Введение
Пероксисомы являются одними из важнейших органелл эукариотических клеток, участвующими в метаболизме липидов и катаболизме токсичных соединений. В них происходят такие уникальные процессы метаболизма липидов, как β-окисление длинноцепочечных и очень длинноцепочечных жирных кислот (very-long-chain fatty acids — VLCFA), α-окисление жирных кислот, а также синтез фосфолипидов, включая плазмалогены [1, 2].
Пероксисомы играют ключевую роль в синтезе желчных кислот, регулируя окисление боковой цепи промежуточных продуктов холестановой кислоты C27 в биосинтетическом каскаде от холестерина до первичных желчных кислот C24: холевой (ХК) и хенодезоксихолевой (ХДХК) кислот [2]. Основными промежуточными продуктами в этом сложном пути являются дигидрокси- и тригидрокси-холестановая кислота (3α,7α-дигидрокси-5β-холестановая кислоты (3α,7α-dihydroxy-5β-dihydroxycholestanoic acid — DHCA и 3α,7α,12α-тригидрокси-5β-холестановая кислота — 3α,7α,12α-trihydroxy trihydroxy-5β-cholestanoic acid — THCA). Эти длинноцепочечные холестановые кислоты накапливаются у большинства, но не у всех пациентов с пероксисомными заболеваниями [2, 3].
Заключительные этапы пути синтеза первичных желчных кислот включают укорочение боковой цепи с потерей трех атомов углерода и образованием карбоновой кислоты C-24, которая затем конъюгируется с таурином и глицином. Эти реакции катализируются ферментами, находящимися в пероксисоме [2, 4]. Находящийся в пероксисомах фермент альфа-метилацил-КоА-рацемаза (alpha-methylacyl-CoA racemase — AMACR) имеет решающее значение для рацемизации (25R)- в (25S)-форм холестановых кислот, чтобы затем обеспечить вход этих длинноцепочечных желчных кислот в пероксисому для последующего окисления боковой цепи. Фермент AMACR также необходим для метаболизма жирных кислот с разветвленной цепью [5].
При дефиците фермента AMACR концентрации общих желчных кислот C27 в сыворотке заметно повышается независимо от возраста, а дигидрокси- и тригидрокси-холестановая кислоты, а также конъюгаты таурина присутствуют исключительно в виде (25R)-диастереоизомера, и не обнаруживается (25S)-диастереоизомер [5]. При этом концентрации желчных кислот C24 в сыворотке находятся в пределах нормы (<8 мкмоль/л). Дефицит AMACR имеет фенотип перекрывающихся симптомов, и его признаком не всегда является заболевание печени [6—8]. Это может быть связано с тем, что низкие уровни синтезируемых первичных желчных кислот поддерживают некоторый ток желчи. Возможно, что частота дефицита AMACR может быть недооценена в раннем возрасте из-за относительно мягких клинических признаков, поскольку большинство зарегистрированных случаев с нейросенсорными симптомами проявлялись в более позднем возрасте [6, 8]. Раннее выявление пациентов с дефицитом AMACR может позволить нивелировать развитие тяжелого фенотипа пораженных пациентов, и начало диетического ограничения фитановой кислоты приведет к ослаблению неврологических симптомов.
Таким образом, нарушения сборки, структуры или функции пероксисом обычно приводят к нарушению синтеза первичных желчных кислот и накоплению длинноцепочечных холестановых кислот в сыворотке крови и моче. Нарушенное окисление боковой цепи ведет к повышению концентрации желчных кислот C27 и низкой концентрации желчных кислот C24 в сыворотке.
Пероксисомы регулируют гомеостаз активных форм кислорода и азотистых соединений, способствуют метаболизму полиаминов, углеводов и аминокислот, что делает эту органеллу важным регулятором клеточного метаболизма. Фермент каталаза, входящая в состав пероксисом, катализирует окислительно-восстановительные реакции [1].
Биогенез пероксисом, расщепление и созревание за счет импорта белков в пероксисомный матрикс зависят от набора пероксиновых белков, называемых пероксинами (Pex) [9]. Мутации в генах, кодирующих белки Pex, нарушают биогенез и функцию пероксисом и лежат в основе целого спектра заболеваний, известных как нарушения биогенеза пероксисом (peroxisome biogenesis disorders — PBDs). Возникновение пероксисомных заболеваний при нарушении биогенеза пероксисом и функции пероксисомных ферментов означает, что пероксисомы в клетках работают неправильно, отсутствуют или их количество сильно снижено. Это метаболические заболевания с мультисистемными проявлениями. У пациентов с заболеваниями спектра Целлвегера наблюдаются аномальные уровни промежуточных пероксисомных метаболитов.
Пероксисомные болезни подразделяются на возникающие вследствие нарушений биогенеза пероксисом и заболевания, вызванные дефицитом одного пероксисомного фермента. До недавнего времени выделяли такие заболевания, как болезнь Рефсума, неонатальная адренолейкодистрофия и синдром Целлвегера. Но в настоящее время, учитывая различные фенотипические проявления этих заболеваний и отсутствие генотип-фенотипических ассоциаций, Международное сообщество пероксисомных заболеваний рассматривает их как заболевания спектра Целлвегера легкой, среднетяжелой и тяжелой степени [10] (рис. 1).
