Вестник Роcсийской академии медицинских наук, 2013, № 9

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕНЕТИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЫ

D.V. Zaletaev1,2, V.V. Strelnikov1, M.V. Nemtsova2, O.V. Babenko1, E.B. Kuznetsova1,2, V.V. Zemlyakova1,2, 
T.V. Kekeeva2, D.S. Mikhaylenko1, A.S. Tanas1, V.V. Rudenko1, A.Yu. Babayan1, E.A. Alekseeva1, 
O.A. Simonova1

1 Research Centre for Medical Genetics of Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russian Federation
2 I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Russian Federation

Structural and Functional Analysis of Tumor Genomes 
and the Development of Test Systems for Early Diagnosis, Prognosis 
and Cancer Therapy Optimization

The article discusses results of the structural and functional analysis of molecular genetic abnormalities in various malignant tumors. Investigations 
have discovered more than 20 new markers for sporadic breast cancer. Several of them formed the test system, allowing the diagnosis with a specificity of 100%. Appearance of TMPRSS2/ERG4 chimeric gene is a frequent tumor-specific event, its expression is correlated with more aggressive forms 
of prostate cancer, may serve as a molecular marker for tumor cells and androgen assessment of tumor response to hormonal therapy. The effective systems for the early diagnosis of cervix and endometrium cancer were developed as well. Mutations in the VHL, deletions of chromosome 3 and methylation 
of several genes can predict the course and selection of effective therapy of clear cell kidney cancer. a number of molecular markers were identified for 
early diagnosis and prognosis of recurrence of bladder cancer. For diagnosis, prognosis and treatment of brain tumors we developed an effective complex 
system of markers. Protocol of molecular genetics investigation reveals the cause of the disease by more than 90% of patients with retinoblastoma. In order 
to study abnormal methylation in tumor genomes an innovative technology AFLOAT has been developed that allows to efficiently identify new markers 
with diagnostic value. Test systems of molecular genetic and epigenetic markers for early diagnosis and prognosis as well as for cancer therapy optimization have shown to be effective, have been approved for use in clinical practice and are being introduced into practical healthcare. 
Key words: malignant tumors, molecular genetic markers, abnormal methylation, DNA diagnostics, test-systems.
(Vestnik Rossiiskoi Akademii Meditsinskikh Nauk – Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2013; 9: 7–14)

Д.В. Залетаев1,2, В.В. Стрельников1, М.В. Немцова2, О.В. Бабенко1, Е.Б. Кузнецова1,2, В.В. Землякова1,2, 
Т.В. Кекеева2, Д.С. Михайленко1, А.С. Танас1, В.В. Руденко1, А.Ю. Бабаян1, Е.А. Алексеева1, О.А. Симонова1

1 Медико-генетический научный центр РАМН, Москва, Российская Федерация
2 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Российская Федерация

Структурно-функциональный анализ 
опухолевых геномов и разработка тест-систем 
для ранней диагностики, прогноза течения 
и оптимизации терапии злокачественных 
новообразований 

Рассматриваются результаты структурно-функционального анализа молекулярно-генетических нарушений при различных злокачественных опухолях. Исследования позволили обнаружить более 20 новых маркеров для спорадического рака молочной железы, из которых 
сформированы тест-системы, позволяющие проводить диагностику со специфичностью 100%. Образование химерного гена TMPRSS2/
ERG4 является частым опухоль-специфическим событием, его экспрессия коррелирует с более агрессивными формами рака предстательной 
железы, может служить молекулярным маркером  андрогенчувствительности опухолевых клеток и оценки ответа опухоли на гормональную терапию. Разработаны эффективные системы для ранней диагностики рака шейки матки и эндометрия. Мутации гена VHL, делеции 
хромосомы 3 и метилирование ряда генов позволяют прогнозировать течение и подбор эффективной терапии светлоклеточного рака почки. 
Для ранней диагностики, прогноза течения и рецидивирования рака мочевого пузыря определен целый ряд молекулярных маркеров. Для диагностики, прогноза и лечения опухолей мозга разработана эффективная комплексная система маркеров. Протокол молекулярно-генетического  
исследования позволяет обнаружить причину заболевания более чем у 90% пациентов с ретинобластомой. Для исследования аномального 
метилирования в опухолевых геномах разработана инновационная технология AFLOAT, позволяющая эффективно выявлять новые маркеры, 
имеющие диагностическое значение. Тест-системы молекулярно-генетических и эпигенетических маркеров для ранней диагностики, прогноза течения и оптимизации терапии злокачественных новообразований показали свою эффективность, получили разрешение на использование 
в клинической практике и в настоящее время активно внедряются в практическое здравоохранение.
Ключевые слова: злокачественные новообразования, молекулярно-генетические маркеры, аномальное метилирование, ДНК-диагностика, 
тест-системы.
(Вестник РАМН. 2013; 9: 7–14)

ВЕСТНИК РАМН /2013/ № 9

Введение

Злокачественные новообразования устойчиво занимают 2-е место среди причин смертности населения 
Российской Федерации. Их удельный вес в общей структуре смертности составляет около 14%. Смертность населения от онкологических заболеваний в России в 2011 г. 
составила 204,6 на 100 тыс. населения. Более 40% впервые регистрируемых онкологических больных имеют уже 
III–IV стадию заболевания, что обусловливает высокий 
показатель одногодичной летальности (27,4%) [1]. В связи 
с этим исследование молекулярно-биологических причин 
возникновения рака является одной из наиболее актуальных задач молекулярной медицины. 
Поскольку частота онкопатологии постоянно повышается, а возраст манифестации заболевания уменьшается, большую актуальность приобретает проспективная 
диагностика онкопатологии в рамках ежегодных диспансеризаций и в группах риска. К структурным или 
генетическим маркерам относят все нарушения, которые изменяют структуру ДНК. В первую очередь, это 
крупные аномалии, такие как делеции целых хромосомных районов, содержащих гены-супрессоры опухолевого роста, и дупликации или амплификации районов, 
содержащих клеточные протоонкогены, факторы роста 
и др. К структурным перестройкам относят транслокации и инверсии хромосомного материала, в результате которых могут образовываться химерные гены, 
имеющие онкогенные функции. К структурным аномалиям относят и различные типы мутаций, которые 
могут активировать протоонкогены или инактивировать 
гены-супрессоры.
К функциональным маркерам принадлежат все нарушения, которые не связаны с изменениями структуры 
ДНК, но приводят к изменениям в уровне экспрессии 
генов, участвующих в процессах канцерогенеза. Профиль экспрессии генов в опухоли кардинально изменен 
по сравнению с нормальной тканью, поэтому определенные сочетания генов, теряющих свою экспрессию 
или, наоборот, гиперэкспрессирующихся в определенном типе опухоли, могут являться диагностическими 
и прогностическими маркерами. Изменения в экспрессии гена без изменения его нуклеотидной структуры 
относят к эпигенетической регуляции. Примером служит метилирование регуляторных районов генов, участвующих в апоптозе, ангиогенезе, дифференцировке, 
репарации ДНК, метастазировании, передаче сигнала, 
детоксикации, лекарственной резистентности и др. 
Аномальное метилирование CpG-островков в промоторных районах генов приводит к их инактивации. 
Таким образом, при отсутствии каких-либо структурных изменений нуклеотидной последовательности гена 
он теряет свою активность. Определение аномального 
метилирования генов, отвечающих за общие и частные 
пути регуляции жизнедеятельности злокачественной 
клетки, может показать, как далеко зашел опухолевый 
процесс, насколько интенсивно идет рост опухоли 
и процесс метастазирования. Идентификация генов, 
демонстрирующих высокую частоту метилирования 
в определенном типе опухоли, — это необходимый шаг
в ее характеристике: специфические дополнительные 
регуляторные механизмы нарушаются именно в опухоли 
определенного типа и позволяют использовать профиль 
метилирования в сочетании с другими молекулярно-генетическими данными в качестве маркера. Мониторинг 
молекулярных маркеров, которые обнаруживают задолго до появления клинических симптомов, позволяет 

вовремя провести более тщательную диагностику и превентивную терапию. Современные методы молекулярной биологии дают возможность эффективно выполнять комплексный анализ определенного типа опухоли 
и ДНК-диагностику для конкретного пациента. Системы молекулярных маркеров позволяют определить 
начальные стадии, прогноз развития заболевания, 
подобрать оптимальную тактику лечения и разработать таргетные терапевтические средства. Практической реализацией фундаментальных исследований 
стала разработка диагностических и лечебных протоколов, основанных на молекулярно-биологических 
технологиях.

Инновационные методы поиска 
дифференциального (аномального) метилирования 
в опухолевых геномах

Для скрининга дифференциального метилирования 
ДНК в научных и диагностических приложениях разработана технология анализа, ориентированного на длину амплифицируемых фрагментов (Amplified Fragment 
Length Oriented Analysis Technique, AFLOAT), — пример 
сочетания современных методов молекулярно-биологического и математического анализа с возможностями 
биоинформатики. Для формирования пула анализируемых фрагментов ДНК применен метод амплификации интерметилированных сайтов (АИМС). Однако 
в отличие от АИМС, использующего радиоавтографию 
для визуализации дифференциально метилированных 
фрагментов, мы применили разделение флуоресцентно меченых продуктов амплификации капиллярным 
электрофорезом. Таким образом, результаты АИМС 
фактически переходят в плоскость цифровой информации, доступной для компьютерного анализа без предварительной оцифровки сигнала. Для предсказания 
всех возможных продуктов АИМС разработана компьютерная программа «AIMS in silico», позволяющая 
осуществлять обоснованный дизайн экспериментов 
с учетом целей исследований и доступности оборудования и анализировать результаты с учетом геномной 
локализации дифференциально метилированных фрагментов ДНК [2].
Анализ продуктов AFLOAT на электрофореграммах 
осуществляется относительно двух референсных систем. 
Первая представляет собой стандартный набор фрагментов определенной массы ДНК-маркера, традиционно 
используемый при фрагментном анализе ДНК капиллярным электрофорезом. Второй референс выражается 
полным набором всех продуктов амплификации, получаемых с геномной ДНК (полная репрезентация). 
Первая референсная система обеспечивает позиционирование продуктов реакции по длинам в нуклеотидах, 
вторая дает возможность соотнести аномально метилированные фрагменты ДНК, обнаруженные в анализируемом образце, с конкретными, заранее определенными 
локусами генома.
На сегодняшний день адаптер-опосредованная ПЦР, 
в частности в формате AFLOAT, представляет собой оптимальный подход к многолокусному метилчувствительному анализу ДНК, полностью лишенный проблем, 
связанных с перекрестной гибридизацией обогащенных 
цитозином и гуанином  участков ДНК со сниженной 
информативностью нуклеотидных последовательностей. 
Это эффективная и малозатратная технология поиска 
новых маркеров метилирования [2–4].

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕНЕТИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЫ

Разработка системы ДНК-маркеров для диагностики 
и прогноза спорадического рака молочной железы

Первое место в структуре смертности от онкологических заболеваний у женщин занимает рак молочной железы (РМЖ). Он характеризуется крайне разнообразным 
клиническим течением: от агрессивного до вялотекущего 
с поздним и редким метастазированием. Выраженная 
гетерогенность на клиническом, гистопатологическом 
и молекулярном уровнях обусловила наличие многочисленных маркеров заболевания, которые не всегда 
обеспечивают достаточный уровень эффективности 
диагностики. Это объясняет необходимость разработки более современных мультигенных панелей маркеров, 
в т.ч. и панелей маркеров метилирования. Использование оптимизированого метода непредвзятого скрининга 
дифференциального метилирования геномов в исследованиях РМЖ привело к выявлению ряда новых маркеров. В частности, нами впервые установлена эпигенетическая инактивация гена калиевого канала семейства 
Eag 1 (KCNH2) [5] и охарактеризован определенный район 
CpG-островка гена BIN, подвергающийся метилированию в опухоли [6]. Дифференциальное метилирование 
при РМЖ впервые показано для 15 генов и четырех межгенных областей на хромосомах 1p33, 5p15.33, 12q13.13 
и 13q32.1. Впервые продемонстрированы ассоциации метилирования CpG-островков генов SH3KBP1, PHF15, 
GPC2 и LAMB1 с клинико-морфологическими характеристиками РМЖ (степенью злокачественности, размером 
и иммуногистохимическим статусом эстрогеновых рецепторов). Определено число маркеров метилирования, 
необходимое и достаточное с точки зрения молекулярной классификации образцов клинического материала. 
В частности, в системе из 7 маркеров для постановки 
диагноза «Рак молочной железы» достаточно обнаружения 4 маркеров в метилированном состоянии; наличие 
1–3 маркеров характерно для прилежащей к опухоли 
морфологически нормальной ткани; в здоровой ткани 
молочной железы не выявляется метилирования ни одного из маркеров системы. Указанные параметры позволяют 
проводить диагностику со специфичностью 100% [7].

Разработка системы ДНК-маркеров для диагностики, 
прогноза и лечения рака предстательной железы

В структуре онкологических заболеваний рак предстательной железы (РПЖ) занимает 2–3-е место после 
рака легких и желудка. Вместе с тем смертность от РПЖ 
среди прочих онкологических заболеваний занимает 
3-е место у мужчин после рака легкого и рака толстой 
кишки. Именно поэтому актуален вопрос раннего обнаружения молекулярных маркеров опухоли, отражающих 
ее прогрессию, способность к метастазированию и возможности эффективного лечения.
Гомо- и гетерозиготные делеции являются одними их 
самых частых генетических нарушений при РПЖ, и для 
их детекции может быть использован микросателлитный 
анализ потери гетерозиготности (ПГ) и микросателлитной нестабильности (МН). Идентификация ПГ/МН эффективна для диагностики и прогноза РПЖ. Нами разработана система молекулярных маркеров для определения 
ПГ и МН хромосомных районов 13q14 и 16q23 в биопсийных образцах больных с заболеваниями предстательной 
железы с целью обнаружения пациентов с начальными 
стадиями РПЖ, а также для прогноза гистологически 
подтвержденного РПЖ. Определены статистически до
стоверные корреляции аллельных делеций локуса 16q23 
в опухолевом эпителии со степенью дифференцировки 
опухоли, стадией злокачественного процесса и наличием 
метастазов в регионарные лимфатические узлы. При исследовании ПГ/МН локуса 13q14 обнаружены достоверные корреляции с более ранними стадиями РПЖ [8, 9].
Особенностью канцерогенеза РПЖ является образование химерных онкогенов, приводящих к активации 
факторов транскрипции семейства ETS. Исследования 
последних лет привели к открытию химерных генов при 
РПЖ, образованных слиянием 5’-нетраслируемой области гена TMPRSS2 и генов семейства транскрипционных факторов ETS, таких как ERG4, ETV1 и ETV4. Простатспецифические промоторные элементы химерных 
онкогенов TMPRSS2/ETS обеспечивают их высокую 
стойкую экспрессию, запуская процессы пролиферации и трансформации клеток в предстательной железе. 
Наши исследования показали, что образование химерного гена TMPRSS2/ERG4 является частым опухольспецифическим событием, экспрессия данного транскрипта коррелирует с более агрессивными формами 
заболевания и может служить молекулярным маркером 
РПЖ, андрогенчувствительности опухолевых клеток 
и маркером оценки ответа опухоли на гормональную 
терапию. Преимущество данного маркера состоит 
в возможности работать с образцами опухоли без выполнения микродиссекции, несмотря на выраженную 
гетерогенность РПЖ. Предложен способ определения 
экспрессии химерного онкогена TMPRSS2/ERG4 и других методом ОТ-ПЦР [8, 10].
У пациентов с РПЖ обнаружен высокий процент 
метилирования малигнизированного эпителия. Высокие 
частоты метилирования установлены для аденокарциномы: Р16 — 50%, GSTP1 — 93%, N33 — 27%. В железах 
простатической интраэпителиальной неоплазии высокой степени у пациентов с РПЖ частота метилирования 
изученных генов близка к таковым в железах аденокарциномы: Р16 — 53%; GSTP1 — 73%; N33 — 27%. Молекулярно-генетические изменения при простатической 
интраэпителиальной неоплазии соответствуют таковым 
при раннем инвазивном раке, хотя и менее выражены.
Для исследования возможности неинвазивной диагностики проведен анализ метилирования генов Р16, 
N33 и GSTP в 112 образцах плазмы крови пациентов 
с РПЖ и пациентов с доброкачественной гиперплазией 
предстательной железы, чтобы оценить диагностический потенциал выбранных эпигенетических маркеров. 
Образцы крови получены от пациентов с РПЖ до выполнения простатэктомии. Метилирования гена GSTP1 
у пациентов с доброкачественной гиперплазией предстательной железы не обнаружено, в то же время для 
пациентов с аденокарциномой частота метилирования 
GSTP1 в плазме составила 28%. В плазме пациентов 
с предраковыми состояниями метилирование Р16 
не установлено, тогда как частота его метилирования 
в плазме пациентов с аденокарциномой составила 19%. 
Частота метилирования N33 =30%.
Эффективность любого биологического маркера 
определяется параметрами чувствительности и специфичности. Эти критерии очень важны при оценке диагностической значимости маркеров для популяционного 
скрининга данного заболевания или для клинического 
наблюдения группы повышенного риска. Система молекулярных маркеров, состоящая из 3 генов, обладает 75% 
чувствительностью и 100% специфичностью. При обнаружении аномального метилирования хотя бы 2 генов 
делают вывод о наличии заболевания [11].

