Случай врожденного гипотиреоза в сочетании с нейросенсорной тугоухостью (синдром Пендреда), обусловленный дефектом гена Tpo

Макрецкая Нина Алексеевна; Безлепкина Ольга Борисовна; Чикулаева Ольга Александровна; Васильев Евгений Витальевич; Петров Василий Михайлович; Дедов Иван Иванович; Тюльпаков Анатолий Николаевич

Случай врожденного гипотиреоза в сочетании с нейросенсорной тугоухостью (синдром Пендреда), обусловленный дефектом гена TPO

ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава России, Москва, Россия

Врожденный гипотиреоз — генетически гетерогенная группа заболеваний, в основе которой лежат два механизма развития: дисгенез железы и дисгормоногенез. В структуре заболевания выделяют ряд синдромальных форм, одной из которых является сочетание врожденного гипотиреоза и нейросенсорной тугоухости (синдром Пендреда), первоначально ассоциированной с дефектами гена SLC26A4. В статье представлено описание пациента с клиническими проявлениями синдрома Пендреда, у которого при проведении молекулярно-генетического исследования методом секвенирования следующего поколения (NGS) был выявлен дефект гена TPO. Таким образом, сочетание врожденного гипотиреоза и нейросенсорной тугоухости может иметь различную молекулярную основу. Полученные данные иллюстрируют ценность использования NGS для генетической верификации диагноза.

Ключевые слова: TPO, синдром Пендреда, врожденный гипотиреоз, многоузловой зоб, нейросенсорная тугоухость.

A case of congenital hypothyroidism combined with sensorineural hearing loss (Pendred syndrome) caused by a TPO gene defect

Endocrinology Research Centre, Moscow, Russia

Congenital hypothyroidism is a genetically heterogeneous group of diseases caused by two mechanisms: gland dysgenesis and dyshormonogenesis. The disease pattern includes a number of syndromic forms, one of which is a combination of congenital hypothyroidism and sensorineural hearing loss (Pendred syndrome) initially associated with SLC26A4 gene defects. The article describes a patient with clinical manifestations of Pendred syndrome who was diagnosed with a TPO gene defect during a molecular genetic analysis using next generation sequencing (NGS). Therefore, a combination of congenital hypothyroidism and sensorineural hearing loss can have a different molecular basis. Our findings illustrate the value of NGS for genetic verification of the diagnosis.

Keywords: TPO, Pendred syndrome, congenital hypothyroidism, multinodular goiter, sensorineural hearing loss.

Врожденный гипотиреоз (ВГ) является одним из наиболее распространенных заболеваний эндокринной системы с частотой встречаемости 1 на 3000—4000 новорожденных [1]. В структуре ВГ, представляющего собой гетерогенную группу заболеваний, выделяют как изолированные поражения щитовидной железы (ЩЖ), так и синдромальные формы, характеризующиеся сочетанием гипотиреоза с другой патологией. К числу последних относится синдром Пендреда (СП), впервые описанный в 1896 г. [2] и проявляющийся гипотиреоидным зобом и нейросенсорной тугоухостью. Проведенные спустя столетие молекулярно-генетические исследования показали, что в основе СП лежат дефекты гена SLC26A4, белковый продукт которого был назван пендрином [3, 4]. Последующие работы, включая и эксперименты на мышиных моделях, продемонстрировали, что сочетание ВГ с нейросенсорной тугоухостью может наблюдаться и при других формах гипотиреоза, что связано с критическим значением уровня тиреоидных гормонов для формирования внутреннего уха в процессе эмбриогенеза [5—8].

вание секвенирования следующего поколения (NGS), при котором осуществляется анализ последовательности сразу нескольких генов-кандидатов, позволило установить, что заболевание связано не с дефектом пендрина, а с дефицитом тиреоперокси-дазы (ТПО).

Нами проведена оценка анамнестических, кли-нико-лабораторных данных и результатов инструментальных исследований пациента. Молекулярно-генетическое исследование проведено методом секвенирования следующего поколения (NGS). Использовалась разработанная в отделении наследственных эндокринопатий ФГБУ ЭНЦ панель праймеров Ion Ampliseq Custom DNA Panel («Life technologies», США), охватывающая кодирующие области следующих генов: TPO, PAX8, NKX2-5, IYD, SLC26A4, TG, GLIS3, FOXE1, NKX2-1, DUOX2, DUOX1, DOUXA2, TSHR, SLC5A5, TSHB, THRB, THR, UBR1, THRA, SLC16A2. Секвенирование осуществлялось на полупроводниковом секвенаторе PGM (Ion Torrent, «Life Technologies», США). Био-информатическая обработка результатов секвени-рования была проведена с помощью программного модуля Torrent Suite 4.2.1 (Ion Torrent, «Life Technolo-

Проблемы эндокринологии 2017;63(2):110-113 Problems of Endocrinology 2017;63(2):110-113

США) и пакета программы Лппоуаг (версия 2014№>У12) (http:/www.openbioinformatics.org/annovar/) [9]. Для подтверждения выявленных изменений в гене ТРО проведено секвенирование соответствующих участков по Сенгеру с использованием специфических праймеров.

