Взгляд в геном

Ученые из Института молекулярной биологии РАН им. В. А. Энгельгардта совместно с коллегами из Психиатрической клинической больницы №1 им. Н. А. Алексеева при поддержке правительства Москвы разработали биочип, выявляющий генетическую предрасположенность к развитию болезни Альцгеймера. Инструмент уже вводится во врачебную практику.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

В России более 1,5 млн человек страдает от деменции. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 60–70% всех случаев деменции приходится на болезнь Альцгеймера. Характерными признаками является снижение памяти и когнитивных функций вплоть до тотального распада интеллекта и психической деятельности. Это заболевание чаще встречается у пожилых, обычно поражая людей в возрасте от 65 лет и старше. После появления первых симптомов когнитивного снижения в среднем проходит три года до момента постановки диагноза. За это время снижение сильно прогрессирует. Узнав о болезни на ранней стадии, можно своевременно начать профилактику и лечение, а также значительно улучшить дальнейший прогноз течения заболевания. При позднем обнаружении лечение действует менее эффективно и утраченные когнитивные функции вернуть уже невозможно.

Риск развития болезни Альцгеймера зависит от множества факторов, только часть из которых мы можем контролировать, а такие факторы риска, как возраст или генетика, не поддаются коррекции, поэтому их важно выявлять и учитывать при ведении пациента, у которого специалист подозревает развитие когнитивного снижения. Для оценки влияния совокупности маркеров используют так называемые модели оценки полигенного риска.

«Уникальность нашей разработки заключается в создании метода, позволяющего быстро и эффективно анализировать генетические маркеры, связанные с риском развития деменции. Следует отметить, что исследования моделей полигенного риска данного заболевания на российских пациентах до настоящего времени не проводились. Созданный метод стал основой для первого отечественного медицинского изделия — набора реагентов для выявления генетической предрасположенности к деменции альцгеймеровского типа»,— рассказывает о разработке биочипа-А аспирантка ИМБ РАН Елена Федосеева.

Для повышения точности оценки такого неконтролируемого фактора, как генетика, российские ученые разработали биочип, который позволяет вычислить индивидуальный генетический риск развития деменции для каждого пациента. Биологический микрочип — это пластиковая подложка с короткими последовательностями — олигонуклеотидами, специфичными к генетическим вариантам ДНК человека. В ходе ПЦР (полимеразной цепной реакции) нарабатывается продукт с флуоресцентной меткой, который связывается с олигонуклеотидами в ячейках биочипа. При связывании наблюдается свечение от определенных групп ячеек, которое детектирует специальный прибор. Метод позволяет одновременно анализировать 23 генетических маркера, связанных с риском развития болезни Альцгеймера, а процедура анализа занимает не более 24 часов.

Разработанный биочип может быть использован для массового генетического скрининга жителей России на предрасположенность к развитию деменции у людей преклонного возраста. Разработка позволяет разделять пациентов по группам риска, а лица с выявленной предрасположенностью к развитию заболевания могут быть направлены на дополнительное обследование и получить персонализированную программу профилактики когнитивных нарушений.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

«С февраля 2026 года мы начали внедрение данного метода на базе Клиники памяти, ориентируясь на пациентов с легкими когнитивными расстройствами (ЛКР). Важно подчеркнуть, что результат, полученный с помощью “Биочипа-А”, не является самостоятельным диагнозом, но позволяет врачам-генетикам и неврологам уже на доклиническом этапе оценить полигенный риск развития деменции. В рамках проекта “Лекция и печенье” на базе ГБУЗ ПКБ №1 ДЗМ участники в возрасте 55+ сдавали кровь и получали результаты, что в перспективе помогает выстроить персонализированное наблюдение и выделить группу высокого риска для более точного контроля когнитивных функций»,— комментирует кандидат медицинских наук Анна Юрьевна Морозова, руководитель отдела шизофрении и других первично психотических расстройств.

Важно, что данный анализ на биочипах может проводиться в условиях типовой молекулярно-генетической лаборатории, исключая необходимость использования дорогостоящих высокопроизводительных методов генетического анализа, что заметно снижает стоимость проведения скрининга. Эта разработка уже используется в Психиатрической клинической больнице №1 им. Н. А. Алексеева и хорошо зарекомендовала себя в диагностике.

Елена Федосеева, аспирант ИМБ РАН и ключевой разработчик «Биочипа-А», ответила на вопросы «Ъ-Науки».

— Чем биочип принципиально отличается от полногеномного секвенирования или обычных ПЦР-тестов? Почему выбран именно этот формат и именно 23 маркера?

— В отличие от полногеномного секвенирования, которое требует больших финансовых затрат, сложной биоинформатической обработки и содержит избыточные данные, разработанный биочип является недорогим в использовании инструментом и обеспечивает возможность быстрого и эффективного анализа конкретной панели клинически значимых генетических маркеров. Стандартные ПЦР-тесты сильно ограничены в количестве мишеней для одновременной амплификации, для одного образца приходится выполнять серию отдельных ПЦР в разных пробирках, что делает анализ менее удобным и более трудоемким, чем использование технологии биочипов, где анализ нескольких десятков мишеней может быть реализован всего в одной-двух пробирках. Кроме того, технология биочипов, созданная в ИМБ РАН, хорошо зарекомендовала себя в молекулярной диагностике: разработки были внедрены в клиническую практику и успешно применяются в настоящее время. Панель из 23 маркеров охватывает ключевые генетические варианты и при этом хорошо подходит для биочипа с точки зрения количества мишеней для мультиплексной реакции.

—Как проводился отбор этих 23 маркеров именно для российской популяции? Отличаются ли частоты рисковых аллелей у россиян от европейских или азиатских популяций?

— Выбор генетических маркеров был основан на модели ПГР БА, предложенной Tosto G. et al. в 2017 году, которая содержит 21 маркер. Также мы добавили туда два полиморфизма, позволяющие определять -аллели гена APOE.

Полученные частоты рисковых аллелей для российской популяции сопоставимы с референсными частотами для европейской популяции. Для большинства маркеров наблюдаются только небольшие отличия значений не более чем на 3–5%. При сравнении с частотами азиатской популяции расхождения достигают 15–25% и более как для европейской, так и для российской популяции, что указывает на выраженные популяционные различия.

— Какую долю риска развития болезни Альцгеймера объясняют эти маркеры? Ведь генетика — это только часть истории.

— Для многофакторных заболеваний сложно оценить точный вклад каждого отдельного фактора, в том числе генетики, в общий риск. По данным исследований, генетические факторы риска могут объяснить около 60–80% различий в предрасположенности к болезни Альцгеймера между людьми в популяции, однако у конкретного человека исход всегда определяется сочетанием генетики, возраста, сопутствующих заболеваний и образа жизни.

— Насколько чувствителен и специфичен биочип? Как часто бывают ложноположительные или ложноотрицательные результаты?

— По результатам клинико-лабораторных испытаний набора реагентов «Биочипа-А» (сравнение с результатами, полученными секвенированием методом Сенгера) диагностическая чувствительность составила 100% (99,71–100%), диагностическая специфичность — 100% (99,76–100%).

— Что конкретно получает врач и пациент после анализа?

— По результатам анализа врач и пациент получают бланк отчета, в котором указаны генотипы каждого из 23 маркеров, значение ПГР с соответствующим квартилем Qu1-Qu4, а также -аллели гена APOE. Пациенты разделяются по четырем категориям риска — средний или ниже среднего, повышенный, высокий и очень высокий риск (рис. 1) — и в соответствии с методическими указаниями получают рекомендации, которые включают наблюдение у профильных специалистов с разной частотой посещений в зависимости от группы риска, с целью ранней диагностики, профилактики когнитивного снижения и коррекции факторов риска, на которые можно повлиять.

Помимо этого, полученные результаты могут быть использованы в научных исследованиях и в клинической практике для планирования профилактики и лечебных мероприятий по группам риска, а также при разработке дизайна клинических исследований.

— Что может предложить врач пациенту с высоким генетическим риском? Есть ли доказанные методы профилактики, которые реально работают?

— Врач может рекомендовать посещение профильных специалистов (медицинский психолог, врач-терапевт, врач общей практики, врач-невролог, врач-психиатр) не реже одного раза в 6–12 месяцев для наблюдения, а также при проявлении нарушений направить пациента на персонализированные программы профилактики и нейрокогнитивный тренинг.

Когнитивный тренинг в клиниках памяти на базе ГБУЗ ПКБ №1 ДЗМ относится к нелекарственным методам с доказанной эффективностью: он действительно улучшает когнитивные функции и может снижать риск перехода в фазу деменции, даже несмотря на высокие генетические риски. Когнитивный тренинг обладает умеренной эффективностью: он улучшает показатели памяти и внимания, но не может полностью предотвратить прогрессирование заболевания. При этом его эффективность зависит от регулярности и длительности тренировок: долгосрочные программы позволяют добиться более выраженного и устойчивого замедления снижения. Раннее выявление болезни Альцгеймера критически важно для своевременного начала медикаментозного лечения, поскольку терапия может лишь существенно замедлить прогрессирование снижения, но не может вернуть уже утраченные когнитивные функции.

— Можно ли расширить этот биочип на другие нейродегенеративные заболевания: болезнь Паркинсона, лобно-височную деменцию, боковой амилотрофический склероз?

— Набор «Биочип-А» изначально разработан именно для оценки генетического риска развития деменций альцгеймеровского типа. Сама технология биочипов позволяет создавать панели из большего количества маркеров, однако генетические маркеры риска развития болезни Альцгеймера практически не совпадают с ключевыми маркерами болезни Паркинсона, лобно-височной деменции и БАС, поэтому с научной и практической точки зрения целесообразнее разрабатывать отдельные специализированные биочипы под каждое заболевание.

Пресс-служба Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта