CC BY
38
УДК 616 - 007.18
ГЕПАТОЛЕНТИКУЛЯРНАЯ ДЕГЕНЕРАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ
А.В. Овчинников1, В.В. Шпрах2, А.А. Овчинникова3
1 Отделенческая клиническая больница на станции Владивосток ОАО «РЖД; Россия
2ГБОУДПО «Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования» МЗ РФ
3ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» МЗ РФ
Аннотация. Приведены результаты молекулярно-генетического обследования 57 больных с неврологическими формами ГЛД, проживающих в Приморском крае. Установлено, что частота носительства трех, наиболее часто встречаемых у больных ГЛД в Восточной Европе, мутаций гена АТР-7В ^1у1267Л^; His1069Gly; delC3402) достигает 64,9%. Нуклеотидные замены в 97,29% случаев оказываются гетерозиготными с максимумом регистрации мутации Gly1267Arg. Они преобладают (67,5%) у переселенцев из Украины, Белоруссии и западных регионов России, реже (в 33,3%) выявляются у пациентов, рожденных от смешанных браков с переселенцами из Кореи, Китая и стран Азии, и значительно реже (в 5,4% случаев) - у местного населения. Изолированных мутаций в экзоне His1069Gly не выявляется. Корреляции между тяжестью течения ГЛД и наличием гетерозиготного но-сительства перечисленных мутаций гена АТР-7В отсутствуют.
Ключевые слова: гепатолентикулярная дегенерация, диагностика, генетический полиморфизм
Гепатолентикулярная дегенерация (ГЛД) -болезнь Вильсона-Коновалова - тяжелое наследственное заболевание, в основе которого лежит нарушение метаболизма меди. Среди всех наследственных заболеваний оно занимает особое место, так как относится к тем немногим болезням, для которых разработана патогенетическая терапия, а своевременная диагностика способна перевести его в разряд курабельных заболеваний.
Аутосомно-рецессивный тип наследования ГЛД был установлен Л.О. Веагп (1953) задолго до открытия первичного молекулярно-генетиче-ского дефекта патологии на основании обнаружения низкого содержания церулоплазмина в плазме крови у представителей 30 семей, где были выявлены пациенты с ГЛД. Данное положение твердо утвердилось в медицинском сообществе и в течение многих лет не подвергалось сомнениям. Однако, за последние десятилетия-большинство из устоявшихся представлений о распространенности, клинических проявлениях
и критериях диагностики ГЛД значительно изменилось, а интерес к их изучению усилился. Это связано с открытием первичного молекулярного дефекта заболевания - гена АТР-7В, кодирующего трансмембранный белок (АТФ-азу-Р-типа), который осуществляет в организме транспорт меди. В 1985 г. он был картирован на длинном плече 13 хромосомы [1]. В 1993 г. - идентифицирован одновременно представителями трех разных исследовательских групп (из США, Канады и Японии) [2, 3, 4]. Появилась надежда получить основной критерий диагностики ГЛД в показателях генетического исследования. Однако за короткий период времени у больных ГЛД из большого числа популяций АТР-7В было выявлено более 600 различных мутаций и обнаружен необычайный полиморфизм в их сочетаниях [5]. Установлено, что-частота гетерозиготного носительства аномального гена составляет 1 к 90, ежегодная выявляемость ГЛД - 1 на 25 000 - 30 000. В
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
~ 31 ~
кровном родстве оказывается 54% больных, а частота семейных случаев достигает 47% [6, 7]. В Европейских популяциях наиболее частой мутацией аномального гена оказывается точ-ковая мутация С3207С>А в экзоне 14, приводящая к замене С на А в кодоне His1069Gly. Одни исследователи обнаруживают эту мутацию у 22% больных славян, другие - у 38% славян больных ГЛД, проживающих в Западной Европе [8]. В Российской выборке доля этой мутации у больных ГЛД достигает уровня 31% (у 60% в гомозиготном состоянии) [6]. В Башкортостане, наряду мутацией His1069Gly, обнаружены еще две мутации [9]. В Украине - только носительство мутации His1069Gly (в 50% случаев в гомозиготном состоянии) [7]. В азиатских популяциях (в странах Восточной Азии, в Китае и в Японии) - чаще мутация R778L; в Испании - M645R; в Колумбии - T1232P; в Греции - помимо His1069Gly, R969Q, 2530 del; L936X и I1148T; в Бразилии - С3402 del-c (в экзонах 8 и 15); в Северной Индии - Т33053, С2975А, 2977insA и 3031insA (в экзонах 18 и 13); в Восточной Индии - С813А; в Южной Индии - G3182A и С813А; в странах Европы - помимо His1069Gly, мутации 2299insC, G710S, 3400delC (в экзоне 15) и R969Q (в экзоне 13); в Австрии дополнительно мутации в экзоне 9 [10 - 15].
