Diagnostic Method for Hereditary Angioedema Based on SERPING1 Gene Copies Quantitative Analysis: Clinical Testing Results

Введение. Наследственный ангиоотек – редкое генетическое заболевание с аутосомно-доминантным типом наследования, характеризующееся повторяющимися эпизодами скопления жидкости вне кровеносных сосудов, вызывающими отек тканей рук, ног, лица, мозговых оболочек, желудочно-кишечного тракта или дыхательных путей. В 99% всех случаев наследственный ангиоотек связан с недостаточностью (количественной – тип I или функциональной – тип II) ингибитора С1-эстеразы, вызванной патогенетическими нарушениями в гене SERPING1, кодирующем С1-ингибитор (OMIM #606860). Цель. Разработать метод диагностики наследственного ангиоотека на основе количественного анализа копий гена SERPING1 и оценить эффективность клинического применения. Материалы и методы. В исследование включено три группы: пациенты с наследственным ангиоотеком типа I (n=12), пациенты с наследственным ангиоотеком типа II (n=5), контрольная группа (n=50). Определение количества С1-ингибитора выполняли нефелометрическим методом, количественный анализ копий гена SERPING1 – методом ПЦР в режиме реального времени. Для выполнения количественного анализа копий гена SERPING1 созданы специализированные плазмидные стандарты. Результаты представлены в виде медианы (25%; 75%). Результаты. Медиана копий гена SERPING1 относительно копий гена CD64 среди образцов пациентов с наследственным ангиоотеком типа I составила 264 032 (205 754; 392 769) копии; пациентов с наследственным ангиоотеком типа II – 739 222 (549 180; 757 991) копии; контрольной группы – 708 830 (559 830; 1 076 100) копий. Медиана количества С1-ингибитора среди образцов пациентов с наследственным ангиоотеком типа I, наследственным ангиоотеком типа II и контрольной группы составила 0,054 (0,052; 0,068) г/л, 0,324 (0,308; 0,388) г/л и 0,278 (0,241; 0,308) г/л соответственно. Полученные результаты имеют высокую корреляционную взаимосвязь (r=0,844; p<0,001). Выводы. Разработанный молекулярно-биологический метод исследования, основанный на количественном анализе копий гена SERPING1 в клетках периферической крови, следует рассматривать как новый, перспективный инструмент в диагностике наследственного ангиоотека, доступный к выполнению во многих организациях здравоохранения Беларуси. Introduction. Hereditary angioedema is a rare autosomal dominant disease characterized by episodic local swelling involving subcutaneous or submucous tissue in different parts of the body, including limbs, face, and throat. In 99% of cases, hereditary angioedema is caused by a deficiency (type I) or dysfunction (type II) of C1-inhibitor and associates with sequence variants in the SERPING1 gene (OMIM #606860). Purpose. To develop a method for hereditary angioedema diagnosis based on quantitative analysis of SERPING1 gene copies and to evaluate the effectiveness of its clinical application. Materials and methods. The study included three groups: patients with hereditary angioedema type I (n=12), patients with hereditary angioedema type II (n=5), and the control group (n=50). C1-inhibitor antigen was measured by nephelometric method; quantitative analysis of SERPING1 gene copies was performed by real-time PCR; specialized plasmid standards were created to perform quantitative analysis of SERPING1 gene copies. The results are presented as a median (25%; 75%). Results. The median of SERPING1 gene copies against CD64 gene copies among samples was the following: in patients with hereditary angioedema type I it comprised 264 032 (205 754; 392 769) copies; in patients with hereditary angioedema type II it comprised 739 222 (549 180; 757 991) copies; in controls, it comprised 708 830 (559 830; 1 076 100) copies. The median of C1- inhibitor antigen among patients with hereditary angioedema type I, hereditary angioedema type II and the control group was 0.054 (0.052; 0.068) g/l, 0.324 (0.308; 0.388) g/l, and 0.278 (0.241; 0.308) g/l respectively. The results obtained had a high correlation relationship (r=0.844; p<0.001). Conclusions. Quantitative analysis of copies of the SERPING1 gene in peripheral blood cells should be considered as a new, promising biomarker in the diagnosis of hereditary angioedema, available for implementation in a large number of Belarusian health care centres.