ЖурналыПодпискаАрхивКнигиПроектыО насРекламаДоставка/ОплатаКонтакты
+7 (495) 482-43-29
  • Главная
  • / Журналы
  • / Вернуться в журнал
  • / Содержание номера
  • / Статья
Использование гетеродуплексного анализа и пиросеквенирования в алгоритме диагностики истинной полицитемии, ассоциированной с соматическими мутациями в 12 экзоне гена JAK2

Использование гетеродуплексного анализа и пиросеквенирования в алгоритме диагностики истинной полицитемии, ассоциированной с соматическими мутациями в 12 экзоне гена JAK2

Авторы:
Татьяна Николаевна Субботина,
Харсекина А.Е.,
Дунаева Е.А.,
Миронов К.О.,
Васильев Е.В.,
Михалёв М.А.,
Хоржевский В.А.,
Игорь Алексеевич Ольховский,
Шипулин Г.А.

Журнал: Лабораторная служба. 2017;6(1):29-33.

DOI: 10.17116/labs20176129-33

Прочитано: 2329 раз

Скачать PDF

Резюме

Соматические мутации в 533—547 кодонах 12-го экзона гена JAK2 высокоспецифичны для подтверждения диагноза истинной полицитемии (ИП). Частота встречаемости таких мутаций среди больных составляет от 3 до 23% в разных этнических группах. Ранее нами был предложен метод анализа мутаций в 12-м экзоне гена JAK2 в количественном формате методом пиросеквенирования. Вместе с тем высокая стоимость секвенирования определяет необходимость разработки двухэтапного алгоритма тестирования с предварительным использованием более доступного скринингового теста. Цель — продемонстрировать возможность использования метода гетеродуплексного анализа с последующим электрофорезом в полиакриламидном геле (ПААГ) для выявления ИП-специфических мутаций в 12-м экзоне гена JAK2 в качестве предварительного скринингового теста. Материал и методы. В работе были использованы пробы венозной крови: 28 женщин (средний возраст 53,1±14,9 года) и 112 мужчин (средний возраст 44,2±15,2 года), направленных врачами-гематологами с подозрением на ИП. После выделения ДНК проводили ПЦР с дополнительным этапом образования гетеродуплексов с использованием набора реагентов ПЦР-комплект («Синтол», Москва) на приборе CFX-96 («Bio-Rad», США). ПЦР-продукты детектировали методом электрофореза в 8% ПААГ. Подтверждение, идентификацию и количественный анализ уровня аллельной нагрузки выявленных мутаций проводили методом пиросеквенирования на приборе PyroMark Q24 («Qiagen», Германия). Результаты. Среди всех V617F-негативных пациентов, обследованных нами, использование метода гетеродуплексного анализа с последующим электрофорезом в ПААГ позволило идентифицировать 4 образца, содержащие мутации в области 12-го экзона гена JAK2. Тип мутации для этих пациентов определен методом пиросеквенирования: N542-E543del (c.1624_1629delAATGAA); I540-E543delinsKK (с.1619_1627 TCAgAAATgK (c.1622_1627delGAAATG). Выводы. Предлагаемый вариант гетеродуплексного анализа с детекцией в ПААГ может быть рекомендован к использованию как скрининговый тест, предшествующий подтверждающему количественному тесту в реакции пиросеквенирования. Двухэтапный подход позволяет оптимизировать алгоритм и повысить эффективность тестирования пациентов с подозрением на мутации в 12 экзоне гена JAK2.

Ключевые слова

  • мутации в 12-м экзоне гена JAK2; миелопролиферативные опухоли; истинная полицитемия; гетеродуплексный анализ