Рис. 1. Разновидности пероксисомных болезней.
РТХД — ризомелическая точечная хондродисплазия; DBP — D-бифункциональный белок; АСОХ1 — ацил-коэнзим А-оксидаза 1; АСОХ2 — ацил-коэнзим А-оксидаза 2 (acyl-coenzyme A oxidase 2); AMACR — альфа-метилацил-КоА рацемаза (alpha-methylacyl-CoA racemase).
Расстройства биогенеза пероксисом, также называемые заболеваниями спектра Целлвегера, характеризуются аномальными биосинтезом, сборкой и функционированием пероксисом. Эти аутосомно-рецессивные расстройства вызваны мутациями в различных генах PEX или дефицитом одного фермента [3, 4, 11, 12]. У пациентов с заболеваниями спектра Целлвегера наблюдаются аномальные уровни промежуточных пероксисомных метаболитов.
Пероксисомные заболевания могут протекать с поражением печени — это заболевания, которые связаны как с мутациями в генах РЕХ (болезни спектра Целлвегера), так и с изолированным дефицитом пероксисомных белков/ферментов, которые кодируются другими генами, но находятся в пероксисомах (либо в мембране пероксисом, либо в их матриксе). Но пероксисомные заболевания могут протекать без поражения печени. Так, при мутациях в гене РЕХ7, сопровождающихся нарушением биогенеза пероксисом, развивается ризомелическая точечная хондродисплазия типа 1. А при изолированных дефицитах пероксисомных белков/ферментов, которые кодируются другими генами, но находятся в пероксисомах, развиваются другие типы метаболических заболеваний [10] (табл. 1).
Таблица 1. Пероксисомные заболевания с поражением печени и без поражения печени
| Заболевание печени | Отсутствие заболеваний печени |
| PEX1, PEX2, PEX3, PEX5, PEX6, PEX10, PEX11β, PEX12, PEX13, PEX14, PEX16, PEX19, PEX26 — нарушения биогенеза пероксисом — болезни спектра Целлвегера | PEX7 — нарушения биогенеза пероксисом — ризомелическая точечная хондродисплазия (РТХД) типа 1 |
| Изолированные дефициты пероксисомных белков/ферментов | Изолированные дефициты пероксисомных белков/ферментов |
| Ацил-КоА-оксидаза 1 (ACOX1) — находится в мембране пероксисом, кодируется геном ACOX1 — дефицит ACOX1 | Глицеронефосфат-О-ацилтрансфераза (GNPAT) — находится в мембране пероксисом, кодируется геном GNPAT, который расположен на плюсовой нити хромосомы 1 — РТХД тип 2 |
| Ацил-КоА-оксидаза 2 (ACOX2) — кодируется геном ACOX2 — дефицит ACOX2 | Алкилглицеронфосфатсинтаза (AGPS) — находится в пероксисомах, кодируется геном AGPS — РТХД тип 3 |
| PMP70 (ABCD3) — находится в мембране пероксисом, кодируется геном ABCD3 — нарушение синтеза первичных желчных кислот | Жирная ацил-КоА-редуктаза 1 (FAR1) — локализуется в пероксисомах кардиомиоцитов, кодируется геном FAR1 экзон 9 c.1094A>G p.Asp365Gly — РТХД тип 4 |
| D-бифункциональный белок (HSD17B4), кодируется геном HSD17B4, который находится на 5-й хромосоме в локусе 5q23.1. — болезни спектра Целлвегера | Пероксин PEX5, взаимодействующий с пероксином PEX7, кодируется геном PEX5 экзон 8 c.722dupA p.Val242fs — РТХД типа 5 |
| α-метилацил-КоА-рацемаза (AMACR) — находится в митохондриях и пероксисомах, кодируется геном AMACR — нарушение синтеза первичных желчных кислот | Белок ABCD1 — находится в мембране пероксисом, кодируется локусом Xq28 на Х-хромосоме — Х-сцепленная адренолейкодистрофия |
| Дефицит желчной кислоты-КоА:аминокислоты N-ацилтрансферазы (BAAT) — находится в матриксе пероксисом, кодируется геном BAAT — нарушение синтеза первичных желчных кислот | Фитаноил-КоА-гидроксилаза (PHYH) — находится в матриксе пероксисом, кодируется геном PHYH на хромосоме 10 — болезнь Рефсума взрослых |
| Фермент 1-ацилглицерол-3-фосфат О-ацилтрансфераза (ABCD5) — находится в пероксисомах, кодируется геном ABCD5, отвечает за процесс биосинтеза важнейших липидов клеточных мембран |
Метаболические нарушения, возникающие при заболеваниях спектра Целлвегера, связанных с нарушениями биогенеза пероксисом, часто влияют на развитие многих органов, включая мозг, печень, почки и мышцы. Для фенотипических групп заболеваний спектра Целлвегера описаны атипичные формы, что указывает на то, что полный спектр этих расстройств еще предстоит выявить. За последние 15 лет получены данные, подтверждающие гипотезу о том, что пероксисомы являются органеллами иммунометаболизма и что их активность может регулировать различные аспекты иммунитета в норме и при заболеваниях [13]. Эфирные липиды, полученные из пероксисом, необходимы для выживания и развития нейтрофилов [14]. Эти данные могут частично объяснить, почему у некоторых пациентов с заболеваниями спектра Целлвегера наблюдается нейтропения. Сообщалось о необходимости эфирных липидов для образования, дифференцировки и созревания инвариантных естественных киллерных T-клеток (iNKT) в тимусе [15]. Более того, пероксисомы непосредственно связаны с такими специфическими функциями клеток врожденного и адаптивного иммунитета, как фагоцитоз [16], высвобождение цитокинов [17—20] и продукция иммуноглобулина M (IgM) B-клетками [21]. В клинических исследованиях описаны пациенты с болезнями спектра Целлвегера, у которых наблюдались дефекты дифференцировки T-клеток [22]. У пациентов выявлены гипоплазия тимуса и слабо развитые зоны, зависящие от T-клеток, в лимфатических узлах и селезенке. Один пациент болел сепсисом и умер через 7 мес от пневмонии. Описан случай смерти новорожденного с болезнью спектра Целлвегера от грамотрицательного молниеносного сепсиса [22]. У младенца было низкое общее количество лейкоцитов в крови, особенно нейтрофилов. Кроме того, описано клиническое наблюдение 2-месячного младенца с болезнью спектра Целлвегера, у которого наблюдались лимфопения, атрофия тимуса и несколько рецидивирующих оппортунистических инфекций [23].
