Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Воронцова М.В.

Эндокринологический научный центр, Москва

Панкратова М.С.

Эндокринологический научный центр, Москва

Молекулярно-генетические исследования при идиопатической низкорослости

Авторы:

Воронцова М.В., Панкратова М.С.

Подробнее об авторах

Журнал: Проблемы эндокринологии. 2012;58(1): 45‑53

Просмотров: 3237

Загрузок: 60

Как цитировать:

Воронцова М.В., Панкратова М.С. Молекулярно-генетические исследования при идиопатической низкорослости. Проблемы эндокринологии. 2012;58(1):45‑53.
Vorontsova MV, Pankratova MS. Molecular genetic investigations of the cases of idiopathic short stature. Problemy Endokrinologii. 2012;58(1):45‑53. (In Russ.).

?>

Низкорослостью страдает около 2—2,5% населения [1, 2]. Ее причину можно установить лишь в малом количестве случаев. Во всех остальных диагностируют «идиопатическую низкорослость» (ИН). Таким образом, ИН — собирательный термин, характеризующий гетерогенную группу пациентов с задержкой роста (–2 SDS и более от среднего значения для данного возраста, пола и популяции) в отсутствие видимой системной, эндокринной, алиментарной или хромосомной причины [2]. ИН включает как нераспознанную патологию, так и варианты нормального развития (конституциональная задержка роста). По данным эпидемиологических исследований [2—5], среди детей с низкорослостью 60—80% подпадают под определение ИН.

Классификация является важным этапом постановки диагноза и выбора лечения ИН [2, 3]. Современная классификация, принятая ESPE в 2007 г. и одобренная международным консенсусом 2008 г., выделяет две формы идиопатической ИН — семейную и несемейную [6], ориентируясь при этом на рост родителей.

Семейную низкорослость разделяют на формы с задержкой пубертата и без задержки пубертата. В несемейной также выделяют случаи с задержкой пубертата (конституциональная задержка роста и пубертата) и без задержки пубертата.

Следует отметить, что в данной классификации термин «семейная низкорослость» используется не в широком смысле, включающем семейные формы соматотропной недостаточности, синдромальную и костную патологии, а в достаточно узком, т.е. подразумевает именно ИН с отягощенным анамнезом.

ИН является диагнозом исключения. Его устанавливают при исключении всех известных причин задержки роста. При постановке диагноза учитывают антропометрические данные, клинические признаки и результаты лабораторных исследований [3, 6].

Важным этапом диагностики является сравнение роста ребенка с возрастными нормами с вычислением антропометрических параметров (SDS роста, скорость роста, SDS скорости роста) и обязательным построением кривых роста. Применение процентильных кривых важно не только для диагностики, но особенно для выбора тактики наблюдения и оценки эффективности терапии таких детей [1, 3, 5]. Клинический осмотр, помимо общетерапевтического, включает оценку фенотипа, пропорций тела, полового и психологического статуса. Рекомендуемые лабораторные исследования при ИН показаны в табл. 1.

Дифференциальная диагностика

При обследовании пациентов с задержкой роста дифференциальная диагностика обычно проводится между соматотропной недостаточностью, синдромальными нарушениями и идиопатической задержкой роста [1, 6]. Наиболее изучена клиническая и молекулярно-генетическая диагностика соматотропной недостаточности. Показано, что задержка роста, связанная с нарушением секреции гормона роста (ГР) — это група состояний, различающихся этиологией и патогенезом. Ее частота варьирует от 1:4000 до 1:10 000 [7, 8]. За последние 20 лет в ФГБУ «Эндокринологический научный центр» разработаны и внедрены в практику оптимизированные алгоритмы диагностики и ведения таких пациентов [9—12].

Синдромальная задержка роста встречается более чем при 2000 различных синдромов. Диагностический поиск при данном виде низкорослости основан на совокупности клинических данных и результатах генетического обследования пациента. Наиболее частой синдромальной патологией, приводящей к низкорослости у девочек, является синдром Шерешевского—Тернера, который обусловлен структурными аномалиями Х-хромосомы и встречается с частотой 1:2500—3000 девочек, рожденных живыми. Отдельные симптомы синдрома Шерешевского—Тернера имеют место при множестве различных состояний и заболеваний, но оценка клинической картины в целом обычно помогает правильно установить диагноз [13].

