Феномен антиципации при дистрофической миотонии 1 типа

Дистрофическая миотония (ДМ), распространенный синоним «миотоническая дистрофия» — это редкое наследственное мультисистемное нервно-мышечное заболевание, характеризующееся выраженным полиморфизмом клинических симптомов, дебютом болезни от рождения до глубокой старости и неуклонным прогрессированием [1]. По МКБ-10 кодируется в G71 — первичные поражения мышц, подкласс G71.1 — миотонические расстройства. Выделяют ДМ 1 типа (ДМ1) и 2 типа (ДМ2).

ДМ1 является самым частым наследственным нервно-мышечным заболеванием у взрослых с распространенностью 5—20 на 100 тыс. населения, ДМ2 встречается реже [4, 5, 7]. Средняя продолжительность жизни при ДМ1 составляет 53 года [3].

ДМ1 характеризуется увеличением числа триплетов CTG в гене DMPK, а ДМ2 — возрастанием количества повторов CCTG в гене CNBP (ранее известный как белок zinc finger 9, ZNF9) [2]. ДМ2 чаще проявляется миалгиями, реже слабостью в конечностях, туловище и не влияет на продолжительность жизни (средний возраст дебюта заболевания 48 лет) [3].

Характерными особенностями при ДМ1 являются выраженный полиморфизм клинической картины у разных членов семьи, обусловленный неполной пенетрантностью мутантного гена и различной экспрессивностью, а также феномен антиципации, проявляющийся утяжелением и более ранним дебютом болезни в последующих поколениях, особенно при наследовании по материнской линии.

Основные клинические проявления включают миотонию (замедленное мышечное расслабление), прогрессирующую мышечную слабость с дебютом в дистальных отделах конечностей, внемышечную патологию: наиболее часто нарушение сердечной проводимости и ритма, раннюю катаракту и эндокринные нарушения [5].

Цель — представить клиническое описание семейного случая ДМ1, который иллюстрирует феномены антиципации и значительного полиморфизма клинических проявлений.

При молекулярно-генетическом исследовании нами были использованы методики определения количества CTG-повторов в 3’-некодируемой области гена DMPK) с помощью ПЦР протяженных фрагментов (Long-range PCR) и классической ПЦР с последующим разделением продуктов амплификации посредством капиллярного гель-электрофореза, описанные Meng Y. и соавт. [6], а также Radvansky J. и соавт. [7] с некоторыми модификациями. В частности, для определения числа повторов в гене DMPK прямой праймер был снабжен флуоресцентной меткой, а амплификацию проводили с помощью полимеразы SequalPrep Long Polymerase (Invitrogen, USA). Последовательности праймеров, использованных для амплификации, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Последовательность праймеров для определения количества повторов в гене DMPK

Для расчета числа CTG-повторов в 3’-некодируемой области гена DMPK использовали формулу:

где N — число CTG-повторов, L — длина ПЦР-продукта.

Пациентка Ю., 38 лет, работала экономистом. Разведена, имеет 1 ребенка. При осмотре предъявляла жалобы на скованность и боль в мышцах конечностей, слабость в стопах, затруднение ходьбы на носках, «шлепанье» стоп при ходьбе, тремор в руках, сонливость.

Проживает в Республике Беларусь, по национальности белоруска. Родилась в срок, росла и развивалась в соответствии с возрастом. В 25 лет отметила нечеткость зрения и появление «пелены перед глазами», был выставлен диагноз: «катаракта». В 25-летнем и 27-летнем возрасте прооперирована (факоэмульсификация катаракты с имплантацией интраокулярной линзы). С 33 лет отметила нарастающую слабость в кистях, затруднение при разжатии кистей, утомляемость в ногах при езде на велосипеде, «шлепанье» обеих стоп при ходьбе. С 35 лет беспокоили миалгии в ногах. По поводу вышеперечисленных жалоб обследовалась амбулаторно и наблюдалась у невролога с диагнозом: «миопатия». Креатинфосфокиназа (КФК) повышалась до 258 Ед/л (норма до 175 Ед/л). Акушерско-гинекологический анамнез не отягощен.

Наследственный анамнез отягощен (рис. 1). Со слов пациентки, у бабушки по материнской линии с 70 лет наблюдалась слабость в ногах, передвигалась с помощью трости. У родного брата матери с 30 лет были боли в мышцах и слабость в руках и ногах, слабость прогрессировала вплоть до развития выраженных парезов, нуждался в постороннем уходе (умер в 54 года). Нами были проведены клинические осмотры родственников пациентки: ее матери и сына.

Рис. 1. Родословная пациентки Ю.

