.В., Шрёдер Е.В., Краснова Т.С., Кулиева Б.П., Гаряева И.В., Рыбкина И.Г., Малиевский О.А., Тюльпаков А.Н. Молекулярно-генетические и клинико-лабораторные характеристики моногенного сахарного диабета, обусловленного мутациями гена INS. Сахарный диабет. 2021;24(5):414-421. https://doi.org/10.14341/DM12737

For citation:


Tikhonovich Yu.V., Petryaykina E.E., Timofeev A.V., Zubkova N.A., Kolodkina A.A., Sorkina E.L., Vasiliev E.V., Petrov V.M., Andrianova E.A., Zilberman L.I., Svetlova G.N., Кalinin A.L., Rubtsov P.M., Кiselev S.L., Panova A.V., Shreder E.V., Krasnova T.S., Kulieva B.P., Gariaeva I.V., Rybkina I.G., Malievskiy O.A., Tyulpakov A.N. Clinical, hormonal and molecular-genetic characteristics of monogenic diabetes mellitus associated with the mutations in the INS gene. Diabetes mellitus. 2021;24(5):414-421. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/DM12737

ОБОСНОВАНИЕ

В последние годы все большее внимание уделяется моногенному сахарному диабету (МГСД), обусловленному дефектами гена INS.

В 1976 г. К. Gabbay и соавт. описали большую семью, у многих членов которой наблюдались гиперпроинсулинемия в сочетании с эпизодической гипогликемией либо нарушение толерантности к глюкозе или сахарный диабет (СД) легкого течения [1]. Исследователи предположили, что все эти нарушения обусловлены каким-то генетическим дефектом синтеза инсулина. Эта гипотеза подтвердилась в 1990 г., когда F. Barbetti и соавт. обнаружили у двух неродственных пациентов с семейной гиперпроинсулинемией одну и ту же мутацию гена INS, приводящую к замене аргинина на гистидин в положении 65 молекулы проинсулина [2].

В 2007 г. J. Stoy и соавт. [3] и в 2008 г. C. Сolombo и соавт. [4] независимо друг от друга идентифицировали гетерозиготные мутации в кодирующем регионе INS у пациентов с перманентным неонатальным СД (ПНСД).

В 2008 г. Е. Edghill и соавт. [5] выявили гетерозиготные мутации в гене INS у 2/86 (2,3%) пациентов с дебютом СД от 6 до 12 мес жизни, у 1/296 (0,3%) с фенотипом МОDY и 1/463 (0,2%) с СД 2 типа. В то же время связь мутаций гена INS c фенотипом МОDY была показана А. Molven и соавт. [6].

В 2010 г. I. Garin и соавт. [7] описали принципиально новый механизм развития неонатального СД (НСД) — нарушение биосинтеза инсулина у пациентов с гомозиготными мутациями INS. А М. Liu и соавт. [8] для обозначения случаев неиммунного инсулинзависимого СД у молодых лиц, связанного с гетерозиготными мутациями в гене INS, предложили термин — MIDY (Mutant INS-gene-induced Diabetes of  Youth).

В 2012 г. впервые была описана сплайсинг-мутация в терминальном интроне гена INS, ассоциированная с ПНСД у пробанда и его отца [9].

Таким образом, в мировой литературе на сегодняшний день описано более 50 мутаций гена INS у пациентов с гиперпроинсулинемией, транзиторным неонанатальным СД (ТНСД), ПНСД, инсулинзависимым СД без признаков аутоиммунного процесса (СД тип 1В), МОDY10 и СД 2 типа [10]. Понимание молекулярно-генетических основ возникновения СД на современном этапе является необходимым компонентом для разработки новых терапевтических подходов для успешной терапии заболевания [11].

Между тем в нашей стране имеются лишь единичные описания пациентов раннего возраста с СД, ассоциированным с гетерозиготными мутациями в кодирующем регионе гена INS [12–14].

Впервые в отечественной литературе мы представляем описание большой группы пациентов с различными клиническими формами СД, обусловленного мутациями как в кодирующем, так и в некодирующем регионах гена INS. Пациенты с мутацией в интроне гена INS описаны впервые.

ЦЕЛЬ

1. Оценить распространенность мутаций гена INS у пациентов с НСД, дебютом СД от 7 до 12 мес жизни включительно, а также среди пациентов детского возраста с фенотипом МОDY.

2. Проанализировать особенности течения СД в данных клинических группах.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Клиническое и лабораторное обследование пациентов и их отбор для включения в исследование проводили во всех учреждениях — участниках работы. Поиск мутаций INS проводили в ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» МЗ РФ (Москва).

Исследование продолжалось с 12.2009 по 12.2019 г.

