gastro-jРоссийский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологииRussian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology1382-43762658-6673«Gastro» LLC10.22416/1382-4376-2024-1360-3612gastro-j-1360Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL ARTICLESИтоги селективного биохимического скрининга дефицита лизосомной кислой липазы и секвенирования гена LIPA у пациентов группы рискаResults of Selective Biochemical Screening for Lysosomal Acid Lipase Deficiency and Sequencing of the LIPA Gene in the Risk Group Patientshttps://orcid.org/0009-0004-5738-9640ШтыкаловаС. В.ShtykalovaS. V.

Штыкалова Софья Валерьевна — младший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики и генной терапии

199034, г. Санкт-Петербург, Менделеевская линия, 3

Sofia V. Shtykalova — Junior Researcher at the Laboratory of Molecular Genetics and Gene Therapy

199034, Saint Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

sofia.shtykalova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6345-7812ЕгороваА. А.EgorovaA. A.

Егорова Анна Алексеевна — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики и генной терапии

199034, г. Санкт-Петербург, Менделеевская линия, 3

Anna A. Egorova — Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher at the Laboratory of Molecular Genetics and Gene Therapy

199034, Saint Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

egorova_anna@yahoo.comhttps://orcid.org/0000-0002-0091-2224ГлотовО. С.GlotovO. S.

Глотов Олег Сергеевич — доктор биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории геномики

199034, г. Санкт-Петербург, Менделеевская линия, 3

Oleg S. Glotov — Dr. Sci. (Biol.), Senior Researcher at the Laboratory of Genomics

199034, Saint Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

olglotov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2487-2423КиселевА. В.KiselevA. V.

Киселев Антон Вячеславович — кандидат биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной генетики и генной терапии

199034, г. Санкт-Петербург, Менделеевская линия, 3

Anton V. Kiselev — Cand. Sci. (Biol.), Head of the Laboratory of Molecular Genetics and Gene Therapy

199034, Saint Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

kiselev-anton-otta@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7351-6900КоганИ. Ю.KoganI. Yu.

Коган Игорь Юрьевич — доктор медицинских наук, член-корреспондент РАН, директор

199034, г. Санкт-Петербург, Менделеевская линия, 3

Igor Yu. Kogan — Dr. Sci. (Medicine), Director

199034, Saint Petersburg, Mendeleevskaya line, 3

ikogan@mail.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта»РоссияResearch Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. OttRussian Federation2024301220243462027Copyright © Штыкалова С.В., Егорова А.А., Глотов О.С., Киселев А.В., Коган И.Ю., 20252025Штыкалова С.В., Егорова А.А., Глотов О.С., Киселев А.В., Коган И.Ю.Shtykalova S.V., Egorova A.A., Glotov O.S., Kiselev A.V., Kogan I.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gastro-j.ru/jour/article/view/1360

Цель исследования: изучить распространенность дефицита лизосомной кислой липазы (ЛКЛ) (болезни Вольмана и болезни накопления эфиров холестерина) и результаты секвенирования гена LIPA среди пациентов из групп высокого риска в ходе проведения селективного биохимического скрининга.Материал и методы. Образцы 2805 пациентов представлены сухими пятнами крови на тест-бланках из фильтровальной бумаги. Биохимическое исследование активности фермента ЛКЛ проводили по протоколу Гамильтона с использованием 4-метилумбеллиферилпальмитата в качестве субстрата и ингибитора ЛКЛ Lalistat-2. Для построения калибровочной кривой использовали значения серийных разведений 4-метилумбеллиферона. Изменения флуоресценции в лунках регистрировали при волне поглощения 355 нм и излучения 460 нм. Для проведения генетического исследования из сухих пятен крови пациентов со сниженной активностью фермента ЛКЛ проводили секвенирование гена LIPA (NM_001127605) на приборе Illumina MiSeq («Illumina», США).Результаты. В результате проведенного биохимического скрининга на дефицит ЛКЛ среди пациентов из групп высокого риска было обнаружено 20 пациентов со сниженными значениями активности фермента ЛКЛ. Для 17 пациентов был проведен поиск вариантов в гене LIPA методом секвенирования нового поколения. У 9 пациентов были найдены патогенные генетические варианты, обуславливающие снижение активности ЛКЛ и проявление клинических симптомов. В 100 % обнаруженных случаев генетические нарушения в гене LIPA включали однонуклеотидную замену c.894G>A. Вместе с данным вариантом были обнаружены два ранее не описанных варианта (c.35dup и c.176A>G) в компаунд-гетерозиготном состоянии.Выводы. Разнообразие клинических симптомов и широкий диапазон возраста проявления симптомов (в случае болезни накопления эфиров холестерина) обуславливают ошибки при постановке диагноза. Вариант c.894G>A является наиболее распространенным в мире среди пациентов с подтвержденным диагнозом дефицита ЛКЛ и присутствует во всех подтвержденных случаях данного исследования, что позволяет предположить, что данный вариант является превалирующим среди патогенных вариантов в гене LIPA в российской популяции. Статус патогенности обнаруженных ранее не описанных вариантов (c.35dup и c.176A>G) требует дополнительного исследования.