Естественно, такой широкий спектр повреждений в гене АТР7В и разнообразие их комбинаций находит отражение в полиморфизме клинических проявлений и тяжести течения ГЛД. Однако, пока убедительных данных о корреляциях «генотип-фенотип» получить не удается [16]. Одни исследователи указывают на тяжесть клинических симптомов заболевания у пациентов-гомозиот, другие, напротив, отмечают у них более легкое течение болезни при поздней манифестации ее неврологических проявлений. Имеется мнение о том, что разнообразие результатов отдельных исследований связано с генетическим и этническим полиморфизмом патологии. Поэтому особый интерес представляют исследования, посвященные изучению клинико-генетических сопоставлений ГЛД в различных странах и регионах. Уже получены данные о том, что в Китае в
случаях сочетаний неврологического дефекта с поражением печени при ГЛД преобладает мутация R778L; в Восточной Европе у таких больных - мутация His1069Gly на обеих мутантных хромосомах; в Северной Индии: у пациентов с развитием легких форм - мутация R969Q, с тяжелыми проявлениями заболевания - His1069Gly а при раннем начале развития болезни с печеночными проявлениями
- Arg778Leu [17, 18, 19]. Вместе с тем, у большинства больных вообще не удается установить какой-либо связи между тяжестью клинических проявлений заболевания и характером мутаций гена АТР-7В, а у 50% пациентов с неврологическими проявлениями ГЛД отсутствуют указания в анамнезе на желтуху и нарушение функции печени [10]. Кроме того, в Индии у большинства пациентов вообще отсутствуют такие мутации, как у пациентов в Европе, но выявляются 11, не описанных ранее [10 - 12].
Исследований, посвященных изучению сопоставлений особенностей клиники ГЛД с характером молекулярно-генетического дефекта в различных регионах нашей страны, еще недостаточно.
Целью настоящего исследования явилось изучение результатов молекулярно-генетиче-ского исследования у больных с неврологическими формами ГЛД, проживающих в одном из ведущих регионов Дальнего Востока - в Приморском крае.
Материалы и методы исследования. Объектом исследования стали результаты моле-кулярно-генетического обследования 57 больных с неврологическими формами ГЛД (32-х пациентов с аритмогиперкинетической, 17 - с экс-трапирамидно-корковой, 4 - с дрожательной и 4
- с дрожательно-ригидной формами ГЛД). Исследование было направлено на выявление носи-тельства трех мутаций в гене АТР- 7В (Gly1267Arg; His1069G; delC3402), часто выявляемых у пациентов с ГЛД в Восточной Европе.
Результаты. Проведенные исследования позволили определить носительство мутаций гена АТР- 7В у 37 пациентов (в 64,9% случаев). Их распределение по полу и возрасту представлено в таблице 1, по этнической принадлежности
- в таблице 2.
Таблица 1.
Частота носительства мутаций Gly1267Arg; His1069Gly; delC3402 в гене АТР-7В у больных с
разными неврологическими формами ГЛД
ГРУп па Форма ГЛД (кол-во исследований) Гомозиготное Носитель-ство абс. ч., % Гетерозиготное носительство мутаций Отсутствие но-сительст-ва абс. ч., % Всего Под-тверж-де- ний абс. ч., %
1 абс. ч., % 2 абс. ч., % 3 абс. ч., %
I Аритмогиперкинетичес-кая, n = 32 11 (34,3) 11 (34,3) 9 (28,1) 4 (12,5) 7 (21,8) 25 (78,1)
II Экстрапирамидно-корковая, n = 17 4 (23,5) 3 (17,6) 2 (11,7) 8 (47,05) 9 (52,9)
III Дрожательная, n = 4 4 (100) 0
IV Дрожательно- ригидная, n = 4 1 (25) 1 (25) 1 (25) 1 (25) 3 (75)
Всего, n = 57 абс. ч., % 1 (1,75) 16 (28) 13 (22,8) 7 (12,2) 20 (35) 37 (64,9)
Таблица 2
Этнический состав носителей мутаций в гену АТР-7В
Этническая принадлежность Группа Всего абс. ч., %
I n = 32 II n = 17 IV n = 4
абс. ч., % абс. ч., % абс. ч., %
Переселенцы из Запад- 7 (18,9) 3 (8,1) 1 (2,7) 11 (29,7)
ных регионов России
Переселенцы из Укра- 10 (27) 2 (2,7) 2 (2,7) 14 (37,8)
ины и Белоруссии
Коренные жители ДВ 8 (21,6) 4 (10,8) 12 (32,4)
и переселенцы из стран Азии
Всего, п = 37 25 (67,5) 9 (24,3) 3 (8,1) 37 (100)
Только в одном случае (в 2,7%) у пациентки с аритмогиперкинетической формой ГЛД мутация Gly1267Arg была обнаружена в гомозиготном состоянии. У стальных 36 больных (в 97,29% наблюдений) - в гетерозиготном. При этом, ведущей (в 100% наблюдений) оказалась мутация Gly1267Arg. В 16 случаях (в 43,24%) была выявлена изолированная гетерозиготная мутация, в 20 других - в сочетании с иными (в 35,13% случаев - с гетерозиготным носитель-ством DelC3402; в 18,91% - не только с гетерозиготным носительством Del C3402, но и с His1069). Изолированного носительства мутации His1069 Gly не удалось обнаружить.
Зависимости частоты формирования той или иной формы ГЛД от обнаружения носительства какой-либо из трех исследуемых мутаций гена АТР7В выявить не удалось. При аритмогиперки-нетической форме частота выявления мутаций достигла 78,12%, при экстрапирамидно-корко-вой - 50%, при дрожательно-ригидной - 75%. При дрожательной форме ГЛД не удалось обнаружить носительства исследуемых мутаций гена АТР-7В.
При аритмогиперкинетической форме гетерозиготное носительство двух мажорных мутаций обнаружено в 36% наблюдений, трех - в 16%; одной - в 44%. При экстрапирамидно-кор-ковой форме гетерозиготное носительство двух
мутаций установлено в 33,3% случаев; трех - в 22,2%, одной - в 44,4%. При дрожательно-ригид-ной форме гетерозиготное носительство исследуемых мутаций было выявлено в 66,6% наблюдений: одной, двух и трех в равном количестве.
Среди больных с наличием в гене АТР-7В но-сительства этих мутаций преобладали (67,5%) пациенты русского происхождения, которые считали себя коренными «Приморцами» (давно приехавшие в Приморье или родившиеся от потомков, переселившихся из Украины, Белоруссии и Западных регионов нашей страны в течение последнего столетия). Переселенцев из стран Азии, Кореи, Японии оказалось меньше (33,3%). Совсем незначительное количество (5,4%) составили аборигены (таблица 2).
Таким образом, в Приморском крае - регионе, где основной контингент населения формируется не путем прибыли/убыли, а вследствие миграционных процессов, ДНК-анализ у больных ГЛД позволяет определить носительство мутаций гена АТР-7В, характерных для представителей Восточной Европы, в 64,9% случаев. В числе носителей этих мутаций преобладают (в 67,5% случаев) пациенты славянского происхождения. У больных, родившихся от смешанных браков с представителями Китая, Японии, Кореи, и стран Азии, такие мутации выявляются реже (в 33% случаев) и значительно реже (в 5,4% наблюдений) - у коренных жителей.