Изучаемые популяции

В исследование были включены 3 группы пациентов:

1-я группа — 60 пациентов с изолированным течением НСД (1а — 12 пациентов с ТНСД, 1б — 48 с ПНСД);

2-я группа — 52 пациента с манифестацией СД от 7 до 12 мес жизни включительно и отсутствием основных аутоиммунных маркеров СД 1 типа (отрицательные антитела к глутаматдекарбоксилазе (GAD), островковым клеткам (ICA), фосфотирозинфосфатазе (IA-2));

3-я группа — 650 пациентов с фенотипом МОDY.

Возраст пациентов на момент проведения исследования варьировал от 1 мес до 18 лет. Медиана возраста пациентов на момент проведения исследования составила 9,8 года [11 мес; 12,3 года].

Критерии постановки диагноза MODY соответствовали рекомендациям ISPAD 2018 г.

1. Наличие СД или гипергликемии натощак у родственников 1-й линии в 2–3 поколениях.

2. Отсутствие признаков аутоиммунного процесса (отрицательный титр антител IAA, ICA, GADA, Zn8) в дебюте заболевания.

3. Сохранная секреция С-пептида и низкая потребность в экзогенном инсулине в течение 5 лет от начала заболевания.

4. Отсутствие выраженного ожирения и/или признаков инсулинорезистентности.

Критерии исключения

1. Наличие аутоиммунных маркеров СД 1 типа.

2. Синдромальные формы СД.

Дизайн исследования

Схема исследования: однократное молекулярно-генетическое обследование пациентов с ПНСД и ТНСД, пациентов с манифестацией СД в возрасте от 7 до 12 мес и пациентов с фенотипом МОDY на предмет выявления мутаций INS. Вид исследования: обсервационное поперечное.

Описание медицинского вмешательства

Взятие крови из периферической вены для молекулярно-генетического исследования.

Основной исход исследования

Обнаружение и молекулярно-генетическая характеристика мутации INS у пациента.

Дополнительные исходы исследования

Особенности клинической картины СД и лабораторных показателей у пациента с мутацией INS. Обнаружение и молекулярно-генетическая характеристика мутаций INS у родственников пациента.

Методы

Молекулярно-генетический анализ проводился в лаборатории отделения наследственных эндокринопатий ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России.

Геномную ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови стандартным методом (набор PureLink, Genomic DNA MiniKit, LifeTechnologies, США). Для молекулярно-генетического анализа применялся метод NGS.

Использовалась разработанная в отделении наследственных эндокринопатий ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» панель праймеров для мультиплексной ПЦР и секвенирования с применением технологии IonAmpliseq™ Custom DNA Panel (LifeTechnologies, США). Секвенирование осуществлялось на полупроводниковом секвенаторе PGM (IonTorrent, LifeTechnologies, США).

Биоинформатическая обработка результатов секвенирования проводилась с помощью программного модуля TorrentSuite 4.2.1 (IonTorrent, LifeTechnologies, США) и пакета программ Annovar (версия 2014Nov12). В качестве референсных последовательностей кДНК генов-кандидатов использовались ссылки Genbank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank). Интерпретация результатов исследований и оценка патогенности нуклеотидных изменений проводились согласно международным рекомендациям [15]. Все единичные нуклеотидные варианты с частотой минорного аллеля более чем 0,001 были исключены из последующего анализа [16]. Обозначение мутаций проводилось в соответствии с рекомендациями J. den Dunnen и S. Antonarakis [17].

Все выявленные мутации и полиморфизмы были подтверждены методом Сэнгера. Секвенирование по Сэнгеру проводилось на автоматическом секвенаторе ABI GeneticAnalyzer 3130 (Applied Biosystems, США).

Статистический анализ

Статистический анализ проводился в программе RStudio (Version 1.1.463-2009-2018 RStudio, Inc) с использованием пакета R версии 3.4.4). Нормальность распределения количественных признаков оценивалась по тесту Шапиро–Уилка. Описательная статистика представлена медианами c границами межквартильного интервала. Номинальные данные описывались с указанием абсолютных значений и процентных долей.

Этическая экспертиза

Информированное согласие об участии в исследовании и согласие на молекулярно-генетическое исследование было подписано родителями всех пациентов. Протокол исследования был одобрен в локальном этическом комитете (протокол № 22 от 29.10.2009 года; ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава России).

РЕЗУЛЬТАТЫ

В гене INS мы идентифицировали 13 гетерозиготных мутаций (12 миссенс-мутаций, 1 сплайсинг-мутация) у 16 пробандов и 9 родственников. В 10 случаях мутации возникли de novo, в 6 — были унаследованы от одного из родителей с СД.

Все миссенс-мутации (A22P, L30R, L30P, C31W, G32S, E37K, L41P, V42G, R46P, F48C, R89C, С96Y) были расположены в кодирующей части гена INS, сплайсинг-мутация (с.188–31G>A) — в интроне.

Наиболее часто встречалась мутация G32S: выявлена у 3 пробандов и 2 родственников.

Мутации A22P, L30R, C31W, E37K, L41P, V42G ранее не были описаны.

Спектр нуклеотидных изменений, выявленных в гене INS, представлен в табл. 1.

Таблица 1. Сведения о пациентах — носителях мутаций гена INS

Нуклеотидная

замена

Аминокислотная

замена

Пол

Масса тела при

рождении,

г

Клинические и лабораторные данные пациента на момент манифестации СД

Отягощенность семейного анамнеза по СД

Фенотип

Возрастa

Кетоз или ДКА

в дебюте СД

Гликемия

в дебюте, ммоль/лб

C-пептид

в сыворотке,

нг/млв

Терапияг

1

с.64G>C

p.A22P

м

3550

ПНСД

3 мес

Кетоз

18,9

0,2

ИТ (0,9)

Нет

2

с.89T>C

p.L30P

м

3480

ПНСД

1,5 мес

Кетоз

21,8

0,15

ИТ (1,1)

Нет

3

c.89T>G

p.L30R

ж

3000

СД

7 мес

ДКА

20,7

0,3

ИТ (0,9)

Нет

4

c.93C>G

p.C31W

м

3120

MODY10

6,5 года

Нет

9,0

0,9

Гликлазид

Отец: СД с 6 лет, ИТ + ПССП

Бабушка* по линии отца: СД, ПССП

5

c.94G>A

p.G32S

м

2637

СД

8 мес

Нет

15,4

0,25

ИТ (0,5)

Мать: ПНСД с 5 мес, ИТ

6

c.94G>A

p.G32S

м

3100

ПНСД

2 мес

Нет

18,7

0,18

ИТ (1,0)

Нет

7

c.94G>A

p.G32S

м

3050

ПНСД

6 мес

Нет

19,2

0,35

ИТ (0,5)

Отец: СД с 9 мес, ИТ

8

c.109G>A

p.E37K

ж

3700

MODY10

4 года

Нет

13,0

0,7

ИТ (0,6)

Мать: СД с 11 лет;

тетя: СД с 12 лет;
двоюродная сестра: СД с 8 лет;

дед* по линии матери: СД с 18 лет

9

c.122T>C

p.L41P

м

3060

СД

8 мес

ДКА

16,3

0,2

ИТ (0,8)

Нет

10

c.125T>G

p.V42G

ж

2450

ПНСД

5 мес

Нет

20,1

0,1

ИТ (0,9)

Нет

11

c.137G>C

p.R46P

м

2080

ПНСД

4,5 мес

Нет

24,3

0,15

ИТ (0,8)

Мать: СД с 9 мес, ИТ

12

c.143 T>G

p.F48C

ж

3190

ПНСД

1,5 мес

Нет

17,2

0,25

ИТ (1,0)

Нет

13

с.265C>T

p.R89C

ж

3230

СД

12 мес

Нет

20,5

0,2

ИТ (0,8)

Мать: СД с 3 лет, ИТ;

сестра: СД с 18 мес, ИТ

14

с.287G>A

p.C96Y

м

1790

ПНСД

3 мес

ДКА

17,9

0,3

ИТ (1,0)

Нет

15

с.18831G>A

Нетд

ж

2600

ПНСД

2 мес

Кетоз

18,0

0,1

ИТ (0,9)

Нет

16

с.18831G>A

Нетд

ж

3060

7 мес

Нет

19,2

0,15

ИТ (0,4)

Нет

a Возраст пациента на момент манифестации СД.
б Уровень гликемии на момент первой госпитализации.
в Уровень базального С-пептида в дебюте СД, определенного при первой госпитализации. Референтные значения: 1,1–4,4 нг/мл.
г Терапия, назначенная при первой госпитализации. Для инсулинотерапии указаны суточные дозы инсулина (Ед/кг/сут).
д Мутация в интроне.
ДКА — диабетический кетоацидоз; ИТ — инсулинотерапия; ПССП — пероральные сахароснижающие препараты.
* — молекулярно-генетическое исследование не проводилось.

Подавляющее большинство мутаций было выявлено среди пациентов с ПНСД (9/48, 18,75%) и с дебютом СД от 7 до 12 мес жизни (5/52; 9,6%). В группе с фенотипом МОDY мутации в гене INS были выявлены у 2 пациентов (2/650, 0,3%). У пациентов с ТНСД мутации в гене INS выявлены не были.

Анализ клинических данных у пациентов 1б и 2 групп не показал существенных различий в течении заболевания. В подавляющем большинстве случаев отмечались нормальные весовые показатели при рождении, отражающие достаточную внутриутробную секрецию инсулина; высокий уровень гликемии наряду с неопределяемым уровнем С-пептида при манифестации СД; значительная потребность в инсулинотерапии (табл. 1).

Диабетический кетоацидоз (ДКА) в дебюте заболевания был зарегистрирован у одного пациента с ПНСД и у 2/5 пациентов с манифестацией заболевания от 7 до 12 мес жизни.

Описание клинических случаев

Мутация с.188–31G>A в интроне гена INS была найдена у 2 пациентов с манифестацией СД в 2 и 7 мес жизни.

В первом случае (пациент №15, табл. 1) отмечалось типичное течение ПНСД с кетозом, гипергликемией до 18 ммоль/л в дебюте заболевания и высокой потребностью в инсулинотерапии (0,9 Ед/кг/cут).

У второго пробанда (№16) на фоне полного здоровья при плановом обследовании в возрасте 7 мес была выявлена глюкозурия.

При обследовании в условиях эндокринологического отделения уровень гликемии натощак составил 6,8 ммоль/л, средний уровень гликемии в течение дня — 8,0 ммоль/л, отмечались эпизодические подъемы до 12,0–14,5 ммоль/л после еды, HbA1c — 7,2% (норма до 6%); С-пептид — 566,1 пмоль/л (343–742), инсулин — 12,15 мкМЕ/мл (2,0–25,0); антитела к β-клеткам, GAD, IA-2 — отрицательные.

Учитывая сохранную секрецию инсулина, отказ родителей от инсулинотерапии, была рекомендована диета с ограничением углеводов с высоким гликемическим индексом. На этом фоне через 4 мес: HbA1c 8,7%, С-пептид 2,2 нг/мл (1,1–4,4), инсулин 8,5 мкМЕ/мл (2,3–26,4). В связи со стойкой декомпенсацией углеводного обмена инициирована инсулинотерапия по базис-болюсной схеме.

В группе с фенотипом МОDY мутации в гене INS были выявлены у 2 пациентов (2/650, 0,3%). В обоих случаях заболевание носило семейный характер. Приводим описание одной семьи.

Мутация E37K выявлена у пробанда (дебют СД в 4 года), матери пробанда (СД с 11 лет), родной тети по линии матери (СД с 12 лет), двоюродной сестры по материнской линии (СД с 8 лет). У дедушки пробанда по линии материи СД был диагностирован в 18 лет, генетическое исследование не проводилось.

У пробанда СД манифестировал в 4 года с классических симптомов (слабость, утомляемость, жажда), выявлено повышение гликемии до 9,3 ммоль/л. По месту жительства установлен диагноз СД 1 типа, назначена инсулинотерапия по базис-болюсной схеме (лизпро, гларгин).

До 9 лет течение заболевания стабильное на фоне инсулинотерапии 0,6 Ед/кг/cут, HbA1c 7,5–7,8%.

В возрасте 9 лет обследована в связи с жалобами на головные боли, утомляемость, снижение остроты зрения. По данным МРТ головного мозга выявлено объемное образование хиазмально-селлярной области (краниофарингиома), в послеоперационном периоде диагностирован пангипопитуитаризм (СТГ-дефицит, вторичный гипотиреоз, вторичный гипокортицизм, несахарный диабет).

В послеоперационном периоде течение СД лабильное, HbA1c около 9–10%, достижение компенсации углеводного обмена затруднено в связи с неконтролируемым чувством голода, прогрессирующей прибавкой массы тела, приемом глюкокортикоидов.

В возрасте 13 лет при плановом обследовании в ФБГУ «НМИЦ эндокринологии», учитывая отягощенный семейный анамнез по СД, проведено молекулярно-генетическое обследование. В гене INS выявлена гетерозиготная мутация E37K.

Клинические характеристики пациентов представлены в табл. 1.

ОБСУЖДЕНИЕ

Нуклеотидная последовательность гена INS впервые была расшифрована G. Bell и соавт. [18] в 1980 г.

Ген INS картирован на коротком плече хромосомы 11p15.5, состоит из 3 экзонов (экзон 1 — некодирующий) и двух интронов. Второй экзон кодирует сигнальный пептид, В-цепь и часть С-пептида; третий экзон кодирует остаток С-пептида и А-цепь.

Все мутации в гене INS можно разделить на две большие группы: наследуемые по аутосомно-доминантному (АД) и аутосомно-рецессивному типам (АР).

АР-мутации локализованы преимущественно в зоне промотора INS.

Данный тип мутаций вызывает нарушение биосинтеза инсулина на уровне как транскрипции, так и трансляции с помощью различных механизмов, включающих делецию гена, потерю инициирующего сигнала трансляции и нарушение стабильности мРНК [7][19].

Часть мутаций приводит к делеции зоны промотора INS, которая регулируется MAFA и NEUROD1, или к разрушению ДНК-связывающих сайтов для других регуляторных белков, обеспечивающих клеточную специфичность и скорость транскрипции инсулина [7][10].

На сегодняшний день гомозиготные мутации в гене INS описаны преимущественно при ТНСД и также являются наиболее частой причиной ПНСД без экстрапанкреатических проявлений у пациентов, рожденных от близкородственных браков, однако редко встречаются у пациентов с НСД из неродственных семей [7][10][14].

Все мутации, выявленные у наших пациентов, относятся к гетерозиготным миссенс- и сплайсинг-мутациям и расположены как в нетранслируемых областях гена INS (сплайсинг-мутация), так и в кодирующей последовательности (12 миссенс-мутаций), включая область сигнального пептида, A- и В-цепи инсулина и сайт протеолитического расщепления между А-цепью и С-пептидом.

Подавляющее большинство найденных мутаций локализовано во 2-м (L30P, L30R, C31W, G32S, E37K, L41P, V42G, R46P, F48C) и 3-м (С96Y, R89C) экзонах INS, кодирующих критические регионы В-цепи в области формирования эволюционно консервативных дисульфидных связей В7–А7 и В19–А20. Известно, что мутации такого типа приводят к некорректному замыканию дисульфидных связей и нарушению фолдинга молекулы проинсулина [3][4]. Избыточная экспрессия мутантного проинсулина провоцирует развитие стресса эндоплазматического ретикулума (ЭР) и преждевременный апоптоз β-клеток [3][20–22].

В настоящее время появляется все больше данных, что в дополнение к цитотоксическому эффекту накопление мутантного проинсулина блокирует выход проинсулина дикого типа из ЭР панкреатических β-клеток, тем самым уменьшая его продукцию с неповрежденной аллели, что также приводит к дефициту инсулина [8].

Мутации L30R, L41P, C31W, E37K, V42G, А22P ранее не были описаны. В пользу патогенности мутаций L30R, L41P, C31W, E37K, V42G свидетельствует локализация мутаций в критических регионах В-цепи (в частности, описаны миссенс-мутации L30P/V/M/Q, затрагивающие тот же кодон, что и мутация L30R, и мутация C31Y в том же кодоне, что и C31W, ассоциированные с СД) [23], а также (для мутаций С31W и E37K) выявление идентичных мутаций в нескольких поколениях родственников, страдающих СД.

Мутация А22P локализована в сигнальном пептиде и, вероятнее всего, приводит к нарушению отщепления сигнального пептида от препроинсулина с последующим нарушением фолдинга проинсулина и развитием стресса ЭР [24][25].

Клинически для пациентов с гетерозиготными мутациями в кодирующем регионе гена INS было характерно изолированное нарушение углеводного обмена (в подавляющем большинстве случаев — инсулинзависимый СД) с дебютом заболевания как в течение первого полугодия жизни, так и в более старшем возрасте.

Подавляющее большинство мутаций было выявлено у пациентов с ПНСД, что согласуется с данными литературы. Наименьшее количество случаев — в группе пациентов с фенотипом MODY, что еще раз подчеркивает, что MODY10 является редкой формой моногенного СД.

Интересно, что идентичные мутации были найдены среди пациентов из разных возрастных групп.

Существует мнение, что разный возраст начала СД у пациентов с идентичной мутацией может быть связан с индивидуальной скоростью β-клеточного апоптоза, способностью клеток к регенерации и влиянием факторов окружающей среды [26].

Наибольший интерес, на наш взгляд, представляет группа пациентов с манифестацией СД от 7 до 12 мес жизни. Процент выявленных мутаций в гене INS в данной группе достаточно высокий (9,6%), при этом пациенты не подходят ни под возрастные критерии НСД, ни под клинические критерии MODY: в 4 из 5 случаев картина заболевания соответствовала СД 1 типа: острое начало (в 2 случаях — тяжелый диабетический кетоацидоз), выраженное снижение С-пептида, значительная потребность в заместительной инсулинотерапии (0,8–1,0 Ед/кг). Причинами для проведения генетического исследования у этих пациентов послужили относительно ранее начало СД (до 12 мес жизни), наличие СД у одного из родителей (в 2 случаях) и отсутствие основных аутоиммунных маркеров СД 1 типа.

Патогенные мутации в некодирующем регионе гена INS впервые были описаны в зарубежной литературе в 2012 г. [8]. В нашей стране нами впервые была идентифицирована гетерозиготная сплайсинг-мутация: с.188–31G>A (n=2) в интроне гена INS.

Мутация с.188–31G>A была впервые описана I. Garin и соавт. [9] в 2012 г. у двух пациентов с НСД (пробанд и его отец). Данная мутация локализована в терминальном интроне гена и вызывает нарушение сплайсинга путем инсерции 29 нуклеотидов из интронной последовательности в мРНК. Среди наших пациентов мутация с.188–31G>A была найдена у 2 пациентов с манифестацией СД в 2 и 7 мес жизни. Интересно, что в первом случае отмечалось типичное течение ПНСД с кетозом, гипергликемией до 18 ммоль/л в дебюте заболевания и высокой потребностью в заместительной инсулинотерапии (0,9 Ед/кг/сут) с момента манифестации заболевания. Во втором случае заболевание было выявлено в возрасте 7 мес в доклинической стадии при плановом обследовании ребенка (глюкозурия). Инсулинотерапия была назначена только спустя 4 мес от момента установки диагноза и составила 0,3 Ед/кг/cут.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В статье проанализирован вклад мутаций гена INS в структуру НСД, MODY и СД с дебютом от 7 до 12 мес жизни на большой группе пациентов. Проведен анализ клинической картины заболевания. Впервые в России представлена клиническая характеристика случаев СД, обусловленного мутацией в интроне гена INS.

Полученные данные еще раз подчеркивают необходимость анализа гена INS не только у пациентов с ПНСД и фенотипом MODY, но и среди пациентов с манифестацией СД от 7 до 12 мес жизни и отсутствием аутоиммунных маркеров СД 1 типа. Причем отсутствие изменений в кодирующем регионе гена INS является поводом для активного поиска мутаций в интроне.

Еще несколько лет назад результаты генетического исследования у пациентов с мутациями в гене INS могли быть использованы преимущественно для прогнозирования дальнейшего течения заболевания и проведения медико-генетического консультирования в вопросах планирования семьи. Понимание молекулярно-генетических основ возникновения СД на современном этапе является необходимым компонентом для разработки новых терапевтических подходов для успешной терапии заболевания.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Исследование было проведено при содействии Фонда поддержки и развития филантропии «КАФ», гранта РНФ №17-75-30035, бюджетных средств лечебно-профилактических учреждений — участников исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией.

Благодарность. Авторы выражают благодарность Фонду поддержки и развития филантропии «КАФ» за помощь в проведении генетического исследования. Выражаем благодарность пациентам и их семьям за участие в исследовании, а также всем региональным эндокринологам России за помощь в проведении обследования пациентов.

Участие авторов: Тихонович Ю.В., Тюльпаков А.Н. — концепция и дизайн исследования; Тихонович Ю.В., Тюльпаков А.Н., Соркина Е.Л., Тимофеев А.В. — написание текста; Тихонович Ю.В., Зубкова Н.А., Гаряева И.В., Рыбкина И.Г., Петряйкина Е.Е., Соркина Е.Л., Тимофеев А.В., Киселев С.Л., Панова А.В., Андрианова Е.А., Светлова Г.Н., Зильберман Л.И., Калинин А.Л., Кулиева Б.П., Малиевский О.А., Колодкина А.А., Шрёдер Е.В. — сбор материала, анализ полученных данных; Тюльпаков А.Н., Васильев Е.В., Петров В.М., Краснова Т.С. — проведение молекулярно-генетического исследования. Рецензия и одобрение рукописи к печати: А.Н. Тюльпаков, А.В. Тимофеев, Е.Е. Петряйкина, С.Л. Киселев, П.М. Рубцов. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.

Список литературы

1. Gabbay KH, DeLuca K, Fisher JN, et al. Familial hyperproinsulinemia. An autosomal dominant defect. N. Engl. J. Med. 1976;294:911-915. doi: https://doi.org/10.1056/nejmi197604222941701

2. Barbetti F, Raben N, Kadowaki T, et al. Two unrelated patients with familial hyperproinsulinemia due to a mutation substituting histidine for arginine at position 65 in the proinsulin molecule: identification of the mutation by direct sequencing of genomic DNA amplified by polymerase chain reaction. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1990;71(1):164-169. doi: https://doi.org/10.1210/jcem-71-1-164

3. Stoy J, Edghill EL, Flanagan SE, et al. Neonatal Diabetes International Collaborative Group. Insulin gene mutations as a cause of permanent neonatal diabetes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007;104 (38):15040-15044. doi: https://doi.org/10/1073/pnas.0707291104

4. Colombo C, Porzio O, Liu M, Massa O, et al. Early Onset Diabetes Study Group of the Italian Society of Pediatric Endocrinology and Diabetes (SIEDP). Seven mutations in the human insulin gene linked to permanent neonatal/infancy-onset diabetes mellitus. J. Clin. Invest. 2008;118(6):2148-2156. doi: https://doi.org/10.1172/jci33777

5. Edghill EL, Flanagan SE, Patch AM, et al. Insulin mutation screening in 1,044 patients with diabetes: mutations in the INS gene are a common cause of neonatal diabetes but a rare cause of diabetes diagnosed in childhood or adulthood. Diabetes. 2008;57(4):1034-1042. doi: https://doi.org/10/2337/db07-1405

6. Molven A, Ringdal M, Nordbo AM, et al. Mutations in the insulin gene can cause MODY and autoantibody-negative type 1 diabetes. Diabetes. 2008;57(4):1131-1135. doi: https://doi.org/10/2337/db07-1467

7. Garin I, Edghill EL, Akerman I, et al. Recessive mutations in the INS gene result in neonatal diabetes through reduced insulin biosynthesis. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(7):3105-3110. doi: https://doi.org/10/1073/pnas.0910533107

8. Liu M, Haataja L, Wright J, et al. Mutant INS-gene induced diabetes of youth: proinsulin cysteine residues impose dominant-negative inhibition on wild-type proinsulin transport. PLoS One. 2010;5(10):e13333. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013333

9. Garin I, Perez de Nanclares G, Gastaldo E, et al. Permanent neonatal diabetes caused by creation of an ectopic splice site within the INS gene. PLoS One. 2012;7(1):e29205. doi: https://doi.org/10/1371/journal.pone.0029205

10. Liu M, Sun J, Cui J, et al. Insulin-gene mutations: from genetics and beta cell biology to clinical disease. Mol Aspects Med. 2015;42:3-18. doi: https://doi.org/10/1016/j.mam.2014.12.001

11. Panova A, Klementieva N, Goliusova D, et al. Generation of patient-specific iPSC disease model of neonatal diabetes with insulin mutation. FEBS Open Bio. 2019;9:22-002. doi: https://doi.org/10.1002/2211-5463.12675

12. Тихонович Ю.В., Петряйкина Е.Е., Рыбкина И.Г., и др. Моногенный сахарный диабет, обусловленный мутацией в гене инсулина (INS) // Проблемы Эндокринологии. — 2013. — Т. 59. — №2. — С. 45-48. doi: https://doi.org/10.14341/probl201359245-48

13. Тихонович Ю.В., Зубкова Н.А., Тюльпаков А.Н. Персонализированный подход к терапии неонатального сахарного диабета в зависимости от генетического дефекта // World Journal of Personalized Medicine. — 2017. — Т. 1. — №1. — С. 36-39. doi: https://doi.org/10.14341/WJPM9304

14. Атанесян Р.А., Углова Т.А., Вдовина Т.М., и др. Клинический случай неонатального сахарного диабета, обусловленного мутацией гена INS // Сахарный диабет. — 2019. — Т. 22. — №2. — С. 170-176. doi: https://doi.org/10.14341/DM9876

15. Richards S, Aziz N, Bale S, et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genet Med. 2015;17(5):405-424. doi: https://doi.org/10.1038/gim.2015.30

16. Lek M, Karczewski KJ, Minikel EV, et al. Analysis of protein-coding genetic variation in 60,706 humans. Nature. 2016;536:285-291. doi: https://doi.org/10.1038/nature19057

17. Den Dunnen JT, Dalgleish R, Maglott DR, et al. HGVS Recommendations for the Description of Sequence Variants: 2016 Update. Hum Mutat. 2016;37(6):564-569. doi: https://doi.org/10.1002/humu.22981

18. Bell GI, Pictet RL, Rutter WJ et al. Sequence of the human insulin gene. Nature. 1980;284(5751):26-32. doi: https://doi.org/10.1038/284026a0

19. Raile K, O’Connell M, Galler A, et al. Diabetes caused by insulin gene (INS) deletion: clinical characteristics of homozygous and heterozygous individuals. Eur J Endocrinol. 2011;165(2):255-260. doi: https://doi.org/10.1530/EJE-11-0208

20. Wang J, Takeuchi T, Tanaka S, et al. A mutation in the insulin 2 gene induces diabetes with severe pancreatic beta-cell dysfunction in the Mody mouse. J Clin Invest. 1999;103(1):27-37. doi: https://doi.org/10.1172/JCI4431

21. Ron D. Proteotoxicity in the endoplasmic reticulum: lessons from the Akita diabetic mouse. J Clin Invest. 2002;109(4):443-445. doi: https://doi.org/10.1172/JCI15020

22. Калмыкова З.А., Кононенко И.В., Смирнова О.М., Шестакова М.В. Сигнальные пути гибели β-клеток при сахарном диабете 2 типа: роль врожденного иммунитета // Сахарный диабет. — 2020. — Т. 23. — №2. — С. 174-184. doi: https://doi.org/10.14341/DM10242

23. Moritani M, Yokota I, Tsubouchi K, et al. Japanese Study Group of insulin therapy for childhood and adolescent diabetes (JSGIT). Identification of INS and KCNJ11 gene mutations in type 1B diabetes in Japanese children with onset of diabetes before 5 years of age. Pediatr Diabetes. 2013;14(2):112-20. doi: https://doi.org/10.1111/j.1399-5448.2012.00917

24. Liu M, Wright J, Guo H, et al. Proinsulin entry and transit through the endoplasmic reticulum in pancreatic beta cells. Vitam Horm. 2014;95:35-62. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800174-5.00002-8

25. Rapoport TA. Protein translocation across the eukaryotic endoplasmic reticulum and bacterial plasma membranes. Nature. 2007;450(7170):663-669. doi: https://doi.org/10.1038/nature06384

26. Bonfanti R, Colombo C, Nocerino V, et al. Insulin Gene Mutations as Cause of Diabetes in Children Negative for Five Type 1 Diabetes Autoantibodies. Diabetes Care. 2009;32(1):123-5. doi: https://doi.org/10/2337/dc08-0783


Об авторах

Ю. В. Тихонович
Морозовская детская городская клиническая больница; Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)
Россия

Тихонович Юлия Викторовна - кандидат медицинских наук; eLibrary SPIN: 6492-6790.

119881, Москва, ул. Б. Пироговская, д. 19


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией.