— больной; — умершие больные; * — исследование документально подтверждено;! — осмотренные члены семьи; I-1, II-2, II-3, III-2, IV-1 — пациенты с мышечной слабостью; 20/333 — число нуклеотидных повторов в гене DMPK; 33л — возраст дебюта заболевания.

У матери в 50 лет выявлена катаракта, с 57 лет появились миалгии в ногах. Во время осмотра отсутствовали миотонические феномены и очаговая неврологическая симптоматика.

У сына пациентки с 13 лет отмечается нарушение походки на пятках и носках. При неврологическом осмотре легкая слабость мимической мускулатуры (жевательных мышц, круговых мышц глаз, рта), гипомимичное лицо, легкий полуптоз век, легкая гипотрофии височных мышц, глотание в норме, речь без особенностей, легкий дистальный нижний парапарез, миотонический валик при ударе молоточком по тенару с двух сторон, спонтанная активность в виде миотонических разрядов на игольчатой электромиографии, легкие когнитивные нарушения.

На момент госпитализации в неврологическое отделение при осмотре пациентка соматически компенсирована. Артериальное давление 120/80 мм рт.ст. Пульс 68 уд./мин. Рост — 183 см, масса тела — 70 кг. Индекс массы тела 20,9 кг/м². Телосложение астеническое. Лобная алопеция отсутствует.

Неврологический статус: состояние удовлетворительное, сознание ясное, пациентка ориентирована в пространстве, времени и собственной личности. Интеллектуально сохранна. Черепные нервы без патологии. Легкая слабость мимической мускулатуры: жевательных мышц, круговых мышц глаз, рта. Гипомимичное лицо, легкая гипотрофия височных мышц. Легкая дизартрия. Фонация не нарушена. Глотание в норме. Тонус верхних и нижних конечностей не изменен. Легкая гипотрофия мышц бедер с двух сторон, ягодичных мышц. Мышечная сила в руках: проксимально (сгибатели и разгибатели) — 5 баллов, дистально — 4 балла; в ногах: проксимально — 3,5—4 балла, дистально — 4 балла. Поверхностные и глубокие рефлексы симметричные, живые с двух сторон. Патологические кистевые и стопные рефлексы отсутствуют. Вызывается миотонический валик с языка, тенара с двух сторон. Симптом «разминки» с двух сторон. Поверхностная и глубокая чувствительность на лице, туловище, верхних и нижних конечностях сохранены. В пробе Ромберга устойчива, статокоординаторные пробы выполняет удовлетворительно. Дисметрия и адиадохокинез не определялись. При вставании с корточек использует симптом Говерса. Походка паретическая. Легкий постуральный тремор кистей. Менингеальные знаки отсутствуют.

За время стационарного лечения проведен ряд обследований. Игольчатая электромиография: первично-мышечный уровень поражения со спонтанной активностью в виде миотонических разрядов. Офтальмолог: артифакия OU. Компьютерный зрительный синдром обоих глаз. Факоэмульсификация катаракты с имплантацией интраокулярной линзы (2010, 2012 гг.). Эндокринолог: нетоксический зоб с кистообразованием. На МРТ головного мозга в белом веществе обоих полушарий головного мозга в режимах Т2 и FLAIR определяются единичные гиперинтенсивные очаги, повышена интенсивность сигнала белого вещества в теменно-затылочных областях (рис. 2). Спирометрия: жизненная емкость легких 66%, форсированная жизненная емкость легких 70%. Заключение: умеренные рестриктивные нарушения. Холтеровское мониторирование ЭКГ: средняя частота сердечных сокращений 78 уд/мин. Основной ритм — синусовый. Желудочковая эктопическая активность состояла из 1 одиночной экстрасистолы. Терапевт: пролапс митрального клапана 1 степени (5 мм). Дополнительные хорды в полости левого желудочка. H0. Хронический гастрит вне обострения. Исследование когнитивных нарушений у пациентки проводилось с помощью батареи тестов для оценки лобной дисфункции (FAB) и Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (MoCA). Психолог: легкое когнитивное снижение по смешанному типу. FAB в норме (18 баллов). Результат MoCA — 25 баллов из 30, выявлено снижение в субтестах «Память» и «Внимание», что соответствует легким когнитивным нарушениям.

Рис. 2. МРТ головного мозга пациентки Ю.

В режимах Т2 и FLAIR единичные очаги гиперинтенсивности белого вещества (ГИБВ) в лобной доле, повышение ГИБВ в теменно-затылочных областях.

Наличие клинических симптомов миопатии и миотонии, отягощенный наследственный анамнез в 3—4 поколениях, возраст дебюта, аутосомно-доминантный тип наследования, результаты электромиографии послужили основанием для проведения в семье пациентки Ю. ДНК-анализа с исследованием гена DMPK, отвечающего за развитие ДМ1.

В качестве материала для исследования использовали образцы ДНК пробанда, ее родителей, сына, брата матери и бабушки по материнской линии, выделенные из лейкоцитов методом солевой экстракции. При молекулярно-генетическом исследовании у пробанда была выявлена экспансия тринуклеотидных повторов в гене DMPK в гетерозиготном состоянии. Число повторов в гене DMPK 23/354. При обследовании родственников увеличение количества повторов гене DMPK было выявлено также у сына пробанда (23/426), ее матери (20/112), брата матери (20/333) и бабушки по материнской линии (22/90). Результаты молекулярно-генетического исследования представлены на рис. 3 на цв. вклейке.

Рис. 3. Продукты амплификации 3’-некодируемой области гена DMPK.

а — фрагменты 420 и 426 п.о. (нормальные аллели) в контрольном образце; б — фрагменты 423 (нормальный аллель) и 628 п.о. (экспансия повторов) у бабушки пациентки со взрослой классической формой ДМ1; в — фрагменты длиной 420 п.о. (нормальный аллель) и 1083 п.о. (экспансия повторов) у пробанда — пациентки со взрослой классической формой ДМ1; г — фрагменты 417 (нормальный аллель) и 692 п.о. (экспансия повторов) у матери пробанда; п.о. — пар оснований.

На основании вышеприведенных обследований пациентке Ю. выставлен диагноз: «ДМ1 (экспансия CTG повторов в гене DMPK в гетерозиготном состоянии) с тетрапарезом: легким дистальным в руках и легким в ногах, легкими когнитивными нарушениями. Артифакия OU. Компьютерный зрительный синдром OU. Факоэмульсификация катаракты с имплантацией интраокулярной линзы. Пролапс митрального клапана 1 степени. Дополнительные хорды в полости левого желудочка. H0. Хронический гастрит вне обострения. Нетоксический зоб с кистообразованием».

Развитие ДМ1 обусловлено экспансией тринуклеотидных повторов CTG в 3’-нетранслируемой области гена миотонинпротеинкиназы DMPK, картированном в локусе 19q13 [8]. Ген DMPK состоит из 15 экзонов, занимающих 13 кб геномной ДНК [8]. Продуктом гена является миотонинпротеинкиназа. Этот белок локализуется в скелетной и гладкой мышечной ткани, а также миокарде, центральной нервной системе (на мембране эпендимы, plexus choroideus, синапсах мозжечка, гиппокампа, среднего и продолговатого мозга), тканях глаза, поджелудочной железы и др. Мутантный ген DMPK способствует накоплению измененного транскрипта в ядре клетки, а его белок приводит к нарушению сплайсинга пре-мРНК различных генов, результатом чего является повреждение различных белков и вторичный дефект ионных каналов мышечной ткани, что вероятно и обусловливает полисистемное поражение при ДМ1 [9]. Окончательно диагноз ДМ устанавливается на основании результатов молекулярно-генетического исследования.

Генетическая нестабильность экспансии тандемно повторяющихся последовательностей характеризуется изменением количества повторов и, соответственно, длины мутантного аллеля при делении клеток, что является причиной характерных особенностей общих для всех болезней экспансии, включая и ДМ1.

В 2015 г. Morales и соавт. показали, что при числе повторов менее 70 у мужчин и менее 250 у женщин возраст коррелирует с изменением количества повторов при передаче из поколения в поколение: чем выше количество нуклеотидных повторов в наследованном мутантном аллеле, тем раньше развиваются первые признаки заболевания [10].

В обсуждаемом клиническом случае при наследовании заболевания от больных матерей в последующих поколениях наблюдается феномен антиципации в виде увеличения количества тринуклеотидных повторов в гене DMPK (с 90 п.о. у бабушки пациентки по материнской линии в первом поколении (I-4) до 426 п.о. у сына пациентки в 4-м поколении (IV-1), более раннего начала заболевания (70, 57, 30, 33, и 13 лет в I, II, III и IV поколениях соответственно), а также увеличения степени выраженности и тяжести клинической симптоматики (нарастание мышечной слабости, миалгий, появление миотонических феноменов) у заболевших.

Антиципация считается характерной для ДМ1 и в большинстве случаев длина мутантного аллеля при передаче из поколения в поколение увеличивается, однако описано и сокращение числа повторов вплоть до возвращения к их нормальному количеству [11].

