I. Генетические основы ретинобластомы

Как зарождается жизнь? С точки зрения биологии, всё начинается с момента слияния половых (гонадных) клеток родителей – сперматозоида и яйцеклетки. Именно в этот момент мы получаем от родителей уникальный набор генов.

Каждый ген состоит из двух его копий – аллелей, один аллель – материнского происхождения, а второй – отцовского происхождения.

Таким образом новый организм, который появляется при оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом, получает уникальное сочетание родительских генов – 50% от мамы и 50% от папы.

В следующие 9 месяцев развитие плода проходит несколько этапов.

Новый организм развивается из одной единственной клетки – зиготы, появившейся при слиянии яйцеклетки и сперматозоида.

Зиготический этап (примерно первые сутки беременности) длится до тех пор, пока из этой одной клетки (зиготы) не начнут в процессе деления появляться новые клетки.

Постзиготический этап включает в себя процесс деления клеток, которые начинают трансформироваться и приобретать особые свойства и форму. Так появляются половые (гонадные) и различные соматические (от греч. σῶμα (sôma) «тело») клетки – клетки кожи, нервной системы, печени и т.д. Именно эти постзиготические изменения приводят к формированию органов и тканей.

Постепенно эмбриональное развитие завершается, и ребенок рождается на свет, получив от родителей генетическое наследие в виде ДНК.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – вещество, которое есть внутри каждой клетки организма и обеспечивает хранение и передачу из поколения в поколение наследственной информации.

Как гирлянда состоит из огоньков, так и ДНК делится на множество генов, каждый из которых отвечает за развитие определенного признака, например, цвет глаз, группа крови или наследственное заболевание. В последнем случае речь идет о патогенных вариантах генов, которые привычно называют мутациями.

ДНК – это своего рода сценарий, по которому будет развиваться дальнейшая жизнь. При этом ее авторами являются не только родители, но и сам человек. Безусловно, ряд признаков мы наследуем от родителей, но другие появляются самостоятельно, начиная с внутриутробного периода.

Точно так же дело обстоит и с наследственными заболеваниями – мы можем унаследовать их от родителей, но иногда они возникают непосредственно у человека, то есть de novo (лат. «новое»). В этом случае человек становится родоначальником заболевания и может передавать его своим детям.

В 1971 году Альфред Кнудсен на примере гена RB1 (retinoblastoma 1) сформулировал «двухударную» теорию канцерогенеза, которая объясняет механизм развития злокачественных опухолей.

Согласно этой теории, для образования опухоли необходима последовательная инактивация (выключение) двух аллелей гена-онкосупрессора.

В норме ген-онкосупрессор подавляет механизмы опухолевой трансформации клеток, не позволяя им бесконтрольно делиться и превращаться таким образом в опухоль.

Первое мутационное событие «выключает» (инактивирует) первый аллель гена-онкосупрессора – это событие не приводит кразвитию опухоли, но повышает вероятность ее возникновения.

При втором мутационном событии происходит «выключение» (инактивация) уже второго аллеля и тогда запускается бесконтрольное деление клеток – таким образом возникает злокачественная опухоль.

Таким образом мутации могут быть:

• гетерозиготными – инактивирован («выключен») только один из двух аллелей гена

• гомозиготными – инактивированы («выключены») оба аллеля гена

Согласно теории канцерогенеза А. Кнудсена, при наследственной ретинобластоме, первая мутация возникает в 2-х случаях:

1) ребенок получает мутацию с генетическим материалом половой клетки одного из родителей (семейная форма РБ)
или

2) мутация возникает из-за спонтанного «генетического сбоя» во время эмбрионального развития (мозаичная форма РБ или форма de novo).

В этот момент – в момент первой мутации – происходит инактивация первого аллеля гена RB1 (1-ый удар). При этом мутация остается в ДНК ребенка в каждой клетке его организма.
Вторая мутация (инактивация второго аллеля гена RB1 – 2-ой удар) при наследственной РБ происходит в соматических клетках сетчатки глаза. В большинстве случаев это происходит после рождения ребенка, но может случиться и во время беременности (внутриутробно), что приведет к врожденной форме РБ. Такие мутации в генетике называются герминальными (от слова “germ” – «зародыш»).

При ненаследственной (спорадической) форме РБ в ДНК клеток ребенка изначально мутации нет. Оба удара – выключение первого и второго аллеля – происходят последовательно в одной соматической клетке сетчатки, что приводит к ее трансформации в опухолевую.
Такие мутации в генетике называются соматическими (“soma” – «тело»).

Самые частые вопросы, которые задают генетику родители и врачи – какие причины происхождения первого или второго мутационных событий, почему они происходят и можно ли их было как-то предотвратить?

К сожалению, ученые пока не выяснили причины этих случайных генетических изменений и поэтому их невозможно предотвратить.

