AP4-связанные наследственные спастические параплегии

Читать метаданные

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выявить в российской популяции AP4-связанные формы спастических параплегий, определить их вклад в структуру наследственных спастических параплегий (SPG), изучить клинико-молекулярно-генетические характеристики.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Пять выявленных русских семей: 4 с SPG47, 1 с SPG51; больные — 4 девочки и мальчик, возраст — 2,5—9 лет. Использовались методы клинико-генеалогический, молекулярно-генетические: полноэкзомное секвенирование (WES), семейная верификация по Сэнгеру.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В группе молекулярно верифицированных SPG, включающей 118 семей с 21 формой, доля AP4-связанных форм составила 4,2% за счет SPG47 (3,4% и 5-е место в структуре всей группы; 20,0% и 2-е место среди AP форм). В неинбредных, не связанных между собой семьях с SPG47 3 больных имели идентичный генотип: гомозиготность по известной мутации c.1160_1161 delCA (p.Thr387ArgfsTer30) в экзоне 6 гена AP4B1; у 4-го больного эта мутация найдена в компаунд-гетерозиготном состоянии с ранее не описанной c.1240C>T (p.Gln414Ter) в экзоне 7. Накопление мутации c.1160_1161 delCA может быть связано с эффектом основателя в славянских популяциях и требует дополнительных исследований. Генотип девочки с SPG51 — компаунд-гетерозиготность по ранее не описанным мутациям c.2604delA (p.Ser868fs) и c.3346A>G (p.Arg1116Gly) гена AP4E1. Во всех семьях секвенированием по Сэнгеру подтверждено гетерозиготное носительство одного из мутантных аллелей у каждого родителя. Клиническая картина типична: ранняя задержка развития на фоне гипотонии, трансформирующейся в выраженный спастический парапарез, умственная отсталость, микроцефалия (у всех больных с SPG47), эпилепсия (у 3 больных с SPG47 и больной с SPG51), патология при МРТ-исследовании, в основном в виде гидроцефалии и/или гипоплазии мозолистого тела (в 3 случаях SPG47). AP4-связанные SPG необходимо учитывать в диагностике ранних тяжелых многосимптомных заболеваний ЦНС, имитирующих негенетическое органическое поражение, и проводить экзомное секвенирование.

Ключевые слова:

SPG47

SPG51

ген AP4B1

частая мутация

ген AP4E1

спастический парапарез

микроцефалия

умственная отсталость

эпилепсия

Авторы:

Руденская Г.Е.

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова»

ORCID: 0000-0002-8244-9367

Гусева Д.М.

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. Н.П. Бочкова»

Миронович О.Л.

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. Н.П. Бочкова»

Кадникова В.А.

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова»

ORCID: 0000-0002-1245-4881

Дадали Е.Л.

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. Н.П. Бочкова»

Комарьков И.Ф.

ООО «Геномед»

Новоселова О.Г.

ООО «Геномед»

Рыжкова О.П.

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова»

ORCID: 0000-0003-1285-9093

Дата поступления:

24.05.2020

Дата принятия в печать:

02.06.2020

Список литературы:

Kadnikova V, Rudenskaya G, Stepanova A, et al. Mutational spectrum of SPAST (SPG4) and ATL1 (SPG3A) genes in Russian patients with hereditary spastic paraplegia. Sci Rep. 9(1):14412. https://doi.org/10.1038/s41598-019-50911-9
Рыжкова О.П., Кардымон О.Л., Прохорчук Е.Б., и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS) (редакция 2018, версия 2). Медицинская генетика. 2019;18(2):3–23. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2019.02.3-23
Иллариошкин С.Н., Руденская Г.Е., Иванова-Смоленская И.А., и др. Наследственные атаксии и параплегии. М.; 2006. 415 с.
Verkerk AJ, Schot R, Dumee B, et al. Mutation in the AP4M1 gene provides a model for neuroaxonal injury in cerebral palsy. Am J Hum Genet. 2009;85(1):40–52. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2009.06.004
Abou Jamra R, Philippe O, Raas-Rothschild A, et al. Adaptor protein complex 4 deficiency causes severe autosomal-recessive intellectual disability, progressive spastic paraplegia, shy character, and short stature. Am J Hum Genet. 2011;88:788–795. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2011.04.019
Blumkin L, Lerman-Sagie T, Lev D, et al. A new locus (SPG47) maps to 1p13.2-1p12 in an Arabic family with complicated autosomal recessive hereditary spastic paraplegia and thin corpus callosum. J Neurol Sci. 2011;305:67–70. https://doi.org/10.1016/j.jns.2011.03.011
Moreno-De-Luca A, Helmers SL, Mao H, et al. Adaptor protein complex-4 (AP-4) deficiency causes a novel autosomal recessive cerebral palsy syndrome with microcephaly and intellectual disability. J Med Genet. 2011;48:141–144. https://doi.org/10.1136/jmg.2010.082263
Bauer P, Leshinsky-Silver E, Blumkin L, et al. Mutation in the AP4B1 gene cause hereditary spastic paraplegia type 47 (SPG47). Neurogenetics. 2012;13(1):73–76. https://doi.org/10.1007/s10048-012-0314-0
Tüysüz B, Bilguvar K, Koçer N, et al. Autosomal recessive spastic tetraplegia caused by AP4M1 and AP4B1 gene mutation: expansion of the facial and neuroimaging features. Am J Med Genet. 2014;164A(7):1677–1685. https://doi.org/10.1002/ajmg.a.36514
Hardies K, May P, Djémié T, et al. Recessive loss-of-function mutations in AP4S1 cause mild fever-sensitive seizures, developmental delay and spastic paraplegia through loss of AP-4 complex assembly. Hum Mol Genet. 2015;24:2218–2227. https://doi.org/10.1093/hmg/ddu740
Behne R, Teinert J, Wimmer M, et al. Adaptor protein complex 4 deficiency: a paradigm of childhood-onset hereditary spastic paraplegia caused by defective protein trafficking. Hum Mol Genet. 2020;29(2):320–334. https://doi.org/10.1093/hmg/ddz310
Ebrahimi-Fakhari D, Behne R, Davies AK, Hirst J. AP-4-associated hereditary spastic paraplegia. In: Adam MP, Ardinger HH, Pagon RA, eds. GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993–2021. Accessed Jan 20, 2021. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535153/
Руденская Г.Е., Кадникова В.А., Рыжкова О.П. Наследственные спастические параплегии в эпоху секвенирования нового поколения: эпидемиология, проблемы классификации, генетическое разнообразие. Медицинская генетика. 2018;(8):3–12.
Abdollahpour H, Alawi M, Kortüm F, et al. An AP4B1 frameshift mutation in siblings with intellectual disability and spastic tetraplegia further delineates the AP-4 deficiency syndrome. Eur J Hum Genet. 2015;23(2):256–259. https://doi.org/10.1038/ejhg.2014.73
Ebrahimi-Fakhari D, Cheng C, Dies K, et al. Clinical and genetic characterization of AP4B1-associated SPG47. Am J Med Genet A. 2017;176(2):311–318. https://doi.org/10.1002/ajmg.a.38561
Accogli A, Hamdan FF, Poulin C, et al. A novel homozygous AP4B1 mutation in two brothers with AP-4 deficiency syndrome and ocular anomalies. Am J Med Genet A. 2018;176(4):985–991. https://doi.org/10.1002/ajmg.a.38628
Carmona S, Marecos C, Amorim M, et al. AP4S1 splice-site mutation in a case of spastic paraplegia type 52 with polymicrogyria. Neurol Genet. 2018;4(5):e273. https://doi.org/10.1212/NXG.0000000000000273
Vill K, Müller-Felber W, Alhaddad B, et al. A homozygous splice variant in AP4S1 mimicking neurodegeneration with brain iron accumulation. Mov Disord. 2017;32(5):797–799. https://doi.org/10.1002/mds.26922
Roubertie A, Hieu N, Roux CJ, et al. AP4 deficiency: a novel form of neurodegeneration with brain iron accumulation? Neurol Genet. 2018;4:e217. https://doi.org/10.1212/NXG.0000000000000217
Murakami H, Uehara T, Tsurusaki Y, et al. Blended phenotype of AP4E1 deficiency and Angelman syndrome caused by paternal isodisomy chromosome 15. Brain Dev. 2020;42(3):289-292. https://doi.org/10.1016/j.braindev.2019.12.008
Lamichhane D. New AP4B1 mutation in an African-American child associated with intellectual disability. J Pediatr Genet. 2013;2(4):191–195. https://doi.org/10.3233/PGE-13068
Tan CA, Topper S, Del Gaudio D, et al. Characterization of patients referred for nonspecific intellectual disability testing: the importance of autosomal genes for diagnosis. Clin Genet. 2015;89(4):478–483. https://doi.org/10.1111/cge.12575
Teinert J, Behne R, D’Amore A, et al. Generation and characterization of six human induced pluripotent stem cell lines (iPSC) from three families with AP4B1-associated hereditary spastic paraplegia (SPG47). Stem Cell Res. 2019;40:101575. https://doi.org/10.1016/j.scr.2019.101575
Ruan WC, Wang J, Yu YL, et al. Novel variants in AP4B1 cause spastic tetraplegia, moderate psychomotor development delay and febrile seizures in a Chinese patient: a case report. BMC Med Genet. 2020;21(1):51. https://doi.org/10.1186/s12881-020-0988-3
Tessa A, Battini R, Rubegni A, et al. Identification of mutations in AP4S1/SPG52 through next generation sequencing in three families. Eur J Neurol. 2016;23(10):1580–1587. https://doi.org/10.1111/ene.13085
Szczałuba K, Mierzewska H, Śmigiel R, et al. AP4B1-associated hereditary spastic paraplegia: expansion of phenotypic spectrum related to homozygous p.Thr387fs variant. J Appl Genet. 2020;61(2):213–218. https://doi.org/10.1007/s13353-020-00552-w

Закрыть метаданные

Наследственные спастические параплегии (син.: болезнь Штрюмпеля) насчитывают в настоящее время около 80 клинико-генетических форм, обозначаемых как SPG (Spastic Paraplegia Gene) с нумерацией по хронологии выделения генов. Их особую подгруппу составляют редкие аутосомно-рецессивные (АР) врожденные или очень ранние «осложненные» SPG с выраженной задержкой психомоторного развития (ЗПМР)/умственной отсталостью, микроцефалией, преимущественно с эпилепсией и другими симптомами, имитирующими тяжелый спастический детский церебральный паралич (ДЦП). Это 4 формы, обусловленные мутациями генов разных цепей адаптерного белка AP4, обозначенные как SPG47 (ген AP4B1), SPG50 (AP4M1), SPG51 (AP4E1) и SPG52 (AP4S1), в целом — как AP4-связанные-дефицитные. Клиническая диагностика этих форм, не имеющих специфичных признаков, сходных с тяжелыми органическими поражениями ЦНС негенетической природы, а также с рядом генокопий (наследственные болезни обмена веществ, моногенные и хромосомные синдромы) и в целом неотличимых друг от друга, сложна. Очевидно, многие случаи, особенно несемейные и в неинбредных браках не диагностируются, что не позволяет предупредить их повтор в семьях.

Возможности диагностики AP4-связанных SPG, как и других редких гетерогенных форм, принципиально изменились с внедрением методов высокопроизводительного экзомного секвенирования MPS (Massive Parallel Sequencing), количество описаний в последние годы возросло, расширились клинические представления. Клинико-молекулярно-генетические исследования SPG на основе методов MPS ведутся в МГНЦ с 2017 г., в числе выявленных форм 4 случая SPG47 и случай SPG51.

Цель исследования — оценить долю AP4-связанных форм в репрезентативной группе больных SPG и проанализировать клинико-молекулярно-генетические характеристики этих первых российских наблюдений.

Материал и методы

Семьи — пациенты консультативного отдела МГНЦ, обратившиеся для установления диагноза неврологического заболевания у детей и прогноза потомства. Все — этнически русские, жители разных регионов европейской части России, не связаны между собой; родители не состоят в кровном родстве и не происходят из одного или соседних небольших населенных пунктов. Больные SPG47 — 3 девочки и мальчик 3—9 лет, больная SPG51 — девочка 2 года 10 мес.

Использованы клинико-генеалогический и молекулярно-генетические методы. До ДНК-диагностики проведен ряд других генетических исследований. В лаборатории ДНК-диагностики МГНЦ применяют различные варианты MPS: полногеномное, полноэкзомное (WES), клиническое экзомное, панельное. Основной метод ДНК-диагностики SPG — MPS-панель «спастические параплегии» (64 гена, включая гены AP4), внедренная в 2017 г. и используемая при установленном или предположенном клиническом диагнозе спастической параплегии. Подавляющее большинство наших молекулярно верифицированных наблюдений выявлено с применением этой панели [1]. Однако многосимптомные тяжелые SPG47 и SPG51 не были распознаны клинически как спастическая параплегия (предварительными диагнозами были эпилепсия, ДЦП, органическое поражение ЦНС, микроцефалия), их ДНК-диагностика проведена методом WES с последующей семейной верификацией по Сэнгеру. Основная часть молекулярно-генетических исследований проведена в лаборатории ДНК-диагностики МГНЦ; WES у одной из больных с SPG47, а также WES и верификация по Сэнгеру в случае SPG51 — в лаборатории «Геномед».

Результаты

В настоящее время наша группа молекулярно диагностированных SPG насчитывает 118 неродственных семей с 21 клинико-генетической формой. Вклад SPG47 оказался неожиданно значимым: 3,4% во всей группе (5-е место после SPG4, SPG3, SPG30 и SPG11) и 20,0% среди АР форм (2-е место после SPG11). С учетом случая SPG51 доля AP4-связанных форм в группе молекулярно верифицированных SPG составила 4,2%

Основные характеристики 5 наблюдений приведены в таблице.

Молекулярные характеристики

В семьях 47-1, 47-2 и 47-3 обнаружен идентичный генотип: гомозиготность по ранее описанной делеции c.1160_1161 delCA (p.Thr387ArgfsTer30) в экзоне 6 гена AP4B1; секвенированием по Сэнгеру подтверждена гомозиготность больных и гетерозиготное носительство мутации у всех родительских пар. В семье 47-4 найдена та же мутация в компаунд-гетерозиготном состоянии с ранее не описанной нонсенс-мутацией c.1240C>T (p.Gln414Ter) в экзоне 7 AP4B1, секвенированием по Сэнгеру подтверждено наличие обеих мутаций у больной, у отца найдена гетерозиготная мутация c.1160_1161delCA, у матери — c.1240C>T. У больной в семье 51-1 при WES обнаружены ранее не описанные гетерозиготные мутации в гене AP4E1: c.2604delA (p.Tyr869IlefsTer34) в экзоне 18 и с.3346A>G (p.Arg1116Gly) в экзоне 21; семейное секвенирование по Сэнгеру подтвердило наличие мутаций у девочки и выявило гетерозиготные мутации у родителей — первую у отца, вторую у матери. Патогенность ранее не описанных вариантов оценивалась по общепринятым критериям [2]. Вариант c.1240C>T (p.Gln414Ter) в экзоне 7 гена AP4B1 зарегистрирован в контрольной выборке GnomAD с частотой 0.001988%, т.е. по критериям патогенности (PVS1, PM2, PM3, PP3) может быть отнесен к патогенным. Варианты в гене AP4E с.2604delA (p.Tyr869IlefsTer34) в экзоне 18 и с.3346A>G (p.Arg1116Gly) в экзоне 21 не зарегистрированы в контрольной выборке GnomAD; исходя из критериев патогенности, первый из них является патогенным (PVS1, PM2, PP3), второй — вероятно патогенным (PM1, PM2, PP3, PP5).

Клинико-генеалогические характеристики

Все больные — единственные в семьях, но в наблюдении 47-1 болезнь, очевидно, является семейной (см. описание). Как видно из таблицы, у всех выражены ЗПМР/умственная отсталость и нарушения ходьбы. Эпилепсия не подтверждена только в наблюдении 47-3, микроцефалия отсутствует лишь у больной с SPG51. Основное изменение МРТ — гипоплазия мозолистого тела (3 больных), 2 имеют нормальную МРТ. Выраженное нарушение ходьбы в основном обусловлено спастическим парапарезом разной степени с предшествующей мышечной гипотонией, но у самого тяжелого в группе, практически не ходящего больного (наблюдение 47-3) спастичность не выявлена; явной пирамидной симптоматики нет также у девочки с SPG51. В части случаев отмечены экстраневральные признаки. Таким образом, при общем основном симптомокомплексе имеются индивидуальные особенности.

Клинико-молекулярные характеристики SPG47 и SPG51 в 5 российских семьях

Семья	Мутации	Семейные данные	Пол	Возраст установления диагноза (годы)	Эпилепсия	Умственная отсталость	Гипотония → спастич. парапарез	МРТ головного мозга	Другие признаки
SPG47 (ген AP4B1)
47-1	Гомозиготная c.1160_1161 delCA (p.Thr387ArgfsTer30)	Сибсов нет, гидроцефалия у 3 плодов мужск. пола	Ж	9	+	++	++ Ходьба с опорой	Гидроцефалия, гипоплазия мозолистого тела	Микроцефалия, низкорослость, ожирение I ст. негрубый лицевой дисморфогенез; стереотипный смех
47-2	Гомозиготная c.1160_1161 delCA (p.Thr387ArgfsTer30)	Здоровый сибс	Ж	3	+	++	+ Ходьба с опорой	Норма (по описанию)	Микроцефалия
47-3	Гомозиготная c.1160_1161 delCA (p.Thr387ArgfsTer30)	Здоровый сибс	М	7	— (?)	+++	+/— Ходьбы практически нет	Гидроцефалия, гипоплазия мозолистого тела, аномалия Денди—Уокера	Микроцефалия двигательные стереотипии, стереотипный смех Энтеропатия
47-4	c.1160_1161 delCA (p.Thr387ArgfsTer30) /c.1240C>T (p.Gln414Ter)*	Сибсов нет	Ж	6	+	++	++ Ходьба с опорой	Гипоплазия мозолистого тела	Микроцефалия, ожирение, маленькие кисти и стопы
SPG51 (ген AP4E1)
51-1	c.2604delA (p.Ser868fs)/ с.3346A>G (p.Arg1116Gly)	Здоровые полусибс и сибс	Ж	2,5	+	++	+/— Ходьба с опорой	Норма	Негрубый лицевой дисморфогенез

Примечание. * — мутация ранее не описана.

Рассмотрим выявленные случаи.

Наблюдение 47-1. Больная З., единственный ребенок в семье из Московской области, наблюдалась нами в течение нескольких лет. Впервые консультирована в МГНЦ в 1,5 года по поводу ЗПМР, фебрильных судорог, вентрикуломегалии, отягощенной наследственности. Семейный анамнез: две первые беременности матери плодами мужского пола прерваны в связи с выявленными при УЗИ в 21—22 нед вентрикуломегалией и гидроцефалией без других врожденных пороков развития (ВПР) (патоморфологических данных нет). Кариотип родителей нормальный. Предполагали Х-сцепленную врожденную гидроцефалию. Во время беременности пробандом тоже выявили вентрикуломегалию на сроке 18—19 нед; при противоречивых рекомендациях врачей семья решила сохранить беременность. Роды в 38 нед, плановое кесарево сечение (при 2-й беременности кесарево сечение из-за поперечного положения плода), масса тела 3050 г, окружность головы (ОГ) 35 см, оценка по шкале Апгар 8/9 баллов. Переведена в неврологический стационар в связи с вентрикуломегалией. Состояние было среднетяжелым. Ускоренного роста головы, симптомов внутричерепной гипертензии не наблюдалось. ЗПМР с рождения на фоне умеренной мышечной гипотонии, без отрицательной динамики. При осмотре в 1,5 г.: сама садится, не встает (из-за дисплазии тазобедренных суставов ограничивают опору на ноги), активно берет игрушки, понимает отдельные слова, эмоциональные реакции адекватны, речи нет; с 11 мес перенесла 3 фебрильных приступа (первый — тяжелый, длительный); постоянную противосудорожную терапию не получала). Зрение, слух в норме. Бессимптомная односторонняя пиелоэктазия (по УЗИ), другой соматической патологии нет. Окружность головы 44,5 см, битемпоральное сужение, умеренно выраженные черты дисморфогенеза: антимонголоидный разрез глаз, широкая переносица, вздернутый нос; мышечный тонус умеренно снижен, рефлексы живые. МРТ-картина в возрасте 2 нед (вентрикуломегалия, частичная агенезия мозолистого тела, гипогенезия червя и полушарий мозжечка) была описана как ВПР головного мозга, при повторной МРТ в 14 мес расширение боковых желудочков расценено как вторичное на фоне атрофии, изменения мозжечка не описаны. Методом тандемной масс-спектрометрии (ТМС) исключен ряд наследственных болезней обмена веществ, клинически — редкие АР синдромы с вентрикуломегалией, гены крайне редкой изолированной АР гидроцефалии еще не идентифицировали. Диагноз остался неустановленным, но общность патологии плодов и ребенка и ее АР природа были наиболее вероятны. В дальнейшем мать имела еще одну беременность плодом мужского пола, прерванную, как и первые, из-за выявленной при УЗИ вентрикуломегалии.

Повторный осмотр в 8,5 года. Выражена ЗПМР с небольшой положительной динамикой: речь — единичные слова, понимание ограниченное; сама ест, просится в туалет, эмоционально общается, играет; воспитывается дома. С 2—3 лет сформировался выраженный спастический парапарез, с трудом ходила у стены; недавно оперирована (на приеме в коляске: послеоперационный период). Приступы вида атипичных абсансов повторяются примерно ежемесячно, провоцируются невысоким фебрилитетом, иногда эмоциями, сопровождаются вегетативными реакциями; получает противоэпилептическую терапию. Прибавила в весе. Зрение — миопия. МРТ: внутренняя неокклюзионная гидроцефалия, умеренное повышение МР-сигнала с перивентрикулярных зон, асимметрия полушарий мозжечка с расширением субарахноидальных пространств S>D и расширением большой затылочной цистерны по типу арахноидальной кисты. При осмотре: умеренная низкорослость — рост 120 см (<10 цент), ожирение I ст. — масса тела 33 кг (>75 цент), микроцефалия — ОГ 50 см (0,4 цент). В неврологическом статусе: тонус ног в положении лежа не повышен, легкое плоскостопие, рефлексы с ног резко повышены, с расширением рефлексогенных зон, сгибательными и разгибательными патологическими стопными рефлексами, клонусом стоп; брюшные рефлексы живые. Поведение спокойное, бывает немотивированный стереотипный смех. Хромосомный микроматричный анализ не выявил патологии. Диагноз вновь не был установлен.

Целью обращения семьи через 1,5 года было проведение WES. Девочке 10 лет, ходит с опорой, походка грубо спастическая, уровень других навыков прежний, после изменения противоэпилептической терапии — урежение приступов (последний за 2 мес до осмотра). ОГ 51,5 см, в остальном клиническая картина прежняя. Как указано выше, молекулярно-генетическими методами диагностирована SPG47. Клиника соответствует диагнозу. Риск для потомства 25%. Семья планирует доимплантационную ДНК-диагностику.

Наблюдение 47-2. Больная Д., жительница Липецка, консультирована в возрасте 3 лет по поводу эпилепсии, ЗПМР, подозрения на младенческую эпилептическую энцефалопатию 6-го типа (синдром Драве). Пре- и перинатальный периоды протекали без значимой патологии. До 1 года развивалась по возрасту, в 1 год начала вставать и ходить у опоры, но самостоятельная ходьба не сформировалась. С 1 года появились приступы гемиклонических судорог на фоне ОРВИ с субфебрильной температурой, купировавшиеся только медикаментозно (реланиум). С 2 лет эпизоды замираний с расстройством сознания, оральными автоматизмами, глотательными движениями, с этого времени постоянно получает депакин. Последний судорожный приступ в 2,5 года, замирания продолжаются с периодичностью; ежедневно в течение нескольких дней с последующим длительным перерывом. Девочка не ползает, встает у опоры, ходит с опорой за одну руку неустойчиво. Знает близких, интересуется игрушками, манипуляции простые, ограниченно понимает речь, выполняет простые команды (но указательный жест не сформирован), экспрессивная речь — отдельные слоги; капризна, плаксива. Зрение, слух в норме. Соматически здорова. МРТ в 1 год (после начала приступов) — без патологии. ЭЭГ-видеомониторинг (ЭЭГ-ВМ) в 2 года: в структуре периодического регионального замедления биоэлектрической активности единичные диффузные вспышки острых и заостренных медленных волн, также зарегистрированы комплексы «острая—медленная волна». ТМС, газовая хроматография мочи в норме. При осмотре: рост 93 см (50 цент), масса тела 15 кг (50 цент), микроцефалия — ОГ 45 см (<0,4 цент); помимо микроцефалии, внешность обычная; умеренная гиперсаливация, тонус в положении лежа не повышен, рефлексы живые, патологических рефлексов нет, ходит с поддержкой за руку неустойчиво, походка спастико-атактическая, с рекурвацией голеней. Умственная отсталость, эмоциональная лабильность. Клинический и молекулярно-генетический диагнозы SPG47 согласуются.

Наблюдение 47-3. Больной К., 7 лет, житель Вологодской области, консультирован по поводу грубой ЗПМР, пароксизмальных состояний неуточненной природы, изменений МРТ. Ребенок от 1-й беременности, протекавшей без особенностей, роды в срок, самостоятельные, масса тела 3500 г, длина 53 см, ОГ 33 см, оценка по шкале Апгар 7/9 баллов. При УЗИ выявлена внутренняя гидроцефалия. Состояние расценено как среднетяжелое, выписан из роддома на 4-й день. Была длительная физиологическая желтуха, с рождения запоры. Голову держит с 1 мес. Большой родничок закрылся в 4 мес. С 5 мес ребенок приостановился в развитии, стал вялым, на фоне мышечной гипотонии перестал переворачиваться. В 8 мес госпитализирован в неврологический стационар. МРТ: внутренняя тетравентрикулярная гидроцефалия, аномалия Денди—Уокера, гипоплазия мозолистого тела. Диагностировано органическое поражение ЦНС. В дальнейшем — грубая задержка развития. С 1 года ползает, не ходит, переступает с поддержкой подмышками; после 2 лет гипотонии не было, но двигательное развитие не улучшилось. Знает близких, но не интересуется окружающим, осмысленной игры нет, отмечаются стереотипные движения, немотивированный стереотипный смех; понимания речи, собственной речи, навыков опрятности нет; самостоятельно ест. Неврологическое состояние усугублялось соматической патологией. Ранние запоры с 2 лет сменились жидким зловонным стулом. При стационарном обследовании диагностировали аллергическую энтеропатию, синдром мальабсорбции фруктозы, лямблиоз. Предполагали гастроэзофагеальную рефлюксную болезнь. Наблюдались атипичные пароксизмальные состояния без потери сознания, с преобладанием вегетативных симптомов, проводилась дифференциальная диагностика с эпилепсией. Приступы расценены как проявление гастроэнтерологической патологии (однако учитывая частоту эпилепсии при SPG47, требуется контроль). Зрение: гиперметропия легкой степени. Слух в норме. Лабораторно исключен ряд наследственных болезней обмена веществ (отрицательные результаты ТМС, газовой хроматографии мочи, изофокусирования трасферринов). Осмотр: рост 119 см (75 цент), масса тела 26 кг (75 цент), микроцефалия — окружность головы 49 см (<3 цент); лицо обычное; гиперсаливация, мышечный тонус не изменен, рефлексы оживлены, патологических пирамидных рефлексов нет, ходьба: при поддержке подмышками: медленные шаги с рекурвацией голеней. Поведение спокойное. Картина соответствует тяжелой SPG47.

Наблюдение 47-4. Больная М., 6 лет, — единственный ребенок в московской семье. Девочка от 1-й беременности, протекавшей физиологично, роды в срок, со стимуляцией, проколом пузыря, околоплодные воды бурые; масса тела при рождении 3050 г, длина 50 см, оценка по Апгар 8/9 баллов. Выписана из роддома в срок. С первых недель отмечалась мышечная гипотония, задержка моторного развития. В связи с этим в 3 мес консультирована в МГНЦ, признаки генетической патологии не были найдены, лабораторное обследование не проводили. При повторном обращении в МГНЦ девочке было 6 лет. Развивалась с выраженным отставанием. Держит голову с 3 мес, сидит с 11 мес, после 1 года гипотония трансформировалась в спастический парапарез. С 2 лет ходит с опорой. Речь — отдельные слова, несколько простых фраз из двух слов. Навыки опрятности сформированы частично (дефекация в памперсы). Посещает специализированный детский сад. До 2 лет наблюдались нечастые эпилептические приступы — фебрильные или на фоне субфебрилитета. С 2 до 4,5 лет отмечалась ремиссия, затем возобновились афебрильные приступы на фоне терапии — редкие генерализованные (примерно 2 раза в год; последний — развернутый за 5 мес до консультации), а также абсансы, миоклонии век. Абсансы отмечены при ЭЭГ-ВМ в 6 лет (при обследовании в 4 года отсутствовали). МРТ: умеренные изменения постгипоксического характера, гипогенезия мозолистого тела. Зрение: частичная атрофия зрительных нервов, на бытовом уровне видит обычно; слух в норме. С 6 мес — избыточная прибавка веса. Методом ТМС и исследованием органических кислот мочи исключен ряд наследственных болезней обмена веществ, молекулярно-генетическими методами — синдромы Прадера—Вилли и Энджельмена; хромосомный микроматричный анализ без изменений. При осмотре: рост 110 см (10 цент), ожирение — масса тела 33 кг (>97 цент), микроцефалия — ОГ 50 см (3 цент), маленькие кисти и стопы. В неврологическом статусе: тугоподвижность коленных и левого голеностопного суставов затрудняет оценку мышечного тонуса в ногах, рефлексы с рук оживлены, коленные повышены с расширением рефлексогенных зон, симптом Бабинского, походка с опорой, спастическая с паретическим компонентом. Умственная отсталость, поведение спокойное. Как и в остальных наблюдениях, спастическая параплегия не была заподозрена, диагностика сосредоточилась на эпилепсии, рекомендовали WES. При WES (в лаборатории «Геномед») и последующем семейном секвенировании по Сэнгеру (в лаборатории ДНК-диагностики МГНЦ) у девочки были обнаружены две мутации AP4В1 в компаунд-гетерозиготном состоянии: с.1160_1161delCA в экзоне 6 (отцовского происхождения) и c.1240C>T (p.Gln414Ter) материнского происхождения. Таким образом, диагностирована SPG47; молекулярный диагноз соответствовал клиническому. По катамнестическим данным через 1 год были три приступа, но отмечено улучшение ЭЭГ-картины; несколько увеличился запас слов и фраз (хотя выражена дизартрия), сформировались навыки опрятности, сама ест; посещает специализированный детский сад. В данном случае SPG47 имеет относительно менее тяжелую клиническую картину.

Наблюдение 51-1. Больная — девочка 2 лет 10 мес с выраженной ЗПМР и эпилепсией. Значимой пре-/перинатальной патологии не было. Отстает в развитии с рождения без отрицательной динамики. Навыки на момент осмотра: сама садится, ходит с поддержкой или неуверенно у опоры; знает близких; речи нет (несоотнесенные звуки), понимание речи минимальное, со слов матери, выполняет отдельные инструкции (что при осмотре не подтвердилось). С 1 года эпилепсия с редкими приступами на фоне невысокого фебрилитета (4 приступа за 1,5 года), получает противоэпилептическую терапию. МРТ не изменена. Соматически здорова. Осмотр: масса тела 15 кг (75 цент), ОГ 48 см (3 цент), легкий эпикант, синофриз, вздернутый нос, но в целом внешность обычная, мышечный тонус не повышен, рефлексы живые, пирамидных симптомов нет, ходьба с опорой, явной спастичности нет; оценка других функций затруднена из-за выраженной задержки психического развития. Клинические особенности (отсутствие пирамидных симптомов, минимальная степень микроцефалии) не противоречат установленному диагнозу SPG51. В 2,5 года спастический парапарез мог еще не сформироваться, а микроцефалия — типичный, но не облигатный признак.

Обсуждение

Как показывают приведенные наблюдения, AP-4-связанные формы резко отличаются от хорошо известных типичных спастических параплегий с ведущим и часто единственным признаком спастического парапареза, обозначенным началом, прогрессированием (хотя нередко медленным), обычно сохранным интеллектом, нормальной нейровизуализационной картиной и преобладающим аутосомно-доминантным наследованием. При AP4-связанных формах спастичность, с одной стороны, гораздо более выражена, чем при большинстве SPG, с другой — «затеняется» тяжелой умственной отсталостью, эпилепсией и другими неспецифичными симптомами. Неудивительно, что наши наблюдения не были распознаны клинически как спастическая параплегия и диагностировались не соответствующим панельным MPS, а методом WES, как и большинство описаний в литературе. Сам факт генетической патологии у больных тоже был заподозрен не сразу. Дополнительной диагностической трудностью является редкость подобных форм. Вместе с тем в нашей практике встречались тяжелые ранние ДЦП-подобные заболевания, на АР природу которых указывали семейный характер (разнополые больные сибсы), часто также инбредность семей, косвенно — отсутствие пре-/перинатальной патологии. Накопление семейных случаев тяжелого врожденного или младенческого спастического пара/тетрапареза с микроцефалией, умственной отсталостью и рядом факультативных признаков (эпилепсия, атрофия зрительного нерва и др.) мы выявили в одном из районов Таджикистана при проведении в 1980-х годах экспедиционных исследований наследственных болезней в инбредных среднеазиатских популяциях [3], эти наблюдения «домолекулярной эры» остались генетически нерасшифрованными.

