Характеристика генотипов пациентов с болезнью Гоше I типа в Российской Федерации

БГ — болезнь Гоше

ген GBA — 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 β-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-рецессивному типу. Ген, кодирующий ГЦБ (ген GBA), локализуется в регионе q21 на 1-й хромосоме. Наличие 2 мутантных аллелей гена GBA (гомозиготное наследование) ассоциируется со снижением (или отсутствием) каталитической активности ГЦБ, что приводит к накоплению в лизосомах 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, аутокринной 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 Эрленмейера) до тяжелейшего остеопороза и ишемических (асептических) остеонекрозов с развитием вторичных остеоартрозов 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 варьируют 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.

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 β-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 совокупности 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 (n=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 (n=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 GBA (N370S, 84GG, L444P, IVS2+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).

Повреждения гена GBA включают миссенс-мутации, сплайсинговые мутации, вставки, делеции нуклеотидов, кроссоверы между структурным геном и псевдогеном, конверсии генов (негомологичные рекомбинации) [5]. БГ I типа ассоциируется с миссенс-мутациями гена GBA и частичным дефицитом глюкозидазы. Напротив, инактивирующие 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 ашкенази 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/IVS2+1) состоянии являются летальными. Мутация 84GG приводит к сдвигу рамки считывания, что препятствует трансляции глюкозидазы, а мутация IVS2+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.

IVS2+1 в гетерозиготном состоянии встречается с частотой 3,1% мутантных аллелей в популяции евреев ашкенази и практически не встречается среди пациентов нееврейской национальности [7].

В российской группе мутацию IVS2+1 выявили у 2 больных в гетерозиготном состоянии в сочетании с мутацией N370S.

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-генетических исследований и клинических данных, характеризующих степень тяжести поражения костно-суставной системы (табл. 3).

Результаты проведенных клинических и молекулярно-генетических исследований позволили выявить следующее: у 93% российских пациентов с БГ I типа имеется мутация N370S; у 52% больных имеется генотип N370S/?, 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 цитопенией 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.