Описание клинического случая

Пробанд от восьмой беременности (первая и вторая беременности — медицинский аборт, с третьей по седьмую беременности — самопроизвольные аборты), протекавшей на фоне токсикоза первой половины. При проведении планового ультразвукового исследования на сроке 30 нед у плода выявлено увеличение ЩЖ. На 31-й неделе геста-ции уровень ТТГ в пуповинной крови превышал 200 мЕд/л. Семейный анамнез по эндокринопатиям не отягощен.

На 40-й неделе гестации проведено родоразре-шение путем кесарева сечения. При рождении масса тела 4100 г, длина 55 см, оценка по шкале Апгар 4/6 баллов. При рождении у ребенка отмечалась деформация шеи за счет увеличения объема щитовидной железы (гигантский зоб). Переведен в отделение реанимации (15 сут на ИВЛ) в связи с врожденной пневмонией, отечным синдромом, нарушением мозгового кровообращения, синдромом дыхательных расстройств.

В возрасте 4,5 года в связи с задержкой речевого развития, снижения слуха ребенок обследован у сур-долога, выявлена двусторонняя нейросенсорная тугоухость 2—3-й степени. Пациент имеет логопедические расстройства, сходящееся содружественное косоглазие; умственную отсталость легкой степени.

С первых месяцев жизни пациент наблюдался в ФГБУ ЭНЦ. Со второго дня жизни назначена заместительная терапия левотироксином, которую пациент в последующем получал в возрастающих дозах под контролем уровня ТТГ. Общий объем ЩЖ в 1-й месяц составлял 40 мл. На фоне проводимой терапии сначала отмечалось уменьшение размеров ЩЖ, однако с 8-летнего возраста объем ЩЖ начал прогрессивно нарастать, появились узловые образования в обеих долях.

При плановом обследовании в ФГБУ ЭНЦ в возрасте 16 лет: рост 196,2 см =+3,4), масса тела 71,5 кг ИМТ =—0,73). При осмотре отмечается деформация шеи за счет значительного увеличения ЩЖ. Пальпаторно: ЩЖ увеличена (2-я степень по ВОЗ), умеренной плотности, бугристая, безболезненна, в левой доле пальпируется узловое образование размером до 2,5 см.

Гормональный профиль (на фоне приема лево-тироксина 150,0 мкг/сут): ТТГ 1,3 мМЕ/л (рефе-ренсные значения 0,43—4,2), св.Т4 12,75 пмоль/л; кальцитонин 1,0 пг/мл (референсные значения 0,4—18,9).

При ультразвуковом исследовании ЩЖ выявлены эхографические признаки двустороннего многоузлового зоба: общий объем 122 мл (объем правой доли 64,15 мл, левой доли 58,76 мл, толщина перешейка 1,75 см), эхогенность умеренно снижена; множественные образования округлой формы, пониженной и нормальной эхогенности, максимальным размером до 2,8^1,7x2,7 см (в нижней трети левой доли). При ЦДК васкуляризация не изменена. Региональные лимфатические узлы не изменены.

По результатам тонкоигольной аспирационной биопсии выявлены признаки коллоидного зоба с различной степенью пролиферации и регрессивными изменениями.

Пациенту проведена экстрафасциальная тире-оидэктомия. Послеоперационные осложнения отсутствовали. При гистологическом исследовании: картина доброкачественного образования ЩЖ. В препаратах из перешейка обнаружено два очага опухолевого роста солидно-альвеолярного и микрофолликулярного строения. Большая из опухолей окружена тонкой фиброзной капсулой без признаков инвазии. В меньшей опухоли собственная капсула отсутствует, и ее элементы располагаются среди гиперплазированной ткани ЩЖ. Отмечается высокая концентрация клеток опухолей, очаговое просветление ядерного хроматина и напластования ядер. Фигуры митоза, некроз опухолей не обнаружены.

