Identification of the genetic cause of a hereditary disease is a necessary step in the differential diagnosis, because plays an important role in evaluation of genetic risk, and in some cases also helps to determine the method of treatment, for example, for some hereditary metabolic diseases. The subsequent choice of molecular genetic testing method can be very difficult due to the presence of a number of advantages and limitations for each of these approaches. Methods of molecular genetic testing in order to identify the genetic causes of a hereditary disease, first of all, differ in diagnostic efficiency, time and cost of the study. In addition, the characteristics of different methods can also vary significantly for different groups of genetic diseases. Using the wrong method can significantly increase the time and cost of diagnosis. Recently, several data indicate that one of the next generation sequencing (NGS) methods - exome sequencing - has high efficacy for identification of the genetic cause of certain groups of hereditary diseases. Exome sequencing provides information about changes in gene coding regions - exons. A trio exome sequencing in families further increases the effectiveness of such analysis. The article describes the examples of clinical and financial feasibility of exome sequencing to identify the genetic cause of a hereditary disease. Such cases include: rare genetic diseases, heterogeneous diseases in children 0-3 years old, recently established connection of a gene with a disease, testing after negative results of other studies, for prenatal diagnosis, for financial reasons.

Выявление генетической причины наследственного заболевания является необходимым этапом дифференциальной диагностики, играет важную роль при оценке генетического риска, а в ряде случаев также помогает определить метод и тактику лечения. Выбор метода молекулярно-генетического тестирования может представлять большую трудность в связи наличием целого ряда преимуществ и ограничений у каждого из подходов. Методы различаются по диагностической эффективности, времени и стоимости исследования, причем эти показатели могут значительно отличаться при диагностике разных групп генетических заболеваний. Использование неподходящего метода может существенно увеличить время и стоимость диагностики. В последнее время всё больше данных указывает на высокую эффективность одного из подходов секвенирования нового поколения (next generation sequencing, NGS) - экзомного секвенирования для выявления генетической причины некоторых групп наследственных заболеваний. Экзомное секвенирование позволяет получить информацию об изменениях в кодирующих белки областях генов - экзонах. Проведение трио экзомного секвенирования в семьях дополнительно увеличивает эффективность такого анализа. В статье приведено обоснование случаев клинической и финансовой целесообразности назначения экзомного секвенирования. К таким случаям относятся: редкие генетические заболевания, генетически гетерогенные заболевания у детей 0-3 лет, недавно установленная связь гена с заболеванием, тестирование после отрицательного результата других исследований, для пренатальной диагностики, по финансовым причинам. Identification of the genetic cause of a hereditary disease is a necessary step in the differential diagnosis, because plays an important role in evaluation of genetic risk, and in some cases also helps to determine the method of treatment, for example, for some hereditary metabolic diseases. The subsequent choice of molecular genetic testing method can be very difficult due to the presence of a number of advantages and limitations for each of these approaches. Methods of molecular genetic testing in order to identify the genetic causes of a hereditary disease, first of all, differ in diagnostic efficiency, time and cost of the study. In addition, the characteristics of different methods can also vary significantly for different groups of genetic diseases. Using the wrong method can significantly increase the time and cost of diagnosis. Recently, several data indicate that one of the next generation sequencing (NGS) methods - exome sequencing - has high efficacy for identification of the genetic cause of certain groups of hereditary diseases. Exome sequencing provides information about changes in gene coding regions - exons. A trio exome sequencing in families further increases the effectiveness of such analysis. The article describes the examples of clinical and financial feasibility of exome sequencing to identify the genetic cause of a hereditary disease. Such cases include: rare genetic diseases, heterogeneous diseases in children 0-3 years old, recently established connection of a gene with a disease, testing after negative results of other studies, for prenatal diagnosis, for financial reasons.

Врожденные стержневые миопатии — это клинически и генетически гетерогенная группа врожденных миопатий, общий гистопатологический признак которых — наличие участков с уменьшенной окислительной активностью при биопсии мышц. Взаимосвязь клинико-генетических, патогенетических и морфологических характеристик этой группы миопатий до конца не изучена. Целью исследования было проанализировать соответствие клинико- морфологических характеристик пациентов с врожденными миопатиями/миодистрофиями и результатов экзомного секвенирования, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS). В исследовании участвовали 8 детей (2 мальчика и 6 девочек 3–14 лет). Морфологический анализ проводили с помощью световой и электронной микроскопии. Молекулярно-генетический анализ проводили с помощью MPS на платформе HiSeq2500. Мутации были обнаружены в 87,5% случаев (у 7 из 8 обследованных): у 6 обследованных (8 мутаций) — в генах, ответственных за врожденные стержневые миопатии, и у одного пациента (2 мутации) — в гене LAMA2, ответственном за мерозин-негативную мышечную дистрофию. Доли пациентов с выявленными мутациями в гене RYR1 и мутациями в гене SEPN1 одинаковы и составили 42,86% среди пациентов с мутациями. Из 10 мутаций, выявленных у обследованных пациентов, 3 мутации описаны впервые: в гене RYR1 — c.7561G>A; в гене SEPN1 — c.485C>A; в гене LAMA2 — p.Cys1136Arg. Совокупность клинических и морфологических признаков, характерных для стержневых миопатий, не позволяет ограничить молекулярно-генетический поиск причины заболевания генами RYR1 и SEPN1, что приводит к необходимости исследовать другие гены, ответственные за развитие врожденных миопатий/миодистрофий, с использованием современных молекулярно-генетических методов.

The principle of multifactorial traits (MTs) inheritance relies on the presence of a large number of genetic markers, with each marker contributing to the probability of developing those traits. This work proposes an algorithm for the selection of DNA markers that could be used to develope a prognostic test system for the assessment of individual predisposition to MTs. The method is based on the selection of genetic markers that have demonstrated a statistically significant association with an MT under consideration and have been described as functionally significant polymorphisms affecting MT development. If the functional significance of a polymorphism has not been described so far, then to be reliably associated with an MT, this polymorphism is expected to achieve genome-wide significance in one of the studies and such significance must be confirmed in an independent sample. Papers that are used to assess the association of genetic markers with MTs are expected to meet the proposed criteria depending on the study type.

Prediction of mutation pathogenicity and its effect on the phenotype is an important task of modern bioinformatics. This task is particularly difficult in regard to single nucleotide polymorphisms, as their effect is very hard to predict. Information on pathogenic mutations is provided by curated databases such as Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) and The Human Gene Mutation Database (HGMD) which include data from experimental works. However, as different authors interpret the term “mutation pathogenicity” differently, it is necessary to double-check data before using them. We have assessed HGMD database quality using the most common bioinformatic tools, namely, snpEff, polyphen2 and SIFT. Our study relied on the characteristics specific for harmless mutations: high frequency in a population, weak effect on amino acid sequence of a protein, low pathogenicity as computed by the utilities used in the study. As a result, we have identified clearly harmless variants among those in the mutation database, as well as ambiguous ones in which a mutation type depends on characteristics and tools used for the analysis.