ВЕСТНИК РАМН /2013/ № 9

Разработка системы ДНК-маркеров для ранней 
диагностики рака шейки матки и эндометрия

Рак шейки матки (РШМ) — одна из наиболее распространенных форм онкологической патологии у женщин, 
занимающая 3-е место после рака молочной железы 
и яичников. Развитию РШМ предшествуют предраковые 
изменения, которые включают цервикальную интраэпителиальную неоплазию (CIN) I, II и III степени (тяжелая 
дисплазия и карцинома in situ), поэтому в диагностических и прогностических целях необходимо использовать 
системы молекулярных маркеров, которые позволяют 
определить вероятность перерождения дисплазии шейки 
матки в злокачественную опухоль.
Высокая частота гиперметилирования определена для 
генов Р16, MLH1, HIC1 и N33 при CIN II–III степени. 
В образцах ткани шейки матки, смежной с дисплазией, 
но морфологически не отличающейся от нормы, установлена частота метилирования, близкая к частоте диспластических образцов. Высокий уровень метилирования 
в морфологически не измененной ткани указывает на 
то, что молекулярные методы являются более строгим 
контролем наличия или отсутствия злокачественных изменений в тканях, чем цитологические.
Для оценки диагностической значимости маркеров 
метилирования (Р16, MLH1 и N33) были рассчитаны их 
чувствительность и специфичность. Наибольшая чувствительность определена для гена Р16 (54%), а наибольшая специфичность — для гена N33 (100%). Аномальное 
метилирование N33 выявлено только в образцах CIN 
II–III степени. Система маркеров из 3 генов обладает 85% чувствительностью и специфичностью [12, 13]. 
Расширение панели маркеров позволило установить, 
что частота аномального метилирования генов-супрессоров опухолевого роста (MLH1, HIC1, RASSF1А, MGMT, 
N33 и CDH1) возрастает в ряду: доброкачественные процессы шейки матки →CIN I →CIN II → CIN III →карцинома in situ [14]. При этом частота аномального метилирования генов-супрессоров опухолевого роста (RASSF1, 
MLH1, Р16, RAR-b, GSTP1, CDX1) при исследовании патологических процессов в эндометрии возрастает в ряду: 
хронический эндометрит →простая гиперплазия эндометрия без атипии →комплексная гиперплазия эндометрия 
без атипии →полип эндометрия →комплексная гиперплазия эндометрии с атипией →рак эндометрия [15]. 
Указанные системы маркеров метилирования могут быть 
эффективно использованы в качестве дополнительного 
инструмента в предиктивной диагностике злокачественных новообразований женской репродуктивной системы.

Разработка системы ДНК-маркеров для диагностики, 
прогноза и лечения светлоклеточного рака почки

Ежегодно в мире регистрируют около 200 тыс. новых 
случаев рака почки и 100 тыс. смертей от этого заболевания, что позволяет считать его одной из основных 
проблем современной онкоурологии. Несмотря на то, 
что у 75% больных рак почки выявляют на стадии локализованного опухолевого процесса, в 20% случаев заболевание характеризуется как местно распространенное, 
и почти у 1/2 пациентов после хирургического лечения 
впоследствии развиваются метастазы. В связи с этим 
актуальным является вопрос диагностики молекулярных 
маркеров первичной опухоли, отражающих ее прогрессию, способность к метастазированию и возможностей 
эффективного лечения. Развитие светлоклеточного рака 

почки (СРП) сопряжено с множественными генетическими нарушениями, наиболее характерное из которых — 
потеря гетерозиготности в областях локализации геновсупрессоров VHL, RASSF1 и FHIT на коротком плече 
хромосомы 3. Способность опухоли к метастазированию 
во многом определяется отсутствием контактного торможения, что обусловлено инактивацией гена Е-кадгерина 
(CDH1). В 60% инактивация CDH1 происходит вследствие 
аномального метилирования промоторного района гена. 
Нами показано, что множественные аллельные делеции 
генов на коротком плече хромосомы 3, вовлекающие 
2 и более указанных генов-супрессоров, и метилирование 
промотора CDH1 ассоциированы с прогрессией первичной опухоли и ее способностью к метастазированию. 
Наряду с другими тестами исследование необходимо при 
назначении адъювантной иммунотерапии после органосохраняющих операций при локализованном и местнораспространенном СРП [16, 17].
В последние годы при лечении метастатического рака 
почки применяют таргетные препараты, представляющие 
собой ингибиторы определенных тирозинкиназ или факторов роста. Наиболее универсальным в классе таргетных препаратов является сорафениб, который обладает 
активностью мультикиназного ингибитора. Ключевые 
мишени сорафениба (VEGFR 1-го и 2-го типа, PDGFR) 
гиперэкспрессируются в ответ на инактивацию гена 
VHL. Белковый продукт гена VHL необходим для сборки 
убиквитин-лигазного комплекса, в котором осуществляется деградация гипоксией индуцируемого фактора α 
(HIF-1α). Инактивация VHL приводит к накоплению 
в клетке HIF-1α. Избыточное количество HIF-1α активирует транскрипцию генов-мишеней (VEGF, PDGF и их рецепторов, TNF α и другие), многие из которых участвуют 
в положительной регуляции клеточной пролиферации. 
Инактивация гена VHL встречается только при СРП, 
на долю которого приходится около 80% случаев рака 
почки. Нами показано, что биаллельные молекулярногенетические нарушения VHL, приводящие к его инактивации, встречаются в 70% светлоклеточных карцином; 
чаще всего это комбинации мутации или метилирования 
с протяженной аллельной делецией (потерей гетерозиготности). Причем мутации и метилирование являются 
специфическими признаками инактивации гена в СРП. 
Показано, что более выраженный эффект применения 
сорафениба достигается у пациентов с мутациями VHL 
в первичной опухоли по сравнению с больными без мутаций. Таким образом, для пациентов с СРП, у которых 
имеются мутации и/или метилирование VHL, терапия сорафенибом представляется оптимальной [16, 18].

Разработка системы ДНК-маркеров для диагностики, 
прогноза и лечения рака мочевого пузыря

Рак мочевого пузыря (РМП) составляет 70% всех 
опухолей мочевого тракта и 4% случаев всех онкологических заболеваний. Ежегодно в России регистрируют 
до 13 тыс. новых случаев РМП. На момент установления 
диагноза у 80% больных имеет место поверхностный рак 
мочевого пузыря (ПРМП), т.е. рак с инвазией не глубже подслизистого слоя (по классификации опухолей: 
рТа, рТ1, рТis), остальные 20% приходятся на инвазивный 
рак мочевого пузыря (ИРМП), который имеет различную 
глубину поражения мышечных слоев стенки мочевого 
пузыря и прилежащих органов (Т2–Т4). По сравнению 
с ПРМП ИРМП характеризуется более агрессивным течением и высокой смертностью. Стандартная лечебная 

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕНЕТИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЫ

тактика при ПРМП заключается в трансуретральной 
резекции опухоли и внутрипузырной химио- и иммунопрофилактике. Однако до 85% ПРМП рецидивируют 
после лечения, причем в 30% развиваются в инвазивные 
и диссеминированные формы рака, снижается степень 
дифференцировки опухолевых клеток. Прогнозирование клинического течения ПРМП и его трансформации 
в инвазивные формы — важная задача клинической 
и молекулярной онкологии.
С целью определения адекватной тактики лечения 
ПРМП Европейским обществом по изучению и лечению 
рака (EORTC) была разработана система балльной оценки рисков рецидивирования и прогрессирования. Однако 
разделение опухолей по морфологическим характеристикам не полностью отражает клинический потенциал 
ПРМП, поэтому в последние годы большое внимание 
уделяют поиску дополнительных факторов прогноза течения заболевания. Выявление молекулярно-генетических изменений и использование их в качестве маркеров, 
определяющих характер и прогноз заболевания, является 
оптимальным [19].
Проведено комплексное исследование широкого 
спектра молекулярно-генетических повреждений на материале от 163 пациентов с установленным диагнозом 
РМП. В результате определена группа молекулярно-генетических изменений, коррелирующих с фенотипом опухоли и, следовательно, являющихся маркерами течения 
злокачественного процесса. В частности, делеция локуса 
9р21 в клетках первичной уротелиальной карциномы 
служит маркером высокого рецидивного потенциала со 
специфичностью 94% и чувствительностью 38%, диагностическая эффективность составляет 0,66. Выявление 
делеции локусов 17р13 и 9q34 и метилирования гена 
Р16 у пациентов с ПРМП свидетельствует о высоком 
инвазивном потенциале опухоли и является маркером 
крайне неблагоприятного течения заболевания. Объединение этих нарушений в систему позволяет повысить 
специфичность, чувствительность и диагностическую эффективность системы в целом: специфичность системы 
маркеров составляет 72%, чувствительность — 71%, диагностическая эффективность — 0,72. Делеции локуса 3р14 
и метилирование гена P16 достоверно чаще встречаются 
в группе опухолей с низкой степенью дифференцировки. 
В результате специфичность такой системы маркеров составляет 85%, чувствительность — 58%, диагностическая 
эффективность — 0,72. Мутации в гене FGFR3 являются 
прогностическим признаком, ассоциированным с более 
благоприятным течением заболевания. Специфичность 
маркера составляет 89%, чувствительность — 38%, диагностическая эффективность — 0,64.
При анализе метилирования генов RASSF1A, Р16, 
Р14, RARβ2 и CDH1 установлена статистически достоверно повышенная частота аномального метилирования 
гена Р16 в ИРМП по сравнению с ПРМП. При оценке 
частоты метилирования в целом показано, что частота 
эпигенетических событий в группе ИРМП значительно 
выше по сравнению с ПРМП. Предложенные ДНКмаркеры могут использоваться в дополнение к применяемым диагностическим методам (гистологическому 
и биохимическому) [20].
Применение системы молекулярно-генетических 
маркеров в клинической практике позволит выделить 
опухоли с различным клиническим течением, отличать 
опухоли с высоким риском рецидивирования и прогрессирования от менее агрессивных новообразований, 
персонифицировать прогноз заболевания и применять 
дифференцированный лечебный подход.

Разработка системы ДНК-маркеров для диагностики, 
прогноза и лечения злокачественных опухолей мозга

Частота возникновения глиом, наиболее распространенных первичных опухолей головного мозга, составляет 
7–12 случаев на 100 тыс. населения. Согласно классификации экспертов Всемирной организации здравоохранения, 
выделяют 3 главных гистологических типа опухолей — 
астроцитомы, олигодендроглиомы и смешанные олигоастроцитомы, каждый из которых имеет свою характерную 
гистологическую картину. Частота встречаемости каждого 
из 3 подтипов глиом низкой степени злокачественности 
точно не известна. За последнее время частота олигодендроглиом постепенно возросла от традиционных 
5 до 25–30% среди всех глиальных опухолей и, соответственно, снизилась для астроцитом. Это изменение 
показывает, что некоторые опухоли, классифицируемые 
ранее как астроцитомы, сейчас рассматриваются как олигодендроглиомы или смешанные олигоастроцитомы [21]. 
Современная морфологическая классификация глиом 
остается неудовлетворительной. Во-первых, анализ биоптата не всегда достоверен из-за гетерогенности опухоли 
по своему составу, что может привести к диагностически ошибочной пробе и неправильному определению ее 
типа. Во-вторых, воспроизводимость данных во время 
и между наблюдениями для дифференцирования астроцитарных и олигодендроглиальных опухолей или выявления 
анапластических астроцитом часто неудовлетворительна. Перспектива повышения воспроизводимости лежит 
в определении облигатных маркеров астроцитарных 
и олигодендроглиальных линий. В-третьих, опухоли, обладая общими морфологическими чертами, могут отличаться друг от друга на генетическом уровне и иметь 
различное течение, несмотря на сходство традиционных 
прогностических факторов. Таким образом, улучшается 
понимание того, что проведение молекулярно-генетического анализа вскоре станет так же важно, как и определение морфологических критериев, что повысит качество 
классификации глиом. В связи с этим важным достижением стала генетическая классификация анапластических 
олигодендроглиом, которые могут быть разделены на 
подгруппы, значительно отличающиеся друг от друга частотой возникновения, длительностью ответа на химиотерапию, продолжительностью жизни больных, и при 
этом иметь общую морфологию. В самой благополучной 
группе (50%) с утратой аллелей 1р и 19q ответ на химиотерапию прокарбазином, ломустином и винкристином 
приближается к 100% с продолжительностью жизни от 
постановки диагноза более 10 лет. Такие положительные 
результаты ставят вопрос об отсроченном проведении 
лучевой терапии, что позволило бы избежать или задержать развитие побочных эффектов. В группе с наихудшим прогнозом (25%) генетический профиль схож 
с таковым первичной глиобластомы (амплификация 
EGFR, делеции 10q и 9p21, мутации PTEN без утраты хромосомы 1р или с мутацией гена ТР53), хотя опухоли соответствуют гистологическим критериям анапластических 
олигодендроглиом. Такой генетический статус ассоциируется с плохим прогнозом, ответом на химиотерапию 
в 18% случаев и средней продолжительностью жизни 
16 мес. Эта группа, возможно, принадлежит той же категории, что и глиобластомы с олигодендроглиальным 
компонентом, и требует немедленного проведения лучевой терапии. Таким образом, анапластические олигодендроглиомы — это неоднородная группа опухолей, и 
их лечение должно проводиться с учетом генетического 
профиля. Нами разработана панель маркеров для диа