Дата публикации: 30.04.2020

Ключевым звеном патогенеза хронических миелопролиферативных опухолей (ХМО), в том числе и истинной полицитемии (ИП), является независимая от эритропоэтина активация JAK-STAT сигнального пути. По данным разных авторов, в 77—97% случаев развитие ИП обусловлено мутацией V617 °F в 14-м экзоне гена JAK2 [1—5]. В остальных случаях, чаще всего обнаруживаются мутации, происходящие в онкоассоциированной последовательности 12-го экзона гена JAK2. Согласно базе данных COSMIC [6], в последовательности 12-го экзона гена JAK2 описано более 40 соматических мутаций (микроделеции, микроинсерции и точечные мутации, затрагивающие аминокислотные остатки в положениях 533—547 белка Jak2), имеющих клиническое значение для подтверждения диагноза ИП [7] (рис. 1). Следует отметить, что мутации в 12-м экзоне гена JAK2 высокоспецифичны для диагноза ИП и в отличие от мутации V617 °F не встречаются при других ХМО. В соответствии с клиническими рекомендациями ВОЗ [8] и РФ [9] выявление мутации JAK2 в сочетании с повышенным содержанием гемоглобина и повышенным гематокритом позволяет диагностировать И.П. Для обнаружения мутаций в 12-м экзоне гена JAK2, как правило, используют методы секвенирования. Ранее нами был разработан количественный анализ мутаций в 12-м экзоне гена JAK2 с использованием пиросеквенатора PyroMark Q24 [10, 11]. Вместе с тем метод пиросеквенирования для всех V617F-отрицательных пациентов с подозрением на ИП требует серьезных финансовых затрат. В связи с этим актуально предварительное проведение менее дорогостоящего скринингового теста, позволяющего отсеять пробы с минимальной вероятностью искомой мутации. На наш взгляд, таким скрининговым методом может стать гетеродуплексный анализ с последующим электрофорезом в полиакриламидном геле (ПААГ).

Рис. 1. Схематическая структура гена JAK2 и онкоассоциированная область аминокислот, кодируемая участком 12-го экзона гена JAK2.

Цель — разработать метод выявления мутаций в 12-м экзоне гена JAK2, основанный на гетеродуплексном анализе с последующим электрофорезом в ПААГ.

Материал и методы

В работе были использованы образцы венозной крови 140 пациентов: 28 женщин (средний возраст 53,1±14,9 года) и 112 мужчин (средний возраст 44,2±15,2 года), направленных врачами-гематологами в лабораторию Красноярского филиала ФГБУ «Гематологический научный центр» Минздрава России.

Для первичной оценки возможности использования метода, предусматривающего ПЦР-амплификацию фрагмента ДНК 12-го экзона гена JAK2 с образованием гетеродуплексов и последующего электрофореза в вертикальном ПААГ, были выбраны 5 образцов ДНК, полученных в разные периоды заболевания от пациента № 1 с ранее выявленной мутацией N542-E543del (c.1624_1629delAATGAA), и 3 образца ДНК, полученные в разные периоды заболевания от пациента № 2 с ранее выявленной мутацией I540-E543delinsKK (с.1619_1627 TCAgAAATg

Для дальнейшей работы использовали алгоритм, предусматривающий проведение скринингового теста методом гетеродуплексного анализа с электрофоретической детекцией в ПААГ и последующее пиросеквенирование.

Амплификацию проводили с использованием набора реагентов для проведения ПЦР-РВ в присутствии EVAGreen («Синтол», Москва) и праймеров, заимствованных из статьи А. Jones и соавт. 2008 [12] и фланкирующих участок длиной 126 пар оснований (п.о.), включающих нуклеотиды как 12-го экзона, так и 12-го интрона гена JAK2 (прямой: 5’-AATGGTGTTTCTGATGTACC-3’ и обратный: 5’-AGACAGTAATGAGTATCTAATGAC-3’). Количество вносимой ДНК в реакционную пробу составило 30—40 нг. ПЦР с дополнительным этапом для образования гетеродуплексов проводили на приборе CFX-96 («Bio-Rad», США) по следующей программе: 3 мин — 95 °C; 40 циклов: 6 с — 95 °C, 6 с — 58 °C, 6 с — 72 °C, 6 с — 75 °C; цикл образования гетеродуплексов: 1 мин — 96 °C, 1 мин — 60 °C. Далее с продуктами амплификации проводили электрофорез в 8% вертикальном ПААГ (акриламид и бисакриламид в соотношении 29:1) в ТВЕ-буфере. Детекцию результатов проводили путем окрашивания ПААГ бромистым этидием в течение 7—10 мин с последующей визуализацией в ультрафиолетовом свете c использованием системы гель-документирования Gel Doc («Bio-Rad», США). Соответствие молекулярных весов продуктов амплификации оценивали с помощью маркера молекулярного веса pUC19/Msp I (размер фрагментов от 501 до 34 п.о.). Заключение о наличии мутаций в 12-м экзоне гена JAK2 в гетерозиготном состоянии составляли по образованию дополнительных полос в геле, имеющих электрофоретическую подвижность фрагментов ДНК длиной более 126 п.о., и соответствующих гетеродуплексам, которые не выявляются в образцах ДНК, не содержащих искомые мутации.