Aim: to study the prevalence of lysosomal acid lipase deficiency (Wolman disease and cholesteryl ester storage disease) among high-risk patients using selective biochemical screening.Material and methods. Samples from 2805 patients are collected as dried blood spots on filter paper test forms. Biochemical study of the lysosomal acid lipase (LAL) enzyme activity was carried out according to Hamilton’s protocol of, using 4-methylumbelliferyl palmitate as a substrate and LAL inhibitor Lalistat-2. Changes in fluorescence in the wells were recorded on Wallac 1420 Multilabel Counter analyzer at absorption wavelength of 355 nm and emission wavelength of 460 nm. Sequencing of the LIPA gene (NM_001127605) was carried out on an Illumina MiSeq device (Illumina, USA) from dried blood spots from patients with reduced LAL enzyme activity to define genetic variations. Results. As a result of biochemical screening for LAL deficiency among patients from high-risk groups, 20 patients with reduced values of LAL enzyme activity were found. For 17 patients, search for mutations in the LIPA gene was carried out using NGS. In 9 patients, pathogenic genetic variants were found that led to decrease in LAL activity and the manifestation of clinical symptoms. In 100 % of detected cases, genetic mutations in the LIPA gene included single nucleotide substitution c.894G>A. Along with this mutation, two previously undescribed mutations (c.35dup and c.176A>G) were discovered in a compound heterozygous state.Conclusions. The variety of clinical symptoms and wide range of ages at which symptoms may begin (in the case of cholesteryl ester storage disease) can lead to errors in diagnosis. The c.894G>A variant is the most common variant worldwide among patients with a confirmed diagnosis of LAL deficiency and was present in all confirmed cases in this study, suggesting that this variant is the predominant mutation in the LIPA gene in Russian population. Pathogenicity status of previously undescribed discovered mutations (c.35dup and c.176A>G) needs to be determined.