Диагноз можно считать установленным только на основании кариотипирования, которое рекомендуется всем девочкам с задержкой роста. При этом необходимо учитывать наличие сходного по фенотипу синдрома Нунан, с равной частотой встречающегося у детей обоего пола и характеризующегося нормальным кариотипом.

Для синдрома Нунан характерен низкий рост, определенный фенотип, деформация грудной клетки и пороки сердца. Частота 1:1000—2000. Встречаются спорадические и семейные варианты. Синдром наследуется в основном аутосомно-доминантно. Типичные стигмы лица: низко посаженные уши с развернутыми вперед мочками, светлые (синие, сине-зеленые) глаза, гипертелоризм и антимонголоидный разрез глаз, птоз, эпикант, брови «домиком», широкая уплощенная переносица, широкий фильтр, высокое готическое небо, короткая шея с низким ростом волос. Этот фенотип широко варьирует и в детские годы изменяется. Используют диагностические критерии Van der Burgt [14] (табл. 2).

Диагноз устанавливают при сочетании типичных стигм лица с 1 большим или 2 малыми признаками, или при сочетании отдельных стигм лица с 2 большими или 3 малыми признаками. Клинические проявления варьируют в зависимости от генетической природы; часто встречаются стертые формы, задержку роста при которых можно расценивать как вариант ИН. В таких случаях необходимы углубленные гормональные и молекулярно-генетические исследования.

ИН следует отличать и от нарушений роста, связанных с различными заболеваниями и патологическими состояниями: нарушением формирования костей (ахондроплазия, гипохондроплазия, синдромом множественной эпифизарной дисплазии, заболевания позвоночника, псевдогипопаратиреоз); эндокринными нарушениями (первичный гипотиреоз, врожденная гиперплазия коры надпочечников, синдром Мориака — тяжелый инсулинодефицитный плохо компенсируемый диабет детского возраста, синдром Иценко—Кушинга детского возраста, опухоли коры надпочечников, медикаментозный гиперкортицизм, заболевания, характеризующиеся избыточным образованием эстрогенов или андрогенов и ранним закрытием зон роста) [1]. Задержка роста наблюдается при заболеваниях печени (уменьшается количество клеток, секретирующих ИФР-1 и ИФР-2; их уровень в сыворотке снижен, а содержание СТГ — повышено) и хронической почечной недостаточности (азотемия блокирует механизм синтеза ИФР-1 в печени).

Учитывая упомянутые эпидемиологические данные (ИН среди детей с задержкой роста диагностируют почти в 80% случаев), все чаще пытаются выяснить причины этой многочисленной группы состояний. На сегодняшний день предложены несколько гипотез [15—18].

Обсуждаются как первичная недостаточность ИФР-1 (нарушение синтеза и секреции ГР (нейросекреторная дисфункция), биологически неактивный ГР (мутации гена GH1), частичная (парциальная) нечувствительность к ГР в результате дефекта его рецептора (мутации гена GHR) или нарушения пострецепторных механизмов трансдукции сигнала (нарушение системы JAK2—STAT5b—IGF-1), так и дефекты транспорта ИФР-1 (дефекты генов IGFBP3, ALS), его связывания с рецептором (ген IGF1R) или пострецепторной передачи сигнала и нечувствительности эпифизарных пластинок к ИФР и другим ростовым факторам (патология генов FGFR-1, SHOX, NRP-2).

Система ГР—ИФР-1 схематически представлена на рисунке.

Рисунок 1. Система ГР—ИФР-1. GH — гормон роста, GHR — рецептор гормона роста, IGF1 — ИФР-1, JAK2 — янускиназа 2, STAT5b — трансдуктор и активатор сигналлинга 5b, ALS — кислото-лабильная субстанция, IGFBP3 — связывающий ИФР-1 белок 3, IGF-1-R — рецептор ИФР-1, IRS-1 — субстрат инсулинового рецептора-1, SHOX — гомеобокс-ген низкорослости.

Анализ генов, дефекты которых могут приводить к выраженной задержке роста, не обусловленной соматотропной недостаточностью или синдромальными нарушениями, является актуальным не только для совершенствования диагностики, но и для выбора адекватной терапии и прогнозирования конечного роста. Выбор анализируемого гена определяется совокупностью клинических данных и особенностями гормональной секреции.

