Příčiny

Genetika sluchových vad

17. listopadu 2017

S MUDr. Dagmar Raškovou, lékařkou genetické poradny v Centru lékařské genetiky a reprodukční medicíny GENNET s.r.o.

Obecně o genetice

Deoxyribonukleová kyselina (DNA) je nositelkou genetické informace buňky. Má tvar dvoušroubovice (Obr. č. 1) a její hlavní část se nachází v buněčném jádře, menší část DNA je uložena v buněčných organelách, zejména mitochondriích. V buněčném jádře vyšších (eukaryotických) organismů je DNA rozdělena do částí, zvaných chromozomy (Obr. č. 2).

Obr. č. 1: DNA
Zdroj: livewallpaper.info/dna-wallpaper/

Lidská buňka má 23 párů chromozomů. Základní částí DNA je nukleotid, který je složený z fosfátového zbytku kyseliny fosforečné, deoxyribózy a čtyř dusíkatých bází: adenin, guanin, cytosin a thymin. Princip komplementarity bází znamená, že se přednostně páruje adenin s thyminem a guanin s cystosinem. Právě pořadí bází je klíčové v přenosu genetické informace. Gen je úsek DNA kódující tvorbu určitého produktu, zpravidla bílkoviny (proteinu). Gen, který kóduje protein, je složený z tripletů (kodónů), kde každý triplet představuje informaci o zařazení jedné aminokyseliny. Zároveň geny obsahují funkční regulační sekvence označující místo přepisu (transkripce) genu.

Obr. č. 2: Chromozom

Zdroj: elproyectomatriz.wordpress.com/2010/01/05/maximo-sandin-vs-darwin-el-darwinismo--moderno-parte-iv/

DNA vyšších (eukaryotických) organizmů obsahuje rozsáhlé úseky nekódujících sekvencí (uvnitř genů se nazývají introny), které musí být při přepisu do ribonukleové kyseliny (RNA) vystřiženy. Části kódující DNA se nazývají exony.

Genový lokus je úsek molekuly DNA obsahující jeden gen. Forma genu na lokusu se nazývá alela. Jedinci se stejnými alelami téhož lokusu (na párových chromozomech) jsou homozygoti, jedinci s rozdílnými alelami jsou heterozygoti. Heterozygotní konstituce je v rámci genetické variability evolučně výhodnější. Heterozygoti nesoucí mutovanou alelu mohou však být zdravými přenašeči autosomálně (ev. gonozomálně) recesivní choroby, která se díky přítomnosti párové dominantní alely u svého nositele neprojeví.

Projeví se pouze u recesivního homozygota, který má obě alely mutované, každou od jednoho rodiče – přenašeče. Tento typ dědičnosti se nazývá autosomálně recesivní a u těžkých vrozených poruch sluchu je nejčastější. Riziko pro potomstvo dvou zdravých recesivních heterozygotů je pak 25 % (Obr. č. 3 a 4).

Obr. č. 3: Autozomálně dominantní dědičnost
Zdroj: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Autodominant.jpg

Obr. č. 4: Autozomálně recesivní dědičnost
Zdroj: www.bioexplorer.net/autosomal-recessive-inheritance.html/

Dominantní alela se projeví již u heterozygota, tedy v jedné kopii. Riziko pro potomstvo je pak 50 %. Tímto způsobem dědičnosti se zpravidla dědí lehčí formy nedoslýchavosti, kde se porucha předává z generace na generaci.

Gonozomálně recesivní typ dědičnosti (Obr. č. 5)je charakteristický tím, že se mutovaná alela nachází na jednom z pohlavních chromozomů, na chromozomu X. Ženy mají tyto chromozomy dva, proto se u přenašeček vloha zpravidla neprojeví vůbec, nebo jen mírně. Riziko je pak pro 50 % jejich synů, kteří získají od matky chromozom X s mutovanou alelou a od otce chromozom Y. Tento typ dědičnosti je u poruch sluchu velmi vzácný. Gonozomálně dominantní typ dědičnosti (Obr. č. 6) je velmi vzácný i u jiných dědičných onemocnění, nebudu ho proto zmiňovat.

Obr. č. 5: Gonozomálně recesivní dědičnost, matka přenašečka
Zdroj: archive.cnx.org/contents/ee2dfa4c-b9c6-41ea-8be5-8d8117f4e9d3@3/patterns-of-inheritance

Obr. č. 6: Gonozomálně dominantní dědičnost
Zdroj: archive.cnx.org/contents/ee2dfa4c-b9c6-41ea-8be5-8d8117f4e9d3@3/patterns-of-inheritance

GENETICKÉ TESTY

Genetické testy se vyšetřují z periferní žilní nesrážlivé krve, odběr nemusí být nalačno. Krev se nabírá přednostně neslyšícímu pacientovi. Pokud u něj prokážeme kauzální mutaci určitého genu, vyšetřujeme další osoby v riziku, tzn. příbuzné 1. stupně (rodiče, sourozence, děti). Výsledek je k dispozici zpravidla do 4–6 týdnů, pokud se však testují vzácnější geny, může trvat i déle.

