Elizaveta M. Orlova

Dominant Mutations in the Autoimmune Regulator AIRE Are Associated with Common Organ-Specific Autoimmune Diseases.

The autoimmune regulator (AIRE) gene is crucial for establishing central immunological tolerance and preventing autoimmunity. Mutations in AIRE cause a rare autosomal-recessive disease, autoimmune polyendocrine syndrome type 1 (APS-1), distinguished by multi-organ autoimmunity. We have identified multiple cases and families with mono-allelic mutations in the first plant homeodomain (PHD1) zinc finger of AIRE that followed dominant inheritance, typically characterized by later onset, milder phenotypes, and reduced penetrance compared to classical APS-1. These missense PHD1 mutations suppressed gene expression driven by wild-type AIRE in a dominant-negative manner, unlike CARD or truncated AIRE mutants that lacked such dominant capacity. Exome array analysis revealed that the PHD1 dominant mutants were found with relatively high frequency (>0.0008) in mixed populations. Our results provide insight into the molecular action of AIRE and demonstrate that disease-causing mutations in the AIRE locus are more common than previously appreciated and cause more variable autoimmune phenotypes.

Autoimmune Polyglandular Syndrome Type 1 in Russian Patients: Clinical Variants and Autoimmune Regulator Mutations

Background: Autoimmune polyglandular syndrome type 1 (APS-1) (OMIM 240300) is a rare autosomal recessive disorder associated with three major manifestations: chronic mucocutaneous candidiasis, hypoparathyroidism, and adrenal insufficiency. There are, however, multiple minor components of APS-1 that induce significant phenotype variability. Subsequently, the diagnosis of APS-1 during early stages is often challenging. Aim: We aimed to provide clinical and mutational data for a large number of APS-1 patients in the Russian population. Methods: We analyzed clinical variations and component prevalence in APS-1 patients. DNA screening for autoimmune regulator (AIRE) gene mutations was performed in established APS-1 patients and in patients with the single components of chronic mucocutaneous candidiasis, hypoparathyroidism, adrenal insufficiency, or alopecia. Results: We identified 46 patients from 42 families with APS-1. Eighteen different components were present in the patients, including very rare conditions – bone dysplasia and retinitis pigmentosa. We identified 10 different mutations, 3 of which were novel (M1T, E298K, c1053_1060del). The common Finnish mutation, R257X, was the most frequent in our population, present in 64/92 (70%) of the alleles. Conclusion: We found that the R257X AIRE mutation is common in Russian APS-1 patients. The majority of children with hypoparathyroidism and chronic mucocutaneous candidiasis were carriers of the AIRE mutations.

Expanding the Phenotypic and Genotypic Landscape of Autoimmune Polyendocrine Syndrome Type 1

Context: Autoimmune polyendocrine syndrome type 1 (APS‐1) is a rare monogenic autoimmune disease caused by mutations in the autoimmune regulator (AIRE) gene and characterized by chronic mucocutaneous candidiasis, hypoparathyroidism, and primary adrenal insufficiency. Comprehensive characterizations of large patient cohorts are rare. Objective: To perform an extensive clinical, immunological, and genetic characterization of a large nationwide Russian APS‐1 cohort. Subjects and Methods: Clinical components were mapped by systematic investigations, sera were screened for autoantibodies associated with APS‐1, and AIRE mutations were characterized by Sanger sequencing. Results: We identified 112 patients with APS‐1, which is, to the best of our knowledge, the largest cohort described to date. Careful phenotyping revealed several additional and uncommon phenotypes such as cerebellar ataxia with pseudotumor, ptosis, and retinitis pigmentosa. Neutralizing autoantibodies to interferon‐&ohgr; were found in all patients except for one. The major Finnish mutation c.769C>T (p.R257*) was the most frequent and was present in 72% of the alleles. Altogether, 19 different mutations were found, of which 9 were unknown: c.38T>C (p.L13P), c.173C>T (p.A58V), c.280C>T (p.Q94*), c.554C>G (p.S185*), c.661A>T (p.K221*), c.821del (p.Gly274Afs*104), c.1195G>C (p.A399P), c.1302C>A (p.C434*), and c.1497del (p.A500Pfs*21). Conclusions: The spectrum of phenotypes and AIRE mutation in APS‐1 has been expanded. The Finnish major mutation is the most common mutation in Russia and is almost as common as in Finland. Assay of interferon antibodies is a robust screening tool for APS‐1.

A novel cell-based assay for measuring neutralizing autoantibodies against type I interferons in patients with autoimmune polyendocrine syndrome type 1

An important characteristic of autoimmune polyendocrine syndrome type 1 (APS 1) is the existence of neutralizing autoantibodies (nAbs) against the type I interferons (IFN) -α2 and -ω at frequencies close to 100%. Type 1 IFN autoantibodies are detected by antiviral neutralizing assays (AVA), binding assays with radiolabelled antigens (RLBA), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), or by reporter-based cell assays. We here present a simple and reliable version of the latter utilizing a commercially available cell line (HEK-Blue IFN-α/β). All 67 APS 1 patients were positive for IFN-ω nAbs, while 90% were positive for IFN-α2 nAbs, a 100% and 96% correlation with RLBA, respectively. All blood donors and non-APS 1 patients were negative. The dilution titer required to reduce the effect of IFN-ω nAbs correlated with the RLBA index. This cell-based autoantibody assay (CBAA) is easy to perform, suitable for high throughput, while providing high specificity and sensitivity.

Response of pure red cell aplasia to cyclophosphamide after failure of mycofenolate mofetil in a patient with polyglandular syndrome type I.

A 26-year-old female with the classic major and minor components of autoimmune polyglandular syndrome type 1 was diagnosed as having pure red cell aplasia. Treatment with 1.5 g/d mycofenolate mofetil for 3 months failed to restore erythroid production. Treatment with cyclosporine A produced a good partial response but led to renal toxicity and was therefore substituted with cyclophosphamide, which had a good partial effect and lasted for 18 months. The relapse of anemia was not observed during the 6-month follow-up period after the cessation of treatment.

Treatment of hypoparathyroidism with the recombinant parathyroid hormone (1—34) in a female patient with type 1 autoimmune polyglandular syndrome: the first experience in the Russian Federation

Аутоиммунный полигландулярный синдром 1-го типа (АПС 1-го типа) — редкое моногенное заболевание, характеризующееся тремя основными компонентами: хроническим кожно-слизистым кандидозом, гипопаратиреозом и первичной надпочечниковой недостаточностью, которые развиваются у большинства пациентов в детском возрасте. Также развивается аутоиммунное поражение других эндокринных (сахарный диабет, гипотиреоз, гипогонадизм) и неэндокринных органов (аутоиммунная энтеропатия с синдромом мальабсорбции, аутоиммунный гепатит, аутоиммунный интерстициальный нефрит и др.), что зачастую осложняет лечение. В настоящий момент патогенетической терапии для данного заболевания не разработано, а для лечения эндокринной недостаточности используется заместительная терапия [1]. Гипопаратиреоз является одним из основных компонентов АПС 1-го типа и развивается у 75— 80% пациентов [2]. Для лечения гипопаратиреоза препаратами выбора, в соответствии со всеми международными рекомендациями, являются гидроксилированные препараты витамина D [3]. В настоящий момент препараты паратгормона не занимают ведущего места в лечении гипопаратиреоза любой этиологии по ряду причин (необходимость ежедневных инъекций, высокая стоимость лечения, возможное отрицательное влияние на костный метабоРекомбинантный паратгормон (1—34) для лечения гипопаратиреоза у пациентки с аутоиммунным полигландулярным синдромом 1-го типа: первый опыт в России

Disorder of sex development 46,XY associated with mutations in the gene MAP3K1. The report of clinical cases

The disorders of sex development (DSD) 46,XY may be caused by mutations in a number of genes involved in the gonadal differentiation. The XY sex inversion can be also due to disturbances at the level of mitogen-activated protein kinase (MAPK) kinase kinase 1 gene (MAP3K1) and MAPK-signaling pathway. During the last decade, the involvement of the MAPK pathway in the SRY gene up-regulation during the formation of male gonadal sex in mammals has been demonstrated. The role of MAPK-signaling pathway in the human sex determination is not fully understood. Probably, MAP3K1 and the MAPK-signaling pathway are one of the genetic pathways controlling normal development of human testis. So far, several families and sporadic cases of 46,XY DSD due to mutations in MAP3K1 gene have been reported in the literature. Clinical presentation of DSD in these patients varies from female phenotype with normal externalia to male phenotype with hypospadias. We describe rare cases of the DSD 46,XY (a family case of DSD in uterine sisters and a sporadic case) with mutations in the MAP3K1 gene that haven’t been previously described. The article also presents brief literature review on this pathology.

