Орфанные заболевания (ОЗ) выявляются у одного пациента — на 10 тыс. населения в России, на 2 тыс. в Австралии и Евросоюзе (ЕС) и на 1,5 тыс. в США. Отдельные ОЗ поражают небольшое число людей, однако, по мнению некоторых исследователей, в совокупности от этого вида болезней страдают от 350 до 473 млн человек во всем мире [1]. Большая часть ОЗ развивается у детей и без своевременного лечения приводит к инвалидизации и сокращению продолжительности жизни — 30% пациентов не доживают до 5 лет [1, 2]. Около 75% всех ОЗ развивается до совершеннолетия. Частота неонатальной смертности, вызванной пороками развития и заболеваниями генетической этиологии, составляет 63,9%; процент младенческой смертности по той же причине — 51; детская смертность в 34,4% случаев связана с ОЗ [3]. В перечне ОЗ Минздрава России содержится 273 нозологических групп, которые охватывают более 2 тыс. форм ОЗ, всего же описано более 8 тыс. [2]. До 80% ОЗ имеют наследственную природу [1]. Для части данных состояний разработаны методы коррекции, позволяющие сдержать развитие заболеваний при условии своевременной доклинической диагностики. Отсутствие ранней диагностики врожденных и наследственных жизнеугрожающих состояний снижает эффективность дорогостоящей этиотропной и патогенетической терапии, поскольку лишь их своевременное применение способно замедлить развитие инвалидизирующих и жизнеугрожающих последствий заболевания.

Цель исследования — аналитический обзор информации по применению современных методов диагностики ОЗ в рамках российских и зарубежных программ здравоохранения для обсуждения возможных способов решения актуальных проблем так называемого орфанного здравоохранения в РФ. Актуальность исследования обусловлена отсутствием в России ранней диагностики тех ОЗ, для которых возможно проведение патогенетической терапии, и значительным числом пациентов, у которых это приводит к инвалидности, снижению качества и продолжительности жизни. Выполнен поиск статей на русском и английском языках в базах данных eLIBRARY, PubMed, Web of Science, Google Scholar, с использованием ключевых слов и комбинированного поиска слов: орфанные заболевания; редкие болезни; программы диагностики орфанных болезней; неонатальный скрининг; тандемная масс-спектрометрия; секвенирование нового поколения, полноэкзомное секвенирование, полногеномное секвенирование; ПЦР; rare diseases; orphan diseases; newborn screening; Next generation sequencing; tandem mass spectrometry; TMS; MS/MS; targeted gene sequencing; whole exome sequencing; whole genome sequencing; spinal muscular atrophy; early diagnosis. Проведены анализ и обобщение данных 115 публикаций с 2003 по 2021 г. включительно, информации, размещенной на официальных ресурсах департаментов здравоохранения Австралии, Великобритании, Китая, РФ, стран ЕС, США, Японии и др.

Зарубежные программы доклинической диагностики ОЗ

Неонатальный скрининг применяется в диагностике ОЗ и включает забор крови методом сухих пятен у каждого новорожденного в течение 1-й недели жизни, анализ с использованием лабораторных методов и последующую интерпретацию результатов. Методы анализа и количество нозологий различаются в программах скрининга как между странами, так и внутри них, например в Калифорнии (США), проводится обязательный скрининг новорожденных на 80 врожденных и генетических заболеваний, в Массачусетсе (США) — на 65, в Канаде, в зависимости от территории, — на 5—40 [4]. В Великобритании в скрининг включены 9 заболеваний, в Японии — 26, в Китае — 36, в Германии — 16 [5—7]. В ходе Австралийской национальной программы неонатального скрининга с 2005 г. на маркеры 25 ОЗ ежегодно исследуются около 300 тыс. новорожденных. Для скрининговых тестов большей части заболеваний за рубежом с начала 2000-х г. используется тандемная масс-спектрометрия (ТМС) [8].