ВЕСТНИК РАМН /2013/ № 9

гностики делеций 1p/19q методом анализа потери гетерозиготности микросателлитных маркеров, включающая 
в себя полиморфные локусы D1S1635, D1S3669, D1S407, 
D19S562, D19S400 и D19S559 [22].
В настоящее время проводятся исследования по идентификации прогностических маркеров благоприятного 
ответа опухоли на терапию темозоломидом. Пациенты 
с глиобластомами, у которых опухолевые клетки имеют 
метилированный промотор MGMT, лучше отвечают на 
терапию темозоломидом. По данным литературы, пациенты с мультиформной глиобластомой, получавшие лечение темозоламидом на фоне лучевой терапии, при наличии метилированного промотора MGMT имели общую 
выживаемость 21,7 мес, а при его отсутствии — 15,3 мес. 
Ген MGMT, расположенный на хромосоме 10q26.3, кодирует белок репарации ДНК, удаляющий алкильные 
(метильные) группы из позиции О6 гуанина. Метилирование гуанина в позиции О6 приводит к мутациям типа 
транзиций, формированию одно- и двунитевых разрывов 
ДНК и, в конечном счете, к выходу клетки в апоптоз. Репарационная активность каждой молекулы белка MGMT 
приводит к ее полной инактивации; после акта переноса 
метильной группы инактивированная молекула MGMT 
подлежит утилизации в клетке.
Активность MGMT в клетках злокачественных новообразований в значительной степени определяет эффективность лечения алкилирующими агентами: высокая 
активность MGMT формирует резистентный фенотип 
опухоли. Метилирование промотора MGMT приводит 
к инактивации этого гена и повышению чувствительности опухоли к алкилирующим препаратам. Альтернативным механизмом инактивации гена MGMT может 
служить делеция содержащего его локуса 10q26.3, определяемая как потеря гетерозиготности расположенных 
в этой области микросателлитных маркеров. Поскольку 
анализ аллельного состояния локуса 10q26.3 до сих пор 
не является рутинным тестом для определения чувствительности опухолей головного мозга к темозоломиду ни 
в России, ни за рубежом, нами разработан эффективный 
способ сочетанного определения делеций и метилирования гена [23].

Разработка диагностического протокола 
для ретинобластомы

Ретинобластома (РБ) — опухоль сетчатки глаза, характеризуется высокой степенью злокачественности, инвазивностью и способностью быстро метастазировать 
в соседние органы и ткани. Опухоль возникает внутриутробно или развивается в первые 2–3 года жизни. 
Наблюдается постоянный рост частоты РБ в популяции, которая в настоящее время составляет 1 случай 
на 13–15 тыс. живых новорожденных.
Эффективное лечение и сохранение жизни ребенка 
возможны только при условии ранней диагностики заболевания, поэтому разработка методов, позволяющих 

своевременно диагностировать и прогнозировать течение 
болезни, является важной задачей. Комплексное молекулярно-генетическое исследование молекулярной патологии в гене RB1 у пациентов с различными формами РБ 
показало, что мутации гена RB1, в т.ч. ранее не описанные, обнаружены в 72% случаев, делеции гена выявлены 
в 71% опухолей, функциональная патология гена установлена в 27%, а функциональная патология гена Р16, 
регулирующего активность RB1, — в 17% случаев. Комплексное молекулярное исследование обнаруживает патологические события, приводящие к развитию РБ более 
чем у 90% пациентов с РБ. ДНК-диагностический протокол для пациентов с РБ включает скрининг мутаций 
методом прямого секвенирования, поиск делеций методом микросателлитного анализа в гене RB1, исследование 
статуса метилирования промоторных областей генов RB1 
и Р16 методом метилчувствительной ПЦР. Комплексная 
молекулярная диагностика проведена более чем 240 пациентам и членам их семей. Наследственный характер 
мутаций подтвержден более чем в 30% случаев, а в 21 случае была проведена успешная пренатальная диагностика 
[24, 25].

Заключение

Разработка стандартных наборов ДНК-маркеров 
для наиболее часто встречающихся онкологических заболеваний позволяет эффективно проводить скрининг 
и бороться с онкопатологией на самых ранних этапах 
ее возникновения, осуществлять мониторинг заболевания в периоды ремиссий, обнаруживать микрометастазы во время лечения и определять терапевтическую 
тактику в случае инактивации или гиперэкспрессии 
генов. Ранняя и эффективная диагностика с использованием систем молекулярных маркеров позволяет избежать инвалидизации, снизить затраты на лечение без 
снижения р езультативности. Благодаря подбору систем 
молекулярных маркеров и оптимизации всех этапов молекулярной диагностики стоимость анализа на практике 
оказывается более чем на порядок ниже, чем у соответствующих аналогов за рубежом, что особенно существенно 
для клинического использования. Вместе с тем по простоте и скорости исполнения, чувствительности, достоверности и надежности получаемых результатов предложенные разработки не только не уступают, но превосходят 
уровень мировых стандартов.
Внедрение в научные исследования современных технологий секвенирования нового поколения и биоинформационного анализа, позволяющих анализировать 
геном, экзом, метилом, транскриптом опухолевых клеток 
и клеток микроокружения, даст возможность более эффективно выявлять новые молекулярные маркеры, разрабатывать диагностические системы нового поколения, 
получать новые знания о патогенезе онкологических 
заболеваний, что приведет к идентификации новых молекулярных мишеней для разработки таргетных препаратов.

1.  Strategii razvitiya meditsinskoy nauki v Rossiyskoy Federatsii 
na period do 2025 goda. Rasporyazhenie Pravitel’stva RF 
ot 28.12.2012 № 2580-r [The Strategy for the Development 
of Medical Science in the Russian Federation for the Period 
up to 2025. Edict of the Russian Federation Government 
dated Dec 28, 2012 No. 2580-р]. 

2.  Tanas A.S., Shkarupo V.V., Kuznetsova E.B., Zaletayev D.V., Strelnikov V.V. Novel tools for unbiased DNA differential methylation 
screening. Epigenomics. 2010; 2 (2): 325–333.
3.  Rudenko V.V., Tanas A.S., Strelnikov V.V., Kuznetsova E.B., 
Zaletaev D.V. Skrining anomalnogo metilirovaniya DNK 
na osnove metoda amplificatsii intermetilirovannykh saytov 

REFERENCES

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕНЕТИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЫ

dlya diagnostiki zlokachestvennogo opukholevogo protsessa. 
Novaya meditsinskaya DNK-tekhnologiya. Razreshenie FS 
№ 2011/132 ot 27.05.2011 g [Screening of an Abnormal 
DNA Methylation on the Basis of Amplification Method 
of the Inter-methylated Sites for a Diagnosis of Cancerous 
Neoplastic Process. New medical DNA Technology. Federal 
Service permit No. 2011/132 dated May 27, 2011]. Мoscow, 
2011.
4.  Rudenko V.V., Tanas A.S., Kuznetsova E.B., Strelnikov V.V., 
Zaletaev D.V. Sposob formirovaniya paneley markerov metilirovaniya DNK. [Forming Method of the Panels of Markers 
of the DNA Methylation. Invention Patent No. 2472859, 
priority May 18, 2011]. Мoscow, 2011. 
5.  Kuznetsova E.B., Kekeeva T.V., Larin S.S., Zemliakova V.V., 
Babenko O.V., Nemtsova M.V., Zaletaev D.V., Strelnikov V.V. 
Mol. Biol. (Moskva). 2007; 41 (4): 624–633.
6.  Kuznetsova E.B., Kekeeva T.V., Larin S.S., Zemlyakova V.V., 
Khomyakova A.V., Babenko O.V., Nemtsova M.V., Zaletayev D.V., 
Strelnikov V.V. J. Carcinogen. 2007; 6: 9.
7.  Rudenko V.V., Tanas A.S., Strelnikov V.V. Novyye markery 
anomalnogo metilirovaniya DNK pri rake molochnoy zhelezy. 
Identificatsiya metodom nepredvzyatogo skrininga differentsialnogo metilirovaniya genomov. [New Markers of Abnormal DNA Methylation in Breast Cancer. Identification 
by an Impartial Screening of Differential Methylation of 
Genomes]. Laplambert Academ. Publish. 2012; 153: ISBN: 
978-3-659-25699-8.
8.  Kekeeva T.V., Nemtsova M.V., Andreeva Y.Y., Frank G.A., 
Rusakov I.G., Zaletayev D.V. Molecular genetic alterations 
in prostate cancer microenvironment. In: Handbook of prostate cancer cell research. A.T. Meridith (ed.). Nova Science 
Publishers, Inc., NY, United States of America. 2009. P. 411–430. 
ISBN: 978-1-60741-954-9.
9.  Kekeeva T.V., Pal’tseva E.M., Nemtsova M.V., Zaletaev D.V. 
Molekulyarno-geneticheskaya metodika opredeleniya poteri 
geterozigotnosti I mikrosatellitnoy nestabilnosti khromosomnykh rayonov 13q14 I 16q23 u patsientov s podozreniyem 
na rak predstatelnoy zhelezy. Novaya meditsinskaya DNKtekhnologiya. [Molecular Genetic Standard Technique for 
Determining the Loss of Heterozygosity and Microsatellite 
Instability in the 13q14 and 16q23 Chromosomal Regions 
in Patients with Suspected Prostate Cancer. New Medical 
DNA Technology. Federal Service permit No. 2008/151 
dated July 23,2008]. Мoscow, 2008.
10.  Kekeeva T.V., Pal›tseva E.M., Nemtsova M.V., Zaletaev D.V. 
Molekulyarno-geneticheskaya metodika opredeleniya markera TMPRSS2/ERG4 dlya diagnostiki I provedeniya effektivnoy gormonalnoy terapii u patsientov s rakom predstatelnoy zhelezy. Novaya meditsinskaya DNK-tekhnologiya. 
[Molecular Genetic Standard Technique for Determining 
the Marker TMPRSS2/ERG4 for Diagnosis and Management of the Effective Hormone Therapy in Patients with 
Prostate Cancer. New medical DNA technology. Federal Service permit No. 2008/153 dated July 23,2008]. 
Мoscow, 2008.
11.  Kekeeva T.V., Nemtsova M.V., Shegai P.V., Zaletaev D.V. 
Sposob ranney DNK-diagnostiki raka predstatelnoy zhelezy. 
[Early DNA Diagnostic Technique of Prostate Cancer. 
Invention patent No. 2405837 dated December 10, 2010]. 
Мoscow, 2010.
12.  Kekeeva T.V., Zhevlova A.I., Podistov Yu.I., Solov’eva Yu.V., 
Zaletaev D.V., Nemtsova M.V. Мolekulyarnaya biologiya – 
Molecular Biology. 2006; 39(2): 224–230.
13.  Kekeeva T.V., Pal’tseva E.M., Strelnikov V.V., Nemtsova M.V., 
Zaletaev D.V. Molekulyarno-geneticheskaya metodika dlya 
viyavleniya sredi patsientov s zabolevaniyami sheyki matki bolnykh s predrakovymi (tyazhelaya displaziya vtoroy I tretey ste
peni) I onkologicheskimi izmeneniyami. Novaya meditsinskaya 
DNK-tekhnologiya. [Molecular Genetic Standard Technique 
for Determining among Patients with Uterine Cervix Diseases those who Suffers from Premalignant (Heavy Second- 
and Third-degree Dysplasia) and Onkological Alterations. 
New medical DNA Technology. Federal Service permit No. 
2008/154 dated July 23, 2008]. Мoscow, 2008.
14.  Sidorova I.S., Unanyan A.L., Evtina I.P., Zaletaev D.V. Sposob prognozirovaniya raka sheyki matki pri dobrokachestvennykh I predrakovykh protsessakh sheyki matki u zhenshchin 
reproduktivnogo vozrasta. [Method of the uterine cervix 
cancer prognosis in benign and premalignant processes of 
uterine cervix in women of childbearing potential]. Мoscow. 
Invention patent No. 2466392 dated November 10, 2012.
15.  Sidorova I.S., Unanyan A.L., Vlasov R.S., Zaletayev D.V., 
Voznesenskii V.I. Sposob prognozirovaniya razvitiya raka tela 
matki pri patologicheskikh protsessakh endometriya u zhenshchin reproduktivnogo vozrasta. [Method of the Endometrial 
Carcinogenesis Prognosis in Endometrial Pathological Processes in Women of Childbearing Potential. Invention patent 
No. 2466390 dated November 10, 2012]. Мoscow, 2012.
16.  Mikhailenko D.S. Molekulyarno-geneticheskaya diagnostika 
v onkourologii. [Molecular Genetic Diagnostics in Oncourology]. LAPLambertAcadem. Publish. 2013; 72: ISBN: 9783-659-36373-3.
17.  Mikhailenko D.S., Pal’tseva E.М., Strelnikov V.V., Nemtsova М.V., Zaletaev D.V. Molekulyarno-geneticheskaya metodika otsenki rogressii pervichnoy opukholi pri svetlokletochnom rake pochki. Novaya meditsinskaya DNK-tekhnologiya. 
[Molecular Genetic Standard Technique for Evaluation of 
the Primary Tumor Proliferation at the Clear Cell Carcinoma of Kedney. New Medical DNA Technology. Federal 
Service permit No. 2008/150 dated July 22, 2008]. Мoscow, 
2008.
18.  Mikhailenko D.S., Pal›tseva E.М., Strelnikov V.V., Nemtsova М.V., Zaletaev D.V. Molekulyarno-geneticheskaya metodika optimizatsii targetnoy terapii pri svetlokletochnom rake 
pochki. Novaya meditsinskaya DNK-tekhnologiya. [Molecular Genetic Standard Technique for the Targeted Therapy 
Optimization at the Clear Cell Carcinoma of Kedney. New 
Medical DNA Technology. Federal Service permit No. 
2008/152 dated July 23, 2008]. Мoscow, 2008. 
19.  Babayan А.Yu., Karyakin О.B., Teplov А.А., Zaletaev D.V., 
Nemtsova М.V. Мolekulyarnaya biologiya – Molecular Biology. 2011; 45(6): 1012–1016.
20.  Babayan А.Yu., Pal›tseva E.М., Nemtsova М.V., Zaletaev 
D.V. Molekulyarno-geneticheskaya metodika otsenki riska 
neblagopriyatnogo techeniya zabolevaniya u bolnykh poverkhnostnym rakom mochevogo puzyrya. Novaya meditsinskaya 
DNK-tekhnologiya. [Molecular Genetic Standard Technique 
for Evaluation of the Risk of Unfavourable Disease Course 
in Patients with Superficial Bladder Cancer. New Medical 
DNA Technology. Federal Service permit No. 2009/311 
dated September 04, 2009]. Мoscow, 2009.
21.  Strelnikov V.V., Zemlyakova V.V., Shubina М.V. Molekulyarno-geneticheskaya diagnostikа opukholey golovnogo 
mozga. V kn.: Vvedenie v molekulyarnuyu diagnostiku. T. 2. 
Molekulyarno-geneticheskie metody v diagnostike nasledstvennykh i onkologicheskikh zabolevanii. Pod red. M.A. Pal’tseva i 
D.V. Zaletaeva [Molecular Genetic Diagnostics of the Brain 
Tumors. In the book Introduction to Molecular Diagnostics. 
V. 2. Molecular Genetic Standard Techniques in Diagnostics 
of Hereditary and Oncological Diseases. Edited by Pal’tsev 
М.А. and Zaletaev D.V.]. Мoscow, Meditsina, 2011. pp. 
486–503.
22.  Zemlyakova V.V., Strelnikov V.V., Pal›tseva E.М., Kuznetsova E.B., Smolin А.V., Zaletaev D.V. Molekulyarno-genet