Первичная недостаточность ИФР-1 (ИФР1Н)

Частота ИФР1Н достигает 25% среди детей с диагнозом ИН [3]. Свое действие ГР осуществляет через рецептор, который кодируется геном GHR. Связываясь с внеклеточным доменом рецептора, ГР вызывает каскад внутриклеточных биохимических реакций, которые приводят к синтезу ИФР-1 — главному медиатору действия ГР, обладающему эндо-, пара- и аутокринными эффектами [19—22]. ИФР1Н характеризуется низким уровнем ИФР-1 и ИФР-связывающих белков (ИФРСБ) в сыворотке при нормальных или повышенных уровнях ГР [16, 17, 23—25]. Причинами первичной ИФР1Н могут быть различные дефекты системы ГР—ИФР-1. Клиника ИФР1Н включает задержку внутриутробного развития (ЗВУР) в сочетании с нейросенсорной тугоухостью или глухотой и задержкой психического развития. Характерно отставание в физическом развитии в сочетании с нарастающим избытком массы тела вплоть до ожирения и инсулинрезистентностью [18]. Возможна парциальная недостаточность ИФР-1, при которой клиническая картина менее выражена.

Дефекты рецептора ГР

Рецептор к СТГ кодируется геном GHR. В настоящее время описано более 70 мутаций этого гена [21, 26, 27]. В основном они затрагивают внеклеточный домен рецептора. Делеции и мутации участка гена, кодирующего внеклеточный домен рецептора, приводят к классическому синдрому резистентности к ГР (синдром Ларона). Описаны также мутации трансмембранной и внутриклеточной части рецептора, приводящие к ГР-нечувствительности с нормальным или повышенным уровнем ГР-связывающего белка [2, 3, 19, 20].

Синдром Ларона

Синдром Ларона обусловлен дефектом рецептора ГР, что приводит к тотальному (собственно синдром Ларона) либо к частичному нарушению его функции (ИН) [28]. Классический синдром Ларона характеризуется фенотипом врожденного СТГ-дефицита: резко выраженное отставание в росте, широкий выступающий лоб, голубые склеры и др., при резко повышенном уровне СТГ в сыворотке и практически неопределяемых уровнях ИФР-1 и ИФР-СБ3, не возрастающих при проведении стимуляционного теста. Длина и масса тела при рождении снижены или на нижней границе нормы, но в дальнейшем определяется лишняя масса тела вплоть до ожирения [1]. Психомоторное развитие не страдает, диспропорций не наблюдается, костный возраст отстает от хронологического. Клиника частичной резистентности к ГР менее выражена [28].

Пострецепторные нарушения

Связывание ГР с рецептором запускает сложный механизм реакций, конечным результатом которого является синтез ИФР-1. В этом каскаде задействовано множество белков и генов. Теоретически поражение любого из них может обусловливать резистентность к ГР. К настоящему времени описаны лишь мутации гена STAT5b (signalling transductor and activator of transcription), отвечающего за передачу сигнала (сигналлинг) от активированного рецептора к ГР к ядру клетки и активирующего транскрипцию гена IGF-1. Первый случай дефекта сигналлинга ГР описан E. Kofoed и соавт. [29]. В настоящее время описано более 10 мутаций гена STAT5b [30—34]. В этих случаях дети имеют нормальные рост и массу тела при рождении, а также нормальную окружность головы. Наблюдается выраженное прогрессирующее отставание в росте с первых лет жизни, отставание костного возраста. Диспропорции отсутствуют. Характерно снижение иммунитета (частые простудные заболевания — ОРЗ, бронхит, пневмония), в крови снижены уровни иммуноглобулинов. При лабораторном исследовании обнаруживается повышенный уровень СТГ, сниженное содержание ИФР-1, ИФРСБ3 и КЛС (кислото-лабильной субстанции), повышенный уровень пролактина. Уровень инсулина в пределах нормы [35].

Мутации гена IGF-1

На сегодняшний день описаны 4 мутации гена IGF-1 [36—38]. Мутации этого гена в отличие от нарушений в генах GHR и STAT5b, приводят к тяжелой ЗВУР, выраженному отставанию в росте с первых лет жизни, микроцефалии, задержке психомоторного развития, нейросенсорной тугоухости и множественным стигмам дисэмбриогенеза. Высокий лоб и мелкие черты лица, типичные для синдрома Ларона, нехарактерны, строение тела пропорциональное. В сыворотке определяются высокие уровни ГР и низкие уровни ИФР-1, но уровни ИФРСБ3 и КЛС остаются нормальными, что указывает на состоятельность самого ГР и его рецептора.