Таким образом, как клинические исследования, так и исследования на моделях животных позволяют предположить, что иммунные нарушения могут быть характерной чертой болезней спектра Целлвегера. Эти исследования демонстрируют, что существует связь между функцией пероксисом и развитием и функционированием иммунных клеток и что неблагоприятные прогнозы у пациентов с болезнью спектра Целлвегера частично являются следствием нарушения развития иммунитета, это приводит к инфекционным респираторным заболеваниям и сепсису [16].
Мы сообщаем о случае болезни спектра Целлвегера с гомозиготной мутацией в гене PEX26 у двух мальчиков-близнецов. Это исследование обогащает клинические особенности и оценивает фенотипические и генотипические ассоциации, вызванные мутациями в гене PEX26.
При анализе опубликованных данных о патогенных вариантах мутаций в гене PEX26 найдено 10 статей, относящихся к 32 случаям болезней спектра Целлвегера у детей [23—33]. При этом только у 5 детей подробно описаны постнатальные клинические проявления. Эти 5 детей были из Саудовской Аравии [24], Туниса [25], Америки [29, 31] и Китая [27]. У других пациентов кратко упомянуто только место мутации в гене PEX26.
Описана генотип-фенотипическая корреляция при мутациях в гене PEX26 (4 мальчика и 1 девочка). У всех детей с раннего возраста отмечалась гипотония, при этом у 4 из них имелись трудности с кормлением [25, 27, 29, 31], у двух отмечались судороги [27, 31]. Все пациенты родились с деформациями лица и дисфункцией печени, включая желтуху, гепатомегалию, нарушение функции печени, холестаз. У 4 детей наблюдались увеличение родничков [24, 27, 29, 31] и выступающий лоб [24, 25, 27, 29]. У 3 пациентов были широкие черепные швы [27, 28, 31], у 4 — низко посаженные уши [24, 25, 27, 31], у 1 — плоское лицо [24], у 2 — готическое нёбо [24, 31], у 1 — плоский затылок [24], у 3 — широкая переносица [25, 29, 31], у 2 — микрогнатия [25, 31]. Патология центральной нервной системы, включая полимикрогирию, низкую плотность белого вещества, расширение желудочков, неправильное утолщение коры головного мозга, гигантскую извилину, субэпендимальную кисту, диагностированы у 4 детей [24, 25, 27, 31]. Патология функции зрения, включая нистагм, катарактальный кератит, атрофию зрительного нерва, легкую гипоплазию зрительного нерва, кровоизлияние на правом глазном дне, определялась у 4 детей [24, 25, 27, 31]. Патология почек, сопровождавшаяся усилением эхосигнала от коры, множественными мелкими кистами, обнаруживалась у 2 детей [27, 31]. У 1 ребенка наблюдались недифференцированная структура почек, инфекция мочевыводящих путей [27].
У 4 пациентов определялась патология костей, включая двустороннюю косолапость, хондродисплазию, точечную кальцификацию, хондрокальциноз, брахидактилию [24, 25, 29, 31]. Исследование сыворотки крови на очень длинноцепочечные жирные кислоты показало повышенный уровень C26 и/или C24. Прогноз неблагоприятный, 3 из 5 младенцев не выжили в течение первого года жизни [24, 25, 27].
В настоящее время в гене PEX26 зарегистрировано 22 мутации, выявленные у 32 пациентов, вызывающие заболевания спектра Целлвегера. Среди них миссенс-вариант составил 45,5% (10/22), нонсенс-вариант — 22,7% (5/22), вариант со сдвигом рамки считывания — 22,7% (5/22) и сплайсинг-вариант — 9,1% (2/22). Наиболее распространенной формой среди всех мутаций в гене PEX26 был миссенс-вариант (42/66, 63,64%), который выявлен у 24 пациентов (3 с синдромом Целлвегера, 4 с неонатальной адренолейкодистрофией, 8 с детской ризомелической точечной хондродисплазией и 9 с неустановленным диагнозом). Вариант C. 292C>T обнаружен как при неонатальной адренолейкодистрофии, так и при детской ризомелической точечной хондродисплазии, составляя наибольшую долю (16/66; 24,24%), но он не зарегистрирован при синдроме Целлвегера. Из 32 пациентов у 9 диагностирован синдром Целлвегера, из которых у 3 были миссенс-мутации (33,3%, 6/18), а у остальных 6 обнаружены патогенные мутации (66,7%, 12/18), включая нонсенс, сплайсинги или мутации со сдвигом рамки считывания. Еще 12 пациентам установлен диагноз неонатальной адренолейкодистрофии или ризомелической точечной хондродисплазии, при этом миссенс-мутации и патогенные мутации составили 84,6% (22/26) и 15,4% (4/26) от общего числа мутаций соответственно. Доля патогенных мутаций у пациентов с синдромом Целлвегера была значительно выше, чем у пациентов с неонатальной адренолейкодистрофией и ризомелической точечной хондродисплазией (p<0,001).
Цель исследования — описать особенности фенотипических проявлений болезни спектра Целлвегера у двух детей-близнецов с мутациями в гене PEX26.
Материал и методы
Проведен анализ динамики клинико-лабораторных данных и результатов диагностических исследований, выполненных в гастроэнтерологическом отделении ГБУЗ «Морозовская ДГКБ ДЗМ», ФГБУ «Российская детская клиническая больница» и ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи» Минобрнауки России.
В исследовании участвовали двое детей-близнецов в возрасте 7 лет, наблюдавшихся в указанных учреждениях с 11 мес. Один из них (далее — 1-й ребенок) скончался в возрасте 6,5 года.
Молекулярно-генетическое исследование проводилось в ФГБУН «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова».
Результаты
Из представленных в табл. 2 данных следует, что у детей, рожденных от многоплодной беременности, период новорожденности протекал относительно благополучно, однако на первом году жизни и в дальнейшем имело место отставание, как в моторном, так и в нервно-психическом развитии. При этом отмечались различия как в фенотипе дебюта (табл. 3), так и в динамике дальнейшего развития заболевания.
Таблица 2. Особенности развития детей
| Критерий оценки | 1-й ребенок | 2-й ребенок |
| Течение беременности и родов | Шестая многоплодная беременность, сопровождавшаяся угрозой прерывания во всех триместрах, с показаниями к стационарному лечению. Роды вторые, на 37-й неделе, путем кесарева сечения (монохориальная диамниотическая двойня). Первая и вторая беременности были замершими (самопроизвольные выкидыши на ранних сроках). Третья беременность — рождение здорового мальчика (8 лет). Четвертая и пятая беременности также были замершими (самопроизвольные выкидыши на ранних сроках). Шестая беременность — настоящая | |
| Период новорожденности | Без осложнений. Вес при рождении 3000 г, длина 52 см, оценка по шкале Апгар 5/6 баллов | Без осложнений. Вес при рождении 2300 г, длина 50 см, оценка по шкале Апгар 6/6 баллов |
| Навыки в 6 мес | Фиксирует взгляд, следит за игрушкой, с помощью взрослого переворачивается со спины на живот, самостоятельно не сидит, речевая продукция — гуление. При вертикализации скрещивает ноги, опора на ноги слабая, преимущественно на носки. Мышечный тонус в конечностях дистоничный, с преобладанием гипертонуса | Фиксирует взгляд, следит за игрушкой, с помощью взрослого переворачивается со спины на живот, самостоятельно не сидит, речевая продукция — гуление. При вертикализации скрещивает ноги, опора на ноги слабая, преимущественно на носки. Мышечный тонус в конечностях дистоничный, с преобладанием гипертонуса |
| Навыки в 1 год 4 мес | Вес 9,3 кг, рост 78 см. Окружность головы 48 см. Держит голову. В положении на животе опирается на руки; самостоятельно переворачивается со спины на живот; не ползает; самостоятельно не сидит (сидит с поддержкой); опоры на ноги нет | Вес 8,9 кг, рост 79 см. Окружность головы 48 см. Держит голову. В положении на животе опирается на руки; самостоятельно переворачивается со спины на живот; не ползает; самостоятельно не сидит (сидит с поддержкой); опоры на ноги нет |
Таблица 3. Клинические проявления
| Критерий оценки | 1-й ребенок | 2-й ребенок |
