Шеремет Н.Л.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН

Грушкэ И.Г.

ФГБНУ «НИИ глазных болезней», ул. Россолимо, 11, А, Б, Москва, Россия, 119021

Жоржоладзе Н.В.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН

Ронзина И.А.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН, Москва

Микаелян А.А.

ФГБНУ «НИИ глазных болезней», ул. Россолимо, 11 А, Б, Москва, 119021, Российская Федерация

Танас А.С.

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр», ул. Москворечье, 1, Москва, Россия, 115478

Стрельников В.В.

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр», ул. Москворечье, 1, Москва, Российская Федерация, 115478

Полиморфизм клинических проявлений при мутациях сайта сплайсинга в гене АВСА4

Журнал: Вестник офтальмологии. 2018;134(6): 83-93

Просмотров : 11

Загрузок :

Как цитировать

Шеремет Н. Л., Грушкэ И. Г., Жоржоладзе Н. В., Ронзина И. А., Микаелян А. А., Танас А. С., Стрельников В. В. Полиморфизм клинических проявлений при мутациях сайта сплайсинга в гене АВСА4. Вестник офтальмологии. 2018;134(6):83-93. https://doi.org/10.17116/oftalma201813406183

Авторы:

Шеремет Н.Л.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН

Все авторы (7)

Открытие генов, обусловливающих развитие наследственных заболеваний сетчатки (НЗС), позволило расширить понимание патогенеза заболеваний и в свою очередь с определенной долей оптимизма взглянуть на возможности профилактики и лечения, в том числе некоторых фармакотерапевтических мероприятий и генотерапии. Немаловажным аспектом ранней молекулярно-генетической и клинической диагностики наследственных дистрофий сетчатки является возможность изучения и накопления данных клинико-генетических корреляций, предназначенных для прогнозирования течения заболевания и повышения точности молекулярной и клинической диагностики.

В зависимости от влияния мутации гена на структуру и функции белкового продукта степень потери остроты зрения при НЗС варьирует от светоощущения до нескольких десятых, а скорость развития и распространения изменений в сетчатке, снижения зрительных функций — от медленного прогрессирования в течение многих месяцев и лет до быстро прогрессирующего процесса.

ABCA4 — один из основных генов, мутации которого ассоциированы с различными НЗС, такими как болезнь Штаргардта (БШ), палочкоколбочковая дистрофия (ПКД) и пигментная абиотрофия (ПА). Ген ABCA4 кодирует белок ABCR4, который является переносчиком N-ретинилиден-фосфатидилэтаноламина через мембрану диска фоторецептора и необходим для рециркуляции ретиналя, играющего важную роль в зрительном цикле.

В отсутствие белка АВСR4 из N-ретинилиден-N-ретинил-фосфатидилэтаноламина образуется N-ретинилиден-N-ретинилэтаноламин (A2E), накапливающийся в липофусциновых гранулах (стадия образования липофусцина, которая проходит в кислой среде клеток пигментного эпителия сетчатки (ПЭС)). A2E не проходит через мембраны клеток ПЭС и не может быть расщеплен этими клетками. Таким образом, липофусцин откладывается в пигментном эпителии, причем время достижения критического уровня зависит от степени угнетения функции белка-переносчика ABCR4 [1—4]. Липофусцин фототоксичен, ослабляет основную функцию лизосом, приводит к потере целости мембран, в том числе мембран лизосом. Последующее высвобождение лизосомальных ферментов приводит к повреждению митохондрий и, следовательно, к высвобождению проапоптотических факторов и последующей гибели клеток ПЭС и фоторецепторов [5].

Тяжесть фенотипа НЗС может быть обусловлена степенью патогенности мутации, которая зависит от локализации в различных регуляторных участках гена и влияния на аминокислотный состав белковой молекулы [6]. Таким образом, мутации гена АВСА4 можно условно подразделить на мягкие, умеренные и тяжелые, обусловливающие относительно легкие или тяжелые формы НЗС.

Мутации на стыке экзонов и интронов называют мутациями сайта сплайсинга, в большинстве случаев (~95%) они являются тяжелыми, по механизму действия равнозначны нуль-мутациям, приводящим к полной утрате функции белка, и обычно ассоциируются с ПКД, ПА или тяжелой формой БШ с последующим быстрым прогрессированием дистрофии в течение времени [7]. Однако можно предположить, что на фенотип НЗС может оказывать влияние вторая мутация в гене ABCA4, необходимая для развития заболевания. В связи с тем что публикации по клинико-генетической корреляции при данной патологии в отечественной литературе ограничены, считаем полезным привести клинический пример.

В исследование были включены 2 пациента с наследственной дистрофией сетчатки, проживающие на территории Российской Федерации (РФ): пациент А. 1964 года рождения (на момент описания 53 года) и пациент B. 1977 года рождения (40 лет) с выявленными мутациями сайтов сплайсинга в компаунд-гетерозиготном состоянии с миссенс-мутациями, представленными в таблице

Перечень и описание мутаций
(missense — т. е. с изменением «смысла» повреждаемого кодона).

Первые жалобы на снижение зрения у пациента А. возникли в 18 лет, длительность заболевания на момент описания составила 34 года, острота зрения обоих глаз по таблице Головина—Сивцева 0,25. При исследовании цветового зрения по полихроматическим таблицам для исследования цветоощущения (Е.Б. Рабкина) количество нечитаемых таблиц составило 15 из 27; 17 из 27 на правом и левом глазу соответственно. Наличие центральной абсолютной/относительной скотомы в пределах 5—10°сочеталось с нормальными периферическими границами поля зрения (рис. 1). Амплитудно-временны́е параметры максимальной ганцфельд-ЭРГ (гЭРГ) находились в пределах нормальных значений, были отмечены значительное снижение плотности и нарушение топографии биопотенциала сетчатки преимущественно в 1—2-м кольцах (fovea/parafovea) при мультифокальной ЭРГ (мфЭРГ) (рис. 2).

Рис. 1. Результат статической периметрии (данные представлены в режиме сравнения с нормой по возрасту, comparison). а1 — пациента А., программа М — макула, размер стимула III/4; б1 — пациента В., программа LVC — low vision center, размер стимула V/4.

Рис. 1. Результат статической периметрии (данные представлены в режиме сравнения с нормой по возрасту, comparison). а1 — пациента А., программа М — макула, размер стимула III/4; б1 — пациента В., программа LVC — low vision center, размер стимула V/4.

Рис. 2. Данные электроретинографии. 1 — гЭРГ; 2, 3 — мфЭРГ для правого и левого глаза пациента А. (а) и пациента В. (б).

Рис. 2. Данные электроретинографии. 1 — гЭРГ; 2, 3 — мфЭРГ для правого и левого глаза пациента А. (а) и пациента В. (б).

Офтальмоскопическая, аутофлюоресцентная картина глазного дна, а также особенности структурных изменений сетчатки, полученные с помощью спектральной оптической когерентной томографии (ОКТ), представлены на рис. 3, 4

Рис. 3. Фотография глазного дна (1), картина флюоресцентной ангиографии (ФАГ) (2) и аутофлюоресцентная картина (3) правого глаза пациента А. (а) и пациента В. (б) (ФАГ от 2012 г.). а1 — ограниченный центральный очаг атрофии, окруженный желтопятнистой крапчатостью; а2 — чередование гипер- и гипофлюоресцентных участков в области макулы за счет альтерации ПЭС; а3 — центральная зона атрофии, соответствующая гипофлюоресценции, окруженная гиперфлюоресцентными пятнами, соответствующими скоплению липофусцина; б1 — обширный атрофический очаг с пигментацией в центре и на средней периферии; б2 — обширная хориоретинальная атрофия; б3 — массивная область гипофлюоресценции с захватом диска зрительного нерва, соответствующая широко распространенной атрофии ПЭС.
Рис. 4. ОКТ-срезы сетчатки правого глаза. а — потеря эллипсоидной зоны и атрофия ПЭС ограничены центральной зоной (пациент А.); б — истончение сетчатки, дезорганизация слоев, усиление рефлекса с хориоидеи, атрофии ПЭС и эллипсоидной зоны на всем протяжении ОКТ-среза (пациент В.).
(в связи с идентичностью изменений на обоих глазах пациента приведены данные для одного глаза), исследования соответствуют БШ.

Первые жалобы на снижение зрения у пациента В. возникли в 5—6 лет, длительность заболевания на момент описания составила 33 года. Пациенту В., а также его старшей сестре в детстве (6 лет) был поставлен диагноз Б.Ш. На данный момент острота зрения обоих глаз 0,03. Количество нечитаемых таблиц для исследования цветового зрения составило 24 из 27; 23 из 27 на правом и левом глазу соответственно. Выраженное снижение световой чувствительности в пределах исследуемых 30° сочеталось с незначительным сужением периферических границ поля зрения на 5—10° (см. рис. 1). При анализе данных гЭРГ отмечены резко выраженное снижение амплитуд основных волн, резко выраженное нарушение топографии и снижение биопотенциала сетчатки в зоне 0—27,7° при мфЭРГ (см. рис. 2).

Офтальмоскопическая, аутофлюоресцентная картина глазного дна, а также структурные изменения сетчатки соответствовали выраженной распространенной хориоретинальной атрофии при ПКД (см. рис. 3, 4).

У обоих пациентов выявлены 2 мутации в гене АВСА4: сайта сплайсинга в гетерозиготном состоянии с миссенс-мутациями, с разными фенотипическими проявлениями. Известно, что большинство (~95%) мутаций сайта сплайсинга приводят к фенотипу, подобному нуль-мутации, т. е. к полной утрате функции белка, что характеризуется ранним началом и быстрым прогрессированием заболевания. Не исключено, что небольшие количества белка дикого типа по-прежнему транслируются в сетчатке. Если такой низкий уровень экспрессии действительно существует, то этим можно объяснить более позднее начало и медленное прогрессирование дегенерации сетчатки у пациентов с мутациями сплайсинга [8]. Тем не менее у пациента А., несмотря на то что ранее мутация сайта сплайсинга c.768−1G>T была описана как тяжелая [7, 9], фенотип БШ соответствует более легкой форме заболевания, характеризуется умеренными функционально-структурными изменениями и медленным прогрессированием. Можно предположить, что более легкий фенотип обусловлен второй мутацией (G1961E), которая связана с лучшей сохранностью эллипсоидной зоны фоторецепторов и ПЭС, изменения ограничены парафовеальной зоной. Многие авторы [7, 10—14] пришли к выводу, что у большинства пациентов с мутацией G1961E в гетерозиготном или гомозиготном состоянии фенотип соответствовал более легкой форме БШ (макулопатии по типу бычьего глаза) вне зависимости от тяжести второй мутации. Это может объяснить более легкое течение заболевания у пациента А. с мутацией G1961E, даже если она находится в гетерозиготном состоянии с тяжелой мутацией сайта сплайсинга. Данное наблюдение важно, так как миссенс-мутация G1961E является распространенной в выборке российских больных с БШ и встречается в 27% случаев [17].

У пациента В. мутация сайта сплайсинга выявлена в гетерозиготном состоянии с гаплотипом p. L541P/p.A1038V, который принимают за единую мутацию, «комплексную мутацию». L541P/p.A1038V часто встречается у пациентов с БШ, проживающих на территории РФ (28% случаев), и, по данным различных авторов, является тяжелой [15—17], ассоциированной, как и в описанном случае, с тяжелым фенотипом.

Мутации сайтов сплайсинга являются тяжелыми мутациями гена АВСА4, так как нарушают нормальные механизмы созревания первичного РНК-транскрипта и приводят либо к неправильному вырезанию интрона, либо, наоборот, к удалению из молекулы РНК информационно значимой экзонной последовательности, в результате чего происходит значительное нарушение структуры белка или его синтеза. Важно отметить, что степень проявления фенотипа коррелирует с остаточной активностью белка и тяжестью второй мутации. Так, у пациента с мутацией сайта сплайсинга в сочетании с тяжелой комплексной миссенс-мутацией, которая приводит к нарушению локализации белка в клетке и делает белок полностью неэффективным [15], фенотип соответствует тяжелой форме заболевания (ПКД). У таких пациентов, с первоначальным диагнозом БШ и тяжелыми мутациями, можно предположить прогрессирование БШ в более тяжелое заболевание сетчатки, такое как ПКД или ПА. У пациента с мутацией сайта сплайсинга и легкой миссенс-мутацией G1961E в гетерозиготном состоянии фенотип соответствует легкой форме БШ — макулопатии по типу бычьего глаза с дезорганизацией фоторецепторов в центральной зоне сетчатки.

Таким образом, представленные клинические случаи демонстрируют важность выявления мутаций у пациентов с НЗС, которое позволяет определять и накапливать клинико-генетические корреляции. Правильная интерпретация биологического эффекта выявленных мутаций облегчает задачу прогнозирования течения заболевания.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: Н.Ш., В.С.

Сбор и обработка материала: И.Г., Н.Ж., И.Р., А.М., А.Т. В.С.

Статистическая обработка данных: И.Г., Н.Ж., А.М.

Написание текста: И.Г., Н.Ж., А.М.

Редактирование: Н.Ш., И.Р., В.С.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Грушкэ Ирина Григорьевна — аспирант отделения клинических исследований в офтальмологии

e-mail: irina.grusca@mail.ru

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