Первые исследования мутаций в гене CACNA1D, ассоциированного с активностью Cav1.3 — кальциевого канала, проводились в рамках изучения соматических мутаций в альдостеронпродуцирующих аденомах надпочечников у пациентов с первичным альдостеронизмом [1]. Ген CACNA1D не единственный ген, в котором соматические мутации приводят к изменениям продукции альдостерона в этих опухолях. Почти в 50% случаев альдостеронпродуцирующих аденом обнаруживают соматические мутации в генах KCNJ5, ATP1A1, ATP2B3 (около 40%, около 6% и около 1% соответственно) [2, 3]. Эти гены кодируют каналы, регулирующие ионный трансмембранный гомеостаз. К тому же, они являются модуляторами некоторых путей повышения уровня внутриклеточного кальция, что в конечном счете приводит к гиперпродукции альдостерона. В крупном исследовании характеристик соматических мутаций в гене CACNA1D альдостеронпродуцирующих аденом U. Scholl и соавт. [1] описали две герминальные, гетерозиготные, возникшие de novo мутации у 2 пациенток с первичным альдостеронизмом, судорогами и неврологическими нарушениями. Синдром получил название PASNA (Primary Аldosteronism, Seizures, and Neurologic Abnormalities). В последующем ген CACNA1D привлек внимание ученых с целью анализа его роли в этиологии неврологических нарушений. В последние несколько лет появились публикации, показывающие влияние патогенных вариантов в гене CACNA1D на развитие нейропсихических нарушений в контексте мутаций, вызывающих первичный альдостеронизм.

Мальчик 1 года 9 мес жизни. Генеалогический анамнез не отягощен. Ребенок от беременности, протекавшей с угрозой прерывания в 7 и 12 нед, и на фоне гестоза в III триместре. Роды 2-е, экстренные, путем операции кесарева сечения на 37-й неделе гестации. При рождении масса тела ребенка 3300 г, длина 52 см, оценка по шкале Апгар составила 8/9 баллов, приложен к груди в родильном зале. В целом перинатальный период протекал благополучно. В первые сутки жизни отмечалось нарастание уровня билирубина до 308 ммоль/л. Проводились инфузионная терапия и фототерапия с положительным эффектом. Выписан из родильного дома в удовлетворительном состоянии на 8-е сутки жизни. Желтуха имела затяжной характер: в 1-й месяц уровень общего билирубина составил 105 ммоль/л, нормализация произошла к 2-му месяцу жизни.

С 1-го месяца жизни отмечались срыгивания, интенсивные младенческие колики, в связи с чем констатирована недостаточная прибавка массы тела, не более 300 г в месяц. Грудное вскармливание до 1 мес, затем переведен на искусственное с подбором лечебных смесей. Введение продуктов прикорма проводилось с 4-х месяцев жизни согласно Национальным рекомендациям вскармливания детей 1-го года жизни.

С рождения отмечались выраженная мышечная гипотония, задержка психомоторного развития. Первый приступ генерализованных судорог зарегистрирован в 1,5 мес жизни на фоне фебрильной лихорадки (температура тела достигала 40 °С), в связи с чем ребенок госпитализирован и обследован в условиях стационара. Ультразвуковое исследование брюшной полости и почек, эхокардиограмма, биохимический анализ крови, в том числе уровень калия в крови, соответствовали возрастной норме. Нейросонография выявила незначительное расширение боковых желудочков головного мозга. Электроэнцефалографическое мониторирование сна не выявило признаков эпилептической активности. В дальнейшем судороги повторялись на фоне повышения температуры тела, после года приступы приобрели афебрильный характер.

С учетом грубой задержки психомоторного развития в возрасте 10 мес выполнена МРТ головного мозга. Выявлены признаки гипомиелинизации белого вещества, постгипоксического субатрофического расширения субарахноидальных пространств лобных долей и медиально-базальных отделов левой височной доли, пограничная каудальная дистопия миндалин мозжечка. Позднее ребенок консультирован офтальмологом в НПЦ детской психоневрологии с диагнозом: OU — патология проводящих путей, частичная атрофия зрительных нервов, ангиопатия сетчатки по дистоническому типу, вторичное сходящееся косоглазие.

Ребенок консультирован генетиком, рекомендовано обследование в связи с синдромальной формой задержки психомоторного развития. При обследовании показатели тандемной масс-спектрометрии крови в норме. Анализ мочи на содержание органических кислот выявил неспецифическое повышение кетонов. При повторном анализе мочи все показатели в пределах референсных значений. Зарегистрировано однократное повышение уровня лактата до 4,3 ммоль/л; концентрации аминотрансферазы и креатинфосфокиназы не превышали референсные значения.