Возможен также синтез мутантной молекулы ИФР-1, не способной связываться со своим рецептором (биологически неактивный ИФР-1) [38, 39]. В этом случае концентрация ИФР-1 в сыворотке может быть повышенной. Клиника тяжелой ЗВУР — задержка психомоторного развития, нейросенсорная тугоухость — свидетельствует о важной роли ИФР-1 в пренатальном развитии ЦНС. Очевидно наличия ГР на данном этапе онтогенеза недостаточно. Нормальные уровни транспортных белков ИФР-1 (ИФРСБ3 и КЛС) при мутациях гена IGF-1 говорят о том, что их синтез продолжает оставаться под контролем ГР.

Нарушение транспорта ИФР-1

Транспорт ИФР-1 к рецептору требует взаимодействия с ИФРСБ3 и КЛС с образованием тройного комплекса [1, 40]. КЛС — гликопротеид, синтез которого контролируется геном IGFALS, через связывание ГР с его рецептором. КЛС стабилизирует комплекс ИФР-ИФРСБ3 и удлиняет время его диссоциации. Таким образом, КЛС поддерживает уровень ИФР-1 в крови, но не влияет на его продукцию. Гормональные показатели при недостаточности КЛС сходны с таковыми при нечувствительности к ГР: уровень ГР в норме или повышен, содержание ИФР-1 и ИФРСБ3 снижено и не повышается при пробах на генерацию, КЛС не определяется [41, 42]. Несмотря на низкие уровни ИФР-1, ВЗУР и отставание в росте незначительны (SDS в пределах –2). Психомоторное развитие не страдает. Может наблюдаться инсулинрезистентность.

Резистентность к ИФР-1

Мутация гена рецептора ИФР-1 (IGF-1R) или нарушение сигнала после его связывания с лигандом также могут обусловливать резистентность к ИФР-1 [15, 20, 21]. В настоящее время описано более 20 мутаций гена IGF-1R [43—50]. Клиническая картина сходна с таковой при мутациях гена IGF-1: внутриутробная задержка роста, микроцефалия, задержка психомоторного развития. При стимуляционных тестах секреция ГР нормальна или повышена, уровни ИФР-1 и КЛС также могут быть повышены, содержание ИФРСБ3 — в норме.

Особенности клинических и гормональных показателей, характерные для различных генетических поломок при ИН, суммированы в табл. 3.

Молекулярно-генетические нарушения при синдроме Нунан

Секреция СТГ при синдроме Нунан, как правило, не нарушена, хотя встречается парциальный СТГ-дефицит. Уровень ИФР-1 часто снижен и слабо повышается в ходе теста на генерацию, что указывает на наличие парциальной резистентности к СТГ. В настоящее время при синдроме Нунан обнаружены мутации нескольких генов — PTPN11 (в 50% случаев), KRAS, NRAS, SOS1 и RAF1 [14].

Патология гена SHOX

В последние годы в ряде случаев показана роль мутаций гена SHOX у детей с ИН. Этот ген был впервые изолирован в 1997 г. при изучении делеций и различных перестановок на участках Xp22 или Yp11.3 у 36 пациентов с низкорослостью [51]. SHOX кодирует группу транскрипционных факторов, участвующих в регуляции развития на ранних стадиях эмбриогенеза [51, 52]. Характерными клиническими проявлениями патологии гена SHOX являются задержка роста, носящая часто наследственный характер, в сочетании с укорочением средних сегментов конечностей (предплечье и голень) — так называемая мезомелическая низкорослость [53—55]. Так, при идиопатической задержке роста частота встречаемости мутаций гена SHOX составляет примерно 2% [56—58]. Дефицит экспрессии этого гена также является причиной низкорослости и специфических костных деформаций при синдромах Шерешевского—Тернера, Лери—Веилл и Лангера. При задержке роста, сочетающейся с костной диспропорцией, исследуют также гены NPR2 и FGFR3 [20, 21].

