ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОТИПОВ ПАЦИЕНТОВ С БОЛЕЗНЬЮ ГОШЕ I ТИПА В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

Редкие заболевания

© Коллектив авторов, 2013

Характеристика генотипов пациентов с болезнью Гоше I типа в Российской Федерации

К.А. ЛУКИНА, И.С. ФЕВРАЛЕВА, Е.П. СЫСОЕВА, В.Е. МАМОНОВ, А.Б. СУДАРИКОВ, Е.А. ЛУКИНА

Гематологический научный центр Минздрава России, Москва

Characterization of the genotypes of patients with Gaucher disease type 1 in the Russian Federation

K.A. LUKINA, I.S. FEVRALEVA, E.P. SYSOEVA, V.E. MAMONOV, A.B. SUDARIKOV, E.A. LUKINA Hematology Research Center, Ministry of Health of Russia, Moscow

Резюме

Цель исследования. Характеристика генотипа и генофенотипических корреляций у пациентов с болезнью Гоше (БГ) в Российской Федерации.

Материалы и методы. Обследовали 100 взрослых пациентов с БГ I типа. Клиническая характеристика больных включала оценку тяжести поражения костно-суставной системы на основании данных инструментальных исследований. Методом аллель-специфической полимеразной цепной реакции в реальном времени провели скрининговое исследование для выявления 4 наиболее частых мутаций гена кислой в-глюкозидазы — GBA (N370S, 84GG, L444P, IVS2+1). Результаты. Выявлено, что у российских больных БГ наиболее часто встречаются мутация N370S и генотип N370S/?, где второй аллель представлен мутацией, не входящей в число 4 наиболее частых мутаций гена GBA. Анализ клинических проявлений заболевания не выявил связи между изученным генотипом и тяжестью поражения костно-суставной системы, а также подтвердил неблагоприятную роль спленэктомии (СЭ) в развитии тяжелого поражения костей. Заключение. Больным с неясной цитопенией и спленомегалией СЭ следует проводить после исключения диагноза БГ. Пациенты с БГ, подвергшиеся СЭ, нуждаются в неотложном назначении заместительной ферментной терапии для предотвращения тяжелого поражения костно-суставной системы и развития необратимых ортопедических дефектов

Ключевые слова: болезнь Гоше, мутации гена глюкоцереброзидазы, поражение костно-суставной системы, генофеноти-пические корреляции.

Aim. To characterize the genotype and genotype-phenotype correlations in patients with Gaucher disease (GD) in the Russian Federation.

Materials and methods. One hundred adult patients with GD type 1 were examined. Their clinical study encompassed the evaluation of the severity of osteoarticular lesions from instrumental findings. An allele-specific real-time polymerase chain reaction assay was used to screen four most common acid в-glucoside gene (GBA) mutations (N370S, 84GG, L444P, IVS2+1). Results. The N370S mutation and the N370S/? genotype where the second allele was presented with the mutation outside the 4 most common GBA gene mutations were found in the Russian patients with GD. Analysis of the clinical manifestations of the disease revealed no association between the genotype under examination and the severity of osteoarticular lesions and supported the unfavorable role of splenectomy (SE) in the development of severe bony disease.

Conclusion. SE should be carried out in patients with unclear cytopenia and splenomegaly after the diagnosis of GD is excluded. The GD patients undergoing SE should receive emergency enzyme replacement therapy to prevent severe osteoarticular lesions and an irreversible orthopedic defect.

Key words: Gaucher disease, glucocerebrosidase gene mutation, osteoarticular lesions, genotype-phenotype correlations.

БГ — болезнь Гоше

ген ОБА — ген глюкоцереброзидазы

ГЦБ — глюкоцереброзидаза

ЗФТ — заместительная ферментная терапия

МРТ — магнитно-резонансная томография

СЭ — спленэктомия

ЦНС — центральная нервная система

Болезнь Гоше (БГ) относится к группе лизосомных болезней накопления, характеризующихся патологическим отложением в органах и тканях промежуточных продуктов нормального метаболизма вследствие недостаточной активности лизосомных ферментов. При БГ нарушено ферментативное расщепление гликосфинголипидов в результате наследственного дефицита активности кислой в-глюкозидазы (глюкоцереброзидаза — ГЦБ) [1]. В редких случаях причиной БГ является наследственный дефицит белка — активатора ГЦБ сапозина С [2].

БГ — наиболее частая лизосомная болезнь накопления, встречается с частотой от 1:40 000 до 1:60 000 у представителей всех этнических групп; в популяции евреев ашкенази распространенность заболевания достигает 1:450—1:1000. Болезнь наследуется по аутосомно-рецес-сивному типу. Ген, кодирующий ГЦБ (ген ОБА), локализуется в регионе д21 на 1-й хромосоме. Наличие 2 мутант-ных аллелей гена ОБА (гомозиготное наследование) ассоциируется со снижением (или отсутствием) каталитической активности ГЦБ, что приводит к накоплению в лизо-

сомах макрофагов неутилизированных липидов и образованию характерных клеток накопления (клеток Гоше) — перегруженных липидами макрофагов [1].

Накопление нерасщепленных продуктов метаболизма в цитоплазме макрофагов сопровождается продукцией этими клетками провоспалительных цитокинов, ауто-кринной стимуляцией моноцитопоэза и увеличением абсолютного количества макрофагов в местах их «физиологического дома» (селезенка, печень, костный мозг, легкие), что проявляется увеличением размеров селезенки и печени, инфильтрацией макрофагами костного мозга, легких и других органов [3, 4].

Основными клиническими проявлениями БГ служат спленомегалия, гепатомегалия, цитопения и поражение костей. В редких случаях у детей наблюдаются симптомы поражения центральной нервной системы (ЦНС), что сопряжено с крайне неблагоприятным прогнозом [1]. В соответствии с наличием или отсутствием неврологических проявлений выделяют 3 типа заболевания: I — наиболее частый клинический вариант, без неврологических проявлений; II (острый нейронопатический) — встречается у детей раннего возраста, характеризуется тяжелым поражением ЦНС, приводящим к летальному исходу в возрасте младше 2 лет; III (хронический нейронопатический) — симптомы поражения ЦНС могут проявляться как в раннем, так и в подростковом возрасте.

Поражение костно-суставной системы при БГ отличается выраженной гетерогенностью и варьирует от бессимптомной остеопении и колбообразной деформации дистальных отделов бедренных костей (колбы Эрленмей-ера) до тяжелейшего остеопороза и ишемических (асептических) остеонекрозов с развитием вторичных остеоар-трозов и, как следствие, необратимых ортопедических дефектов. Именно поражение костно-суставной системы определяет тяжесть течения БГ и качество жизни пациентов. Причины столь ярко выраженной гетерогенности поражения костно-суставной системы не установлены.

Стандартом современной диагностики БГ является биохимическое определение активности ГЦБ в лейкоцитах крови (ферментная диагностика). Диагноз подтверждают при снижении активности фермента менее 30% от нормального значения. Степень снижения активности фермента не коррелирует с тяжестью течения заболевания [1].

Молекулярный анализ для выявления мутаций гена GBA позволяет верифицировать диагноз БГ, однако в настоящее время не является обязательным и используется для дифференциальной диагностики сложных клинических случаев или научного анализа [4].

Лечение пациентов с БГ заключается в назначении пожизненной заместительной ферментной терапии (ЗФТ) рекомбинантной глюкозидазой, дозы которой ва-

Сведения об авторах:

Февралева Ирина Серафимовна — с.н.с., лаб. молекулярной гематологии

Сысоева Елена Павловна — с.н.с., научно-клиническое отд-ние орфанных заболеваний

Мамонов Василий Евгеньевич — зав. отд-нием гематологической ортопедии

Судариков Андрей Борисович — зав. лаб. молекулярной гематологии Лукина Елена Алексеевна — зав. научно-клиническим отд-нием орфанных заболеваний

Таблица 1. Клиническая характеристика пациентов с БГ, не перенесших (неСЭ) и перенесших СЭ

Параметр

Число больных, %

неСЭ

СЭ

Гепатомегалия 73 84

Спленомегалия 100 —

Анемия 65 38

Тромбоцитопения 94 8

Поражение костей: 100 100

сверхтяжелое 1,6 5,4

тяжелое 12,7 46

умеренное 73 43

легкое 12,7 5,4

рьируют в зависимости от тяжести клинических проявлений и стадии лечения. Своевременное назначение ЗФТ позволяет остановить прогрессирование болезни и предотвратить необратимое поражение жизненно важных органов. Показания к назначению ЗФТ базируются исключительно на предшествующем эмпирическом опыте и включают детский возраст, выраженную органомегалию, глубокую цитопению, тяжелое поражение костей. Разработка ранних критериев неблагоприятного течения БГ остается актуальной клинической задачей.

Целью настоящего исследования явилась характеристика генотипов и генофенотипических корреляций у пациентов с БГ I типа в Российской Федерации.

Материалы и методы

Обследовали 100 взрослых пациентов с БГ I типа. Пациенты находились на обследовании и лечении в научно-клиническом отделении орфанных заболеваний Гематологического научного центр МЗ РФ в период с 2001 по 2012 г. Группу наблюдения составили 41 мужчина и 59 женщин в возрасте от 18 до 80 лет (средний возраст 31 год).

Диагноз БГ был установлен на основании характерной клинической и морфологической картины заболевания и во всех случаях подтвержден ферментной диагностикой — определением активности кислой |3-глюкозидазы в лейкоцитах периферической крови. Ферментная диагностика осуществлялась в лаборатории наследственных болезней обмена веществ Медико-генетического научного центра РАМН (зав. — к.м.н. Е.Ю. Захарова).

У 37 (37%) больных за 1—30 лет до поступления под наше наблюдение проведена диагностическая спленэктомия (СЭ). Клиническая и лабораторная картина БГ существенно отличается у больных, перенесших и не переносивших СЭ (табл. 1).

Тяжесть поражения костно-суставной системы оценивали по клиническим данным (наличие переломов, артрозов, других ортопедических дефектов) и результатам инструментальных исследований: рентгенографии и магнитно-резонансной томографии (МРТ) бедренных костей с захватом тазобедренных и коленных суставов. При необходимости проводили рентгенографию и МРТ других костей, а также денситометрию (двойную энергетическую рентгеновскую абсорбциометрию). На основании результатов инструментальных исследований определяли степень инфильтрации костей, а также наличие остеонекрозов, асептических некрозов головки или шейки бедренных костей, патологических переломов, вторичных остеоартрозов. На основании со-

Контактная информация:

Лукина Кира Анатольевна — врач-гематолог, научно-клиническое отд-ние орфанных заболеваний; тел.: +7(905)741-9139; e-mail: [email protected]

К.А. Лукина и соавт.

Таблица 2. Характеристика генотипов БГ у российских пациентов по сравнению с данными Международного регистра БГ

„ Число больных, %

российские пациенты (п=100) пациенты Международного регистра (п=3653)

N370S/N370S 21 31

N370S/L444P 18 16

N370S/IVS2+1 2 2

N370S/?* 52 25

L444P/?* 2 6

L444P/84GG 1 <1

Другие генотипы 4 19

Примечание. Здесь и в табл. 3: * — любой аллель, кроме N370S, L444P, 84GG и 1\^2+1.

Таблица 3. Распределение генотипов среди больных с различной степенью тяжести поражения костей

Больные с поражением костей, % сверхтяжелым (и=3) тяжелым (п=25) умеренным (п=62) легким (п=10)

~Ы370^/№70^ — 32 17 20

N370S/L444P — 4 24 20 N370S/ГVS2+1 — 4 — 10 N370S/?* 67 56 50 50 L444P/?* — 4 2 — L444P/84GG — — 2 — Другие генотипы_33_—_5_—_

вокупности указанных данных больных разделили на 4 группы: с легким, умеренным, тяжелым и сверхтяжелым поражением костей.

Согласно данным, представленным в табл. 1, характерными клиническими проявлениями у больных без СЭ (и=63) были спленомегалия (у 100%), тромбоцитопения (94%) и вовлечение костей (100%), однако тяжелое и сверхтяжелое поражение костей выявили лишь у 8 (12,7%) и 1 (1,6%) больных соответственно. В то же время у остальных 86% больных имелось легкое или умеренное поражение костно-суставной системы без необратимых ортопедических дефектов.

Больные, перенесшие СЭ (и=37), характеризовались наличием гепатомегалии, преимущественно нормальными показателями гемограммы (см. табл. 1). Вместе с тем тяжелое или сверхтяжелое поражение костей определялось у 46 и 5,4% пациентов соответственно, что согласуется с данными литературы, свидетельствующими о неблагоприятном течении БГ у больных, перенесших СЭ [1].

Скрининговое исследование для выявления 4 наиболее частых мутаций гена ОБА (N370S, 84GG, L444P, Ш2+1) осуществляли методом аллель-специфической полимеразной цепной реакции в реальном времени. Исследование проводили в лаборатории молекулярной гематологии Гематологического научного центра (зав. — д.б.н. А.Б. Судариков). Праймеры и зонды разработаны А.Б. Судариковым и соавт. (данные не опубликованы).

Результаты и обсуждение

Повреждения гена ОБА включают миссенс-мутации, сплайсинговые мутации, вставки, делеции нуклеотидов, кроссоверы между структурным геном и псевдогеном, конверсии генов (негомологичные рекомбинации) [5]. БГ Г типа ассоциируется с миссенс-мутациями гена ОБА и частичным дефицитом глюкозидазы. Напротив, инактиви-рующие точковые мутации, рекомбинантные аллели и внутригенные делеции сопряжены с накоплением продуктов деградации гликосфинголипидов в нервной ткани

(нейроны, адвентициальные клетки, микроглия) и развитием нейронопатических типов БГ (II и III).

К настоящему времени описано около 350 различных мутаций гена GBA, из которых 4 (N370S, L444P, 84GG, IVS2+1) встречаются наиболее часто и составляют 90% всех мутантных аллелей гена GBA в популяции евреев аш-кенази и около 60% мутантных аллелей у больных других этнических групп [5, 6].

Наиболее распространенная мутация гена GBA при БГ I типа — asn370 ^ ser (N370S), которая вызвана заменой A на G в позиции 1226 комплементарной ДНК. Эта мутация имеется в 67,2% мутантных аллелей у евреев ашкенази и в 35% у пациентов других национальностей [7]. По данным Международного регистра, наиболее частым генотипом БГ в мире является генотип N370S/N370S [8].

В ходе молекулярно-генетических исследований, проведенных у российских пациентов с БГ, получены следующие результаты. Мутацию N370S выявили у 93 (93%) больных российской группы (Hetero — у 72, Homo — у 21), мутацию L444P hetero — у 21, мутацию IVS2+1 hetero — 2, мутацию 84GG hetero — у 1; в том числе генотип N370S/ N370S — у 21, генотип N370S/L444P — у 18, генотип N370S/IVS2+1 — у 2, генотип N370S/? — у 52 пациентов (табл. 2).

Миссенс-мутация leu444 ^ pro (L444P) вызвана заменой T на С в позиции 1448 комплементарной ДНК. Данная мутация встречается с частотой 3,1% мутантных аллелей в популяции евреев ашкенази и 27,5% аллелей у пациентов нееврейской национальности [7]. По данным Международного регистра БГ, генотип N370S/L444P занимает второе место по распространенности [8].

В российской группе мутацию L444P выявили у 21 больного, в том числе генотип N370S/L444P — у 18, L444P/84GG — у 1, L444P/? — у 2.

Мутации, приводящие к нарушению синтеза ГЦБ, в гомозиготном и сочетанном гетерозиготном (84GG/ ^82+1) состоянии являются летальными. Мутация 84GG приводит к сдвигу рамки считывания, что препятствует трансляции глюкозидазы, а мутация ^82+1 (замена G на А в позиции 1067) нарушает сплайсинг первичного транскрипта вследствие удаления из него 2-го экзона [9].

Мутация 84GG в гетерозиготном состоянии встречается с частотой 12,5% мутантных аллелей в популяции евреев ашкенази и 0,25% — у пациентов других национальностей [7]. В нашей группе гетерозиготную мутацию 84GG выявили у 1 больного.

^82+1 в гетерозиготном состоянии встречается с частотой 3,1% мутантных аллелей в популяции евреев ашке-нази и практически не встречается среди пациентов нееврейской национальности [7].

В российской группе мутацию !У82+1 выявили у 2 больных в гетерозиготном состоянии в сочетании с мутацией N3708.

У 4 (4%) больных российской группы ни одной мутации не выявлено.

Результаты предшествующих клинических исследований не выявили корреляций между генотипом и фенотипом БГ [7]. Для выяснения прогностического значения генотипа БГ в российской популяции больных мы провели сравнительный анализ результатов молекулярно-гене-тических исследований и клинических данных, характеризующих степень тяжести поражения костно-суставной

системы (табл. 3). Согласно приведенным данным анализ не выявил очевидной связи между генотипом БГ и тяжестью поражения костно-суставной системы. Генотип N3708/? имелся у больных с легким, умеренным, тяжелым и сверхтяжелым поражением костей примерно с равной частотой. Однако отсутствие информации о втором мутантном аллеле пока не позволяет сделать окончательное заключение.

Заключение

Результаты проведенных клинических и молекуляр-но-генетических исследований позволили выявить следующее: у 93% российских пациентов с БГ I типа имеется мутация N3708; у 52% больных имеется генотип N3708/?, где второй аллель представлен мутацией, не входящей в число 4 наиболее частых мутаций гена GBA; отсутствует очевидная корреляция между типом мутации гена GBA и тяжестью поражения костно-суставной системы; СЭ приводит к регрессу цитопении, но ассоциируется с последующим тяжелым поражением костно-суставной системы у 51% больных, перенесших СЭ.

В соответствии с этим больным с неясной цитопени-ей и спленомегалией СЭ следует проводить после исключения диагноза БГ. Пациенты с БГ, подвергавшиеся СЭ, нуждаются в неотложном назначении ЗФТ для предотвращения тяжелого поражения костно-суставной системы и развития необратимых ортопедических дефектов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Futerman A.H. ed., Zimran A. ed. Gaucher disease. Boca Raton: Taylor & Francis Group. LLC 2007.

2. Christomanou H., Aignesberger A., Linke R.P. Immunochemical characterization of two activator proteins stimulating enzymic sphingomyelin degradation in vitro. Absence of one of them in a human Gaucher disease variant. Biol Chem Hoppe Seyler 1986; 367 (9): 879—890.

3. Тотолян А.А., Фрейдлин И.С. Клетки иммунной системы. СПб: Наука 2000.

4. Лукина Е.А. Болезнь Гоше. М: Литтерра 2011.

5. Mistry P.K., Cox T.M. The glucocerebrosidase locus in Gaucher's disease: molecular analysis of a lysosomal enzyme. J Med Genet 1993; 30 (11): 889—894.

6. Grabowski G.A. Gaucher disease and other storage disorders. In: Hematology 2012: 54th ASH Annual Meeting and Exposition. Atlanta, Georgia, 2012: 13—18.

7. Mankin H.J., Rosenthal D.I., Xavier R. Gaucher disease. New approaches to an ancient disease. J Bone Joint Surg Am 2001; 83—A (5): 748—762.

8. Gaucher Registry Annual Report, 2009. Доступно на https:// www.registrynxt.com/Gaucher/Pages/Home.aspx

9. BeutlerE, Demina A., Gelbart T. Glucocerebrosidase mutations in Gaucher disease. Mol Med 1994; 1 (1): 82—92.

Поступила 11.02.2013