В динамике сохранялась выраженная задержка психомоторного развития: в возрасте 1 года 9 мес ребенок не может самостоятельно удерживать голову, сидеть, стоять, захватывать игрушки, при тракции за руки не группируется, речи нет. Владеет навыками: неуверенный поворот на бок, взгляд фиксирует кратковременно. Антропометрия: рост 80 см, масса тела 9100 г, индекс массы тела (ИМТ) 15,1 кг/м²; z-score ИМТ –1,45 SD; z-score рост к возрасту –1,95 SD; z-score массы тела к возрасту –2,2 SD; z-score масса тела к росту –1,7 SD. Согласно международным критериям ВОЗ физическое развитие ниже среднего с дефицитом массы тела легкой степени тяжести (масса тела к росту –1,7 SD). Дефицит массы тела обусловлен дефицитом мышечной ткани на фоне грубой задержки моторного развития и выраженной мышечной гипотонии. При анализе фактического питания данных за алиментарный дефицит нет. При осмотре особенностями фенотипа являются микрокрания (окружность головы 44,5 см; <–2 SD), выступающий лоб, страбизм, широкая спинка носа, запавшая переносица.

При биохимическом исследовании крови уровень калия составил 4,1 ммоль/л (4,1—5,3 ммоль/л), альдостерона — до 491 пг/мл (11,7—236 пг/мл), ренина — 2 мкМЕд/мл (2,8—46,1 мкМЕд/мл); соотношение альдостерон/рениновое повышено до 245,5 (норма менее 12).

ДНК-диагностика. Выделение геномной ДНК проводили из лейкоцитов периферической крови с помощью набора реактивов для выделения Wizard GenomicDNA PurificationKit («Promega», США) по протоколу производителя. Для пробоподготовки использовали реактивы Illumina TruSeq DNA Exome. Секвенирование проведено на приборе Illumina NextSeq500 методом парно-концевого чтения (2×75 п.о.). Для картирования полученных последовательностей на референсный геном hg19 использовали программное обеспечение BWA [4]. Для дальнейшего анализа выявленных вариантов использовали алгоритмы GATK [5]. Аннотация вариантов проведена с использованием программного обеспечения Illumina BaseSpace® Variant Interpreter. Патогенность не синонимичных не классифицированных ранее по патогенности вариантов определяли с использованием программ прогнозирования Polyphen2 [6], MutationTaster [7], Provean [8] и SIFT [9]. Выявленный у пациента вариант c.776T>A был верифицирован с использованием метода прямого секвенирования по Сэнгеру на приборе ABI3130 genetic analyser.

От родителей пациента было получено письменное согласие на проведение исследования и обработку полученных данных.

Среднее покрытие полного экзома пациента составило ×98,5, количество таргетных областей с покрытием ≥×10 — 93,16%, равномерность покрытия (uniformity Pct >0.2*mean) — 83,4%. В результате исследования выявлено 34 158 отличий от референсной последовательности. После «фильтрации» вариантов, не входящих в базы данных 1000 Genomes, Exome Aggregation Consortium, dbSNP databases или описанных в них с частотой <1%, а также при использовании фильтра патогенности Variant Interpreter prediction (патогенные, вероятно патогенные и варианты неопределенного значения), осталось 127 вариантов, включая не синонимичные, изменения сайтов сплайсинга, делеции и инсерции. Среди них единственным вариантом, объясняющим фенотип пациента, был c.776T>A в гене CACNA1D. Данная замена не была обнаружена у родителей пациента. Отцовство и материнство было подтверждено молекулярными методами. Выявленный вариант не был описан ранее в базах данных dbSNP, 1000 Genomes project, GnomAD (версия окт. 2017, r2.0.2), the NHLBI GO Exome Sequencing Project (ESP 6500), NCBI ClinVar and Human Gene Mutation Database (HGMD 2017.4). Программы прогнозирования патогенности расценивают данный вариант как патогенный (Polyphen2, MutationTaster, Provean и SIFT). С использованием Руководства по интерпретации данных, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS), выявленный вариант был классифицирован как вероятно патогенный (PS2, PM2, PP3).

Ранее U. Scholl и соавт. [1] описали два возникших de novo герминальных патогенных варианта в гене CACNA1D у двух пациенток с PASNA.

Пациентка 1. Трехлетняя девочка с неотягощенной родословной. После рождения у нее развилась синусовая брадикардия и ребенок получал лечение в отделении интенсивной терапии по поводу транзиторной гипогликемии, респираторного дистресс-синдрома, артериальной гипертонии и атриовентрикулярной блокады вследствие удлиненного интервала Q—T. На эхокардиограмме выявлены врожденный порок сердца (дефект межжелудочковой перегородки), гипертрофия миокарда и открытое овальное окно с умеренной легочной гипертензией. Первичный альдостеронизм и гипокалиемия были диагностированы в возрасте 1 мес. При нейросонографии в возрасте 1 мес обнаружены перивентрикулярная лейкопатия, перивентрикулярное кровоизлияние и вентрикуломегалия. Дальнейшее развитие ребенка характеризовалось нарушением вскармливания и общей задержкой приобретения навыков. Первый генерализованный приступ тонико-клонических судорог произошел в 7 мес на фоне нормальной температуры тела и нормальных уровнях электролитов. В 3 года ребенок имел тяжелую задержку психомоторного и речевого развития, корковую слепоту и церебральный паралич. Артериальное давление и уровень калия в крови в пределах нормы. Молекулярно-генетическим методом у нее верифицирован патогенный гетерозиготный вариант G403D в гене CACNA1D.

Пациентка 2. Десятилетняя афроамериканская девочка с неотягощенной родословной [1]. Родилась на 41-й неделе гестации путем кесарева сечения из-за разрыва матки. После рождения требовалось проведение реанимационных мероприятий и впоследствии у нее диагностированы церебральный паралич, спастическая квадриплегия, умеренный атетоз, тяжелая генерализованная интеллектуальная недостаточность, комплекс парциальных судорог, преимущественно правостороннего гемиплегического характера, генерализованные судороги и нарушения сна. МРТ головного мозга без структурных изменений. Артериальная гипертензия развилась до 5 лет и в 8 лет выявлена клинически значимая гипокалиемия. На эхокардиограмме выявлена умеренная гипертрофия миокарда. В крови высокий уровень альдостерона и низкий уровень активности ренина. КТ надпочечников (в возрасте 9 лет) была в норме. Методом молекулярно-генетического исследования выявлен гетерозиготный вариант I750M в гене CACNA1D.

Ниже представлена клиническая характеристика пациентов с синдромом PASNA (см. таблицу).

Общими для всех описанных пациентов были: гиперальдостеронизм, судороги и задержка развития. Гиперальдостеронизм — ожидаемый признак для мутации в гене CACNA1D, поскольку известна связь этого гена с гиперпродукцией альдостерона. Судороги также были обнаруженные у обеих пациенток, представленных U. Sholl и соавт., и предполагалось, что и они обусловлены мутациями в этом гене. Однако, как известно из анамнеза этих детей, нельзя исключить тяжелое перинатальное поражение, которое в свою очередь могло стать причиной развития судорожного синдрома. В противоположность этому нами представленный пробанд имел благополучный перинатальный период и это, безусловно, является убедительным доказательством ассоциации изменений в гене CACNA1D с неврологической симптоматикой. Таким образом, неврологические нарушения являются одним из диагностических критериев синдрома PASNA.

В последние годы в литературе появляются данные о роли гена CACNA1D в развитии нейропсихических нарушений. Так, стало известно, что L-тип кальциевых каналов, в том числе Cav1.3, кодируемый геном CACNA1D, экспрессируется в ЦНС [10, 11]. Канал Cav1.3 является важным регулятором притока кальция в клетки и необходим для нормального развития мозга и его пластичности [12—14].

Несколько лет назад была установлена ассоциация гена CACNA1D с расстройством аутистического спектра [15, 16].

Корме того, варианты CACNA1D описаны при эпилепсии. Т. Klassen [17] и соавт. провели параллельное экзомное секвенирование 237 генов ионных каналов в хорошо характеризованном образце человека, сравнив варианты профилей здоровых лиц с лицами, имеющими распространенное нарушение нейронной возбудимости — спорадическую идиопатическую эпилепсию. Данное исследование показало, что риск развития заболевания даже при делеции части гена, кодирующего ионный канал, может быть модифицирован вариантами других белков ионного канала у этого пациента. В CACNA1D они обнаружили (в дополнение к синонимичным, интронным мутациям и одной мутации сайта сплайсинга) одну преждевременную остановку трансляции и три миссенс-мутации, которые встречались у пациентов и не встречались в контроле.

Несмотря на растущее число доказательств статистически значимой связи между геном CACNA1D и неврологическими расстройствами, наше понимание биологических механизмов участия L-типа кальциевых каналов в развитии нервно-психических нарушений, остается неясным. Мы находимся лишь в начале пути, ведущего к пониманию роли de novo мутаций в генах напряженных кальциевых каналов L-типа в спорадических случаях нервно-психических расстройств. Кроме того, селективные или неселективные блокаторы каналов Т-типа могут считаться потенциальными таргетными патогенетическими терапевтическими препаратами при эпилепсии у пациентов с дисфункцией кальциевых каналов L-типа.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

e-mail: semenova@med-gen.ru