The role of molecular genetic methods in the diagnosis of McCune—Albright syndrome

McCune-Albright syndrome (MAS) is a rare genetic disorder which is caused by somatic mutations in the GNAS gene. Clinical symptoms of MAS include cafe-au-lait skin pigmentation, fibrous dysplasia, and autonomous endocrine hyperfunction. Somatic character of the gene defects determines wide variety of syndrome manifestations, from mild forms with minimum presentation to severe conditions with aggressive course. Potential multicomponent form of the MAS syndrome necessitates the dynamic monitoring, including regular screening for possible components of the disease. Therefore, additional methods specifying the diagnosis of MAS syndrome, especially of its suppressed forms, should facilitate selection of patient management strategy and monitoring rate and/or complete exclusion of the diagnosis. Molecular genetic verification of the diagnosis may be one of these methods. Objective — the study was aimed at evaluating massive parallel sequencing (next generation sequencing, NGS) and real-time polymerase chain reaction using the TaqMan technique for detection of somatic mutations (competitive allele-specific TaqMan PCR, CAST-PCR) in the diagnosis of somatic mutations R201C and R201H in the GNAS gene based on DNA obtained from the peripheral blood. Material and methods. The study included patients diagnosed with and suspected for MAS syndrome. Molecular genetic testing of R201C and R201H mutations in the GNAS gene based on DNA extracted from peripheral blood leukocytes was carried out by Next generation sequencing (NGS) and real-time polymerase chain reaction methods using the TaqMan technique for detection of somatic mutations (competitive allele-specific TaqMan PCR, CAST-PCR). Based on clinical data, patients were divided into groups depending on the severity of the disease and the number of MAS manifestations. The results were evaluated by comparing the rate of detected molecular genetic defects in the formed groups of patients. Results. Molecular genetic study included 39 children with MAS syndrome and 6 children with suspected MAS. R201C and R201H mutations in GNAS gene were detected in 16 patients with severe to moderate MAS 16 (41%) 39. No mutations were detected in other MAS patients and patients with suspected MAS. Conclusion. NGS and CAST-PCR methods can detect the presence of mutant alleles R201C and R201H of GNAS gene in DNA samples obtained from the blood in the case of severe to moderate MAS syndrome, but they cannot be recommended for MAS diagnosis based on the peripheral blood samples in children with mild signs of the syndrome or suspected diagnosis.

Variable phenotype of pseudohypoparathyroidism in children

Обоснование. Псевдогипопаратиреоз (ПГП) — группа редких заболеваний, связанная с резистентностью к паратгормону (ПТГ). ПГП характеризуется генетической гетерогенностью и клиническим полиморфизмом. Помимо синдрома гипокальциемии на фоне резистентности к ПТГ, для ПГП характерны особенности фенотипа и резистентность к другим гормонам (ТТГ, ЛГ, ФСГ, ГР-РГ), объединенные в понятие наследственной остеодистрофии Олбрайта (НОО). В российской литературе до настоящего времени анализа больших когорт пациентов с ПГП не проводилось. Цель — анализ большой когорты пациентов с ПГП с целью оценки клинических особенностей течения ПГП. Материал и методы. Проанализирована группа из 32 пациентов с различными вариантами течения ПГП, обследованных в ФГБУ «Эндокринологический научный центр» в период с 2014 по 2016 г. Результаты. У 16 (50%) детей, помимо гормональной резистентности, были выявлены признаки фенотипа остеодистрофии Олбрайта (1 пациент с одним признаком НОО (брахидактилия) и 15 с двумя и более признаками НОО). Помимо резистентности к ПТГ, у 22 (68,75%) пациентов отмечалась резистентность к ТТГ, у одной пациентки резистентность к ПТГ сочеталась с резистентностью к ТТГ и ЛГ/ФСГ. У 4 пациентов гипотиреоз предшествовал развитию резистентности к ПТГ. У 8 детей поводом для обращения к врачу было ожирение, из них у 5 при первичном обследовании была выявлена гипокальциемия; у 3 изначально отмечался повышенный уровень ПТГ при нормальном содержании кальция, у 2 позднее развилась гипокальциемия. Наиболее частым вариантом манифестации были проявления гипокальциемии (судорожный синдром, синкопальные состояния), отмечавшиеся у 23 (72%) детей. У 13 пациентов был изначально ошибочно установлен диагноз «эпилепсии», по поводу которого дети наблюдались неврологом от 2 мес до 7 лет, прежде чем была выявлена гипокальциемия. Заключение. ПГП — редкое наследственное заболевание, связанное с резистентностью к ПТГ, которое помимо ПГП характеризуется разнообразием других клинических проявлений. Ожирение и гипотиреоз могут быть первыми проявлениями заболевания, предшествуя развитию гипокальциемии. Измерение концентрации кальция в крови важно проводить всем детям с судорожным синдромом с целью своевременной диагностики гипокальциемии и избежания диагностических ошибок.Обоснование . Псевдогипопаратиреоз (ПГП) — группа редких заболеваний, связанная с резистентностью к паратгормону (ПТГ). ПГП характеризуется генетической гетерогенностью и клиническим полиморфизмом. Помимо синдрома гипокальциемии на фоне резистентности к ПТГ, для ПГП характерны особенности фенотипа и резистентность к другим гормонам (ТТГ, ЛГ, ФСГ, ГР-РГ), объединенные в понятие наследственной остеодистрофии Олбрайта (НОО). В российской литературе до настоящего времени анализа больших когорт пациентов с ПГП не проводилось. Цель — анализ большой когорты пациентов с ПГП с целью оценки клинических особенностей течения ПГП. Материал и методы. Проанализирована группа из 32 пациентов с различными вариантами течения ПГП, обследованных в ФГБУ «Эндокринологический научный центр» в период с 2014 по 2016 г. Результаты . У 16 (50%) детей, помимо гормональной резистентности, были выявлены признаки фенотипа остеодистрофии Олбрайта (1 пациент с одним признаком НОО (брахидактилия) и 15 с двумя и более признаками НОО). Помимо резистентности к ПТГ, у 22 (68,75%) пациентов отмечалась резистентность к ТТГ, у одной пациентки резистентность к ПТГ сочеталась с резистентностью к ТТГ и ЛГ/ФСГ. У 4 пациентов гипотиреоз предшествовал развитию резистентности к ПТГ. У 8 детей поводом для обращения к врачу было ожирение, из них у 5 при первичном обследовании была выявлена гипокальциемия; у 3 изначально отмечался повышенный уровень ПТГ при нормальном содержании кальция, у 2 позднее развилась гипокальциемия. Наиболее частым вариантом манифестации были проявления гипокальциемии (судорожный синдром, синкопальные состояния), отмечавшиеся у 23 (72%) детей. У 13 пациентов был изначально ошибочно установлен диагноз «эпилепсии», по поводу которого дети наблюдались неврологом от 2 мес до 7 лет, прежде чем была выявлена гипокальциемия. Заключение . ПГП — редкое наследственное заболевание, связанное с резистентностью к ПТГ, которое помимо ПГП характеризуется разнообразием других клинических проявлений. Ожирение и гипотиреоз могут быть первыми проявлениями заболевания, предшествуя развитию гипокальциемии. Измерение концентрации кальция в крови важно проводить всем детям с судорожным синдромом с целью своевременной диагностики гипокальциемии и избежания диагностических ошибок.

Hypopituitarism due to mutation in the PROP1 gene in association with the 47,XYY karyotype and autosomal dominant atrioventricular septal defect: two case reports

Методики генетического анализа все чаще используются в диагностике широкого спектра заболеваний, а их доступность и информативность непрерывно растут, что дает возможность в клинической практике выявить сочетание нескольких редких заболеваний у одного пациента. В статье рассматриваются два клинических случая гипопитуитаризма, обусловленного мутациями в гене PROP1. В первом случае гипопитуитаризм сочетался с синдромом 47,XYY, во втором — с частично открытым атриовентрикулярным каналом, наследуемым аутосомно-доминантным путем. Пангипопитуитаризм обусловлен нарушением синтеза гормонов аденогипофиза и встречается в 1 случае на 8000 живорожденных. Данная патология характеризуется снижением выработки соматотропного (СТГ), тиреотропного гормонов (ТТГ), гонадотропинов и в ряде случаев адренокортикотропного гормона (АКТГ). У большинства пациентов в основе заболевания лежит мутация в гене PROP1. Морфологически дефект гена PROP1 может проявляться изменением размеров гипофиза [1]. Все пациенты с данной мутацией страдают от дефицита гормона роста, у 80% из них развивается дефицит ТТГ [2]. Недостаточность синтеза гонадотропинов дебютирует позднее, в некоторых случаях — после пубертата [3]. Дефицит АКТГ также проявляется в более позднем возрасте: у 5 из 6 пациентов старше 40 лет имеются признаки вторичной надпочечниковой недостаточности, в то время как у пациентов младше 40 лет гипокортицизм встречается в 1 из 4 случаев [3]. Синдром 47,XYY диагностируется у 1 из 1000 живорожденных мальчиков [4]. Специфические клинические проявления данного состояния изуГипопитуитаризм, обусловленный мутацией в гене PROP1, в сочетании с синдромом 47,XYY и частично открытым атриовентрикулярным каналом: обзор двух клинических случаев