Подтверждение выявленных мутаций проводили методом пиросеквенирования в количественном формате на приборе PyroMark Q24 («Qiagen», Германия) с использованием программного обеспечения PyroMark Q24 2.0.6 в формате SQA (секвенирование неизвестных последовательностей) и AQ (количественное определение мутаций, таких как SNP и InDel) как было описано ранее [10, 11, 13].

Результаты и обсуждение

На рис. 2 приведена электрофореграмма с результатами анализа мутаций в 12-м экзоне гена JAK2 для двух пациентов с диагнозом ИП в динамике заболевания. Для обоих пациентов диагноз ИП был подтвержден морфологическим исследованием биоптата костного мозга. Количественный анализ уровня аллельной нагрузки соматическими мутациями N542-E543del для первого пациента и I540-E543delinsKK для второго пациента в динамике заболевания проведен ранее методом пиросеквенирования. Согласно информации, представленной в базе данных COSMIC [6], обе выявленные мутации находятся в онкоассоциированной последовательности 12-го экзона гена JAK2 и ранее были описаны в литературе как ассоциированные с развитием И.П. Также важно отметить, что обе мутации приводят к делеции шести нуклеотидов в последовательности 12-го экзона гена JAK2.

Рис. 2. Электрофореграмма, отражающая результаты анализа мутаций N542-E543del и I540-E543delinsKK у пациентов № 1 и № 2 соответственно. Дорожки 1—5 — образцы ДНК от пациента № 1 с мутаций N542-E543del в динамике заболевания: дорожка 1 — проба от августа 2013 г. и уровень аллельной нагрузки 15%; дорожка 2 — проба от января 2015 г. и уровень аллельной нагрузки 28%; дорожка 3 — проба от июня 2015 г. и уровень аллельной нагрузки — 36%; дорожка 4 — проба от августа 2015 г. и уровень аллельной нагрузки 40%; дорожка 5 — проба от октября 2015 г. и уровень аллельной нагрузки 43%. Дорожки 6—8 — образцы ДНК от пациента № 2 с мутаций I540-E543delinsKK в динамике заболевания: дорожка 6 — проба от июня 2015 г. и уровень аллельной нагрузки 11%; дорожка 7 — проба от сентября 2015 г. и уровень аллельной нагрузки 12%; дорожка 8 — проба от ноября 2015 г. и уровень аллельной нагрузки — 14%.

При анализе полученной электрофореграммы на дорожках от обеих проб, имеющих мутации, четко визуализируется основной фрагмент, соответствующий дикому типу — 126 п.о., а ниже — тонкой полосой — продукты, соответствующие мутантным аллелям, на уровне 120 п.о. Кроме того, визуализируются по 2 дополнительные полосы выше фрагмента дикого типа, соответствующие гетеродуплексам (на уровне примерно 200 и 250 п.о. для пациента с мутацией N542-E543del и на уровне примерно 180 и 200 п.о. для пациента с мутацией I540-E543delinsKK), образованным сочетанием фрагментов дикого и мутантного типов аллелей. Таким образом, на образцах проб пациентов с клинически и морфологически подтвержденным диагнозом показано совпадение положительных результатов в гетеродуплексном анализе с результатами последующего пиросиквенирования.

Всего в ходе работы гетеродуплексный анализ в качестве скринингового метода был проведен для 140 пациентов с подозрением на ИП и отсутствием мутации V617 °F. К настоящему времени мутации в 12-м экзоне гена JAK2 с использованием предлагаемой технологии выявлены еще у двух пациентов (№ 3 и № 4). ДНК пациента № 3 также проанализирована методом пиросеквенирования, определена мутация N542_E543del (c.1623_1628delAAATGA), уровень аллельной нагрузки составил 11%. Фенотипически обнаруженная мутация аналогична мутации N542-E543del (c.1624_1629delAATGAA), обнаруженной ранее у пациента № 1, но на уровне нуклеотидов выпадающий гексануклеотид смещен на один нуклеотид влево. У пациента № 4 методом пиросеквенирования определена мутация R541_E543>K (c.1622_1627delGAAATG), уровень аллельной нагрузки в динамике заболевания составил 20 и 50%.