Genetické testy provádí každé oddělení lékařské genetiky, které je ve všech větších městech. Pokud pracoviště neprovádí DNA vyšetření genů pro poruchy sluchu, posílá DNA pacienta na specializované pracoviště.

Doporučení na genetické vyšetření vydává zpravidla foniatr, ev. pediatr nebo gynekolog v případě, že rodina plánuje další těhotenství. Genetické vyšetření probíhá formou pohovoru, genetik se ptá na osobní anamnézu neslyšícího (průběh těhotenství a porodu, celkový zdravotní stav, jiná onemocnění – zejména poruchu štítné žlázy, oční poruchy, kožní onemocnění, onemocnění ledvin, srdce apod.). Je vhodné přinést s sebou závěr foniatrického vyšetření (tíže sluchové poruchy, typ sluchové poruchy – percepční nebo převodní, věk, kdy byla porucha diagnostikována, zda je stav setrvalý nebo se porucha zhoršuje, zda je neslyšící v programu kochleární implantace apod.). Nutné je i vyšetření fenotypu (vzhledu pacienta) a sestavení rodokmenu (přibližně do generace prarodičů pacienta). Pokud se porucha v rodině vyskytla, je nutné vědět u koho a zda slyšel jeho partner či partnerka a jeho děti. Často lze určit typ dědičnosti pouze na základě genealogie.

Genetickým vyšetřením by měl projít každý neslyšící. U pacientů v riziku je možné indikovat genetické vyšetření již bezprostředně po narození jako tzv. prediktivní test. Je přesnější a pro kojence méně invazivní než např. BERA vyšetření.

Rodina je na základě vstupního vyšetření poučena o možném typu dědičnosti a o rizicích rekurence (opakování) pro sourozence, ev. pro potomstvo. Po vyhodnocení molekulárně genetického vyšetření je případně možné genetickou prognózu rodiny upřesnit. Pokud objasníme příčinu poruchy sluchu, je možné u párů s vysokým rizikem nabídnout další vyšetření. U poruch sluchu se prenatální vyšetření (vyšetření z plodové vody nebo choriových klků) provádí málokdy, protože nález rizikového genotypu plodu, spojený s poruchou sluchu není většinou pro rodinu důvodem k ukončení těhotenství. Navíc i těžká porucha sluchu se dá nyní dobře kompenzovat možností kochleární implantace. Na našem pracovišti proto zpravidla nabízíme spíše preimplantační diagnostiku (Obr. č. 7), tzn. vyšetření buněk trofoektodermu u cca pětidenních embryí, oplodněných in vitro (ve zkumavce), přičemž se cíleně vyberou k implantaci do dělohy matky embrya, u kterých se porucha sluchu neprojeví (tedy u autosomálně recesivní dědičnosti zdraví homozygoti či heterozygoti).

Obr.č. 7: Preimplantační diagnostika
Zdroj: Rašková D.: Neurologická onemocnění v klinické genetice, Školení primářů neurologie II 2014 in memoriam Otakara Kellera, Senohraby, 21.–22. 10. 2014

Sdělení výsledků je u neslyšících pacientů či rodin s nálezem kausální mutace vždy nezbytné formou osobního pohovoru s genetikem. U neslyšících je vhodná přítomnost tlumočníka. Na genetika se může rodina obrátit i později prostřednictvím telefonu, SMS či mailu, pokud potřebují dodatečně další vysvětlení. Na vyžádání je samozřejmě možné uspořádat i přednášku pro rodiny neslyšících.

Dědičnost sluchových poruch, nejčastější kandidátní geny

Těžké, vrozené poruchy sluchu se vyskytují s prevalencí cca 1/1000 novorozenců. Až 75 % vrozených poruch je nyní podmíněno geneticky. Přibližně před 100 lety byl poměr dědičných a získaných poruch sluchu opačný, avšak se zlepšením prenatální, perinatální i postnatální péče se vliv zevních faktorů (infekční choroby, těžká novorozenecká žloutenka, zánět mozku a mozkových blan, chronické záněty středouší, ototoxická antibiotika) výrazně eliminoval.