Тест на генерацию ИФР-1

Основным тестом, необходимым для постановки диагноза «Синдром резистентности к ГР», является тест на генерацию ИФР-1. Существует множество модификаций этого теста, но все они заключаются в оценке ответа ИФР-1 и ИФРСБ3 на экзогенно вводимый ГР [59]: при резистентности к ГР уровень ИФР-1 не изменяется или повышается не более чем на 15 нг/мл от исходного; уровень ИФРСБ3 также не изменяется или повышается не более чем на 400 нг/мл от исходного. Все методики можно разделить на тесты с низкой, стандартной или высокой дозой ГР (0,025, 0,033 и 0,05 мг/кг/сут соответственно). Наиболее распространены 4-дневный и 7-дневный тесты. Уровни ИФР-1 и ИФРСБ3 определяют в базальной точке (0) и на 5-й день инъекций (при 4-дневном) и на 8-й день (при 7-дневном тесте). Специфичность и чувствительность разных тестов описана R. Rosenfeld и соавт. [60]. Авторы оценивали также данные тестов при синдроме резистентности к ГР, ГР-дефиците, ИН и у здоровых людей. Группа голландских исследователей [24] предлагают свою оригинальную методику проведения нескольких последовательных тестов на генерацию, позволяющую предварительно дифференцировать различные формы резистентности к ГР, что позволяет в последующем более прицельно проводить молекулярно-генетический анализ.

По этой методике доза ГР рассчитывается не на массу тела, а на площадь поверхности тела пациента. Первоначально ГР вводят в дозе 0,7 мг/м2 в течение 7 дней с определением ИФР-1 и ИФРСБ3 в базальной точке (0) и на 8-й день инъекций. При повышении уровня ИФР-1 более чем на 1 SD ставится диагноз «Биологически неактивный гормон роста» и секвенируется ген GH1. При слабом эффекте или его отсутствии делается 4-недельный перерыв, а затем ГР вводят в течение 7 дней в дозе 1,4 мг/м2. При повышении уровня ИФР-1 более чем на 1 SD ставится диагноз «Парциальная резистентность к гормону роста» и проводится молекулярный анализ гена GHR. При слабом эффекте или его отсутствии опять делается 4-недельный перерыв, а затем проводится 3-й тест (ГР вводят в течение 7 дней в дозе 2,8 мг/м2). Это дает возможность оценить степень нечувствительности к ГР (полная или частичная). Гены-кандидаты для проведения молекулярного анализа — GHR, STAT5b, IGFALS.

Необходимыми условиями для проведения теста на генерацию являются: SDS роста <–2,5 SD, отсутствие диспропорций, нормальные рост и масса тела при рождении, низкий уровень ИФР-1 (<—2 SD), выброс ГР на стимуляции больше 60 МЕ/л (23 нг/мл) [24].

Повышение уровня ГР после стимуляции на 20—60 МЕ/л (7,5—23 нг/мл) требует дифференциальная диагностика между ИН и нейросекреторной дисфункцией. Для этого определяют 12- или 24-часовой профиль ГР, а также проводят молекулярный анализ промотора гена ГР. В отсутствие дефектов последнего ставят диагноз ИН. В то же время при увеличении уровня ГР после стимуляции до 40—60 МЕ/л (15—23 нг/мл) возможно наличие парциальной резистентности к ГР.

При внутриутробной задержке роста тест на генерацию не проводят, а предполагаемый диагноз до проведения молекулярно-генетического анализа ставят на основании уровня ИФР-1 [60].

Заключение

ИН — гетерогенная группа, включающая семейную форму с задержкой и без задержки пубертата, и несемейную форму с задержкой и без задержки пубертата. Клиническая картина очень вариабельна, что затрудняет диагностику. Несмотря на это, характерная клиническая и лабораторная симптоматика дает основание для проведения молекулярно-генетического исследования и подтверждения предполагаемого диагноза [3, 16, 20]. После установления молекулярного дефекта, причина низкорослости становится ясна, и, следовательно, диагноз «ИН» более не применяется. Однако в связи с высокой стоимостью и низким процентом идентификации генетических поломок, данный метод применим лишь в отдельных случаях. Вопрос о молекулярно-генетических дефектах при идиопатической низкорослости остается открытым и требует дальнейшего поиска возможных поломок генов, приводящих к задержке роста.

Современные показания к молекулярно-генетическому исследованию при идиопатической низкорослости представлены в табл. 4.

Статья выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 гг.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail