Наследственная оптическая нейропатия Лебера (НОНЛ) — одна из наиболее распространенных наследственных оптических нейропатий, вызывающих двустороннюю потерю центрального зрения. НОНЛ возникает из-за точечных мутаций митохондриальной ДНК (мтДНК), обычно обнаруживаемых в гомоплазмическом состоянии, что приводит к дисфункции митохондрий. НОНЛ наследуется по материнской линии, но характеризуется разной пенетрантностью даже у лиц, несущих одну и ту же гомоплазмическую патогенную мутацию и с явным преобладанием проявления клинических симптомов у лиц мужского пола [1]. Генетический анализ пациентов с НОНЛ показал, что три распространенные мутации митохондриальной ДНК составляют 90—95% НОНЛ: m.3460G>A в гене ND1, m.11778G>A в гене ND4, m.14484T>C в гене ND6, кодирующих субъединицы I комплекса дыхательной цепи митохондрий. Помимо трех наиболее часто встречающихся генетических вариантов при НОНЛ, исходя из данных международной базы Mitomap, в список 16 первичных мутаций входят m.3376G>A, m.3635G>A, m.3697G>A, m.3700G>A, m.3733G>A, m.4171C>A в гене ND1, m.10197G>A в гене ND3, m.10663T>C в гене ND4L, m.13051G>A, m.13094T>C в гене ND5, m.14568C>T, m.14502T>C, m.14495A>G, m.14482C>G, m.14482C>A, m.14459G>A в гене ND6 [2]. Практически каждый год открывают новые мутации мтДНК, которые получают статус кандидатных. Признание кандидатных мутаций первичными происходит только после того, как они будут обнаружены в двух или более независимых семьях с проявлениями НОНЛ, а также при наличии дефекта дыхательной цепи митохондрий в результате проведения биохимических исследований на клеточных культурах пациентов. Таким образом, актуальным является описание новых генетических вариантов мтДНК, ассоциированных с НОНЛ, для понимания клинических особенностей, частоты встречаемости и оценки распространенности заболевания в Российской Федерации и в мире.
Цель исследования — определить особенности клинического течения НОНЛ, ассоциированной с мутацией мтДНК m.13513G>A и оценить долю пациентов с таким патогенным вариантом в выборке пациентов с генетически подтвержденной НОНЛ.
Материал и методы
Обследовано 5 пациентов (10 глаз) с НОНЛ с мутацией мтДНК m.13513G>A в гене ND5 в гетероплазмическом состоянии (табл. 1).
Таблица 1. Показатели клинических, инструментальных и генетических исследований пациентов
| Показатель | Пациент | ||||
| 1 OD/OS | 2 OD/OS | 3 OD/OS | 4 OD/OS | 5 OD/OS | |
| Возраст пациента от начала проявления симптомов, лет | 23,3/23,3 | 21,6/21,6 | 19,4/19,4 | 13/13,1 | 16,3/16,2 |
| Разница по времени между снижением зрения правого и левого глаза, нед | 2 | 0 | 0 | 3 | 2 |
| Время от начала заболевания до первого визита, мес | 17/17 | 7/7 | 1/1 | 9/8 | 3/3 |
| Время от начала заболевания до начала восстановления ОЗ, мес | 20/20 | 15/15 | 12/12 | 15/14 | N/A |
| Длительность заболевания на момент последнего визита, мес | 33/33 | 58/58 | 34/34 | 21/20 | N/A |
| Максимально низкая острота зрения (по таблице Сивцева— Головина) | 0,03/0,02 | 0,08/0,01 | 0,01/0,005 | 0,02/0,03 | 0,005/0,01 |
| Острота зрения на последнем визите | 0,3/0,7 | 0,8/1,0 | 1,0/1,0 | 0,8/1,0 | N/A |
| Количество читаемых таблиц к моменту максимального восстановления зрения (из 27 таблиц) | 7/5,5 | 11,5/11,5 | 7/5 | 9/12 | N/A |
| Показатели ОКТ на последний визит (средняя толщина перипапиллярного СНВС; толщина комплекса ГКС, мкм) | (57,17; 61,12/58,60; 61,48) | (59,39; 50,38/55,49; 52,07) | (66,20; 46,98/4,56; 48,25) | (58,43; 52,7/55,96; 53,6) | N/A |
| Степень гетероплазмии в клетках периферической крови, % | 28 | 25 | 38 | 38 | 60 |
Все пациенты помимо стандартной энерготропной, метаболической и нейротрофической терапии (в том числе 90 мг идебенона ежедневно), назначаемой при таком диагнозе, как наследственные оптические нейропатии (НОН), получали митохондриально-адресованный антиоксидант — пластохинонилдецилтрефинилфосфония бромид (ПДТФ) в виде глазных капель в концентрации 155 нг/мл по 1—2 капли 2—3 раза в день в течение 1 года для лечения сопутствующего синдрома «сухого глаза». Глазные капли с активным веществом ПДТФ зарегистрированы в Российской Федерации (регистрационный номер ЛП-001355 от 13.12.11) для лечения синдрома «сухого глаза» и катаракты. Исследование было одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ «НИИГБ» РАМН (протокол №6 заседания локального биомедицинского этического комитета от 01.12.14). От всех пациентов было получено письменное добровольное информированное согласие.
Исследование остроты зрения (ОЗ) с наилучшей коррекцией (МКОЗ) проводили с помощью Freiburg Vision Test (FrACT) в шкале LogMAR (минимальное значение ОЗ составляет 2,58) и по таблице Сивцева—Головина [3]. Результаты FrACT сопоставимы с результатами, получаемыми с использованием таблиц ETDRS (Early Treatment Diabetic Research Study), широко применяемых в клинических исследованиях. Тест представляет собой компьютерную программу, которая последовательно проецирует на жидкокристаллическом экране компьютера 30 колец Ландольта разной величины и ориентации в произвольном порядке.
Исследование цветового зрения проводили с помощью 27 полихроматических таблиц для исследования цветоощущения Е.Б. Рабкина [4]. Степень дисхроматопсии определяли по количеству нечитаемых таблиц.
Компьютерную периметрию проводили с помощью периметра Octopus 900 (Interzeag AG, Швейцария), используя программу для оценки низкого зрения (LVC), оценивали показатели MS (Mean sensitivity, средний показатель световой чувствительности) и MD (Mean defect, средний дефект световой чувствительности).
Оптическую когерентную томографию (ОКТ) выполняли, применяя прибор RTVue-100 (Optovue Inc., США). Пациентам проводили сканирование в режиме линейных сканов (cross line), карты толщины сетчатки в режиме ММ5, сканирование ДЗН (протоколы ONH и 3D-Disc) и карты толщины комплекса ганглиозных клеток сетчатки (ГКС): ГКС, нервные волокна и внутренний плексиформный слой, (протокол GCC — Ganglion Cell Complex).
Оценка доли пациентов с мутацией m.13513G>A была проведена на выборке из 100 пациентов с генетически подтвержденной НОНЛ, наблюдающихся в ФГБНУ «НИИГБ» РАМН.
Результаты
Все обследуемые пациенты с мутацией мтДНК m.13513G>A были мужского пола, средний возраст начала заболевания 18,7±3,88 года. Пациенты обратились с жалобами на двустороннее, одновременное или последовательное безболезненное снижение остроты зрения, разница между началом снижения зрения на двух глазах составляла до 3 нед. Основным клиническим проявлением НОНЛ у 5 обследуемых пациентов было нарушение зрения, и они не имели дополнительной неврологической или иной экстраокулярной симптоматики. В результате проведения МРТ головного мозга и орбит очаговой патологии головного мозга и изменения МР-сигнала от структур переднего зрительного пути не выявлено. Ни один из обследуемых пациентов не отмечал наличия отягощенного наследственного анамнеза по развитию частичной атрофии зрительного нерва или иным митохондриальным заболеваниям.
Период между началом клинических проявлений и первичным обращением составил от 1 до 17 мес (табл. 1).
Пациент №5 пришел на прием однократно, поэтому динамическое наблюдение не проводилось. Максимальное снижение остроты зрения у пациентов составило от 0,005 до 0,08 по таблице Сивцева—Головина (от 2,1 до 1,67 LogMAR). Известно, что при НОНЛ острота зрения падает в первые месяцы заболевания, а затем стабилизируется, и чаще всего остается на низком уровне. Но в зависимости от выявленной мутации у некоторых пациентов может произойти частичное восстановление зрения. По данным разных авторов, спонтанное восстановление остроты зрения отмечено у 5—10,5% пациентов с мутацией m.11778G>A, у 22—30,7% пациентов — с мутацией m.3460G>A, у 37—65% пациентов — с мутацией m.14484T>C, в работах были описаны случаи восстановления зрения у пациентов с мутациями m.13513G>A, m.4171C>A, m.14597A>G, m.13379A>G, m.3472T>C [5, 6]. По данным литературы, еще одним фактором, определяющим прогноз по остроте зрения, является возраст начала снижения зрения. Известно, что пациенты, манифестация заболевания которых начинается в 12 лет и ранее, достигают значительно лучшего зрения, по сравнению с пациентами более старшего возраста [7, 8].
Некоторые авторы отмечают, что на прогноз восстановления зрения влияет и степень гетероплазмии, т.е. уровень мутантных копий мтДНК в клетке [9], пациенты с низкой степенью гетероплазмии имеют наиболее благоприятный прогноз по восстановлению зрения. В исследовании Y. Mashima и соавторов предполагают, что пациенты со степенью гетероплазмии менее 60% имеют меньший риск развития атрофии зрительных нервов и потери зрения, подобный вывод был сделан G.C. Black и соавторами, которые предположили, что заболевание протекает в более тяжелой форме при степени гетероплазмии более 50%. Однако данные литературы неоднозначны и немногочисленны [10, 11].
Вне зависимости от возраста начала заболевания в нашем исследовании у всех пациентов отмечалось повышение остроты зрения. Уровень гетероплазмии, представленный в табл. 1, находится в диапазоне 25—60%.
Степень восстановления остроты зрения у четырех пациентов варьировала от 0,3, до 1,0 (от 0,51 до 0 по LogMAR) (рис. 1). Причем полное восстановление зрения отмечалось у пациентов с более длительными сроками наблюдения (пациенты № 2 и №4). Пациент №5, не имеющий возможности на момент написания статьи пройти офтальмологический осмотр, субъективно отмечает улучшение зрения, которое позволило ему продолжить обучение в школе.
Рис. 1. Динамика остроты зрения.
Как показали результаты ранее проведенной респирометрии высокого разрешения на интактных и пермеабилизированных фибробластах пациента №2, различия по сравнению с результатами контрольной группы при оценке показателей эндогенного дыхания и кислородной емкости комплексов дыхательной цепи митохондрий I, II и IV не выявлены [6]. Возможно, что хорошее восстановление зрения связано с низкой степенью гетероплазмии в клетках периферической крови пациентов.
Начало восстановления зрения у пациентов было зафиксировано в диапазоне от 12 до 20 мес от начала заболевания.
При проверке цветового зрения с помощью полихроматических таблиц для исследования цветоощущения Е.Б. Рабкина у всех пациентов при первичном обращении наблюдалась выраженная дисхроматопсия (читали 0 — 4,5 из 27 таблиц), при динамическом наблюдении у всех пациентов количество читаемых таблиц увеличилось (см. табл. 1).
Улучшение зрительных функций у пациентов сопровождалось изменениями показателей статической периметрии. При динамическом исследовании полей зрения у всех пациентов отмечалось снижение плотности и размеров центральных скотом, среднего дефекта световой чувствительности и увеличение показателя MS (рис. 2).
Рис. 2. Динамика среднего показателя световой чувствительности (MS), по данным компьютерной периметрии.