При молекулярно-генетическом исследовании на панели генов «Гипотиреоз» выявлена составная гетерозиготная мутация в гене TPO: c.265C>T p.R89X (замена цитозина на тимин в положении 265, приводящая к образованию стоп-кодона) и с. 1181_1184dupCGGC p.A397P/SX76 (дупликация 4 пар оснований в экзоне 8 со сдвигом рамки считывания).

Обсуждение

В 1896 г. английский врач Воген Пендред (Vaughan Pendred) описал семейный случай тугоухости в сочетании с увеличением ЩЖ, и в дальнейшем данный симптомокомплекс получил название синдрома Пендреда (СП) [2]. Этиопатогенез СП был изучен в конце прошлого столетия, когда L. Everett и соавт. было доказано, что заболевание сцеплено с геном SLC26A4 [3], и позднее, в 1999 г., был охарактеризован кодируемый данным геном белок пендрин [4].

Пендрин состоит из 780 аминокислот и относится к ионным транспортерам. Он экспрессируется преимущественно в тиреоцитах, в меньшей степени — в клетках внутреннего уха и в почках. В щитовидной железе пендрин необходим для регуляции транспорта йодида через апикальную мембрану в просвет

фолликула, во внутреннем ухе — для поддержания баланса ионов хлорида и бикарбоната [4].

К настоящему времени в гене SLC26A4 описано более 160 мутаций [10]. Спектр фенотипических проявлений варьирует от наличия классического СП (врожденный гипотиреоз, зоб и нейросенсорная тугоухость) до несидромальной потери слуха [11].

Ген TPO (OMIM # 606765) был клонирован в 1987 г. [12]. Кодируемый геном одноименный белок состоит из 933 аминокислот и представляет собой димер, мономеры которого соединены дисульфид-ными связями. Каждый мономер содержит гемсвя-зывающий домен, три внеклеточных домена, трансмембранную спираль и короткий цитоплазматиче-ский «хвост» [13]. ТПО катализирует перекисное окисление йодида, йодирование тирозина с последующим соединением остатков йодтирозина и образованием активных йодтиронинов (тироксина и трийодтиронина) [14].

Инактивирующие мутации в гене TPO приводят к развитию врожденного гипотиреоза в сочетании с увеличением размеров ЩЖ. Первое описание пациента с врожденным гипотиреозом, обусловленным мутацией гена TPO, было опубликовано в 1992 г. M. Abramowicz и соавт. [15]. На сегодняшний день описано более 60 мутаций в гене TPO, большинство из которых локализованы в экзонах 7, 8 и 9, кодирующих гемсвязывающий домен белка [16].

Клинический случай сочетания тяжелого врожденного гипотиреоза и снижения слуха у человека, обусловленный составной гетерозиготной мутацией Q235X/Y453D в гене TPO, был впервые описан в 2006 г. N. Pfarr и соавт. [17]. Следует отметить, что механизмы формирования нейросенсорной тугоухости при мутациях в генах TPO и SLC26A4 различны. Инактивирующие мутации гена SLC26A4 приводят к изменению баланса ионов во внутреннем ухе, повышению осмотического давления, вследствие чего развивается мальформация в виде недоразвития улитки и расширения вестибулярного акведука [4]. Развитие тугоухости при мутациях гена TPO связано с дефицитом тиреоидных гормонов в эмбриональном и неонатальном периодах, следствием чего является замедление формирования структур внутреннего уха [8].

В 2013 г. K. Johnson и соавт. оценили влияние мутаций в гене TPO на развитие внутреннего уха. Для исследования были выведены две линии му-тантных мышей (Tpo tee и Tpo tee-2J). Применялся метод определения коротколатентных слуховых вы-

званных потенциалов. Пороги слуха у гомозиготных мутантных мышей (tee/tee и tee-2J/tee-2J) были резко повышены (60—70 дБ). Гистологические исследования позволили установить, что нарушение слуха у мутантных мышей связано с изменением размеров и формы текториальной мембраны и отставанием в развитии архитектоники внутреннего уха [8].

У нашего пациента выявлена составная гетерозиготная мутация p.R89X/p.A397P/sX76 в гене TPO. Нонсенс-мутация c.265C>T, расположенная в экзо-не 4, приводит к образованию стоп-кодона в положении 89 и выраженному укорочению белка ТПО с полной потерей гемсвязывающего домена. Вторая мутация c.1181_1184dupCGGC расположена в экзо-не 8. Результатом такой мутации также является образование преждевременного стоп-кодона с потерей части гемсвязывающего домена. Таким образом, можно предполагать, что сочетание данных мутаций у пробанда приводит к полной потере функциональной активности тиреопероксидазы, чем объясняется столь тяжелое течение заболевания.

Заключение

Представленные результаты обследования ребенка с клиническими проявлениями синдрома Пендреда свидетельствуют о генетической гетерогенности данного состояния и иллюстрируют возможности использования современных методов мо-лекулярно-генетического анализа (NGS).

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Согласие пациента. Пациент добровольно подписал информированное согласие на публикацию персональной медицинской информации в обезличенной форме.

Источники финансирования. Работа выполнена при содействии Фонда поддержки и развития филантропии «КАФ».

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Участие авторов: Макрецкая Н.А. — концепция и дизайн исследования, анализ полученных данных, проведение моле-кулярно-генетического исследования, написание текста; Без-лепкина О.Б. — сбор материала; Чикулаева О.А. — сбор материала; Васильев Е.В. — проведение молекулярно-генетического исследования; Петров В.М. — проведение молекулярно-генетического исследования; Дедов И.И. — концепция и дизайн исследования; Тюльпаков А.Н. — концепция и дизайн исследования, анализ полученных данных, проведение молекулярно-ге-нетического исследования.

Благодарности. Авторы выражают благодарность Фонду поддержки и развития филантропии «КАФ» за помощь в проведении исследования.

AMTEPATYPA|REFERENCES

1. Devos H, Rodd C, Gagne N, et al. A search for the possible mo- 2. Pendred V. Deaf-Mutism and Goitre. The Lancet.

lecular mechanisms of thyroid dysgenesis: sex ratios and associ- 1896;148(3808):532. doi: 10.1016/s0140-6736(01)74403-0. ated malformations. J Clin Endocrinol Metab. 1999;84(7):2502-2506. doi: 10.1210/jcem.84.7.5831.

112

ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ 2017;63(2):110-113

3. Everett LA, Glaser B, Beck JC, et al. Pendred syndrome is caused by mutations in a putative sulphate transporter gene (PDS). Nat Genet. 1997;17(4):411-422. doi: 10.1038/ng1297-411.

4. Everett LA. A family of mammalian anion transportersand their involvement in human genetic diseases. Hum Mol Genet. 1999;8(10):1883-1891. doi: 10.1093/hmg/8.10.1883.

5. Christ S, Biebel UW, Hoidis S, et al. Hearing loss in athyroid pax8 knockout mice and effects of thyroxine substitution. Audiol Neu-rootol. 2004;9(2):88-106. doi: 10.1159/000076000.

6. O'Malley BW, Jr., Li D, Turner DS. Hearing loss and cochlear abnormalities in the congenital hypothyroid (hyt/hyt) mouse. Hear Res. 1995;88(1-2):181-189.

7. Johnson KR, Marden CC, Ward-Bailey P, et al. Congenital hypothyroidism, dwarfism, and hearing impairment caused by a missense mutation in the mouse dual oxidase 2 gene, Duox2. Mol Endocrinol. 2007;21(7):1593-1602. doi: 10.1210/me.2007-0085.

8. Johnson KR, Gagnon LH, Longo-Guess CM, et al. Hearing impairment in hypothyroid dwarf mice caused by mutations of the thyroid peroxidase gene. J Assoc Res Otolaryngol. 2014;15(1):45-55. doi: 10.1007/s10162-013-0427-7.

9. Wang K, Li M, Hakonarson H. ANNOVAR: functional annotation of genetic variants from high-throughput sequencing data. Nucleic Acids Res. 2010;38(16):e164. doi: 10.1093/nar/gkq603.

10. Pendred/BOR Homepage [Internet]. Available on URL: http:// www.healthcare.uiowa.edu/labs/pendredandbor/

11. Tsukamoto K, Suzuki H, Harada D, et al. Distribution and frequencies of PDS (SLC26A4) mutations in Pendred syndrome and

nonsyndromic hearing loss associated with enlarged vestibular aqueduct: a unique spectrum of mutations in Japanese. Eur J Hum Genet. 2003;11(12):916-922. doi: 10.1038/sj.ejhg.5201073.

12. Kimura S, Kotani T, McBride OW, et al. Human thyroid peroxidase: complete cDNA and protein sequence, chromosome mapping, and identification of two alternately spliced mRNAs. Proc Natl Acad Sci U S A. 1987;84(16):5555-5559. PMC298901.

13. Banga JP, Mahadevan D, Barton GJ, et al. Prediction of domain organisation and secondary structure of thyroid peroxidase, a human autoantigen involved in destructive thyroiditis. FEBS Lett. 1990;266(1-2):133-141.