дефицит лизосомной кислой липазыболезнь Вольманаболезнь накопления эфиров холестеринализосомные болезни накопленияNGSген LIPAlysosomal acid lipase deficiencyWolman diseasecholesteryl ester storage diseaselysosomal storage diseasesNGSLIPA geneCтатья подготовлена к публикации в рамках выполнения государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № 1021062812133-0-3.2.2 «Оптимизация методов предикции, профилактики и лечения “больших акушерских синдромов”, а также стратегии родоразрешения у беременных из групп высокого риска с целью улучшения акушерских и перинатальных исходов».The article was prepared for publication within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation No. 1021062812133-0-3.2.2 “Optimization of methods for prediction, prevention and treatment of “major obstetric syndromes”, as well as strategies for delivery in pregnant women from high-risk groups, in order to improve obstetric and perinatal outcomes”.ReferencesJones S.A., Valayannopoulos V., Schneider E., Eckert S., Banikazemi M., Bialer M., et al. Rapid progression and mortality of lysosomal acid lipase deficiency presenting in infants. Genet Med. 2016;18(5):452–8. DOI: 10.1038/gim.2015.108Jones S.A., Valayannopoulos V., Schneider E., Eckert S., Banikazemi M., Bialer M., et al. Rapid progression and mortality of lysosomal acid lipase deficiency presenting in infants. Genet Med. 2016;18(5):452–8. DOI: 10.1038/gim.2015.108Burton B.K., Balwani M., Feillet F., Barić I., Burrow T.A., Camarena Grande C., et al. A phase 3 trial of sebelipase alfa in lysosomal acid lipase deficiency. N Engl J Med. 2015;373(11):1010–20. Doi: 10.1056/NEJMoa1501365Burton B.K., Balwani M., Feillet F., Barić I., Burrow T.A., Camarena Grande C., et al. A phase 3 trial of sebelipase alfa in lysosomal acid lipase deficiency. N Engl J Med. 2015;373(11):1010–20. Doi: 10.1056/NEJMoa1501365Бокова Т.А., Чибрина Е.В. Дефицит лизосомной кислой липазы — орфанное заболевание в практике педиатра. РМЖ. 2021;29(4):31–4.Bokova T.A., Chibrina E.V. Lysosomal acid lipase deficiency — orphan disease in the practice of pediatricians. RMJ. 2021;29(4):31–4. (In Russ.).Строкова Т.В., Багаева М.Э., Матинян И.А. Дефицит лизосомной кислой липазы. РМЖ. 2017;25(19):1346–51.Strokova T.V., Bagaeva M.E., Matinyan I.A. Deficiency of lysosomal acid lipase. RMJ. 2017;25(19):1346–51. (In Russ.).Korbelius M., Kuentzel K.B., Bradić I., Vujić N., Kratky D. Recent insights into lysosomal acid lipase deficiency. Trends Mol Med. 2023;29(6):425–38. DOI: 10.1016/j.molmed.2023.03.001Korbelius M., Kuentzel K.B., Bradić I., Vujić N., Kratky D. Recent insights into lysosomal acid lipase deficiency. Trends Mol Med. 2023;29(6):425–38. DOI: 10.1016/j.molmed.2023.03.001Баранов А.А., Намазова-Баранова Л.С., Гундобина О.С., Михайлова С.В., Захарова Е.Ю., Вишнева Е.А. и др. Дефицит лизосомной кислой липазы: клинические рекомендации по оказанию медицинской помощи детям. Педиатрическая фармакология. 2016;13(3):239–43. DOI: 10.15690/pf.v13i3.1573Baranov A.A., Namazova-Baranova L.S., Gundobina O.S., Mikhailova S.V., Zakharova E.Yu., Vishnyova E.A., et al. Deficiency of lysosomic acid lipase: Clinical recommendations for child health care delivery. Pediatric Pharmacology. 2016;13(3):239–43. (In Russ.). DOI: 10.15690/pf.v13i3.1573Bernstein D.L., Hülkova H., Bialer M.G., Desnick R.J. Cholesteryl ester storage disease: Review of the findings in 135 reported patients with an underdiagnosed disease. J Hepatol. 2013;58(6):1230–43. DOI: 10.1016/j.jhep.2013.02.014Bernstein D.L., Hülkova H., Bialer M.G., Desnick R.J. Cholesteryl ester storage disease: Review of the findings in 135 reported patients with an underdiagnosed disease. J Hepatol. 2013;58(6):1230–43. DOI: 10.1016/j.jhep.2013.02.014Carter A., Brackley S.M., Gao J., Mann J.P. The global prevalence and genetic spectrum of lysosomal acid lipase deficiency: A rare condition that mimics NAFLD. J Hepatol. 2019;70(1):142–50. DOI: 10.1016/j.jhep.2018.09.028Carter A., Brackley S.M., Gao J., Mann J.P. The global prevalence and genetic spectrum of lysosomal acid lipase deficiency: A rare condition that mimics NAFLD. J Hepatol. 2019;70(1):142–50. DOI: 10.1016/j.jhep.2018.09.028Федяков М.А., Барбитов Ю.А., Серебрякова Е.А., Первунина Т.М., Власов Н.Н., Корниенко Е.А. и др. Исследование частоты встречаемости дефицита лизосомной кислой липазы в российской популяции. Педиатрическая фармакология. 2018;15(2):184–5. DOI: 10.15690/pf.v15i2.1876Fedyakov M.A., Barbitov Yu.A., Serebryakova E.A., Pervunina T.M., Vlasov N.N., Kornienko E.A., et al. The incidence of lysosomal acid lipase deficiency in the Russian population. Pediatric Pharmacology. 2018;15(2):184–5. (In Russ). DOI: 10.15690/pf.v15i2.1876Barbitoff Y.A., Khmelkova D.N., Pomerantseva E.A., Slepchenkov A.V., Zubashenko N.A., Mironova I.V., et al. Expanding the Russian allele frequency reference via cross-laboratory data integration: Insights from 6,096 exome samples. MedRXiv. 2021; https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.11.02.21265801v1.full.pdf. DOI: 10.1101/2021.11.02.21265801Barbitoff Y.A., Khmelkova D.N., Pomerantseva E.A., Slepchenkov A.V., Zubashenko N.A., Mironova I.V., et al. Expanding the Russian allele frequency reference via cross-laboratory data integration: Insights from 6,096 exome samples. MedRXiv. 2021; https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.11.02.21265801v1.full.pdf. DOI: 10.1101/2021.11.02.21265801Mashima R., Takada S. Lysosomal acid lipase deficiency: Genetics, screening, and preclinical study. Int J Mol Sci. 2022;23(24):15549. DOI: 10.3390/ijms232415549Mashima R., Takada S. Lysosomal acid lipase deficiency: Genetics, screening, and preclinical study. Int J Mol Sci. 2022;23(24):15549. DOI: 10.3390/ijms232415549Hamilton J., Jones I., Srivastava R., Galloway P. A new method for the measurement of lysosomal acid lipase in dried blood spots using the inhibitor Lalistat 2. Clin Chim Acta. 2012;413(15–16):1207–10. DOI: 10.1016/j.cca.2012.03.019Hamilton J., Jones I., Srivastava R., Galloway P. A new method for the measurement of lysosomal acid lipase in dried blood spots using the inhibitor Lalistat 2. Clin Chim Acta. 2012;413(15–16):1207–10. DOI: 10.1016/j.cca.2012.03.0191000 Genomes Project Consortium; Auton A., Brooks L.D., Durbin R.M., Garrison E.P., Kang H.M., Korbel J.O., et al. A global reference for human genetic variation. Nature. 2015;526(7571):68–74. DOI: 10.1038/nature153931000 Genomes Project Consortium; Auton A., Brooks L.D., Durbin R.M., Garrison E.P., Kang H.M., Korbel J.O., et al. A global reference for human genetic variation. Nature. 2015;526(7571):68–74. DOI: 10.1038/nature15393Van der Auwera G.A., Carneiro M.O., Hartl C., Poplin R., Del Angel G., Levy-Moonshine A., et al. From FastQ data to high-confidence variant calls: The genome analysis toolkit best practices pipeline. Curr Protoc Bioinformatics. 2013.43(1110): 11.10.1–33. DOI: 10.1002/0471250953.bi1110s43Van der Auwera G.A., Carneiro M.O., Hartl C., Poplin R., Del Angel G., Levy-Moonshine A., et al. From FastQ data to high-confidence variant calls: The genome analysis toolkit best practices pipeline. Curr Protoc Bioinformatics. 2013.43(1110): 11.10.1–33. DOI: 10.1002/0471250953.bi1110s43Каменец Е.А., Печатникова Н.Л., Какаулина В.С., Михайлова С.В., Строкова Т.В., Жаркова М.С. и др. Дефицит лизосомной кислой липазы у российских больных: молекулярная характеристика и эпидемиология. Медицинская генетика. 2019;18(8):3–16. DOI: 10.25557/2073-7998.2019.08.3-16Kamenets E.A., Pechatnikova N.L., Kakaulina V.S., Mikhaylova S.V., Strokova T.V., Zharkova M.S., et al. Lysosome acid lipase deficiency in Russian patients: Molecular characteristic and epydemiology. Medical Genetics. 2019;18(8):3–16. (In Russ.). DOI: 10.25557/2073-7998.2019.08.3-16 16. Mayanskiy N., Brzhozovskaya E., Pushkov A., Strokova T., Vlasov N., Surkov A., et al. A kinetic assay of total lipase activity for detecting lysosomal acid lipase deficiency (LAL-D) and the molecular characterization of 18 LAL-D patients from Russia. JIMD Rep. 2019;48(1):75–82. DOI: 10.1002/jmd2.12050Mayanskiy N., Brzhozovskaya E., Pushkov A., Strokova T., Vlasov N., Surkov A., et al. A kinetic assay of total lipase activity for detecting lysosomal acid lipase deficiency (LAL-D) and the molecular characterization of 18 LAL-D patients from Russia. JIMD Rep. 2019;48(1):75–82. DOI: 10.1002/jmd2.12050Lukacs Z., Barr M., Hamilton J. Best practice in the measurement and interpretation of lysosomal acid lipase in dried blood spots using the inhibitor Lalistat 2. Clin Chim Acta. 2017;471:201–5. DOI: 10.1016/j.cca.2017.05.027Lukacs Z., Barr M., Hamilton J. Best practice in the measurement and interpretation of lysosomal acid lipase in dried blood spots using the inhibitor Lalistat 2. Clin Chim Acta. 2017;471:201–5. DOI: 10.1016/j.cca.2017.05.027Lukacs Z., Barr M., Hamilton J. Best practice in the measurement and interpretation of lysosomal acid lipase in dried blood spots using the inhibitor Lalistat 2. Clin Chim Acta. 2017;471:201–5. DOI: 10.1016/j.cca.2017.05.027

The authors declare that there are no conflicts of interest present.