| Зрение | В возрасте от 1 до 2 лет наблюдалось прогрессирующее снижение зрения. К двум годам зрение полностью утратилось (амавроз, катаракта). Проведено оперативное вмешательство по поводу катаракты, однако восстановления зрения не произошло | В возрасте от 1 до 2 лет наблюдалось прогрессивное снижение зрения. К двум годам зрение полностью утратилось (амавроз, катаракта). В 2 года 4 мес диагностированы заднекапсульная катаракта I степени обоих глаз, экссудативная ретинопатия, множественные абсцедирующие халязионы век. К 5 годам развилась полиморфная катаракта III степени обоих глаз и прогрессирующая экссудативная ретинопатия |
| Слух | С 4 лет отмечаются нарушения слуха, диагностирована нейросенсорная тугоухость | Слух сохранен |
| Речь | Речь утратилась с 2 лет, однако сохранялось гуление | Речь утратилась с 2 лет, однако сохранялось гуление |
| Общение | Родственников узнает и реагирует на них. С 4 лет отсутствует способность воспринимать информацию на слух. Восприятие информации с помощью зрения также утрачено. Общается посредством эмоций и жестов. Оценка памяти, внимания и мышления затруднена | Родственников узнает и реагирует на них. Слуховое восприятие информации сохранено, однако зрительное восприятие отсутствует. Общается посредством эмоций и жестов. Оценка памяти, внимания и мышления затруднена |
| Мобильность | В 1 год передвигался с поддержкой за руку, самостоятельно ходить не мог. В 1 год 8 мес отмечено нарушение двигательной активности — утратил способность к ходьбе (по мнению матери, связано с потерей зрения), однако сохранял активное ползание. Функция жевания оставалась сохранной | Был более активным, его мобильность развивалась лучше. В 1 год ходил с поддержкой за руку и самостоятельно. В 2 года перенес гипертермию (до 40°C), после чего произошло резкое ухудшение двигательной активности — ребенок полностью утратил способность к передвижению. Отмечено нарушение жевательной функции, однако глотание оставалось сохранным. На фоне проводимой терапии частично восстановлена способность к жеванию |
| Система кроветворения | С возраста 5 лет — кишечные (мелена) и носовые кровотечения | Кровотечений не было |
| В 3 года значительное снижение уровня гемоглобина (анемия III степени смешанного генеза), тромбоцитов. Витамин К-резистентная коагулопатия. Ребенок умер в возрасте 6,5 года | Анемия легкой степени |
У обоих детей имело место поражение печени, однако у одного ребенка симптоматика печеночной патологии проявлялась в более раннем возрасте и прогрессировала значительно интенсивнее, чем у другого (табл. 4).
Таблица 4. Патологические изменения печени
| 1-й ребенок | 2-й ребенок |
| В возрасте 2 мес по данным УЗИ органов брюшной полости выявлены увеличение печени с реактивными изменениями, умеренная спленомегалия и дисметаболическая нефропатия | В 1 год при пальпации увеличение печени не выявлено. По данным УЗИ органов брюшной полости отмечены гепатоспленомегалия и усиление сосудистого рисунка печени вследствие уплотнения стенок вен портальной системы |
| В 6 мес впервые выявлено повышение уровней аланинаминотрансферазы (АлАТ) и аспартатаминотрансферазы (АсАТ) — 519 Ед/л и 563 Ед/л соответственно. В возрасте 11 мес сохранялся синдром цитолиза: АсАТ — 160 Ед/л, АлАТ — 88 Ед/л | В 6 мес впервые выявлено повышение уровней АлАТ (322 Ед/л) и АсАТ (467 Ед/л). В возрасте 11 мес сохранялся синдром цитолиза: АсАТ — 264 Ед/л, АлАТ — 124 ЕД/л. Отмечено повышение уровней γ-глутамилтранспептидазы до 61 Ед/л и альфа-фетопротеина до 642,29 Ед/л |
| В 1 год 4 мес при пальпации печень выступала на 4 см ниже края реберной дуги (по среднеключичной линии — 4 см, по парастернальной — 6 см, по стернальной — 4 см). Селезенка увеличена, ее нижний край определялся на 4 см ниже реберной дуги. Диагностирован хронический криптогенный гепатит | В 1 год 4 мес при пальпации печень выступала на 1,5 см ниже края реберной дуги (по среднеключичной линии — 3 см, по парастернальной — 3,5 см, по стернальной — 4,5 см). Селезенка увеличена, ее нижний край определялся на 2 см ниже реберной дуги. Диагностирован хронический криптогенный гепатит |
| В 1 год 4 мес по данным УЗИ органов брюшной полости выявлена гепатомегалия: правая доля — 97 мм, левая доля — 65 мм. Отмечено повышение эхогенности, наличие тяжистости печеночного рисунка. Диаметр воротной вены увеличен до 6 мм, контур печени четкий, неровный, выражена дольчатость. Визуализирован просвет пупочной вены без кровотока | В 1 год 4 мес по данным УЗИ органов брюшной полости выявлена гепатомегалия: правая доля — 80 мм, левая доля — 58 мм. Отмечено повышение эхогенности и тяжистость печеночного рисунка. Диаметр воротной вены увеличен до 5 мм, контур печени четкий и ровный |
| В возрасте 5 лет диагностированы хронический криптогенный гепатит, цирроз печени и портальная гипертензия | В возрасте 5 лет при ультразвуковом исследовании органов брюшной полости выявлено увеличение размеров печени. По данным непрямой эластометрии обнаружены признаки умеренного фиброза печени |
Дополнительно проведенные исследования показали имеющиеся патологические изменения в других органах и в мозге, однако выраженность их была различной у обоих детей (табл. 5).
