Синдром Уолкотта—Раллисона (Wolcott—Rallison syndrome, WRS) — редкое наследственное заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования. Спектр основных клинических проявлений включает инсулинзависимый сахарный диабет, скелетную дисплазию, задержку роста и гепатопатию. Прогноз заболевания неблагоприятный и определяется наличием патологии печени и/или нарушением функции почек [1—5]. В литературе [5] описано около 60 генетически доказанных случаев WRS. Заболевание преимущественно распространено в странах с высоким процентом близкородственных браков: Саудовской Аравии [6], Индии, Турции, Пакистане и Северной Африке [3, 4, 6, 7]. В нашей стране пациенты с синдромом WRS до настоящего времени не описаны.

Клинический случай

Пациент Б., 1 год 7 мес. Ребенок от физиологической беременности, срочных родов. Масса тела при рождении 2800 г, длина тела — 52 см. Родители: троюродные брат и сестра. Семейный анамнез по заболеваниям эндокринной системы не отягощен. Два старших ребенка в семье здоровы.

В возрасте 1 мес у пациента на фоне полного здоровья при плановой диспансеризации была выявлена глюкозурия, уровень гликемии не определяли. В 1,5 мес появилась одышка, температура повысилась до фебрильных цифр, что было расценено как ОРВИ. При обследовании было выявлено повышение гликемии до 37 ммоль/л, кетонов крови до 4 ммоль/л (норма до 0,8 ммоль/л). рН крови составил 7,29 (норма 7,36—7,42). Был установлен диагноз «неонатальный сахарный диабет» (НСД) и назначена инсулинотерапия по базис-болюсной схеме (актрапид, протафан) в суточной дозе 0,9—1,0 ед/кг. Для дальнейшего обследования пациент был переведен в отделение диабетологии ФГБУ РДКБ Москвы.

На момент перевода отмечалась декомпенсация углеводного обмена: колебания гликемии составили 3,5—24 ммоль/л, уровень HbA1c — 15,6% (норма <6%), содержание С-пептида было снижено до неопределяемых значений, аутоиммунные маркеры СД1 (IAA, ICA, GAD, IA-2) отсутствовали.

Для уточнения этиологии НСД был проведен анализ генов KCNJ11, ABCC8 и INS с использованием секвенирования по Сэнгеру. Мутаций в указанных генах выявлено не было.

В дальнейшем пациент регулярно наблюдался в отделении диабетологии РДКБ. На протяжении всего периода наблюдения сохранялась субкомпенсация заболевания: колебания уровня HbA1c составляли 7,7—9,7%, показатели физического развития ребенка соответствовали норме.

Настоящая госпитализация в возрасте 1 года 7 мес. При поступлении: рост 85 см (SDS 0,59), масса тела 12,7 кг. SDS ИМТ 0,62. Телосложение пропорциональное. Cтигмы дизэмбриогенеза, изменения со стороны костно-мышечной системы обнаружены не были. Уровень HbA1c составил 8,2%, изменения в биохимическом анализе крови, сосудистые осложнения СД выявлены не были (см. таблицу).

С целью дальнейшего уточнения этиологии НСД было использовано высокопроизводительное параллельное секвенирование. В экзоне 3 гена EIF2AK3 была выявлена новая гомозиготная нонсенс-мутация Q166X, подтверждающая наличие у ребенка WRS.

Геномную ДНК выделяли из периферических лейкоцитов с использованием стандартных методов.

Секвенирование по Сэнгеру проводили на автоматическом секвенаторе ABI Genetic Analyzer 3130 («Applied Biosystems», США).

Для высокопроизводительного параллельного секвенирования использовалась библиотека ампликонов, полученная в результате мультиплексной ПЦР с использованием панели Custom Ion AmpliSeq («Life Technologies», США), включавшей праймеры для амплификации 28 генов, ассоциированных с наследственными вариантами сахарного диабета и врожденного гиперинсулинизма. Секвенирование проводилось на секвенаторе PGM, Ion Torrent («Life Technologies», США).

Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) является многофункциональным компартментом, в котором, наряду с другими процессами, происходит конформационное созревание белков (фолдинг). Нарушение процессов фолдинга приводит к накоплению белков с аномальной структурой, инициирующих протеотоксический стресс ЭПР и преждевременную гибель целого ряда клеток, в том числе β-клеток поджелудочной железы [8, 9].

Похожий патогенетический механизм лежит в основе синдрома Вольфрама [10] и НСД в результате мутаций в гене INS [11].

В процессе эволюции возникло множество адаптационных механизмов, позволяющих снизить концентрацию дефектных белков в люмене ЭПР, и предотвратить гибель клетки от протеотоксического стресса [8, 9]. PERK (трансмембранный белок, кодируемый геном EIF2AK3) играет ключевую роль в контроле трансляции белков в условиях стресса ЭПР [9, 13].

PERK состоит из сигнального пептида, регуляторного и каталитического доменов и экспрессируется преимущественно в β-клетках поджелудочной железы, ацинарных клетках, гепатоцитах и остеобластах [13, 14]. PERK после активации фосфорилирует α-субъединицу эукариотического фактора инициации типа 2 (eIF2α), который, препятствуя перегрузке ЭПР, способствует уменьшению синтеза белков, но активирует экспрессию стрессзависимых белков ATF3, ATF4 и CHOP, контролирующих интенсивность метаболизма аминокислот, процессов окисления и клеточного апоптоза [5, 15] (см. рисунок).

Мутации в гене EIF2AK3 приводят к функциональным дефектам системы клеточной защиты, генерализации клеточного стресса и индукции апоптоза. Кроме того, в исследованиях на животных было показано, что нарушение функции PERK в критические периоды внутриутробного и раннего неонатального периода приводит к уменьшению массы панкреатических β-клеток и является дополнительным фактором развития НСД [16].

Данный синдром был впервые описан Wolcott и Rallison в 1972 г. [1]. В основе заболевания лежат гомо- или компаундгетерозиготные мутации в гене EIF2AK3, кодирующего фермент PERK [17]. Ген EIF2AK3 локализован на коротком плече хромосомы 2 (2p12) и состоит из 17 экзонов [17]

Основными клиническими проявлениями заболевания являются инсулинзависимый СД у детей раннего возраста, скелетная дисплазия, задержка роста и патология печени [1, 2]. СД обычно манифестирует в неонатальном периоде или в течение первых 6 мес жизни. Описаны единичные случаи дебюта заболевания в возрасте 14 [3] и 30 мес [2]. Течение С.Д. лабильное со склонностью к тяжелым гипогликемическим состояниям в результате сопутствующего поражения печени и дефектов глюконеогенеза [13].

Задержка роста и прогрессирующие скелетные аномалии чаще всего выявляются на 2—3-м году жизни и характеризуются наличием множественной эпифизарной дисплазии [1—5]. В патологический процесс обычно вовлечены длинные трубчатые кости, позвонки и кости таза; особенно страдает грудопоясничный отдел позвоночника. Кости черепа, как правило, остаются интактными. При осмотре обращает на себя внимание укорочение туловища, наличие широкой грудной клетки с кифосколиозом в грудном отделе и лордозом в поясничном, вальгусная установка голеней, «утиная» походка [1—5]. Также характерны остеоартриты с вовлечением коленных, тазобедренных, плечевых и локтевых суставов, остеопения и частые переломы. Уровень кальция и фосфора при этом не изменяется [1—5].

Дополнительным фактором, влияющим на рост пациентов, является нарушение экспрессии ИРФ-1 в неонатальном периоде вследствие патологии печени, что может быть использовано для частичной коррекции роста с помощью инъекций ИФР-1 [19].

Нарушение функции печени варьирует от транзиторного повышения уровня трансаминаз и/или билирубина до острой печеночной недостаточности, которая нередко является причиной смерти пациентов в раннем возрасте [1—5]. Применение гепатотоксичных лекарственных препаратов, а также оперативных и диагностических манипуляций под общей анестезией должно быть четко лимитировано жизненной необходимостью.

Дополнительные клинические проявления синдрома включают нарушение экзокринной функции поджелудочной железы, задержку психоречевого развития, поражение почек, нейтропению, гипотиреоз и др. [1—5]. По мнению зарубежных исследователей [20, 21], у большинства пациентов с WRS отсутствует корреляция генотип-фенотип, что может быть связано с индивидуальной скоростью клеточного апоптоза или с влиянием внешних факторов. В частности, описаны семьи пациентов с идентичной мутацией в гене EIF2AК3 и различными клиническими проявлениями заболевания.

Изолированное нарушение углеводного обмена, которое мы наблюдали у нашего пациента, скорее всего связано с ранним возрастом ребенка, так как описаны пациенты с мутацией Q166R, локализованной в том же кодоне, с классическим течением заболевания [22].

На сегодняшний день в гене EIF2AK3 выявлены миссенс-, нонсенс-мутации, делеции, сплайсинг-мутации и мутации со сдвигом рамки считывания. Более 60% найденных мутаций относятся к нонсенс-мутациям и к мутациям со сдвигом рамки считывания, около 30% — к миссенс-мутациям, около 5% — к сплайсинг-мутациям [5].

Делеции, нонсенс- и сплайсинг-мутации могут встречаться по всей длине гена, тогда как миссенс-мутации локализованы преимущественно в первом киназном домене [5]. Мутация, найденная у нашего пациента, представляет собой замену глутамина на стоп-кодон в положении 166 и локализована в экзоне 3, кодирующем регуляторный домен PERK. Данная мутация ранее не была описана, однако известно, что мутации такого типа приводят к значительному дефекту синтеза белка. Кроме того, имеются сообщения о пациентах с классической формой WRS в результате мутации Q166R, расположенной в том же кодоне [22].

Прогноз заболевания неблагоприятный. Большинство пациентов погибают в возрасте от 3 до 10 лет от нарушения функции печени или от почечной недостаточности.

Наиболее перспективным методом патогенетической терапии пациентов с WRS представляется использование химических шаперонов, позволяющих увеличить устойчивость клетки в условиях стресса ЭПР [23]. В недавних работах на клеточных и животных моделях получены обнадеживающие результаты при использовании аналогов глюкагон-подобного пептида-1 в протекции β-клеток при стрессе ЭР [24].

WRS можно заподозрить у пациентов старше 2—3 лет жизни при сочетании перманентного НСД или инсулинзависимого СД у детей первых лет жизни, задержки роста, мультиэпифизарной дисплазии и нарушения функции печени.

Для диагностики у детей первых 6 мес жизни с изолированным нарушением углеводного обмена наиболее перспективным является использование высокопроизводительного параллельного секвенирования, что и было продемонстрировано нами. Использование данной методики позволяет установить диагноз в раннем возрасте до развития сопутствующей патологии, выбрать оптимальную тактику ведения пациента и рекомендовать родителям проведение пренатальной диагностики при последующих беременностях.

Конфликт интересов отсутствует.

Работа выполнена при частичной поддержке фонда поддержки и филантропии КАФ.