ОЗ, развивающиеся в детском возрасте, зачастую приводят к инвалидизации, и особое место среди них занимает спинальная мышечная атрофия (СМА), являющаяся наиболее распространенным наследственным заболеванием со смертельным исходом у младенцев [9]. В связи с этой причиной неонатальный скрининг на СМА в некоторых странах проводится в качестве пилотного проекта, например с января 2018 г. по февраль 2019 г. — в Баварии и Северной Рейн-Вестфалии (Германии) [10, 11]. Из-за отсутствия доступных биохимических маркеров СМА новорожденным пациентам выполнялось ДНК-тестирование: методом количественной полимеразной цепной реакции (кПЦР) пятна крови 165 525 новорожденных были проверены на делеции SMN1, в результате чего было выявлено 22 доклинических случая СМА. Этим детям до развития клинических проявлений был назначен нусинерсен, и манифестации заболевания не происходило. Два ребенка не получали препарат, вследствие чего симптомы начали проявляться в возрасте около 3 мес [10, 11]. С октября 2018 г. в штате Нью-Йорк (США), новорожденные обследуются на СМА по программе массового неонатального скрининга. В течение 1-го года были обследованы 225 093 новорожденных, у восьми подтвердилась делеция 7 экзона в гене SMN1 в гомозиготном состоянии, что в 2,6—4,7 раза ниже ожидаемого количества. В дальнейшем они также до развития заболевания получали терапию нусинерсеном [12].

Массовое исследование с применением технологий молекулярно-генетической диагностики проводится и для выявления других редких нозологий. Так, с января 2018 г. в Германии началось пилотное обследование новорожденных на цистиноз — заболевание, также не имеющее биохимических маркеров на доклинической стадии. При помощи мультиплексной ПЦР и секвенирования нового поколения (next generation sequencing, NGS) с января 2018 г. по июль 2019 г. были обследованы 292 тыс. новорожденных, у двух из них были диагностированы молекулярно-генетические маркеры цистиноза. Терапия цистеамином была начата на 18-й день жизни, через 16 мес лечения у пациентов не было клинических признаков синдрома Фанкони и других возможных проявлений цистиноза [5, 13]. С начала сентября 2018 г. в ходе национальной программы расширенного неонатального скрининга Словении новорожденные дополнительно скринируются на другие наследственные болезни — аминоацидопатии, органические ацидурии и нарушения окисления жирных кислот. Для диагностики используется ТМС совместно с NGS. За 1-й год действия программы обследованы 15 064 новорожденных, из них у четырех выявлены болезни нарушений обмена [14].

Массовое обследование новорожденных на болезни группы врожденных нарушений метаболизма (наследственные болезни обмена, НБО) проводится во многих странах Европы, в США и Китае. В провинции Цзянсу, где в рамках программы неонатального скрининга проводятся тесты первого уровня при помощи методов ТМС и таргетного секвенирования с использованием панели IEM (Panel of Inborn Errors of Metabolism), с января 2014 г. по июнь 2018 г. обследованы 536 008 новорожденных, доклинически диагностировано 194 случая НБО. Было выявлено 23 типа заболеваний, включая 10 (43,5%) нарушений метаболизма аминокислот, 8 (34,8%) органических ацидемий и 5 (21,7%) нарушений окисления жирных кислот. Анализ данных, полученных при использовании технологии NGS, позволил улучшить понимание молекулярно-генетических причин некоторых из исследуемых заболеваний [15]. В 2013 г. в программу массового неонатального скрининга в Японии была добавлена болезнь Помпе. С апреля 2013 г. по ноябрь 2016 г. обследованы 103 204 новорожденных, 71 из них имели низкую активность кислой альфа-глюкозидазы. Последующее секвенирование гена GAA позволило выявить патогенные варианты его нуклеотидной последовательности, некоторые из них оказались ранее не описанными [16].

В ряде стран программы неонатального скрининга расширяются, в том числе за счет заболеваний группы первичных иммунодефицитов. С января 2018 г. в рамках национальной программы в Норвегии всем новорожденным проводятся диагностика тяжелого комбинированного иммунодефицита (SCID) с использованием ПЦР теста на T-рецепторные эксцизионные кольца в качестве первого уровня диагностики и таргетное секвенирование с использованием панели генов SCID в качестве диагностики второго уровня. В течение первых 20 мес были протестированы 88 тыс. новорожденных, выявлено четыре случая SCID. Новорожденным с выявленными нарушениями была проведена доклиническая трансплантация гемопоэтических стволовых клеток, которая прошла без осложнений; также использовались антибиотикотерапия, противогрибковые препараты и иммуноглобулины [17].

Опыт отдельных стран по управлению программами неонатального скрининга показывает целесообразность их дополнения методами молекулярно-генетического тестирования. В Дании за 2 года действия программы расширенного скрининга на муковисцидоз были протестированы 126 338 новорожденных, 4730 образцов было проверено на мутации гена CFTR. У 26 новорожденных результат был положительным. Дальнейшее исследование подтвердило диагноз у 22 из них, 232 ребенка были идентифицированы как носители муковисцидоза, что вдвое превысило ожидаемые показатели [18].

Кроме программ скрининга, направленных на доклиническую диагностику заболеваний, для которых существуют методы коррекции, в зарубежных системах здравоохранения развиваются диагностические программы, целью которых является установление точного диагноза обратившемуся за помощью пациенту вне зависимости от существования патоэтиологической терапии. Это позволяет семьям пациентов вступать в пациентские ассоциации, общаться с другими пациентами и использовать их опыт, а клиницистам — получать возможность корректировать лечебную тактику, что в свою очередь значительно повышает качество жизни пациентов [19].

Обеспечение точными диагнозами пациентов с ОЗ представляет определенную сложность. Так, по данным опроса 810 австралийских пациентов с подтверженными ОЗ, 30% ждали диагноза не менее пяти лет, 66% обращались к трем или более врачам, 46% получили, по крайней мере, один неверный диагноз. Эти данные отчасти совпадают с результатами европейских исследований, согласно которым 25% пациентов ждали постановки диагноза 5—30 лет, а 40% — имели неправильный первоначальный диагноз [19].

Примеры эффективных программ диагностики ОЗ на модели системы здравоохранения Австралии

Дефицит диагностики ОЗ в Австралии стал причиной разработки Стратегической программы по редким заболеваниям Западной Австралии на 2015—2018 гг. (RD Framework), при помощи которой в здравоохранении Западной Австралии внедрялись геномные и другие технологии. В рамках программы была создана служба диагностики редких и недиагностированных заболеваний (RUDDS), использующая в качестве диагностических инструментов таргетное молекулярно-генетическое исследование, а также полноэкзомное и полногеномное секвенирование. За первые 12 мес работы RUDDS повысила частоту выявления моногенных заболеваний — после первого же обращения диагноз был установлен у 30% пациентов, вместо прежних 9%. Важно, что независимо от результатов подтверждения диагноза пациенты направляются по соответствующим клиническим маршрутам, а также их рекомендуют к участию в доступных клинических исследованиях [19].

Эти же методы исследования используются в миссии Маккензи — исследовательском проекте департамента геномики Австралии по выявлению носителей генов 750 жизнеугрожающих состояний [20]. С целью дальнейшего повышения качества диагностики, интеграции данных в работу электронных баз и биобанков, а также для развития и внедрения в здравоохранение Австралии проектов, связанных с геномными технологиями, была принята Национальная программа геномики Австралии 2018—2021 гг. [21].

Объем полученных данных, как и качество решений, принятых на их основе, достигается не только корректным применением диагностических методов, но и уровнем развития каждого компонента системы, в рамках которой происходит оказание медицинской помощи. Принципы и приоритеты австралийских программ также учитывают, что использование геномных технологий в программах скрининга должно быть ответом на потребность в раннем выявлении заболеваний, определении рисков их развития или присвоении статуса носителя, а не обусловлено самим наличием и уровнем развития технологий [22]. Анализ указанных программ позволяет судить о том, как происходила их разработка и каким образом совершенствуется система австралийского здравоохранения.

Одним из ключевых моментов разработки программ Австралийского союза является создание рабочих групп, включающих не только специалистов разного профиля, но и пациентов и представителей пациентских сообществ. В создании и реализации программ участвуют также различные комитеты, советы специалистов и организаторов здравоохранения: Постоянный комитет по скринингу, Форум руководителей здравоохранения, Совет по здравоохранению и др. В зависимости от специфики вопроса количество рабочих групп может различаться: например, над созданием программы миссии Маккензи работали три консультативные группы, семь комитетов, координаторы и советники [20]. Над созданием стратегий также трудились управления и отделы департамента здравоохранения Австралии: в разработке Национального стратегического плана по ОЗ (National strategic action plan, RD) принимали участие Управление популяционной геномики Австралии и Департамент здравоохранения штата Западной Австралии. Для оказания консультативной помощи этим органам была создана Консультативная группа по ОЗ Западной Австралии, функции которой заключались в том числе в проведении серии форумов для выяснения непосредственно у пациентов их требований к национальной стратегии. Работа над Национальной стратегией по ОЗ Австралии происходила при широком участии общественной организации «Редкие голоса Австралии» [23]. С развитием программ для обеспечения их функционирования практикуется создание комитетов по управлению [24]. В ходе работы над проектами комитеты, советы, рабочие и консультативные группы изучали академическую литературу, нормативные документы. Во внимание принимались схожие проекты, также изучались уровень общественного знания и общественное мнение о тех или иных процедурах, положенных в основу будущих программ. Этапы разработки некоторых из них, например австралийской Стратегической программы по ОЗ, включали серии форумов с участием членов комитетов, рабочих групп, представителей пациентских организаций, в ходе которых параметры программы определялись экспертами и пациентами совместно [23].

По мере обработки информации, оценки рисков и преимуществ для программ обозначались приоритеты модернизации, определялись сферы и направления вносимых изменений, уточнялись задачи, детализировались их составляющие. Реализация каждой из задач закреплялась за одной из групп или комитетом и существовала в контексте определенных сроков выполнения и критериев оценки, мониторируемых контролирующим органом, функции и обязательства которого часто возлагались на участвовавшие в разработке управления и департаменты. Характерной чертой эффективно функционирующих программ является четкое распределение ролей с детально прописанными обязанностями структур, выполняющих задачи. Значительное внимание уделялось этическим аспектам, связанным с выбором состояний, подходящих для скринингов, неопределенным отношением пользы и рисков, вопросами хранения и использования персональных данных, в том числе в исследовательских международных проектах [23—26]. При разработке программ был заложен бюджет на организацию массовых образовательных мероприятий, направленных на повышение уровня знаний населения о преимуществах и рисках, связанных с использованием геномных технологий [22].

Менеджмент медицинских данных до настоящего времени обеспечивается системой национальных регистров пациентов с редкими заболеваниями (TREAT-NMD), а также государственной цифровой системой медицинских карт [27]. В Австралии функционируют биобанки, в которых хранятся биоматериалы пациентов, в основном в исследовательских целях [28]. Характер данных и масштаб системы предполагают использование передовых информационно-технологических инструментов и стандартов информационной безопасности, соответствующей правовой регуляции и финансирования. Материальное обеспечение программ носит преимущественно федеральный характер, часть программ финансируется напрямую из бюджетов федеральных и территориальных департаментов Австралии, часть — из средств фондов, созданных с их участием. Из бюджета финансируются не только национальные и территориальные программы, но и исследовательские проекты — например, из анонсированных в 2018 г. австралийским правительством $500 млн, предназначенных для исследований, $20 млн выделено для финансирования миссии Маккензи [26]. Федеральное финансирование в рамках национального плана по ОЗ в виде грантов также получают правозащитные и другие общественные организации [23].

Особенности организации программ диагностики ОЗ в США и ЕС

Организация и проведение программ неонатального скрининга в США и странах ЕС имеют свои отличия. Так, в США программы скрининга в каждом из штатов различаются по количеству нозологий, структурам, принимающим участие в менеджменте программ, и финансированию. Состояния для неонатального скрининга включаются в территориальные программы с использованием Рекомендованной унифицированной скрининговой панели (Recommended Uniform Screening Panel, RUSP), в которую входят 35 основных и 26 вторичных состояний [29]. RUSP разработана Консультативным комитетом по наследственным заболеваниям у новорожденных и детей и рекомендуется секретарем Министерства здравоохранения и социальных служб США для скрининга в рамках территориальных программ массового скрининга новорожденных [30]. Неонатальные скрининговые программы США не имели достаточного охвата до 2008 г., поскольку не получали бюджетного финансирования. В 2008 г. был принят «Акт о сохраняющем жизни неонатальном скрининге» (санкционированный повторно в 2014 и 2019 гг.), предусматривающий федеральное финансирование в дополнение к плате за обследование новорожденных [31]. Сборы за обследования новорожденных устанавливаются каждым штатом для оплаты скрининга и других расходов, связанных с обследованием новорожденных, и выплачиваются страховыми компаниями при наличии полиса [32, 33].

