Спиноцеребеллярная атаксия 8-го типа (СЦА8, SCA-ATXN8/ATXN8OS, OMIM #608768) — редкое наследственное заболевание, относящееся к группе аутосомно-доминантных атаксий и связанное с экспансией CAG- и CTA/CTG-повторов в генах ATXN8 и ATXN8OS соответственно. Впервые СЦА8 была описана M. Koob и соавт. в 1999 г. [1]. Ими была обследована семья из 7 поколений, 84 членам которой был проведено генотипирование экспансии CTA/CTG-повторов в гене SCA8 (ATXN8OS). Было показано, что у всех членов этой семьи, имевших симптомы атаксии, длина экспансии находилась в пределах 107—127 повторов, тогда как у здоровых членов — 74—94 повторов.
В дальнейшем случаи СЦА8 были описаны в Финляндии [2], США, Мексике [3], Шотландии [4], Португалии [5], Италии [6], Бразилии [7], Чехии [8], Японии [9] и Китае [10]. Точных эпидемиологических данных по распространенности СЦА8 нет, но по некоторым оценкам на ее долю приходится 2—5% случаев аутосомно-доминантных атаксий [11]. До настоящего времени в России отсутствуют описания пациентов с верифицированной СЦА8.
Патогенез СЦА8 остается не до конца ясным. Ген ATXN8 расположен в регионе 13q21 и содержит участок с экспансией CAG-повторов, кодирующий полиглутаминовый тракт белка ATXN8. На обратной по отношению к ATXN8 цепи ДНК в регионе 13q21.33 расположен ген ATXN8OS (ataxin 8 opposite strand), который содержит участок экспансии CTG-повторов в нетранслируемой области, соответствующий CAG-повторам гена ATXN8 [12]. Первоначально было предположено, что транскрипция гена ATXN8OS происходит только в CTG-направлении [1], однако позже было обнаружено, что транскрипция происходит с обеих цепей генов ATXN8/ATXN8OS в CAG- и CTG-направлениях [13]. Это вызывало предположение, что патогенез СЦА8 связан как с синтезом аномального полиглутаминового белка с гена ATXN8, так и с синтезом РНК с гена ATXN8OS (механизм РНК-токсичности) [13]. Транскрибируемая РНК с гена ATXN8OS содержит CUG-экспансию и обнаружена в клетках Пуркинье, интернейронах молекулярного слоя коры мозжечка и глии Бергмана, а патогенный эффект РНК-токсичности является сходным с таковым при миотонических дистрофиях 1-го и 2-го типов [14]. С другой стороны, агрегаты патологического белка ATXN8, содержащего полиглутаминовый тракт, также обнаружены в клетках Пуркинье, нейронах варолиевого моста, лобной коры и гиппокампа [13].
Перед участком экспансии CTG-повторов находится полиморфный CTA-тракт, содержащий от 1 до 21 CTA-повтора. В литературе, когда речь идет о длине экспансии, количество CTA- и CTG-повторов часто суммируется. При этом CTA-фрагмент стабилен, а количество CTG-повторов изменяется практически всегда при передаче следующему поколению [15]. При передаче по материнской линии количество CTA/CTG-повторов обычно увеличивается, а по отцовской — уменьшается [1].
Однозначного мнения насчет того, какое количество CTA/CTG-повторов является нормальным, в настоящее время нет. В исследовании M. Koob и соавт. [1] в общей популяции в 99% случаев количество комбинированных CTA/CTG-повторов составило 16—37. Считается, что в большинстве случаев у пациентов с СЦА8 количество комбинированных CTA/CTG-повторов варьирует от 91 до 200 [4]. По данным других авторов, количество повторов у заболевших составляет от 71 до более чем 1000 [3, 16]. В норме, согласно сегодняшним оценкам, количество повторов составляет 15—50 [17]. При этом пенетрантность мутации, по-видимому, неполная, и у клинически здоровых людей может выявляться экспансия вплоть до нескольких сотен повторов [10, 18].
Классический фенотип СЦА8 представляет медленно прогрессирующую мозжечковую атаксию. Дебют заболевания может наблюдаться в любом возрасте (от 1 года до 73 лет), но чаще всего на 3—5-м десятилетии жизни. Основные симптомы включают статико-локомоторную и динамическую атаксию, дизартрию и глазодвигательные нарушения (нистагм, нарушение следящих движений глаз и саккад, офтальмопарез). Также могут наблюдаться пирамидный синдром, реже — когнитивные и двигательные нарушения (тремор, дистония, паркинсонизм), сенсорная нейропатия [4, 11, 19].
Известны также атипичные фенотипы СЦА8: дебют заболевания с эпилепсии [20] или паркинсонизма [21] с последующим присоединением атаксии. Экспансия CTA/CTG-повторов также описана у пациентов с клинической картиной мультисистемной атрофии [22], бокового амиотрофического склероза, оромандибулярной и лингвальной дистонии [21].
При нейровизуализации обычно выявляются признаки атрофии мозжечка, затрагивающей как червь, так и полушария, однако у некоторых пациентов атрофия мозжечка может не наблюдаться даже на поздних стадиях заболевания [23].
Цель работы — оценка частоты встречаемости СЦА8 в когорте российских пациентов с дегенеративными атаксиями, анализ распределения количества CTA/CTG-повторов в гене ATXN8OS в данной группе больных, а также описание клинических особенностей фенотипа у пациентов с верифицированным диагнозом СЦА8.
Материал и методы
В ходе исследования были проанализированы образцы ДНК 411 пациентов с прогрессирующей мозжечковой атаксией дегенеративного генеза (семейные и спорадические случаи). У всех пациентов предварительно было проведено ДНК-тестирование для исключения атаксии Фридрейха, СЦА 1, 2, 3 и 6-го типов. У выявленных больных с СЦА8 проведен анализ клинической картины заболевания и данных лабораторно-инструментальных методов обследования, в том числе МРТ головного мозга в стандартных режимах. Степень выраженности атаксии оценивали по шкале SARA (шкала для обследования и оценки атаксии), для скрининга на предмет когнитивных нарушений использовали Монреальскую шкалу оценки когнитивных функций (MoCA).
Образцы геномной ДНК выделяли из цельной крови с использованием набора Wizard Genomic DNA Purification Kit («Promega», США). Количество CTA/CTG-повторов в гене ATXN8OS (СЦА8), CAG-повторов в генах ATXN1 (СЦА1), ATXN2 (СЦА2), ATXN3 (СЦА3) и CACNA1A (СЦА6) определяли методом ПЦР с использованием праймеров (один из которых мечен флюоресцентной меткой) специфичных к области повторов, с последующим анализом длин фрагментов на капиллярном генетическом анализаторе НАНОФОР 05 (Санкт-Петербург, Россия). Поиск экспансии GAA-повторов в 1-м интроне гена FXN (атаксия Фридрейха) проводили методом ПЦР с последующим разделением ампликонов в агарозном геле.
Исследование получило одобрение Локального этического комитета. У всех включенных в исследование больных было получено соответствующее информированное согласие.
Результаты
Распределение аллелей по количеству комбинированных CTA/CTG-повторов в гене ATXN8OS, полученное нами в российской когорте больных с мозжечковой атаксией, показано на рис. 1. Наиболее часто встречались аллели с 18 и 23 повторами.
Рис. 1. Распределение аллелей по количеству CTA/CTG-повторов в гене ATXN8OS.
Были выявлены 6 (1,5%) пациентов (3 мужчины) с верифицированным диагнозом СЦА8 с количеством CTA/CTG-повторов 91 и выше (разброс 91—152 повтора). Клинические характеристики заболевания и данные МРТ головного мозга были доступны для 5 пациентов (см. таблицу).
Клинические характеристики пациентов с СЦА8
| Пациент | ААД | ЛНЛ | КДА | КЛЮ | СНА |
| Пол | М | Ж | М | М | Ж |
| Возраст на момент осмотра, годы | 47 | 32 | 29 | 21 | 44 |
| Возраст дебюта, годы | 40 | 25 | 14 | 19 | 42 |
| Количество CTA/CTG-повторов | 126 | 91 | 152 | 101 | 108 |
| Семейный анамнез | — | — | — | — | — |
| Симптомы в дебюте | Дизартрия | Атаксия | Дизартрия | Атаксия | Атаксия |
| Атаксия | + | + | + | + | + |
| Дизартрия | + | + | + | + | + |
| Гипотония мышц | + | + | — | + | — |
| Глазодвигательные нарушения | Нарушения следящих движений глаз, инициации саккад, горизонтальный нистагм и офтальмопарез | Грубый горизонтальный нистагм с ротаторным компонентом | Легкий страбизм, гиперметрия саккад | Замедление горизонтальных саккад | Нарушение плавности следящих движений глаз по вертикали |
| Пирамидные знаки | + | + | + | + | + |
| Вегетативные нарушения | — | — | — | — | Ортостатическая гипотензия |
| MoCA, баллы | 22 | 18 | 26 | 28 | — |
| SARA, баллы | 15 | 13 | 7 | 11 | 17 |
| МРТ головного мозга | Атрофия червя и полушарий мозжечка | Атрофия червя и полушарий мозжечка | Атрофия червя и полушарий мозжечка | Атрофия мозжечка (преимущественно полушарий) | Атрофия червя мозжечка, уплощение моста и симптом «креста» |
Медиана возраста на момент осмотра составила 32 года (от 21 года до 47 лет), возраста дебюта — 25 лет (разброс 14—42 года), четыре пациента — славяне, один — татарин. Особенностью данной группы больных является отсутствие наследственной отягощенности в семьях — все случаи были спорадическими.
У всех пациентов в клинической картине наблюдались статико-локомоторная и динамическая атаксия, глазодвигательные нарушения (нарушения саккад и плавных следящих движений глаз, нистагм, легкий офтальмопарез и страбизм), мозжечковая дизартрия (у двух пациентов — в дебюте заболевания). Степень выраженности атаксии была легкой/умеренной (медиана баллов по шкале SARA — 13 из 40 баллов, от 7 до 17), течение — медленно прогрессирующее, все пациенты передвигались самостоятельно, без опоры. Также у всех больных наблюдались проявления пирамидного синдрома разной степени выраженности (от оживления глубоких рефлексов до спастического гипертонуса в ногах). У двух пациентов выявлены когнитивные нарушения (менее 26 баллов по шкале MoCA), у одной больной — ортостатическая гипотензия (предполагался диагноз мультисистемной атрофии). У всех пациентов отсутствовали двигательные нарушения, расстройства чувствительности и тазовых функций.
По данным МРТ головного мозга, признаки атрофии мозжечка выявлены у всех пациентов (рис. 2), у одного из них — картина оливопонтоцеребеллярной дегенерации.
Рис. 2. МРТ головного мозга пациента с СЦА8 (КЛЮ).
а — сагиттальный (T2-FLAIR); б — аксиальный (T2-FLAIR); в — коронарный (T2-ВИ) срезы. Определяется расширение субарахноидальных пространств и истончение извилин мозжечка, преимущественно полушарий, расширение IV желудочка.
Обсуждение
СЦА8 является редкой аутосомно-доминантной атаксией с неспецифической клинической картиной и относительно доброкачественным течением. Нами было выявлено шесть неродственных пациентов из шести семей с СЦА8, что составило 1,5% из числа всех пациентов с дегенеративными атаксиями неуточненной этиологии. По нашим данным, в России СЦА8 по распространенности занимает 5-е место, уступая СЦА 1, 2, 3 и 17-го типов и опережая более распространенные в других странах СЦА 6-го и 7-го типов. В схожих по дизайну исследованиях частота СЦА8 составила: в Китае 0,46% [10], в Бразилии 0,7% [7], в Германии 1,1% [24], в Чехии 1,5% [8]. На сегодняшний день СЦА8 наиболее распространена в Финляндии — 6% [2].
Распределение нормальных аллелей по количеству комбинированных CTA/CTG-повторов в гене ATXN8OS, выявленное в настоящей работе, полностью соответствует аналогичным зарубежным исследованиям. Выделяют два пика наиболее часто встречающихся аллелей: 15—18 и 23—27 повторов, притом 98% аллелей входят в интервал от 14 до 40 повторов [4, 25].
Возраст дебюта, медленное прогрессирование, доброкачественное течение, клиническая картина и данные нейровизуализации у выявленных нами больных в целом соответствуют описанию классического фенотипа СЦА8. Только у одной пациентки (СНА) наблюдался атипичный фенотип СЦА, схожий с мультисистемной атрофией мозжечкового типа (ортостатическая гипотензия, оливопонтоцеребеллярная атрофия по данным нейровизуализации), что наблюдалось и в других исследованиях [22, 26]. Характерной особенностью СЦА8 является раннее развитие речевых нарушений (скандированная речь, спастическая дизартрия) и глотания, которые могут опережать развитие атаксии на несколько лет [2]. В группе дизартрия наблюдалась у всех больных, у двух — в дебюте заболевания (у пациента КДА мозжечковая атаксия была случайно выявлена на медицинском осмотре спустя 15 лет после появления дизартрии).
Неожиданной особенностью пациентов было отсутствие отягощенного семейного анамнеза, что, вероятнее всего, связано с неполной пенетрантностью экспандированных аллелей. Нельзя исключить более мягкое течение атаксии у родственников, а также уменьшение размера экспансии при передаче по отцовской линии. По данным зарубежных исследований, частота спорадических форм СЦА8 составляет около 55—70%, в Чехии все выявленные случаи (8 пациентов) были спорадическими [8]. Корреляция между длиной экспансии CTA/CTG-повторов и возрастом дебюта болезни не была выявлена ни в нашей выборке, ни в других исследованиях [23].
Заключение
Данное исследование по изучению распространенности и клинических характеристик СЦА8 является первым в России. Показано, что СЦА8 — редкая (1,5%) форма атаксии с преобладанием классического фенотипа (дебют во взрослом возрасте, медленное прогрессирование, сочетание мозжечковой атаксии, дизартрии и пирамидного синдрома). Все выявленные случаи СЦА8 были спорадическими, что необходимо помнить при планировании ДНК-диагностики у пациентов с мозжечковыми дегенерациями.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.