При анализе литературы, посвященной методам анализа мутаций в 12-м экзоне гена JAK2, мы не встретили работ, в которых бы использовался метод гетеродуплексного анализа с последующим электрофорезом в ПААГ. В 2012 г. была опубликована работа, в которой авторы показали возможность использования гетеродуплексного анализа с последующим электрофорезом в 4% агарозном геле для анализа мутаций в 12-м экзоне гена JAK2 [14]. Но нужно отметить, что при данном подходе разрешающая способность агарозного геля позволяет увидеть полосы, соответствующие гетеродуплексам, но не позволяет увидеть полосы, соответствующие продуктам, содержащим мутантный аллель, что, на наш взгляд, несколько ограничивает использование такого метода.

В качестве предварительного скринингового теста предлагается также использование метода HRM (метод анализа кривых плавления с высокой разрешающей способностью) [12]. Вместе с тем метод HRM требует наличия определенного оборудования и специального программного обеспечения, что в отличие от электрофореза не всегда доступно для клинико-диагностических лабораторий.

Таким образом, использование метода гетеродуплексного анализа с последующим электрофорезом в ПААГ позволяет выявлять высокоспецифичные для диагноза ИП мутации в 12-м экзоне гена JAK2.

Заключение

В настоящем исследовании показана возможность использования метода гетеродуплексного анализа с последующим электрофорезом в ПААГ для выявления ИП-специфических мутаций в 12-м экзоне гена JAK2. Включение данного метода в алгоритм лабораторного тестирования позволяет повысить эффективность и доступность молекулярно-генетических технологий диагностики ХМО.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Источники финансирования: бюджетная программа СФУ; ФБУН «Центральный НИИ эпидемиологии» Роспотребнадзора; НИР КНЦ СО РАН.

slide-cover
slide-cover
slide-cover
slide-cover
slide-cover

Рекомендуем статьи по данной теме:

Профессор Виктор Николаевич Звягин. К 85-летию со дня рождения.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):67-70

Профессор Виктор Ильич Прозоровский. К 125-летию со дня рождения.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):65-66

Алевтина Михайловна Орлова. К 80-летию со дня рождения.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):63-64

Профессиональная подготовка специалистов в области судебно-химической и химико-токсикологической экспертизы: ключевые аспекты.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):56-62

К вопросу о судебно-медицинском значении трупной имбибиции вокруг подкожных вен в случаях смерти от общего переохлаждения.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):49-55

Роль магнитно-резонансной томографии в диагностике диффузного аксонального повреждения.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):42-48

Анатомические варианты, аномалии и другие неметрические характеристики скелета при судебно-медицинской экспертизе костных останков (случаи из практики).Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):38-41

Сравнительная характеристика огнестрельных повреждений, произведенных с разного расстояния самоснаряженными и фабрично изготовленными патронами 12-го калибра при выстрелах из ружья МЦ 21-12.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):32-37

Электронно-микроскопическая характеристика повреждений волос, причиненных предметами различной остроты.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):28-31

О возможности установления видовой принадлежности пятен слюны методом количественного иммуноферментного анализа.Судебно-медицинская экспертиза. 2026;69(5):24-27

Издательство «Медиа Сфера»
РекламаДоставка/ОплатаО насКонтактыОбучение для редакцийПолитика конфиденциальностиПолитика обработки персональных данныхПубличная оферта на реализацию издательской продукции
ЖурналыПодпискаАрхивКнигиПроекты
  • RuStore

© 1998-2026

  • Телефоны издательства:

  • +7 (495) 482-41-18
  • +7 (495) 482-43-29
  • Прямой телефон отдела подписки
    (только по вопросам заказов и доставки журналов)

  • +7 (800) 250-18-12
  • пн-пт с 10:00 до 18:00

  • Telegram
  • VK
info@mediasphera.ru
  • Почтовый адрес:

  • Издательство «Медиа Сфера»,
    а/я 54, Москва, Россия, 127238

  • RuStore

© 1998-2026