Таблица 5. Результаты других исследований
| 1-й ребенок | 2-й ребенок |
| В возрасте 1 год 4 мес УЗИ сердца — дополнительная трабекула в полости левого желудочка | В возрасте 1 год 4 мес УЗИ сердца — морфометрические и функциональные параметры сердца в норме |
| УЗИ щитовидной железы — признаки эндемического зоба | В возрасте 1 год 4 мес УЗИ щитовидной железы — объем на верхней границе нормы, изменений паренхимы нет |
| В возрасте 1 год 4 мес нейросонография — умеренное расширение ликворной системы, структурных изменений паренхимы нет, показатели гемодинамики не изменены | В возрасте 1 год 4 мес нейросонография — признаки расширения боковых и III желудочков, повышение индекса резистентности по передней мозговой артерии (0,72 см/с) |
| МРТ головного мозга (11 месяцев) — МР-картина дистрофических изменений головного мозга (преимущественно белого вещества), развития смешанной заместительной гидроцефалии | |
| ЭЭГ (11 мес) — корковая ритмика дезорганизована, типичной эпилептиформной активности и локальных изменений нет. В затылочных отделах коры регистрируются отдельные заостренные тета-волны S>D. | |
| ТМС (11 мес, 16 мес) — данных за наследственные аминоацидопатии, органические ацидурии и нарушения митохондриального бета-окисления нет |
Примечание. МРТ — магнитно-резонансная томография; ЭЭГ — электроэнцефалография; ТМС — тандемная масс-спектрометрия.
Молекулярно-генетическое исследование показало одинаковую мутацию в гене PEX у обоих детей (табл. 6), при этом исследования методом тандемной масс-спектрометрии (ТМС) крови и мочи показали различную выраженность патологических изменений у этих детей-близнецов.
Таблица 6. Результаты специальных методов исследования
| Критерий оценки | 1-й ребенок | 2-й ребенок |
| Исследование крови методом ТМС | АА 5-Oxo Pro 239,494 мкМ/мл (норма 9—150) | АА 5-Oxo Pro 144,5 мкМ/мл (норма 9—150) |
| Исследование мочи методом ТМС | ||
| 4-гидроксифенилпируват (норма 0—2 мМ/М креатинина) | 15,79 | 1442,19 |
| Адипиновая кислота (норма 0—12 мМ/М креатинина) | 9,51 | 21,99 |
| Себациновая кислота (норма 0—2 мМ/М креатинина) | 195,54 | 244,35 |
| Субериновая кислота (норма 0—2 мМ/М креатинина) | 60,82 | 85,77 |
| 4-гидроксифениллактат (норма 6—28 мМ/М креатинина) | 131,12 | 15,58 |
| Молекулярно-генетическое исследование | В экзоне 3 гена PEX26 (NM_017929) выявлена замена c.T347A:р.L116Q в гомозиготном состоянии (глубина покрытия ×137), не описанная ранее как патогенная в базе по мутациям человека HGMD. В контрольной выборке здорового населения, согласно базе gnomAD (genome), данная замена ни разу не встречалась. Проверка в программах по предсказанию патогенности нуклеотидных замен SIFT и Polyphen2 показала высокую вероятность патогенности данной замены | В экзоне 3 гена PEX26 (NM_017929) выявлена замена c.T347A:р.L116Q в гомозиготном состоянии (глубина покрытия ×137), не описанная ранее как патогенная в базе по мутациям человека HGMD. В контрольной выборке здорового населения, согласно базе gnomAD (genome), данная замена ни разу не встречалась. Проверка в программах по предсказанию патогенности нуклеотидных замен SIFT и Polyphen2 показала высокую вероятность патогенности данной замены |
Примечание. ТМС — тандемная масс-спектрометрия.
Обсуждение
Ген PEX26, расположенный в локусе 22q11.21 22-й хромосомы, в своей структуре содержит шесть экзонов. Он экспрессируется во всех тканях организма и кодирует белок сборки пероксисом 26 (пероксин-26 — PEX26). PEX26 представляет собой мембранный пероксисомный белок с одним трансмембранным доменом [34, 35]. С-концевая часть PEX26 расположена в мембране пероксисомы и обращена к ее матриксу, N-концевая часть находится в цитозоле и имеет важное значение для связывания с PEX6 [26, 34, 36]. Показано, что PEX26 способствует прикреплению к пероксисомной мембране образующегося в цитоплазме АТФазного комплекса PEX1-PEX6 AAA [37, 38], вместе с тем аминокислотных остатков PEX26 достаточно для связывания с PEX6 [39] (рис. 2). Комплекс PEX1-PEX6 участвует в высвобождении моноубиквитинированного PEX5 из пероксисомной мембраны в цитоплазму. PEX5, в свою очередь, является цитозольным рецептором для пероксисомных матриксных белков и обеспечивает их перенос внутрь пероксисом [34, 35, 39].
Рис. 2. Схема взаимодействия пероксинов при функционировании пероксисом с акцентом на пероксин 26.
Цифрами обозначены пероксины (PEX). СНП — сигнал нацеливания на пероксисомы; БМП — белок мембраны пероксисомы; 5L — длинная цепь PEX5; 5S — короткая цепь PEX5.
Белки пероксисомного матрикса кодируются ядерными генами и синтезируются на рибосомах. Вновь синтезированные белки распознаются одной из двух изоформ цитозольного рецепторного белка PEX5 (PEX5S и PEX5L) или PEX7 (I). Нагруженный матричным белком PEX7 направляется в пероксисому, взаимодействуя с PEX5L. Нагруженные матричным белком рецепторы PEX5S/L распознаются комплексом стыковки пероксисом, состоящим из PEX13 и PEX14 (II). Белки пероксисомного матрикса импортируются в просвет пероксисом, после чего PEX5S/L моноубиквитинируется комплексом лигазы E3 PEX2-PEX10-PEX12 (III). Затем моноубиквитинированный PEX5S/L высвобождается из пероксисомной мембраны комплексом PEX1-PEX6-PEX26 (IV). Моноубиквитинированный PEX5S/L деубиквитинируется в цитозоле, после чего PEX5S/L и PEX7 становятся доступными для следующего цикла импорта белков в пероксисому (V).
Дефекты в структуре PEX26 снижают его способность связываться с PEX1-PEX6, что ведет к замедлению импорта пероксисомных белков и нарушению сборки новых пероксисом. В результате в организме накапливаются токсичные для нервной системы, печени и надпочечников продукты — жирные кислоты с очень длинной цепью, пристановая, фитановая и другие кислоты. А дефицит плазмалогенов, возникающий в результате сбоя в работе пероксисом, негативно влияет на рост и психомоторное развитие [12, 32, 39—42].
С мутациями гена PEX26 ассоциировано около 4,2% всех случаев развития болезней спектра синдрома Целлвегера. Патогенные варианты располагаются по всему гену. Чаще других встречается замена c.292C>T (p.Arg98Trp) [34, 42].
Мутации в гене PEX26 распределены по всему гену, но 70% патогенных мутаций при синдроме Целлвегера локализованы в N-концевой части (см. рис. 2), включая нонсенс-мутации, мутации сдвига рамки считывания и сплайсинга, которые теоретически вызывают усечение функционального домена и/или делецию большого домена в пероксинах, что приводит к их дисфункции. Чем ближе участок мутации находится к N-концу, тем сильнее повреждение структуры и гомеостаза пероксисом. Мутации в гене PEX26, обнаруженные у пациентов с синдромом Целлвегера, серьезно нарушают импорт белка пероксисомного матрикса, что постепенно влияет на выработку энергии, обеспечивающей расщепление пероксисом [43]. Таким образом, эти мутации приводят к полной или почти полной потере уровня белка и функции и являются наиболее тяжелыми у пациентов с синдромом Целлвегера. Напротив, миссенс-варианты, которые частично сохраняют функцию, оказывают меньшее влияние на сборку пероксисом [1, 44]. У пациентов с неонатальной адренолейкодистрофией или инфантильной болезнью Рефсума, в основном ассоциированными с миссенс-мутациями, наблюдались умеренные или легкие клинические фенотипы. Тяжесть мутации зависит от влияния на функцию PEX26. Исследования показали, что доля патогенных мутаций при синдроме Целлвегера значительно выше, чем при неонатальной адренолейкодистрофии или инфантильной болезни Рефсума (p<0,05) [27]. Это может объяснить, почему фенотип синдрома Целлвегера является более тяжелым, чем другие фенотипы болезней спектра Целлвегера. Тип мутации PEX26 может помочь предсказать тяжесть отдельных случаев.
С учетом патофизиологии болезни спектра Целлвегера подразделяются на три категории. Первая группа — тяжелобольные новорожденные с синдромом Целлвегера, находящиеся в критическом состоянии, большинство из которых не доживают до одного года. Вторая группа — неонатальная адренолейкодистрофия, которая обычно сопровождается атрофией коры надпочечников, и большинство детей умирают в возрасте до 3—5 лет. Третья группа — детская болезнь Рефсума — легкая степень. У большинства пациентов отмечается атаксия, и многие из них могут перейти в подростковый возраст. Различия между тремя группами заболеваний обусловлены тяжестью клинического фенотипа и генотипической мутацией [45—47]. Сообщалось о синдроме Хеймлера — очень легком и уникальном клиническом фенотипе, связанном с дефектами в гене PEX. Синдром Хеймлера считается разновидностью болезней спектра Целлвегера [48, 49], однако данная классификация не является общепринятой.
Синдром Целлвегера — мультисистемное заболевание, которое проявляется уже при рождении и характеризуется тяжелыми характерными черепно-лицевыми деформациями, гипотонией и судорогами. В 80% случаев определяется гепатомегалия, в 70% — кисты почек [46]. Типичными, но не всегда распознаваемыми при первом обследовании являются катаракта и нейросенсорная тугоухость [40]. У детей с синдромом Целлвегера с мутациями в гене PEX26 были выражены гипотония, деформации лица, нарушения функции печени и повышенный уровень жирных кислот C26/C24. Однако частота судорог в неонатальном периоде меньше (40%), чем частота гипотонии и заболеваний печени, что может быть объяснено атипичным течением заболевания в неонатальном периоде или ранней смертью, когда все клинические проявления еще не успели развернуться.