Такие показатели уступают данным А.Р. Магжановой (2007), выявившей искомые три мутации у больных ГЛД в Башкортостане в 87,2% наблюдений [9]. Причем, если у больных ГЛД, обследованных в Башкортостане, преобладало носительство мутации His1069Gly (частота ее обнаружения у пациентов русского происхождения достигла 55,5%, а татарского - 44,4%), то исследования, проведенные нами в Приморском крае, свидетельствуют о преобладании мутаций Gly1267Arg. Носительство His1069Gly выявлено лишь в 18,1% наблюдений и только в гетерозиготном состоянии. Эти результаты не совпадают и с данными И.К. Волошина - Гапонова (2014), выявившего у больных ГЛД, проживающих в Украине, только мутацию His1069Gly преимущественно (в 50% наблюдений) в гомозиготном состоянии [7]. Очевидно, такие несовпадения отражают территориальные и этнические особен-
ности генетической основы ГЛД у жителей разных стран и регионов, они обусловлены их особым географическим расположением и должны находить отражение и в клинических проявлениях заболевания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Assignment of the gene for Wilson disease to chromosome 13: lincade to the esterase D-locus/ М. Fryd-man, В. Bonne-Tamir, L. Farrer // Proc Nat. Acad. Sci USA. 1985. -V. 82. -P. 1819-1821.
2. Bull P.C., Thomas G.R., Rommens J.M. The Wilson disease gene is a putative copper transporting P-type ATPase similar to the Menkes gene. // Nat. Genet. -1993. - V. 5. -P. 327-337.
3. Tanzi R.E., Petrukhin K., Chernov I. The Wilson disease gene is a copper transporting ATPase with homology to the Menkes disease gere. // Nat Genet. - 1993. -V.5. -P. 344-350
4. Yamaguchi Y., Heiny M.E., Gitlin J.D. Isolation and characterization of a human liver c DNA as a candidate gene for Wilson disease. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993. -V. 197. -P. 271 - 277.
5. Moller L.B., Horn N., Joppesen T.D., Vissing J., Wibrand F., Jennum Р., Ott Р. Clinical presentation and mutations in Danish patients with Wilson Disease // European Journal Human Genetics.2011;(19): 935941. http://dx.doi.org/10.1038/ej hg.2011.80
6. Иллариошкин С.Н., Иванова-Смоленская И.А., Маркова Е.Д. ДНК-диагностика и медико-генетическое консультирование в неврологии. //М: Мед. информ. агентство. 2002: 591.
7. Волошин-Гапонов И.К. Молекулярно-гене-тические аспекты болезни Вильсона-Коновалова. // Украинский вестник психоневрологии. 2014. -Т.22. -В.1 (78) -. -С. 23- 27..
8. Thomas G.R., Forber J.R., Roberts E.A. The Wilson disease gene spectrum of mutations and their consequences // Nat. Genet. -1995. -V.9. -P.210-217.
9. Магжанова А.Р. Гено - фенотипические корреляции при болезни Вильсона в республике Башкортостан.// Дис. Канд. мед наук Уфа. 2007
10. R778L, H1069Q, and I1102T mutation stude in neurologic Wilson disease / J. Kalita, B. I. Somarajan, U.K. Misra, и.В. Mittal. //J. Neurology India. - 2010. -. V. 58. - issue 4. -P.627-630. Doi: 10.4103/00283886.68678.
11. Analysis of most common mutations R778G, R778L, I1102T and H1069Q in Indian Wilson disease patients. Correlation between genotype/phenotype/172. ^pper ATP-ase activity / S. Kumar, B.R. Thapa, G. Kaur, R. Prasad // Mol Cell Biochem 2007; 294: 1-10.
12. Taly A.B., Prashanth L.K., Sinha S. Wilson,s Disease: An Indian perspective // Neurology India 2009 .-V.57. - P.528-540. Doi: 10. 4103/0028-3886.57789.
13. Wilson disease: Novel mutations in the ATP-7B gene and clinical correlation in Brazilian patients / M.M. Deguti, J. Gensehel, E.L Caneado, E.R. Barbosa, B. Bochow, M. Musenie et al. // Hum Mutat. - 2004. -V. 23. P. 398 - 403
14. Velez-Pardo C., Rio M.J., Moreno S., Ramirez-Gomtz L., Correa G., Lopera F. New mutation (T1232P) of the ATP-7B gene associated with neurologic and neuropsychiatry dominance onset of Wilson's disease in three unrelated Colombian kinder. // Neurosci Lett -2004. -V. 367. - P. 360-364.
15. Identification of a novel Wilson disease gene mutation fragment in Upper Austria: a genetic and clinical study / H. Hjfer, C. Wilhein-Polli, P. Knoflack, W. Vogel et al. // Hum Genetics. -2012. -V. 57 (9) -P. 564 - 567. doi 10. 1038. Jhg 2012. 65.
16. Ferenci P. Phenotype - genotype correlations in patients with Wilson,s disease // Division of Gastroenterology and Hepatology Viena Austria 2014. May 1315. -P. 1- 5. doi 10. 1111
17. Mutation analysis of Taiwanese Wilson disease patients / L. Wan, Tsai-CH, Y. Tsai et al. // Biochemical and biophysical search communications - 2006. -V.345. - №2. -H. 734 - 738.
18. Molecular pathogenesis of Wilson disease: Hap-lotype analysis detection of prevalent mutation and genotype phenotype correlation in Indian patients / A. Gupta, D. Aikath, R. Neogi, S. Dutta, K. Basu, B. Maity // Hum Genet. - 2005. -V. 118. -P. 49 - 57.
19. Mutation analysis and the correlation between genotype and phenotype of Arg778Leu mutation in Chinese patients with Wilson disease / Z.Y. Wu, N. Wang, T.M. Lin, L. Fang, S.X. Murong, L. Yu // Arch Neurol. -2001. -V. 58. -P. 971 - 976.
HEPATOLENTICULAR DEGENERATION: GENETIC POLYMORPHISM
OvchinnikovA.V., 2Shprakh V.V., 3OvchinnikovaA^
1 Departmental Clinical Hospital at Vladivostok station joint stock company «Russian rail ways», 2Irkutsk State Medical Academy of Continuing Education, Russia; 3Pacific State Medical University, Russia.
Annotation: There are results of genetic tests of 57 sick people with neurological form of hepatolenticular degeneration, who lives in Primorsky Krai. It is established, that the frequency of carrier the most common among affected hepatolenticular degeneration in East Europe three mutation of gene ATP7B (Gly1267Arg; His1069 Gly; delC3402) achieves 64,9%. The nucleotide changes are heterozygotic with maximum mutation of Gly1267Arg in 97,29% of occasions. They predominate (67,5%) immigrants from Ukraine, Byelorussia and west Russian regions, patients, born in an international families with immigrates from China, Korea and other Asia countries, have them more rarely (33,3%), and the native population has the mutated gene much rarely (5,4%). There are no isolated mutations in exon His1069Gly. There is no correlation between the disease severity and having heterozygotic carrier state these mutations. It is established, that the frequency of carrier the most common among affected hepatolenticular degeneration in East Europe three mutation of gene ATP7B (Gly1267Arg; His1069Gly; delC3402) achieves 64,9%. The nucleotide changes are heterozygotic with maximum mutation of Gly1267Arg in 97,29% of occasions. They predominate (67,5%) immigrants from Ukraine, Byelorussia and west Russian regions, patients, born in an international families with immigrates from China, Korea and other Asia countries, have them more rarely (33,3%), and the native population has the mutated gene much rarely (5,4%). There are no isolated mutations in exon His 1069Gly. There is no correlation between the disease severity and having hetero-zygotic carrier state these mutations.
Key words: hepatolenticular degeneration, genetic polymorphism.
REFERENCES
1. Assignment of the gene for Wilson disease to chromosome 13: lincade to the esterase D-locus/ M. Fryd-man, B. Bonne-Tamir, L. Farrer // Proc Nat. Acad. Sci USA. 1985. -V. 82. -P. 1819-1821.
2. Bull P.C., Thomas G.R., Rommens J.M. The Wilson disease gene is a putative copper transporting P-type ATPase similar to the Menkes gene. //Nat. Genet. -1993. - V. 5. -P. 327-337.
3. Tanzi R.E., Petrukhin K., Chernov I. The Wilson disease gene is a copper transporting ATPase with homology to the Menkes disease gene // Nat Genet. - 1993. -V.5. -P. 344-350
4. Yamaguchi Y., Heiny M.E., Gitlin J.D. Isolation and characterization of a human liver DNA as a candidate gene for Wilson disease // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993. -V. 197. -P. 271 - 277.
5. Moller L.B., Horn N., Joppesen T.D., Vissing J., Wibrand F., Jennum P., Ott P. Clinical presentation and
mutations in Danish patients with Wilson Disease. //European Journal Human Genetics.2011;(19): 935 -941.http://dx.doi.org/10.1038/ejhg.2011.80
6. Illarioshkin S.N., Ivanova-Smolenskaya I.A., Markova E.D. DNK-diagnostika i mediko-geneticheskoe konsul'tirovanie v nevrologii. //M: Med. inform. agentstvo. 2002: 591.
7. Voloshin-Gaponov I.K. Molekulyarno-geneticheskie aspekty bolezni Vil'sona-Konovalova// Ukrainskiy vestnik psikhonevrologii. 2014. -T.22. - V.1 (78) -. -S. 23- 27..
8. Thomas G.R., Forber J.R., Roberts E.A. The Wilson disease gene spectrum of mutations and their consequences // Nat. Genet. -1995. -V.9. -P.210-217.
9. Magzhanova A.R. Geno - fenotipicheskie korrelyatsii pri bolezni Vil'sona v respublike Bashkortostan.// Dis. Kand. Med. nauk Ufa. 2007
10. R778L, H1069Q, and I1102T mutation study in neurologic Wilson disease / J. Kalita, B.I. Somarajan, U.K. Misra, U.B. Mittal. / /J. Neurology India. - 2010. -. V. 58. - issue 4. - P.627-630. Doi: 10.4103/00283886.68678.
11. Analysis of most common mutations R778G, R778L, I1102T and H1069Q in Indian Wilson disease patients. Correlation between genotype/phenotype/172. Copper ATPase activity / S. Kumar, B.R. Thapa, G. Kaur, R. Prasad // Mol Cell Biochem 2007; 294: 1-10.
12. Taly A.B., Prashanth L.K., Sinha S. Wilson,s Disease: An Indian perspective // Neurology India 2009.-V.57. - P.528-540. Doi: 10. 4103/0028-3886.57789.
13. Wilson disease: Novel mutations in the ATP-7B gene and clinical correlation in Brazilian patients / M.M. Deguti, J. Gensehel, E.L Caneado, E.R. Barbosa, B. Bochow, M. Musenie et al.// Hum Mutat. - 2004. -V. 23. P.398 - 403
14. Velez-Pardo C., Rio M.J., Moreno S., Ramirez-Gomtz L., Correa G., Lopera F. New mutation (T1232P) of the ATP-7B gene associated with neurologic and neu-ropsychiatric dominance onset of Wilson's disease in three unrelated Colombian kinder. //Neurosci Lett - 2004. -V. 367. - P. 360-364.
15. Identification of a novel Wilson disease gene mutation fragment in Upper Austria: a genetic and clinical study / H. Hjfer, C. Wilhein-Polli, P. Knoflack, W. Vogel et al. // Hum Genetics. -2012. -V. 57 (9) -P. 564 - 567. doi 10. 1038. Jhg 2012. 65.
16. Ferenci P. Phenotype - genotype correlations in patients with Wilson,s disease // Division of Gastroenterology and Hepatology Viena Austria 2014. May 1315. -P. 1- 5. doi 10. 1111
17. Mutation analysis of Taiwanese Wilson disease patients / L. Wan, Tsai-CH, Y. Tsai et al. // Biochemical and biophysical search communications - 2006. -V.345. - №2. -H. 734 - 738.
18. Molecular pathogenesis of Wilson disease: Hap-lotype analysis detection of prevalent mutation and genotype phenotype correlation in Indian patients / A. Gupta, D. Aikath, R. Neogi, S. Dutta, K. Basu, B. Maity // Hum Genet. - 2005. -V. 118. -P. 49 - 57.
19. Mutation analysis and the correlation between genotype and phenotype of Arg778Leu mutation in Chinese patients with Wilson disease / Z.Y. Wu, N. Wang, T.M. Lin, L. Fang, S.X. Murong, L. Yu // Arch Neurol. -2001. -V. 58. -P. 971 - 976.