ВЕСТНИК РАМН /2013/ № 9

FOR CORRESPONDANCE
Zaletaev Dmitrii Vladimirovich, PhD, professor, Head of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution 
«Scientific Research Center of Medical Genetics» of RAMS, Head of the laboratory of human molecular genetics 
of I.M. Sechenov First Moscow State Medical University 
Address: 1, Moskvorechye St., Moscow, 115478, tel.: (985) 991-64-46, e-mail: zalnem@mail.ru
Strel'nikov Vladimir Viktorovich, PhD, assistant professor, leading scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State 
Budgetary Institution «Scientific Research Center of Medical Genetics» of the RAMS
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: vstrel@list.ru
Nemtsova Marina Vyacheslavovna, PhD, professor, leading scientist of the laboratory of human molecular genetics of the Statefunded Educational Institution of Higher Professional Education «I.M. Sechenov First Moscow State Medical University»
Address: Trubetskaya St., 8, build. 2, Moscow, 119991, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: nemtsova_m_v@mail.ru
Babenko Ol'ga Vladimirovna, MD, leading scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution 
«Scientific Research Center of Medical Genetics» of the RAMS
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: polyakk@list.ru
Kuznetsova Ekaterina Borisovna, MD, senior scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution 
«Scientific Research Center of Medical Genetics» of the RAMS, leading scientist of the laboratory of human molecular 
genetics of I.M. Sechenov First Moscow State Medical University 
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: kuznetsova.k@bk.ru
Zemlyakova Valeriya Vladimirovna, MD, senior scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution 
«Scientific Research Center of Medical Genetics» of the RAMS, senior scientist of the laboratory of human molecular genetics 
of I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, The Ministry of Health of the Russian Federation 
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: valzem@inbox.ru
Kekeeva Tat'yana Vladimirovna, MD, research scientist of the laboratory of human molecular genetics of I.M. Sechenov First 
Moscow State Medical University, The Ministry of Health of the Russian Federation 
Address: Trubetskaya St., 8, build. 2, Moscow, 119991, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: kekeeva@mail.ru
Mikhailenko Dmitrii Sergeevich, MD, senior scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution 
«Scientific Research Center of Medical Genetics» of the RAMS
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: dimserg@mail.ru
Tanas Aleksandr Sergeevich, MD, research scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution 
«Scientific Research Center of Medical Genetics» of RAMS
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: tanas80@gmail.com
Rudenko Viktoriya Vladimirovna, PhD in biological sciences, research scientist of the epigenetics laboratory of the Federal 
State Budgetary Institution «Scientific Research Center of Medical Genetics» of the RAMS
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: shkarupo@mail.ru
Babayan Anna Yur'evna, research scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution «Scientific 
Research Center of Medical Genetics» of the RAMS
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: babayan-a@inbox.ru
Alekseeva Ekaterina Aleksandrovna, research scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution 
«Scientific Research Center of Medical Genetics» of the RAMS
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: katrina_5@inbox.ru
Simonova Ol'ga Anatol'evna, research scientist of the epigenetics laboratory of the Federal State Budgetary Institution 
«Scientific Research Center of Medical Genetics» of the RAMS
Address: Moskvorechye St., 1, Moscow, 115478, tel.: (495) 622-96-35, e-mail: simonova_o.a@mail.ru

icheskaya metodika opredeleniya geneticheskogo statusa 
O6-metilguanin-DNK-metiltransferazy u patsiyentov so zlokachestvennymi opukholyami golovnogo mozga dlya optimizatsii terapii temozolomidom. Novaya meditsinskaya DNKtekhnologiya. [Molecular Genetic Standard Technique for 
Determining the Genetic Status of O6-methylguanineDNA-methyl Transferees in Patients with Malignant Brain 
Tumors for the Temozolomide Therapy Optimization. 
New Medical DNA Technology. Federal Service permit 
No. 2009/316 dated September 04, 2009]. Мoscow, 2009.
23.  Strelnikov V.V., Pal›tseva E.М., Kuznetsova E.B., Smolin А.V., 
Zaletaev D.V. Molekulyarno-geneticheskaya metodika opredeleniya poteri geterozigotnosti khromosomnykh rayonov 
1p i 19q u patsiyentov s anaplasticheskoy oligodendroglio
moy. Novaya meditsinskaya DNK-tekhnologiya. [Molecular 
Genetic Standard Technique for Determining the Loss of 
Heterozygosity in the 1p and 19q Chromosomal Regions in 
Patients with Anaplastic Oligodendroglioma. New Medical 
DNA Technology. Federal Service permit No. 2009/332 
dated October 5, 2009]. Мoscow, 2009.
24.  Babenko O.V., Saakyan S.V., Brovkina А.F., Kozlova V.М., 
Nemtsova М.V., Zaletaev D.V. Molekulyarnaya meditsina – 
Molecular medicine. 2003; 2: 48–54.
25.  Zaletaev D.V., Brovkina А.F., Babenko O.V., Saakyan S.V., 
Nemtsova М.V. Provedeniye molekulyarnoy diagnostiki priretinoblastome. [Molecular diagnostication for retinoblastoma. Guide for physicians]. Мoscow, Ministry of Health 
of the Russian Federation, 2003.

V.I. Konenkov1, V.F. Prokof’ev1, A.V. Shevchenko1, A.M. Chernjavskij2, A.M. Karas’kov2

1Scientific Research Institute of Clinical And Experimental Limfology RAMS, Novosibirsk, Russian Federation
2 Scientific Research Institute of a Pathology of Blood Circulation named after E.N. Meshalkin of the Health Ministries 
of Russian Federation, Novosibirsk, Russian Federation

Age and Sexual Changes Structure of Genes 
Cytokines Networks in Russian Population

Objective: to study frequencies of occurrence of the combined genetic attributes including different variants of cytokines genotypes (TNFA, IL1B, IL4, 
IL6, IL10, VEGF), in different on sexual and age groups in population of Siberia Caucasoid. Material and methods. Frequencies of distribution 
of variants of structure genes cytokines networks among 500 representatives OF Siberia Caucasian population, men and women of two age groups - 
more younger than 35 years («young») and 55 and more years («elderly») are investigated. In structure of investigated genes cytokines net has come 
10 variants of polymorphic sites of cytokines genes and vascular endothelial growth factor gene: TNFА-863 C→A, TNFА-308 G→A, TNFА-238 
G→A, IL1B-31 С→T, IL4-590 С→T, IL6-174 G→C, IL10-1082 G→A, IL10-592 А→С, VEGF-2578 C→A and VEGF+936 С→T. Genotyping 
are carried out by restriction fragment length polymorphism method. Processing of results carried out on the basis of the original methodological 
approach including the complex connected computer analysis of genic circuits of various dimension. Results and conclusions. It is shown, that the 
significant part of variants genes cytokines networks, which widely distributed among young people is completely absent in the «elderly» age group. 
Such variants disappearing with age separately for men and women are established. At the program mathematical analysis it is established, that 
parameters of the odds ratio achieve two-place sizes (OR=27, p=0,0004), that testifies to high specificity of complex genetic attributes. Presence in 
genome such variants of genes cytokines networks , found out in the childhood or young age, as supposed, is unfavorable personalized prognostic 
factors of life span of the individual.
Key words: structure of genes cytokines networks, sexual and age distinctions, Russian population.
(Vestnik Rossiiskoi Akademii Meditsinskikh Nauk – Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2013; 9: 15–21)

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕНЕТИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЫ

В.И. Коненков1, В.Ф. Прокофьев1, А.В. Шевченко1, А.М. Чернявский2, А.М. Караськов2

1 НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН, Новосибирск, Российская Федерация
2 НИИ патологии кровообращения им. Е.Н. Мешалкина МЗ РФ, Новосибирск, Российская Федерация

Возрастная и половая динамика структуры 
цитокиновых генных сетей населения России

Цель исследования: изучить частоту встречаемости комбинированных генетических признаков, включающих различные варианты генотипов цитокинов (TNFA, IL1B, IL4, IL6, IL10, VEGF), в различных по полу и возрасту группах европеоидного населения Сибири. Материалы 
и методы. Исследована частота распределения вариантов структуры цитокиновой генной сети среди 500 представителей европеоидного 
населения Сибири, мужчин и женщин двух возрастных групп — младше 35 лет (молодые) и 55 и более лет (пожилые). В состав исследованной цитокиновой генной сети вошло 10 вариантов полиморфных участков генов цитокинов и факторов роста: TNFА-863 C→A, TNFА308 G→A, TNFА-238 G→A, IL1B-31 С→T, IL4-590 С→T, IL6-174 G→C, IL10-1082 G→A, IL10-592 А→С, VEGF-2578 C→A и VEGF+936 
С→T. Генотипирование осуществляли методом рестриктивного анализа продуктов амплификации. Обработку результатов проводили 
на основе оригинального методологического подхода, включающего комплексный сопряженный компьютерный анализ генных цепей различной размерности. Результаты и выводы. Показано, что значительная часть широко распространенных среди молодых людей вариантов 
цитокиновой генной сети полностью отсутствует в старшей возрастной группе. Установлены варианты таких исчезающих с возрастом 
вариантов отдельно для мужчин и женщин. При программном математическом анализе установлено, что показатели отношения шансов 
достигают двузначных величин (OR=27, p=0,0004), что свидетельствует о высокой специфичности комплексных генетических признаков. 
Предполагается, что наличие в геноме таких вариантов цитокиновой генной сети, обнаруживаемых в детстве или молодом возрасте, является неблагоприятным персонализированным прогностическим признаком продолжительности жизни индивида.
Ключевые слова: структура цитокиновой генной сети, половые и возрастные различия, население России.
(Вестник РАМН. 2013; 9: 15–21)

Введение

В последние годы с заметным постоянством наблюдается уменьшение численности населения Российской 
Федерации за счет высокой заболеваемости и смертности в сочетании с низкой рождаемостью. В течение года 
в стране умирают около 2 млн человек. Как следует из доклада министра здравоохранения и социального развития 

за 2010 г., в 85,5% случаев основной причиной смертности 
является развитие несовместимых с жизнью заболеваний. 
В период с 1990 по 2011 г. численность населения уменьшалась в среднем на 600–700 тыс. человек за год [1].
Среди причин повышенной смертности населения 
России можно указать низкий уровень социальной защиты значительной доли населения, длительный период переустройства экономического строя страны, недостаточ

ВЕСТНИК РАМН /2013/ № 9

ный уровень развития медицинской помощи, нездоровый 
образ жизни и ряд других причин. Однако очевидно, 
что приведенные цифры повышенной преждевременной 
смертности усреднены и не отражают избирательного 
характера повышенной смертности. Однотипное негативное воздействие комплекса неблагоприятных социально-экономических факторов разделяет население на 
группы с преимущественным развитием несовместимых 
с жизнью заболеваний и группы, длительно сохраняющие высокий уровень здоровья и характеризующиеся 
долголетием.
В качестве причин такого расслоения можно выделить 
здоровый образ жизни, доступность качественной медицинской помощи и высокий социально-экономический 
статус отдельных групп населения, однако эти причины 
не являются универсальными и не могут объяснить значительные отклонения от указанных зависимостей. Наше 
внимание в этом вопросе привлекли существенные различия в частоте выявления комбинаций генотипов полиморфных участков генов цитокинов и металлопротеаз, объединенных понятием «цитокиновые генные сети» 
(ЦГС). Эти комбинированные генетические признаки тесно 
ассоциированы с предрасположенностью и устойчивостью 
к развитию ряда заболеваний, включая болезни сердечнососудистой системы и новообразования, являющиеся основными причинами смертности населения России [2–7].
Среди многочисленных генов, продукты которых участвуют в поддержании устойчивого состояния здоровья, 
наиболее значимы гены цито-, хемокинов и ростовых 
факторов, продуцируемых и рецептируемых практически всеми клетками организма млекопитающих. Эти 
молекулярные структуры оказывают регуляторные воздействия на течение таких основных физиологических 
процессов, как воспаление, склеро-, ангио- и остеогенез, 
клеточная миграция, пролиферация, дифференцировка, 
ремоделирование тканей и т.п. Их деятельность определена понятием «цитокиновой сети», акцентирующим 
внимание на тесной взаимосвязи их координированной деятельности на организменном уровне. В столь 
же тесной координированной связи находятся и гены, 
кодирующие структуру этих белковых молекул, которые образуют свою «генную сеть» [8]. Важным моментом функционирования данной сети является наличие 
в этих генах большого числа полиморфных участков 
в регуляторных промоторных областях, различия в сайтах 
транскрипции которых существенным образом влияют 
на интенсивность синтеза мРНК и продукции белковых 
молекул этих регуляторных факторов. Таким образом, генетическая структура цитокиновой сети индивида предопределяет степень активности тех или иных цитокинов, 
активирующих или ингибирующих течение воспаления, 
ангио-, склерогенеза и т.п. Естественным образом высокая или низкая степень такой активности выражается 
в клинической картине течения болезни и ее исходе.
Цель исследования: изучить частоту встречаемости 
комбинированных генетических признаков, включающих различные варианты генотипов цитокинов (TNFA, 
IL1B, IL4, IL6, IL10, VEGF), в различных по полу и возрасту группах европеоидного населения Сибири.

Пациенты и методы

Участники исследования
В исследовании участвовала группа из 500 человек, 
длительное время проживающих на территории Сибирского федерального округа, европеоидной внешности, 

идентифицирующих себя, своих родителей и предков 
как русских, языком общения которых является русский. Среди обследованных лиц были 141 мужчина 
и 359 женщин в возрасте от 18 до 65 лет. В качестве объекта исследования определена группа лиц европеоидного 
происхождения, разделенная на подгруппы более молодого (менее 35 лет, n =100) и более старшего возраста 
(55 и более лет, n =107). В таблицах для краткости данные 
подгруппы обозначены как «молодые» и «пожилые», соответственно. Группа лиц среднего возраста (35–54 года, 
n =293) из сравнительного генетического анализа была 
исключена. Работа проведена с соблюдением принципов 
добровольности и конфиденциальности, получено разрешение локального Этического комитета.

Методы исследования
Генотипирование: исследовали однонуклеотидный 
полиморфизм (SNP) промоторного региона вариантов 
генов TNFА-863 C→A, TNFА-308 G→A, TNFА-238 G→A, 
IL1B-31 С→T, IL4-590 С→T, IL6-174 G→C, IL10-1082 
G→A, IL10-592 А→С, VEGF-2578 C→A и VEGF+936 С→T. 
Генотипирование осуществляли методом рестрикционного анализа продуктов амплификации (RFLP), как было 
описано авторами ранее [7, 9]. Анализ результатов генотипирования проводился на основе оригинального методологического подхода. Данный подход характеризуется 
рядом принципиальных моментов, а именно: 1) исследование генов-регуляторов активности течения основных 
физиологических процессов; 2) исследование структуры 
промоторных полиморфных участков генов, связанных 
с интенсивностью продукции регуляторных факторов; 
3) исследование не единичных генов, а максимально доступной генной сети у каждого индивида; 4) использование программного анализа всех возможных комбинаций 
генотипов генной сети.

Статистическая обработка данных
При статистическом анализе результатов использовали 
такие показатели, как частота встречаемости генов, генотипов и их комбинаций [10], отношение шансов (odds ratio, 
OR) с расчетом 95% доверительного интервала (95% 
Confidence Interval, 95% CI). Расчет величины OR проводили по методу Вульфа–Холдейна, который допускает рассчитывать ORs по таблице 2×2 для случаев, когда ячейка в таблице имеет значение «0» [11]. Распределение генотипов по 
исследованным полиморфным локусам проверяли на соответствие равновесию Харди–Вайнберга [10]. Достоверность 
различия частоты распределения изучаемых признаков 
в альтернативных группах определяли по критерию χ2 с поправкой Йетса на непрерывность и двустороннему варианту 
точного метода Фишера для четырехпольных таблиц [12]. 
Различия считали статистически значимыми при p <0,05.

Результаты

По результатам сравнительного программного анализа между группами молодых и пожилых жителей России 
установлены существенные различия в частоте распространения вариантов структуры ЦГС. При сопоставлении результатов исследования показано значительное 
снижение вплоть до полного исчезновения в группе пожилых лиц большого числа различных вариантов комбинированных генетических признаков. Так, при заданном 
фильтре уровня значимости различий между группами 
по применяемому двустороннему критерию точного метода Фишера p <0,05 и при достоверном показателе