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.

Тихонович Ю.В.

Эндокринологический научный центр Минздравсоцразвития России

Стотикова О.В.

Российская детская клиническая больница, Москва

Рубцов П.М.

ФГБУН «Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта» РАН, Москва, Россия

Тюльпаков А.Н.

Эндокринологический научный центр, Москва

Редкая форма неонатального сахарного диабета (НСД), обусловленного дефектом гена EIF2AK3 (синдром Уолкотта—Раллисона)

Авторы:

Тихонович Ю.В., Стотикова О.В., Рубцов П.М., Тюльпаков А.Н.

Подробнее об авторах

Журнал: Проблемы эндокринологии. 2015;61(6): 26‑30

Просмотров: 487

Загрузок: 5

Как цитировать:

Тихонович Ю.В., Стотикова О.В., Рубцов П.М., Тюльпаков А.Н. Редкая форма неонатального сахарного диабета (НСД), обусловленного дефектом гена EIF2AK3 (синдром Уолкотта—Раллисона). Проблемы эндокринологии. 2015;61(6):26‑30.
Tikhonovich IuV, Stotikova OV, Rubtsov PM, Tiul'pakov AN. Rare form of  Permanent Neonatal Diabetes Mellitus (PNDM) due to novel mutation in  EIF2AK3 gene (Wolcott-Rallison syndrome). Problemy Endokrinologii. 2015;61(6):26‑30. (In Russ.).
https://doi.org/10.14341/probl201561631-35

?>

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).

Динамика биохимических показателей крови у пациента Б.

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.

Молекулярно-генетические исследования

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).

Обсуждение

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).

Система ответа на мисфолдинг (адаптировано из Julier C, Nicolino M. Wolcott—Rallison syndrome. Orphanet J Rare Dis 2010). PERK, IRE1, ATF6 — «сенсоры стресса эндоплазматического ретикулума (ЭР)» — трансмембранные белки, имеющие регуляторный домен, погруженный в просвет ЭР; BIP (binding immunoglobulin protein) — один из наиболее изученных шаперонов (высокоспециализированных белков, способствующих правильному фолдингу). В физиологических условиях шапероны связаны с регуляторными доменами PERK, IRE1, ATF6. В условиях перегрузки ЭР шапероны освобождаются от связи с PERK, IRE1, ATF6, приводя к их активации; IRE1 — инозитолзависимый фермент 1-го типа. После аутофосфорилирования ограничивает трансляцию белка путем деградации ряда мРНК; eIF2α (eukaryotic initiation factor 2) — ключевого регулятора трансляции белка; ATF4 — активирующего фактора транскрипции 4, который индуциирует экспрессию генов шаперонов ЭР и факторов антиоксидантной защиты; ATF3 — активирующий фактор транскрипции 3; ATF6 — активирующий фактор транскрипции 6. Стимулирует синтез BIP; СHOP — фактор транскрипции, участвующий в регуляции апоптоза.

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].

Заключение

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.

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