Скрининг новорожденных, как и большая часть программ здравоохранения в ЕС, в том числе пилотные проекты, организован в рамках программ национальных служб здравоохранения, все решения по которым принимались на национальных уровнях организациями, финансируемыми за счет налогов или соответствующего государственного медицинского страхования. Особенностью здравоохранения ЕС является наличие сетей экспертных референсных центров ОЗ, позволяющих специалистам эффективно проводить диагностику этих состояний, оказывать помощь пациентам, а также участвовать в организации исследований высокого уровня, разработке руководств и принятии решений в области организации здравоохранения [34, 35]. Кроме того, развитая правовая регуляция в странах ЕС делает возможным трансграничное получение бесплатной медицинской помощи орфанными пациентами, если территориальные медицинские учреждения не могут обеспечить ее качественное оказание [36] (табл. 1).

Таблица 1. Зарубежные программы диагностики ОЗ

Примечание. tNGS — таргетное NGS; WES — полноэкзомное секвенирование; WGS — полногеномное секвенирование.

Программы скрининга ОЗ и их профилактика в России

Мероприятия массовой диагностики ОЗ в России на сегодня ограничиваются неонатальными тестами на наличие маркеров пяти заболеваний¹. В некоторых субъектах (Москва, Свердловская область и Приморский край) проводится расширенный неонатальный скрининг, в который входит до 40 ОЗ²,³, ⁴. В июне 2021 г. главой правительства РФ было анонсировано расширение федеральной программы неонатального скрининга до 36 нозологий⁵. Массовая диагностика и профилактика наследственных заболеваний в России осуществляются медико-генетическими консультациями (центрами) регионального и федерального уровней; проведение диагностики, оснащение центров, координация сопутствующей деятельности и информационная поддержка специалистов и населения обеспечиваются руководителями органов управления здравоохранением субъектов России при участии федерального ведомства⁶. Совершенствование массовой диагностики и профилактики врожденных и наследственных болезней, согласно действующему законодательству, проводится с участием консультативно-методического совета медико-генетической службы Минздрава России⁷, однако изменения в программы неонатального скрининга чаще вносятся по инициативе главных специалистов и руководителей федерального и региональных ведомств.

Обилие доступных для применения технологий располагает к модернизации порядков оказания медицинской помощи, а также структур федерального и регионального здравоохранения в РФ, однако целесообразность и эффективность внедрения каждой отдельной технологии неоднозначны. В настоящее время помощь детям с отдельными ОЗ осуществляет фонд «Круг добра». В соответствии с уставом его функции в основном реализуются через финансирование терапевтических и реабилитационных мероприятий, что гарантирует использование современных средств терапии подобных состояний, однако нормативно-правовая документация, регламентирующая его работу, обходит вниманием вопросы внедрения и развития технологий как массовой, так и селективной диагностики.

Существуют узкие программы, связанные с диагностикой и профилактикой жизнеугрожающих ОЗ. Диагностика ОЗ проводится в ФГБНУ «Медико-генетического научного центра им. академика Н.П. Бочкова» в рамках собственных исследовательских проектов, в ходе которых подразделения центра сочетают лабораторные методы для исследования образцов пациентов, в том числе из регионов РФ. Сходным образом функционирует НИИ медицинской генетики Томского НМИЦ; оба учреждения выполняют госзадание. На базе НМИЦ акушерства и гинекологии им. В.И. Кулакова в настоящее время реализуется исследовательский проект по неонатальному WES «Экзамен», в рамках которого предполагается провести исследование экзомов нескольких тысяч новорожденных. Исследователи планируют проанализировать полученные данные, а также данные о самом ходе проекта, изучить мнение специалистов, пациентов и общественности и принять участие в разработке законодательства в этой сфере [37].

Оказанию медицинской помощи пациентам с ОЗ уделяется большое внимание в Республике Башкортостан. С 2018 г. на базе Республиканского медико-генетического центра проводится реализация комплекса мероприятий по своевременному выявлению ОЗ, факторов риска и профилактике многофакторных заболеваний с наследственной этиологией. На его базе работает центр ОЗ, который проводит скрининги с использованием ТМС на НБО; выполняется ДНК-диагностика моногенных заболеваний, определение носительства мутаций при помощи ПЦР и NGS; осуществляется комплексная дородовая диагностика с целью обнаружения патологии на стадии внутриутробного развития, в том числе с использованием методов пренатальной и преимплантационной генетической диагностики; учреждение также проводит молекулярно-генетическую диагностику по другим показаниям.

Методы современной лабораторной диагностики ОЗ

Методы исследований, использующиеся в программах диагностики, достаточно разнообразны, многие из них являются мультиплексными и позволяют одновременно определять маркеры многих заболеваний. Имеются тесты для определения одного варианта последовательности или одного биомаркера, в некоторых случаях они обладают высокой информативностью. кПЦР используется для выявления наличия определенного генетического варианта и количества его копий; метод используется для распознавания маркеров инфекционных заболеваний, вирусной нагрузки, диагностики СМА [38].

MLPA (Multiplex ligation-dependent probe amplification) — особая форма мультиплексной ПЦР, позволяющая определять как отдельные нуклеотидные варианты, так и количество копий исследуемых участков [39]. Эта технология хорошо зарекомендовала себя для диагностики болезней, возникновение которых обусловлено несколькими мажорными мутациями, например фенилкетонурии, муковисцидоза, митохондриальных болезней. На технологии ПЦР также основывается хромосомный микроматричный анализ (ХМА), который имеет сравнительно высокую доступность и эффективность при диагностике микроделеционных синдромов. Разработка чипов для ХМА ведется в нескольких российских организациях, например в Институте молекулярной биологии РАН и ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова» [40, 41].

Метод секвенирования по Сэнгеру оптимален по точности для определения последовательности отдельных генов, что делает его «золотым стандартом» уточняющей диагностики многих наследственных болезней. Его недостатками являются длительность анализа, ограниченная доступная для анализа длина последовательности — не более 1 тыс. пар оснований [42]. Секвенирование нового поколения (массовое параллельное секвенирование, NGS) представляет собой разработанные после метода Сэнгера технологии, включающие более десятка методов. С их помощью проводятся WGS, WES и tNGS. Общим для разновидностей NGS является многократное прочтение каждого из исследуемых участков, обеспечивающее сравнительно высокую точность полученных данных [43]. NGS позволяет выявить непосредственно нуклеотидную последовательность заданных участков. В случаях, если используются методы секвенирования третьего поколения (мономолекулярное секвенирование), исследования не требуют дополнительных затрат на амплификацию образцов, что повышает экономическую эффективность [42]. Исследователи совершенствуют технологии анализа и инструменты обработки данных, благодаря чему при помощи NGS становится возможным определять не только изменение последовательности, но и количество копий интересующих генов [44, 45].

Преимуществами tNGS являются скорость и, в сравнении с WES и WGS, низкая стоимость исследования, поскольку тест проводится на опциональное количество генов (панель), группа которых подбирается в зависимости от заболеваний, на которые обследуют пациента. Пилотное исследование tNGS в качестве инструмента неонатального скрининга на маркеры пяти генетических заболеваний в Великобритании показало, что одна лаборатория способна обрабатывать до 1 тыс. образцов в неделю со сроком анализа одного образца до 4 дней с момента получения сухого пятна крови до представления результатов. Стоимость процесса без автоматизации, с приготовлениями, выполненными вручную, составила примерно 62,41 фунта стерлингов за образец, включая труд, или 60,58 фунта стерлингов без учета труда, исходя из полного цикла для 96 образцов на один запуск секвенатора. Авторы предполагают повышение экономической эффективности вследствие автоматизации процесса [46]. Особенностью tNGS является то, что при разработке и использовании панелей необходимо учитывать генетическую гетерогенность этносов [47].

Диагностика с использованием tNGS при определенных условиях может давать результаты, схожие по качеству с данными, полученными при использовании WES и WGS [48]. Однако, по данным исследований, использование tNGS без уточняющей диагностики методом WES в некоторых случаях может привести к тому, что ¹/₄ пациентов диагноз установлен не будет [49]. WES и WGS чаще используются в качестве следующих ступеней диагностики, если диагноз поставить не удалось, поскольку с их помощью возможно выявить в том числе довольно редкие генетические варианты, которые еще не зарегистрированы в соответствующих базах данных [1, 42]. Метаанализ 37 исследований редких генетических заболеваний с участием 20 068 детей, проведенных с использованием WGS, WES и ХМА, показал более чем трехкратно высокую диагностическую ценность данных, полученных WES и WGS, относительно данных ХМА [1, 40]. WES способно дать сравнительно точную информацию о молекулярно-генетических изменениях, ответственных за развитие заболевания или определяющих его носительство. Данные WES также могут использоваться в исследовательских целях, в том числе для подбора генов заболеваний для панелей таргетной диагностики.

Тем не менее при использовании WES в качестве уточняющей диагностики не всегда удается поставить окончательный диагноз, поскольку метод имеет ограничения. В одной из работ, в ходе которой проводилась диагностика 54 пациентов с недиагностированными заболеваниями, было выявлено, что 36 (67%) диагнозов были поставлены при использовании анализа клинических данных и WGS, а 3 (6%) — только с помощью анализа клинических данных. Остальные 15 (28%) требовали уточняющей диагностики, помимо WES [50]. При WGS исследуется кодирующая часть генома и не затрагивается условно некодирующая, благодаря чему принято считать, что WES, по сравнению с WGS, проводить более целесообразно с точки зрения экономии времени и ресурсов. Однако результаты исследований по полногеномному поиску ассоциаций (genome-wide association studies, GWAS), а также работы в рамках проекта ENCODE указывают, что часть патогенных нуклеотидных последовательностей может находиться за пределами экзонов. WGS, с помощью которого определяется нуклеотидная последовательность всего генома, по мнению некоторых авторов, способно дать наиболее исчерпывающую информацию о генетическом материале пациента, вследствие чего имеет больший потенциал для обнаружения молекулярно-генетических маркеров наследственных заболеваний [3, 10, 37]. Ни один из источников в настоящий момент не заявляет о превосходстве того или иного метода NGS над остальными в качестве универсального инструмента как первичной, так и уточняющей диагностики, поскольку, например, WES в ряде случаев может давать более качественную, по сравнению с WGS, информацию из-за большей глубины покрытия, что, однако, может зависеть от вида использующейся технологии и модели секвенатора [3, 51].

С развитием молекулярно-генетических технологий WES и WGS все чаще предлагаются исследователями и клиницистами в качестве методов диагностики первого уровня в противоположность мнению авторов более ранних работ, указывающих на их высокую стоимость, недостающую точность и на избыточность получаемых данных [1, 3, 47, 52]. Однако часть авторов оценивают избыточность данных, получаемых, в частности, методом WGS, как необходимое условие для точной диагностики жизнеугрожающих наследственных заболеваний, а также как доступную для современного здравоохранения основу совершенствования медицинской диагностики, принимая во внимание, что при помощи WES и WGS установлено 85% всех известных причин генетических заболеваний [1, 53].

Значительная часть исследований, связанных с диагностикой ОЗ, проводится с использованием ТМС, играющей особую роль в диагностике НБО. В тандемных масс-спектрометрах молекулы анализируемого вещества подвергаются ионизации и дальнейшей диссоциации, инициированной соударением (ДИС); масса образующихся частиц поэтапно регистрируется при помощи последовательно установленных масс-анализаторов. Технология ТМС позволяет количественно и качественно оценить более 40 видов метаболитов, что дает возможность проводить эффективную высокоспецифичную диагностику более 50 форм НБО и других заболеваний в качестве исследования первой линии [54]. ТМС имеет потенциал использования в скрининге и диагностике обширного списка нозологий, однако у метода есть и ограничения. Так, использование ТМС для анализа многокомпонентных смесей молекул требует их предварительного разделения при помощи жидкостной или газовой хроматографии, а в большей части случаев ТМС, как и другие диагностические методы, требует уточняющей диагностики [55]. Тем не менее применение ТМС совместно с NGS при проведении неонатального скрининга дает большее количество истинно положительных результатов, чем при использовании исключительно NGS [1] (табл. 2).