Е. Е. Петряйкина
Морозовская детская городская клиническая больница; Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)
Россия

Петряйкина Елена Ефимовна - доктор медицинских наук, профессор; eLibrary SPIN: 5997-7464.

Москва, 119991Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2;119049 Москва, 4-й Добрынинский пер., д. 1/9


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией.



А. В. Тимофеев
Морозовская детская городская клиническая больница; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова
Россия

Тимофеев Алексей Валентинович - кандидат биологических наук; eLibrary SPIN: 1117-6599.

Москва, 119991 Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2;119049 Москва, 4-й Добрынинский пер., д. 1/9


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Н. А. Зубкова
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Зубкова Наталья Анатольевна - кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



А. А. Колодкина
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Колодкина Анна Александровна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник; eLibrary SPIN: 6705-6630.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Е. Л. Соркина
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Соркина Екатерина Леонидовна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник; e-library SPIN: 7777-0248.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Е. В. Васильев
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Васильев Евгений Витальевич - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник; elibrary SPIN: 5767-1569.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



В. М. Петров
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Петров Василий Михайлович - кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник; elibrary SPIN: 4358-2147.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Е. А. Андрианова
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Андрианова Екатерина Андреевна - кандидат медицинских наук; elibrary SPIN: 7496-4580.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Л. И. Зильберман
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Зильберман Любовь Иосифовна - кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник; elibrary SPIN: 4488-7724.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Г. Н. Светлова
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Светлова Галина Николаевна - кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник; eLibrary SPIN: 9356-2673.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



А. Л. Калинин
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Калинин Алексей Леонидович - научный сотрудник; elibrary SPIN: 3543-7179.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



П. М. Рубцов
Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта
Россия

Рубцов Петр Михайлович - доктор биологических наук, главный научный сотрудник; eLibrary SPIN: 8227-7362.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



С. Л. Киселев
Институт общей генетики имени Н.И. Вавилова, РАН
Россия

Киселев Сергей Львович - доктор биологических наук, профессор; eLibrary SPIN: 9311-3403.

Москва


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



А. В. Панова
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии; Институт общей генетики имени Н.И. Вавилова, РАН
Россия

Панова Александра Витальевна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник; eLibrary SPIN: 9871-3456.


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Е. В. Шрёдер
Морозовская детская городская клиническая больница; Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Шрёдер Екатерина Владимировна elibrary SPIN: 7997-2501.


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Т. С. Краснова
Институт общей генетики имени Н.И. Вавилова, РАН
Россия

Краснова Татьяна Станиславовна; elibrary SPIN: 4824-289


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Б. П. Кулиева
Национальный исследовательский медицинский центр эндокринологии
Россия

Кулиева Балкыз Пахватдиновна; elibrary SPIN:2084-9850.


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



И. В. Гаряева
Морозовская детская городская клиническая больница
Россия

Гаряева Ирина Викторовна


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



И. Г. Рыбкина
Морозовская детская городская клиническая больница
Россия

Рыбкина Ирина Георгиевна


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



О. А. Малиевский
Башкирский государственный медицинский университет, Уфа
Россия

Малиевский Олег Артурович - доктор медицинских наук, профессор; eLibrary SPIN: 6813-5061.


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



А. Н. Тюльпаков
Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова; Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова
Россия

Тюльпаков Анатолий Николаевич - доктор медицинских наук, профессор; eLibrary SPIN: 8396-1798.


Конфликт интересов:

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с настоящей публикацией



Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Тихонович Ю.В., Петряйкина Е.Е., Тимофеев А.В., Зубкова Н.А., Колодкина А.А., Соркина Е.Л., Васильев Е.В., Петров В.М., Андрианова Е.А., Зильберман Л.И., Светлова Г.Н., Калинин А.Л., Рубцов П.М., Киселев С.Л., Панова А.В., Шрёдер Е.В., Краснова Т.С., Кулиева Б.П., Гаряева И.В., Рыбкина И.Г., Малиевский О.А., Тюльпаков А.Н. Молекулярно-генетические и клинико-лабораторные характеристики моногенного сахарного диабета, обусловленного мутациями гена INS. Сахарный диабет. 2021;24(5):414-421. https://doi.org/10.14341/DM12737

For citation:


Tikhonovich Yu.V., Petryaykina E.E., Timofeev A.V., Zubkova N.A., Kolodkina A.A., Sorkina E.L., Vasiliev E.V., Petrov V.M., Andrianova E.A., Zilberman L.I., Svetlova G.N., Кalinin A.L., Rubtsov P.M., Кiselev S.L., Panova A.V., Shreder E.V., Krasnova T.S., Kulieva B.P., Gariaeva I.V., Rybkina I.G., Malievskiy O.A., Tyulpakov A.N. Clinical, hormonal and molecular-genetic characteristics of monogenic diabetes mellitus associated with the mutations in the INS gene. Diabetes mellitus. 2021;24(5):414-421. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/DM12737

Просмотров: 388


ISSN 2072-0351 (Print)
ISSN 2072-0378 (Online)