Направление и степень изменений экспансии зависят от структуры и длины мутантного аллеля у родителя, от которого наследуется заболевание, пола родителя и его возраста. При наличии прерывания повторов CTG триплетами GGC, CCG и CTC (3—5% семей с ДМ1) отмечается стабилизация экспансии и даже ее сокращение [12].

Фенотипически можно выделить несколько форм ДМ1: врожденную, детскую, взрослую классическую и ДМ с поздним началом. Развитие того или иного фенотипа коррелирует с числом повторов в гене DMPK [13]. В норме количество повторов в гене DMPK варьирует от 5 до 35. Аллели, содержащие от 36 до 50 повторов, характеризуются как премутация. Экспансии размером 51—150 повторов обнаруживаются у пациентов с поздней формой ДМ1, либо при бессимптомном течении болезни [13]. Экспансии свыше 80 повторов отличаются высокой степенью нестабильности и определяются как полные мутации. Для пациентов с классической формой ДМ1 характерен широкий диапазон количества CTG-повторов — примерно от 151 до 1000 (в среднем 650 повторов), тогда как пациенты с врожденной и ювенильной формами ДМ1 имеют более 1000 повторов (в среднем 1200 повторов) [14, 15]. У всех пациентов в представленном клиническом наблюдении число повторов выше 90, что демонстрирует наличие полной мутации.

Наиболее протяженные экспансии, приводящие к развитию врожденной формы ДМ1, наследуются почти исключительно от матерей, передача патогенного аллеля от отца встречается в 9—12% случаев врожденной ДМ1 [16]. Среди пациенток с ДМ1 доля женщин, имеющих ребенка с врожденной формой ДМ1, составляет менее 10% [10] и, как правило, величина экспансии у матерей в этих случаях превышает 500 повторов. Таким образом, в нашем случае изменения длины мутантного аллеля, возраста дебюта и формы заболевания из поколения в поколение представляются вполне ожидаемыми и закономерными. При анализе родословной описываемой семьи мы отметили существенные различия между числом повторов в гене DMPK и тяжестью клинических проявлений заболевания у матери пациентки (II-2, 20/112, дебют заболевания в 57 лет, легкие миалгии, отсутствие мышечной слабости) и ее младшего брата (II-3, 20/333, дебют заболевания в 30 лет, выраженные миалгии и мышечная слабость в конечностях).

Также следует признать, что точная оценка числа повторов в гене DMPK с помощью существующих методов, включая и рекомендованный в настоящее время для определения размера экспансии гене DMPK метод Саузерн-блоттинга [13], и использованный в этом случае метод ПЦР длинных фрагментов, затруднена по причинам технического характера. Вместе с тем, средний размер экспансии в периферической крови коррелирует с возрастом начала, что мы и наблюдаем в представленном случае.

Пациенты с ДМ1 имеют характерный внешний вид: опущение головы, амимичное лицо, полуптоз век, атрофии височных мышц и мышц шеи, особенно грудино-ключично-сосцевидных мышц. При ДМ1 в патологический процесс вовлекается дистальная мускулатура конечностей. Наблюдается прогрессирующая общая слабость, атрофии, вялые дистальные парезы рук и ног в сочетании с миотоническими феноменами, грубее в дистальных отделах рук [17]. Наиболее часто миотонический феномен может вызываться в виде миотонического валика при перкуссии тенара, разгибателей предплечья или языка [18, 19].

Внемышечные проявления ДМ1 отличаются полисистемностью и разной степенью функциональных нарушений. Согласно литературным данным [20], при ДМ1 часто встречается чрезмерная дневная сонливость и является одним из самых ранних симптомов, о которых вспоминают пациенты. Отмечен высокой риск развития катаракты с ранним началом в возрасте 40 лет. Вследствие развивающихся дистрофических изменений скелетных мышц, в том числе диафрагмальной мышцы возрастает риск дыхательных нарушений. Более чем у 50% пациентов с ДМ наблюдаются сердечные нарушения, которые могут возникать до появления нервно-мышечных симптомов. К частым сердечным осложнениям относятся: предсердные аритмии, замедление проводящей системы, желудочковые аритмии, кардиомиопатия и ранняя сердечная недостаточность. Для пациентов с ДМ1 характерна дисфункция желудочно-кишечного тракта в виде дисфагии, гастроэзофагальный рефлюкс, дискинезии желчевыводящих путей, тонкого и толстого кишечника, атонических запоров. Среди метаболических нарушений, связанных с заболеванием, следует отметить инсулинорезистентность и нарушения липидного обмена. Каждый третий пациент с ДМ1 имеет нарушения функции вегетативной нервной системы в виде лабильности артериального давления и пульса, акроцианоза, гипергидроза ладоней и стоп, а также выраженную эмоциональную лабильность [8, 19, 21]. Нередкое снижение интеллекта вплоть до выраженной деменции, лобная алопеция, в т.ч. у женщин; эндокринные нарушения в плане репродуктивной сферы [15].

В данном семейном случае также выявлена полиситемность поражения разной степени у разных членов семьи. В табл. 2 представлены клинико-молекулярные сопоставления больных в семье пациентки с ДМ1. У пациентки Ю. в молодом возрасте развились катаракта, легкие когнитивные нарушения, аутоиммунное поражение щитовидной железы. У матери пациентки катаракта выявлена в 50 лет, родной брат матери с 30 лет отмечал боли в мышцах и слабость в конечностях, у сына пациентки с 13 лет наблюдается нарушение походки.

Таблица 2. Клинико-молекулярные данные больных в семье Ю.

Примечание. «+» — есть признак, «–» — нет признака, н/д — нет данных.

В биохимическом анализе крови у пациентов с ДМ1 обычно умеренно повышены уровни креатинфосфокиназы (менее 500 ЕД/л), ферментов печени и холестерина [19].

На электромиограмме регистрируются миотонические разряды, спонтанная мышечная активность в виде потенциалов фибрилляций, положительных острых волн. Исследования игольчатыми электродами в покое выявляет постоянную активность двигательных единиц, регистрируются также дуплеты, триплеты потенциала двигательных единиц, разряды высокой частоты. У пациентов с миотонией миотонические разряды обнаруживаются не только в пораженных, но и в клинически интактных мышечных группах. Миотонические разряды могут быть также в мышцах у родственников пациентов, и служат признаком бессимптомной формы заболевания [22, 23].

Изменения магнитно-резонансного сигнала от белого вещества головного мозга представлены субкортикальными и перивентрикулярно расположенными очагами в T2 и FLAIR, преимущественно в лобной, височной и теменной долях. Гиперинтенсивность белого вещества (ГИБВ) переднего отдела височной доли — относительно специфичный признак ДМ1 (встречается у 1/3 пациентов) [24]. Также характерна генерализованная церебральная атрофия от умеренной до тяжелой степени, расширение периваскулярных пространств Вирхова—Робина, дилатация желудочков головного мозга и лобный гиперостоз. При вокселориентированной морфометрии выявлено уменьшение объема серого вещества лобной, височной, теменной и затылочной долей, а также мозжечка [25]. В описанном нами клиническом случае выявлены в том числе единичные очаги ГИБВ в лобной доле и повышение ГИБВ в теменно-затылочных областях.

В представленном клиническом наблюдении семьи пациентки с ДМ1 выявлен феномен антиципации и продемонстрированы взаимосвязи между размером экспансии, возрастом дебюта болезни и тяжестью клинической картины в последующих поколениях.

Феномен антиципации обусловлен генетической нестабильностью полной мутации в гене DMPK и изменением числа повторов при наследовании заболевания от матери. Нестабильность тринуклеотидных повторов, приводящая к мозаицизму половых и соматических клеток, затрудняет консультирование пациентов как в отношении прогноза заболевания, так и по поводу прогноза потомства.

Мультисистемность поражения, сочетание мышечных и внемышечных симптомов приводят к клиническому полиморфизму ДМ1, который значительно затрудняет раннюю диагностику в случае обращения пациента к смежному врачу-специалисту (кардиологу, эндокринологу, офтальмологу) при стертой неврологической симптоматике. ДМ1 может дебютировать в молодом возрасте и приводит к утрате трудоспособности и смерти пациентов в трудоспособном возрасте от дыхательных и сердечно-сосудистых осложнений.

В настоящее время активно разрабатываются новые методы лечения наследственных заболеваний, которые ранее считались некурабельными. Для наследственных нервно-мышечных заболеваний, обусловленных динамическими мутациями, в частности ДМ1, создаются новые способы лечения с использованием веществ, снижающих клеточную токсичность и агрегацию мутантных РНК и белков, генотерапию, трансплантацию аутологичных клеток [26]. Основным условием для применения патогенетической терапии является верификация диагноза ДМ1 молекулярно-генетическими методами.

Повышение уровня диагностики ДМ1 необходимо для определения степени тяжести заболевания, прогноза, выработки рациональной лечебной тактики, разработки алгоритмов ранней диагностики и профилактики осложнений при этой патологии, а также для внедрения пренатальной диагностики.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.