Считается, что при заболеваниях спектра Целлвегера наиболее часто (70%) определяются мутации в гене PEX1 и при мутациях в гене PEX1 типичны кисты почек [50]. При мутациях в гене PEX26 микрокисты почек описаны в 2 случаях из 5 [27, 31]. В нашем исследовании у двух мальчиков-близнецов с мутациями в гене PEX26 кисты почек не обнаружены.
У младенцев с синдромом Целлвегера с мутацией в гене PEX1 не сообщалось о патологии костной системы. У детей с мутациями в гене PEX26 описаны костные деформации [24, 25, 27, 29, 31]. В нашем исследовании также имелись костно-лицевые деформации, характеризующиеся высоким выступающим лбом, низко посаженными ушками, глубокой переносицей, аномалией зубной эмали (рис. 3).
Рис. 3. Дети-близнецы с болезнью спектра Целлвегера (мутации в гене PEX26).
С помощью МРТ или УЗИ головного мозга выявлены полимикрогирия и вентрикуломегалия у 80% новорожденных с мутациями в гене PEX26, которые могут способствовать диагностике заболевания. У наблюдаемых нами детей также обнаружены сходные изменения головного мозга.
Из описанных 32 патогенных вариантов мутаций в гене PEX26 в 9 случаях диагностирован синдром Целлвегера, в 4 — неонатальная адренолейкодистрофия, в 8 — инфантильная болезнь Рефсума, а 11 случаев не были клинически диагностированы. Во всех случаях наблюдались рецессивные модели, выявлены 21 (65,6%) гомозиготный вариант и 11 (34,4%) сложных гетерозиготных вариантов. При синдроме Целлвегера все мутации были гомозиготными, но содержали несколько типов вариаций (сдвиг рамки считывания, нонсенс, миссенс и мутации сплайсинга). Сложные гетерозиготные мутации обнаружены только в случаях неонатальной адренолейкодистрофии и в основном в случаях инфантильной болезни Рефсума (7 случаев из 8; 87,5%).
Исследования наших случаев двух мальчиков-близнецов соответствуют неонатальной адренолейкодистрофии. При этом в экзоне 3 гена PEX26 (NM_017929) выявлена замена c.T347A:р.L116Q в гомозиготном состоянии (глубина покрытия ×137), не описанная ранее как патогенная в базе по мутациям человека HGMD. В контрольной выборке здорового населения, согласно базе gnomAD (genome), данная замена ни разу не встречалась. Проверка в программах по предсказанию патогенности нуклеотидных замен SIFT и Polyphen2 показала высокую вероятность патогенности данной замены.
Наиболее часто встречающейся мутацией в гене PEX26 при заболеваниях спектра Целлвегера является миссенс-мутация c.292C>T, которая заменяет аргинин, расположенный в аминокислотном положении 98, триптофаном (p.Arg98Trp). Эта миссенс-мутация влияет на стабильную экспрессию PEX26. Связывающий домен PEX6 разрушается, и способность участвовать во взаимодействии между PEX6 и PEX1 снижается [38, 39]. Однако влияние повторной мутации c.292C>T было относительно незначительным. Это отмечено не только при неонатальной адренолейкодистрофии и при инфантильной болезни Рефсума. Одна и та же мутация может сопровождаться наличием различных клинических фенотипов, которые могут быть связаны с температурной чувствительностью.
В нашем исследовании у одного из детей-близнецов имела место температурная чувствительность (см. табл. 3), когда в возрасте 2 лет на фоне гипертермии (до 40°C) наблюдалось резкое ухудшение мобильности — ребенок перестал двигаться.
Заключение
Поскольку мутация c.T347A:р.L116Q в экзоне 3 гена PEX26 (NM_017929), выявленная в нашем исследовании, еще не была идентифицирована при синдроме Целлвегера, а в контрольной выборке здорового населения, согласно базе gnomAD (genome), данная замена ни разу не встречалась, предполагается, что она сопровождается остаточным уровнем белка и его функции и, таким образом, проявляется относительно мягким клиническим фенотипом — неонатальной адренолейкодистрофией.
Таким образом,у двух мальчиков-близнецов с заболеванием спектра Целлвегера развились деформации лица, гипотония, трудности с кормлением и судороги. В гене PEX26 обнаружена новая патогенная мутация c.T347A:р.L116Q в гомозиготном состоянии. Мы также обобщили клинические проявления заболеваний спектра Целлвегера, о которых сообщалось у детей с мутацией гена PEX26, включая характерный черепно-лицевой дисморфизм, гипотонию, церебральные дисфункции, нарушения функции печени. В анализах сыворотки крови определялся повышенный уровень очень длинноцепочечных жирных кислот. Однако у детей с мутацией в гене PEX26 судороги и кисты почек менее очевидны в неонатальном возрасте. Ранее не описанная мутация c.T347A:р.L116Q в гене PEX26 при заболеваниях спектра Целлвегера приводит к относительно мягкому клиническому фенотипу — неонатальной адренолейкодистрофии.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.