Но если причины мутаций будут найдены, то возникнет шанс на генетическом уровне вылечить ретинобластому.

2. Герминальные и соматические мутации при РБ

По своему происхождению генетические мутации могут быть герминальными (наследственными) или соматическими (ненаследственными).

Герминальные (наследственные) мутации могут быть унаследованы от родителей (семейная форма), либо они спонтанно появляются во время эмбрионального развития на этапе зиготы (de novo мутации) или в постзиготическом периоде (мозаичные мутации).
Во взрослом возрасте человек-носитель герминальных мутаций может передать их своим детям.

Соматические (ненаследственные) мутации возникают в клетках человека уже после его рождения и не передаются по наследству.

В зависимости от происхождения мутации выделяют несколько форм ретинобластомы.

Наследственная форма РБ:
1.     Семейная герминальная форма РБ.
2.     Форма de novo («новая»):
2.1.Гетерозиготная форма de novo
2.2.Мозаичная форма de novo

Ненаследственная форма РБ:
1.     Спорадическая форма РБ

В таблице представлены главные особенности и различия герминальных и соматических мутаций при ретинобластоме.

3. Ген ретинобластомы RB1

Ретинобластома напрямую связана с мутациями в гене RB1 (retinoblastoma 1), а в небольшом проценте случаев – с геном N-myc (см. раздел III. Генетические исследования).

Ген RB1 расположен на 13 хромосоме и кодирует одноименный белок pRB (protein of retinoblastoma).

Ген RB1 – это ген-онкосупрессор, который выполняет важную задачу – контролировать деление клеток и не позволять им размножаться слишком быстро. Но если происходят мутации, которые приводят к инактивации («выключению») обоих аллелей гена RB1, то клетки начинают бесконтрольно делиться, что приводит к образованию опухоли.

Ген RB1 имеет высокую пенетрантность – 99%, т.е. из 100 человек-носителей мутации у 99 человек будут проявления ретинобластомы. Или другими словами, риски проявления болезни у человека-носителя составляют 99%.

Пенетрантность (Р) – это вероятность развития заболевания у носителя мутации. Данный показатель измеряется в процентах.

В случае полной пенетрантности (Р =100%) у всех 100 человек будут признаки заболевания.

Однако в случае неполной пенетрантности, например, Р = 75%, только 75 человек из 100 будут болеть, а остальные 25 человек будут абсолютно здоровы и даже не догадываться о наличии у них мутации.

Тем не менее, эти 25 человек остаются носителями мутации гена и могут передать её своим детям, у которых заболевание может проявиться. Поэтому при обнаружении герминальной мутации у ребенка (кроме мозаичных мутаций) очень важно проходить медико-генетическое консультирование и тестирование родителей, в том числе клинически здоровых (т.е. не имеющих признаков заболевания).

Для наследственной РБ характерен аутосомно-доминантный тип наследования, при котором мутантный аллель гена при наследовании доминирует (в отличие от рецессивного типа).

II. Генетические мутации при РБ

В 40% случаев РБ – это наследственное заболевание, т.е. в ДНК пациентов имеются герминальные мутации, которые в дальнейшем могут передаваться по наследству от носителя к его детям.

В остальных 60% – случаи ненаследственной (спорадической) формы РБ, т.е. мутация возникла у ребенка уже после его рождения, мутация определяется только в ткани опухоли и не передается по наследству его детям.

Согласно теории канцерогенеза Кнудсена, при наследственной форме РБ первая мутация является герминальной, а вторая – соматической. При спорадической форме РБ – обе мутации являются соматическими и происходят только в клетке сетчатки.

В зависимости от происхождении мутации выделят несколько форм ретинобластомы.

Наследственная форма РБ:
1.     Семейная герминальная форма РБ.
2.     Форма de novo(«новая»):
2.1. Гетерозиготная форма de novo
2.2. Мозаичная форма de novo

Ненаследственная форма РБ:
1.     Спорадическая форма РБ

Разделение РБ на наследственную и спорадическую формы является принципиально важным, так как определяет тактику дальнейшего наблюдения за пациентом в течение жизни, а также позволяет предусмотреть риски или предупредить развитие семейных форм РБ (см. Раздел IV. Планирование семьи).

У пациентов с наследственной формой РБ в каждой клетке организма (или в определенном проценте клеток при мозаичной форме) один аллель гена RB1 уже «выключен», начиная с внутриутробного периода, что создает предрасположенность для появления злокачественных новообразований, в том числе врожденных.

Согласно теории Кнудсена, при РБ «второй удар» – возникновение второй мутации и повреждение второго аллеля – происходит в соматических клетках сетчатки глаза. В большинстве случаев инактивация второго аллеля происходит после рождения, но может случиться и внутриутробно, что приведет к врожденной форме РБ.

По умолчанию все билатеральные и трилатеральные формы РБ принято считать наследственными, но и среди монолатеральных форм порядка 15-20% также могут иметь наследственную предрасположенность, поэтому так важен генетический анализ при монолатеральной форме РБ.

Генетический анализ поможет и при планировании семьи пациента в будущем. При этом важно понимать, что даже в случае семейной формы РБ возможно рождение здорового потомства при использовании современных репродуктивных технологий (см. Раздел IV. Планирование семьи).


В зависимости от происхождения мутации при наследственной форме выделяют несколько форм:

1.     Семейная форма РБ

2.     Форма de novo (де ново, «новая»):
2.1. Гетерозиготная форма de novo,
2.2. Мозаичная форма de novo.


Рассмотрим каждую форму подробнее.

1.Семейная форма РБ – ребенок получил мутацию от одного из своих родителей

В данном случае один из родителей является носителем мутации в гене RB1, которая передалась ребенку. Важно отметить, что в этом случае каждая клетка ребенка имеет мутацию в гетерозиготном состоянии, т.е. один из двух аллелей гена RB1 работает нормально, а второй аллель инактивирован (первый удар).

Таким образом ребёнок рождается с предрасположенностью, т.к. у него уже выключен один из двух аллелей и, согласно двухударной теории канцерогенеза Кнудсена, достаточно всего одного мутационного события – в клетках сетчатки – для возникновения ретинобластомы.

Поэтому для семейной формы РБ характерно более раннее начало заболевания, полифокусное (несколько опухолевых очагов) поражение сетчатки, также для таких пациентов повышен риск развития вторых опухолей в течение жизни.

При семейной форме РБ родители-носители мутации в подавляющем большинстве случаев тоже перенесли РБ или ретиноцитому (доброкачественное новообразование сетчатки).

Описаны очень редкие примеры, когда наличие мутации в гене RB1 не приводило к развитию РБ у носителя, что может быть связано с неполной пенетрантностью гена RB1 или с мозаичной формой мутации (в этом случае не все клетки в организме имеют мутацию, поэтому родители могут быть здоровы, но часть их клеток, включая половые, несут мутацию, и при оплодотворении полученный эмбрион также унаследует мутацию в гене RB1).

Отдельной и еще более редкой ситуацией является гонадный мозаицизм – в этом случае мозаичная мутация есть только в половых клетках родителей. Этот вариант подозревают, когда в семье два и более ребенка имеют РБ и одинаковую мутацию в гене RB1, но при исследовании крови родителей мутация не обнаруживается. Диагностика гонадного мозаицизма крайне сложна. В данной ситуации родителям при планировании следующей беременности рекомендовано выполнение пренатальной диагностики или ЭКО с тестированием эмбрионов.

Независимо от наличия проявлений заболевания у родителей, главным фактором для оценки рисков повторного рождения в семье ребенка с РБ является наличие мутации у любого из родителей.

У ребенка с семейной формой РБ мутация присутствует в каждой клетке организма, поэтому повышен риск появления впоследствии вторых опухолей и необходимо пожизненное динамическое наблюдение.

Семейная форма РБ, характеристики:

• наследственная форма РБ: передается по наследству детям пациента (риск составляет 50% для каждого ребенка)

• мутация есть в каждой клетке организма

• мутация унаследована от одного из родителей – носителя мутации

• риск повторного рождения в семье ребенка с РБ составляет 50%

• у пациента повышен риск развития вторых злокачественных опухолей на протяжении всей жизни → необходимо пожизненное динамическое наблюдение

• генетическое обследование пациента: обязательно (см. раздел III. Генетические исследования)

• генетическое обследование родителей (сегрегационный анализ*): нужен, чтобы выявить происхождение мутации (см. раздел III. Генетические исследования)

*Сегрегационный анализ – генетическое исследование, при котором родителей проверяют на наличие конкретной мутации, выявленной у ребенка: секвенирование по Сэнгеру или MLPA (см. Генетические исследования).

2.Мутация de novo – возникают спонтанно в результате генетического сбоя и не получены по наследству от родителей

2.1 Гетерозиготная форма мутации de novo – появляется на этапе зиготы.

В этом случае родители здоровы и не являются носителями мутаций в гене RB1. 

Мутация в гене RB1 возникает спонтанно на этапе зиготы в первые дни беременности за счет «ошибок» при объединении генетического материала матери и отца. Мутация, возникшая на этапе зиготы, при дальнейшем делении распространяется на все клетки тела.

Соответственно, ребенок имеет гетерозиготную мутацию в гене RB1 в каждой клетке организма (как и в случае семейной формы РБ), в то время как у родителей данной мутации нет.

Поэтому вариант de novo устанавливается после проведения генетического обследования родителей (сегрегационный анализ) и только в том случае, если у родителей мутаций в гене RB1 не обнаружено.

Важно, что риск повторного рождения у этих же родителей ребенка с РБ не превышает общепопуляционный.

У ребенка с формой de novo так же, как и при семейной форме, мутация есть в каждой клетке организма, поэтому повышен риск появления впоследствии вторых опухолей и необходимо пожизненное динамическое наблюдение.

Риск передачи мутации детям пациента также очень высок и составляет 50% для каждого ребенка, что важно учитывать в будущем при планировании семьи и выборе репродуктивных технологий (раздел IV. Планирование семьи).

В связи с этим риски развития вторых опухолей и передачи ретинобластомы по наследству у носителей мутаций в мозаичной форме повышены по сравнению с общепопуляционными, но ниже по сравнению с гетерозиготными мутациями. Тем не менее, все рекомендации по наблюдению и планированию деторождения для таких пациентов актуальны в полном объеме.

Мозаичная мутация возникает спонтанно в одной из клеток (Mut-клетка).
Как следствие, все последующие клетки, полученные в ходе деления этой Mut-клетки (мутантный клон), будут иметь мутацию. А клетки, полученные в результате деления других клеток, будут иметь нормальную последовательность ДНК без мутации.

Таким образом, при рождении у ребенка часть клеток будет иметь мутацию, а часть нет. Чем раньше в эмбриональном периоде возникает мутация, тем бОльший процент мутантного клона определяется.

2.2 Мозаичная мутация: возникает во время эмбрионального развития  

Мозаицизм появляется в результате мутаций, возникших в постзиготическом периоде эмбрионального развития. В этом случае родители здоровы и не являются носителями мутаций в гене RB1.

Возникновение мозаичной мутации объясняется «ошибками», возникающими при делении клеток во время эмбрионального развития. В норме при возникновении ошибки ДНК должна «восстанавливаться», но если этого не происходит, то мутация пропускается и передается всему клону (множеству клеток, полученному при делении одной мутантной клетки).

Таким образом, при рождении у ребенка часть клеток будет иметь мутацию, а часть нет. Чем раньше в эмбриональном периоде возникает мутация, тем бОльший процент мутантного клона определяется.

Процент клеток с мутацией определяется с помощью генетического анализа (см. раздел Генетические исследования). Диагностика мозаицизма может быть затруднительна, особенно в случае низкоуровневого мозаицизма (доля мутантных клеток <10%). На сегодняшний день (2026 год) можно установить только, что, к примеру, 20% клеток в организме имеют мутацию, но какие именно клетки и в каких органах – определить невозможно.

Диагностика родителей (сегрегационный анализ) в данной ситуации не требуется, поскольку мутация возникла уже после слияния половых клеток родителей, соответственно, ни родители, ни отдельно их половые клетки мутаций не имели.

Важно, что риск повторного рождения у этих родителей ребенка с РБ не превышает общепопуляционный.

У ребенка с мозаичной мутацией РБ данная мутация присутствует не во всех клетках организма, поэтому риск появления вторых опухолей ниже, чем в случае семейной формы РБ, но выше общепопуляционного, поэтому все равно необходимо пожизненное динамическое наблюдение.

Риск передачи мозаичной мутации детям пациента ниже, чем в случае семейной формы, но все же выше общепопуляционного, что важно учитывать в будущем при планировании семьи и выборе репродуктивных технологий (раздел IV. Планирование семьи).

Важно, что в том случае, если у пациента с мозаичной формой РБ рождается ребенок с мутацией, то данная мутация будет наблюдаться уже во всех клетках его организма – семейная форма РБ со всеми ее рисками.

При спорадической форме РБ ребенок рождается здоровым без мутаций, а оба мутационных события – инактивация («выключение») первого и второго аллеля гена RB1 – происходят уже после рождения ребенка, последовательно в одной и той же соматической клетке сетчатки. Поэтому соматические мутации могут быть причиной развития только монолатеральной РБ.

В этом случае заболевание, как правило, манифестирует сравнительно позже, преобладают моноочаговые формы.

При спорадической ретинобластоме только опухолевые клетки имеют мутацию, а в остальных клетках организма мутации нет. Поэтому риски по отсроченному поражению второго глаза/головного мозга (билатеральные и трилатеральные формы РБ), а также по развитию вторых опухолей в будущем не превышают общепопуляционные.

Также соматические мутации не передаются по наследству от носителя к его детям.

Спорадическая ретинобластома составляет большинство случаев монолатеральных форм.
Однако ни поздний возраст манифестации заболевания, ни монолатеральные формы РБ не являются критерием исключений для ДНК-диагностики. Генетическое обследование пациента необходимо, чтобы полностью исключить наследственную форму РБ и, соответственно риски поражения второго глаза и головного мозга.