Таблица 2. Основные характеристики лабораторных методов, применяемых в ранней диагностике ОЗ

Проанализированный международный опыт, накопленный в результате организации программ диагностики ОЗ, пригоден и необходим для адаптации и применения в системе здравоохранения России в целях повышения качества жизни отдельных пациентов с ОЗ и снижения показателя инвалидизации в популяции в целом. Восполнение дефицита профилактики и массовой диагностики ОЗ для снижения уровня смертности и инвалидности возможно начать с расширения списка состояний, подлежащих выявлению при помощи неонатального скрининга. Модернизация и укомплектование региональных медико-генетических центров аппаратурой и специалистами для работы с ТМС, а также молекулярно-генетическими методами диагностики, по примеру центра орфанных болезней Республики Башкортостан, с использованием опыта ФГБНУ «Медико-генетического научного центра им. акад. Н.П. Бочкова» и НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова, в перспективе сформирует актуальную возможность своевременно оказывать помощь детям с высоким риском развития одного и более из 50 ОЗ, как это происходит в Австралии, странах Евросоюза и в США [5, 12—18].

Значительный потенциал для повышения качества ранней диагностики и оказания медицинской помощи пациентам с ОЗ представляет создание экспертных центров ОЗ, обеспеченных всем необходимым для проведения полноэкзомных и полногеномных исследований. Опыт изучения, диагностики и лечения ОЗ в странах ЕС показывает, что перспективным является преобразование орфанных центров в сеть и подключение их к международному обмену опытом. Качество оказания медицинской помощи и целесообразная маршрутизация редких пациентов в России могут быть достигнуты с помощью централизованного ведения пациентских регистров, подключенных к проекту TREAT-NMD, в сотрудничестве с которым находится большая часть зарубежных экспертных центров ОЗ [34, 35]. Хотя данное условие должно учитывать все особенности внешнеполитической обстановки и изменившейся модели законодательного регулирования научного сотрудничества, тем не менее очевидно, что международное медицинское взаимодействие несет больше важных и полезных возможностей для решения проблемы ранней диагностики и потенциальной терапевтической коррекции ОЗ, чем потенциальных медико-биологических угроз для жителей России. В рамках международного сотрудничества может проводиться обмен мнениями, стратегиями работы и полученными результатами, тогда как частные данные пациентов с первичными образцами биоматериалов могут сохраняться в национальных биобанках при условии обеспечения мер биологической безопасности. Важным условием эффективности мероприятий ранней диагностики является также понимание населением пользы и безопасности исследований, что требует проведения массовых образовательных мероприятий по примеру модели Австралии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

---

¹ Приказ Минздрава России от 22 марта 2006 г. №185 «О массовом обследовании новорожденных детей на наследственные заболевания».

² Приказ Департамента здравоохранения Москвы от 18 февраля 2020 г. №123-ФЗ «О внесении изменений в приказ Департамента здравоохранения Москвы от 12.03.15 №183».

³ Приказ Минздрава Свердловской области от 2 марта 2012 г. №166-п-ФЗ «О совершенствовании массового обследования новорожденных детей на наследственные заболевания на территории Свердловской области».

⁴ Аналитический вестник №14 (757) о деятельности медико-генетических консультаций и центров в субъектах РФ. Материалы заседания Совета по региональному здравоохранению при Совете Федерации Собрания Российской Федерации (Совет Федерации, 25 сентября 2020 г.).

⁵ Материалы совещания о совершенствовании медицинской помощи детям 1 июня 2021 г. 14:15 Москва, НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова; Проект Постановления Правительства РФ «О Программе государственных гарантий бесплатного оказания гражданам медицинской помощи на 2022 год и на плановый период 2023 и 2024 годов» (по состоянию на 08.09.21; подготовлен Минздравом России, ID проекта 01/01/09-21/00120119).

⁶ Приказ МЗСР РФ от 23 марта 2006 г. №185 «О массовом обследовании новорожденных детей на наследственные заболевания».

⁷ Приказ Минздрава России от 30.12.93 №316 (ред. от 05.08.03) «О дальнейшем развитии медико-генетической службы Министерства здравоохранения Российской Федерации».