Несмотря на улучшение функциональных показателей, у всех пациентов отмечались структурные изменения: истончение перипапиллярного слоя нервных волокон сетчатки (СНВС), комплекса ГКС. Данные структурные нарушения характерны для НОНЛ с любыми дефектами мтДНК [12]. У пациента, который обратился к нам через 1 мес после начала заболевания (пациент №3) на первом визите отмечалось значительное истончение комплекса ГКС, невыраженное истончение СНВС на уровне пограничных значений в височных секторах. При динамическом наблюдении, по данным ОКТ, отмечалась отрицательная динамика: снижение толщины СНВС и комплекса ГКС. К 3-му визиту (16,8 мес от начала заболевания) на фоне выраженных структурных изменений было отмечено увеличение остроты зрения и световой чувствительности. На рис. 3 представлены показатели остроты зрения, результаты компьютерной периметрии, карты толщины комплекса ГКС, СНВС правого глаза пациента 3 в динамике.
Рис. 3. Острота зрения, результаты компьютерной периметрии карты толщины комплекса ГКС, СНВС пациента №3 в динамике.
Частота встречаемости мутации m.13513G>A составила 5% в выборке из 100 пациентов, наблюдающихся в ФГБНУ «НИИГБ» РАМН с генетически подтвержденной НОНЛ [13]. Однако среди пациентов с НОНЛ, ассоциированной с кандидатными и редкими мутациями мтДНК (22 человека), m.13513 G>A наблюдалась в 22,5% случаев¸ что свидетельствует об относительно высоком распространении в популяции Российской Федерации (табл. 2).
Таблица 2. Распределение пациентов с клинически установленным диагнозом НОНЛ в зависимости от выявленных мутаций
| Тип мутации | Число пациентов | ||
| Первичные | Частые | m.11778G>A | 50 |
| m.3460 G>A | 20 | ||
| m.14484T>C | 8 | ||
| Редкие | m.3635G>A | 6 | |
| m.4171C>A | 5 | ||
| Кандидатные | m.13513G>A | 5 | |
| m.3472Т>C | 1 | ||
| m.13379A>G | 1 | ||
| m.14597 A>G | 1 | ||
| m.14477A>G | 1 | ||
| 1 | |||
| 14459G>A | 1 | ||
| Всего | 100 | ||
По данным литературы, мутация m.13513G>A чаще ассоциирована с развитием синдрома Ли, MELAS (Mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes ) и клиническим сочетанием MELAS/НОНЛ и MELAS/Ли [14—16]. Офтальмологические проявления, связанные с мутацией m.13513G>A включают атрофию зрительного нерва, птоз и хроническую прогрессирующую наружную офтальмоплегию и чаще всего сопровождаются MELAS или Ли [17, 18].
Связанная с мутацией m.13513G>A НОНЛ без синдрома Ли или MELAS была зарегистрирована только в трех случаях и сопровождалась другой экстраокулярной патологией, такой как гипертрофическая миокардиопатия, миопатия, синдром Вольфа—Паркинсона—Уайта, хроническая почечная недостаточность, сахарный диабет или потеря слуха [19—23].
Описан только один случай изолированного НОНЛ с мутацией m.13513G>A (гетероплазмия 33,56%) без глазной и экстраокулярной патологии у 16-летнего пациента из Китая. Однако при 4-летнем наблюдении острота зрения пациента составляла 0,06/счет пальцев у лица на OD/OS соответственно [24].
Заключение
Мутация m.13513G>A, ассоциированная с НОНЛ, на данный момент является кандидатной мутацией. Учитывая относительно высокое распространение m.13513G>A в популяции Российской Федерации, ее можно считать первичной при НОНЛ и включить ее в список рекомендованных для тестирования патогенных вариантов при подозрении на НОНЛ.
Наличие мутации m.13513G>A определяет легкое течение НОНЛ и благоприятный прогноз зрительных функций у пациентов.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования: Н.Ш., Н.А.
Сбор и обработка материала: Н.Ш., Н.А., П.Ц., Т.К., Ю.М.
Статистическая обработка: Н.Ш., Н.А.
Написание текста: Н.Ш., Н.А.
Редактирование: Н.Ш., Н.А., П.Ц., Т.К., Ю.М.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.