14. Cetani F, Costagliola S, Tonacchera M, et al. The thyroperoxidase doublet is not produced by alternative splicing. Mol Cell Endocrinol. 1995;115(2):125-132. doi: 10.1016/0303-7207(95)03680-6.

15. Abramowicz MJ, Targovnik HM, Varela V, et al. Identification of a mutation in the coding sequence of the human thyroid peroxidase gene causing congenital goiter. J Clin Invest. 1992;90(4):1200-1204. doi: 10.1172/JCI115981.

16. Ris-Stalpers C, Bikker H. Genetics and phenomics of hypothy-roidism and goiter due to TPO mutations. Mol Cell Endocrinol. 2010;322(1-2):38-43. doi: 10.1016/j.mce.2010.02.008.

17. Pfarr N, Borck G, Turk A, et al. Goitrous congenital hypothy-roidism and hearing impairment associated with mutations in the TPO and SLC26A4/PDS genes. J Clin Endocrinol Metab. 2006;91(7):2678-2681. doi: 10.1210/jc.2006-0142.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

*Макрецкая Нина Алексеевна, аспирант [Nina A. Makretskaya, MD]; eLibrary SPIN-код: 4467-7880; ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0412-7140; E-mail: makretskayan@gmail.com

Безлепкина Ольга Борисовна, д.м.н., профессор [Olga B. Bezlepkina, MD, PhD, Professor]; eLibrary SPIN-код: 3884-0945; ORCID: http:// orcid.org/0000-0001-9621-5732; E-mail: olgabezlepkina@mail.ru

Чикулаева Ольга Александровна, к.м.н. [Olga A. Chikulaeva, MD, PhD]; ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4743-4661; E-mail: chikulaeva. olga@gmail.com

Васильев Евгений Витальевич, к.б.н. [Evgeny V. Vasiliev, PhD]; eLibrary SPIN-код: 5767-1569; ORCID: http://orcid.org/0000-0003-1107-362X; E-mail: vas-evg@yandex.ru

Петров Василий Михайлович, к.х.н. [Vasily M. Petrov, PhD]; eLibrary SPIN-код: 4358-2147; ORCID: http://orcid.org/0000-0002-0520-9132; E-mail: petrov.vasiliy@gmail.com

Дедов Иван Иванович — д.м.н., академик РАН, профессор [Ivan I. Dedov, MD, PhD, Professor]; eLibrary SPIN-код: 5873-2280; ORCID: http://orcid.org/0000-0002-8175-7886; E-mail: dedov@endocrincentr.ru

Тюльпаков Анатолий Николаевич, д.м.н. [Anatoly N. Tiulpakov, MD, PhD]; eLibrary SPIN-код: 8396-1798; ORCID: http://orcid.org/0000-0001-8500-4841; E-mail: anatolytiulpakov@gmail.com

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

SDS — коэффициент стандартного отклонения

ЩЖ — щитовидная железа

ТТГ — тиреотропный гормон

ВГ — врожденный гипотиреоз

МИТ - монойодтирозин

ДИТ — дийодтирозин

ТПО — тиреопероксидаза

СП — синдром Пендреда

NGS — next generation sequencing

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Макрецкая Н.А., Безлепкина О.Б., Чикулаева О.А., Васильев Е.В., Петров В.М., Дедов И.И., Тюльпаков А.Н. Случай врожденного гипотиреоза в сочетании с нейросенсорной тугоухостью (синдром Пендреда), обусловленный дефектом гена TPO. // Проблемы эндокринологии. — 2017. — Т. 63. — №2. — С. 110—113. DOI: 10.14341/probl2017632110-113

Получена: 15.11.2016. Принята к публикации: 16.02.2017. Опубликована: 25.04.2017.

TO CITE THIS ARTICLE:

Makretskaya NA, Bezlepkina OB, Chikulaeva OA, Vasiliev EV, Petrov VM, Dedov II, Tiulpakov AN. A case of congenital hypothyroidism combined with sensorineural hearing loss (Pendred syndrome) caused by a TPO gene defect. Problems of endocrinology. 2017;63(2): 110-113. DOI: 10.14341/probl2017632110-113

Received: 15.11.2016. Accepted: 16.02.2017. Published online: 25.04.2017.

A case of congenital hypothyroidism combined with sensorineural hearing loss (Pendred syndrome) caused by a TPO gene defect

Текст научной работы на тему «Случай врожденного гипотиреоза в сочетании с нейросенсорной тугоухостью (синдром Пендреда), обусловленный дефектом гена Tpo»