Poruchy sluchu jsou extrémně heterogenní, existuje cca 100 genů, které jsou za poruchu sluchu odpovědné. Přibližně 80 % dědičných (zejména těžkých a vrozených) poruch se dědí autosomálně recesivně. Jde o případ, kdy slyšící rodiče (heterozygoti, přenašeči) mají jedno nebo více neslyšících dětí a riziko pro každé jejich dítě je 25 %. Přibližně kolem 8–10 % poruch sluchu (nejčastěji nedoslýchavostí) se dědí autosomálně dominantně a riziko rekurence je 50 % pro potomstvo nedoslýchavého. Malá část sluchových poruch může mít mitochondriální dědičnost (dědí se pouze ze strany matky a tíži poruchy nelze predikovat) a velmi vzácně i gonozomálně recesivní dědičnost (matka je přenašečkou a má riziko pro 50 % synů). Kolem 10 % sluchových poruch je symptomem genetického syndromu, jehož součástí jsou i jiné vývojové vady.

Vzhledem k heterogenii (příčinou poruchy sluchu mohou být mutace velkého množství genů) riziko pro potomstvo dvou neslyšících nemusí být vysoké. Pokud mají oba partneři mutace ve stejném genu, je riziko 100 %, pokud však mají mutace ve dvou různých genech, je riziko prakticky nulové a všechny děti jsou slyšící dvojnásobní heterozygoti, přičemž zdravá vloha jednoho rodiče kompenzuje mutaci druhého a naopak. Nicméně, ze zkušenosti vím, že neslyšící pacienti nenahlížejí na poruchu sluchu jako závažný handicap a často preferují spíše narození neslyšících dětí, které jsou jim komunikačně bližší.

Přibližně polovina neslyšících má mutaci v genu pro Connexin 26 (GJB2 gen). Porucha sluchu (zpravidla závažná – hluchota nebo zbytky sluchu, která se obvykle s věkem nezhoršuje) se projeví u homozygotů (přítomnost 2 identických mutací) nebo složených heterozygotů (přítomnost 2 různých mutací). Jiné vývojové vady nejsou přítomny. Mutace jsou specifické pro určitá etnika, u Evropanů je nejčastější mutace 35delG. Pozitivní nález ukazuje na autosomálně recesivní dědičnost, oba rodiče nesou s velmi vysokou pravděpodobností každý jednu kausální mutaci a riziko sluchové poruchy pro jejich potomstvo je 25 %. 50 % dětí (resp. cca 66 % slyšících dětí) jsou slyšící heterozygoti a 25 % dětí (resp. cca 33 % slyšících dětí) mutaci nenese a nepředá ji ani svým potomkům. U slyšících přenašečů je vhodné vyšetření jejich partnerů, protože frekvence heterozygotů GJB2 genu v běžné slyšící populaci je poměrně vysoká (kolem 3 %). Heterozygoti GJB2 genu jsou slyšící, ale mají větší citlivost (vulnerabilitu) sluchového aparátu k zevním vlivům (např. k hluku), často se u nich objevuje dříve stařecká nedoslýchavost.

Na naší klinice vyšetřujeme u neslyšících přednostně Connexin26 (GJB2 gen), nejprve nejčastější mutaci 35delG a následně sekvenaci celého genu. Pokud neprokážeme kauzální mutace v GJB2 genu, pokračujeme ve vyšetření STRC genu (gen pro stereocilin). Zdá se, že v ČR jde o druhý nejčastější kandidátní gen u izolované poruchy sluchu. Mutace byla prokázána u cca 5,5 % všech vyšetřených pacientů a u 13,5 % pacientů ve skupině s familiárním výskytem. Porucha sluchu je izolovaná a zpravidla lehčí (nejčastěji jde o střední až těžší nedoslýchavost). Testování probíhá postupně několika metodami (QF-PCR, MPS, MLPA), které odhalují různé typy mutací.

Cíleně lze vyšetřit i pacienty suspektní z Pendredova syndromu, u něhož se vyskytuje porucha sluchu spojená s typickou malformací vnitřního ucha (rozšíření vestibulárního aqueduktu – EVA)(Obr. č. 8). Porucha sluchu je zpravidla vrozená a v druhé dekádě života se objevuje zvětšená štítná žláza (struma) spojená s její sníženou funkcí.

Obr. č. 8: EVA – rozšíření vestibulárního akvaduktu

Zdroj: U.S. National Library of Medicine–The World‘s Largest Medical Library,www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmedhealth/PMHT0028177/?figure=1

V poslední době je možné v rámci výzkumného projektu 2. LF UK (řešitelem grantu je prof. MUDr. P. Seeman, PhD.) vyšetřit pacienty s jistou autosomálně recesivní dědičností a bez dosud prokázané příčiny poruchy sluchu metodou NGS (Next Generation Sequencing) sekvenováním panelu genů. Sekvenovány jsou kódující exony 71 známých genů dosud popsaných u autosomálně recesivně dědičné poruchy sluchu. Možnost vyšetření autosomálně dominantních poruch sluchu je dosud omezena.