Первый ген такой АР «ДЦП-подобной» болезни GAD1 идентифицирован в 2004 г., связанную с ним форму назвали CPSQ1 (Cerebral Palsy, Spastic Quadriplegic 1); в 2005 г. выделен CPSQ2 (ген KANK). В дальнейшем были идентифицированы гены AP4M1, AP4E1, AP4B1, AP4S1 [4—10]. Вначале связанные с ними формы получили обозначения CPSQ3—6, но затем их включили в число SPG (прежнее название SPG47 — CPSQ5, SPG51 — CPSQ4). Гены кодируют отдельные субъединицы гетеротетрамерного адаптерного белкового комплекса AP4. Комплекс экспрессируется повсеместно, в частности в ЦНС, играя огромную роль в формировании и деятельности нейронов. Мутация в любом из 4 генов нарушает функцию всего комплекса, приводя к сходной клинической картине [11]. Частота форм различна. Самой частой является SPG47 (как и в данной работе), она наиболее полно отражена в литературе. По данным международного регистра 2018 г., среди 80 пробандов SPG47 составила 40%, SPG51 — 14%, SPG52 — 15%, SPG54 —31% [12]. В целом AP4-связанные SPG редки, большинство описаний касается 1—2 семей. В эпидемиологических исследованиях SPG в ряде стран эти формы не встретились [13].

Пять наших наблюдений можно считать значимой долей в структуре SPG, особенно в неинбредном русском населении. SPG47 наиболее полно отражена в литературе, но в обзорных публикациях 4 формы нередко рассматривают совместно [12]. Обобщенный материал позволяет полно охарактеризовать клиническую картину, AP4-ассоциированные SPG характеризуются прогрессирующей осложненной параплегией с началом в младенчестве или раннем детстве, развивающейся на фоне предшествующей мышечной гипотонии. Часть детей начинают самостоятельно ходить (в среднем в 2,5—3 года), часть ходят с опорой, но с возрастом все утрачивают ходьбу, а некоторые изначально не ходят. Со временем спастичность распространяется на руки, развивается спастическая тетраплегия. На фоне спастичности часто формируются контрактуры суставов, деформация стоп, позвоночника. Характерна постнатальная микроцефалия, чаще умеренная (-2SD -3 SD). Важнейший признак — ранняя задержка психоречевого (особенно речевого) развития, у многих больных речь отсутствует, в последующем у всех наблюдается умственная отсталость — от умеренной до тяжелой. Примерно ¹/₂ больных страдают эпилепсией, чаще начинающейся в первые 2 года жизни с фебрильных припадков (иногда ими и ограничивающейся); в дальнейшем обычно развивается «фебрильная эпилепсия+». Припадки могут быть полиморфными, описаны эпилептические статусы; однако стандартная современная противосудорожная терапия во многих случаях оказывается эффективной, с возрастом эпилепсия нередко имеет положительную динамику. Факультативные и клинически не столь важные признаки — низкорослость (примерно в ²/₃ случаев), неспецифичные черты дисморфогенеза, реже — ожирение. Нередкий признак — стереотипный смех (как у 2 наших больных). Психозы, агрессивность нехарактерны. «Робость», «застенчивость», отмеченные у отдельных больных [5, 14], не являются типичными, и, например, у детально описанных 11 больных с SPG47 отсутствовали: больные имели позитивный эмоциональный настрой [15]. В единичных случаях описаны атрофия зрительного нерва, атаксия, дистония; в инбредной пакистанской семье с SPG47 у одного из больных сибсов патология глаз, кроме атрофии зрительного нерва, включала катаракту и односторонний синдром Горнера [16]. При преобладающем клиническом сходстве отдельные случаи всех AP4-форм имеют определенное разнообразие, как и наши наблюдения. Наиболее характерный МРТ-признак, имеющийся в большинстве случаев, — истончение мозолистого тела, особенно его задних отделов; нередки задержка миелинизации и неспецифичное поражение белого вещества, вентрикуломегалия, особенно с расширением задних рогов боковых желудочков; редкие МРТ признаки — церебральная и церебеллярная атрофия, описана полимикрогирия [17], есть единичные наблюдения накопления железа в мозге [18, 19]. Соматическая патология нехарактерна (энтеропатия у ребенка в наблюдении 47-3, очевидно, независимая).

Несмотря на неспецифичность отдельных симптомов и даже всего симптомокомплекса, есть общие особенности AP4-связанных SPG, помогающие заподозрить диагноз на долабораторном этапе: ранняя мышечная гипотония, лишь позже сменяющаяся спастичностью, прогрессирующий характер спастичности (в отличие от ДЦП), вторичный характер микроцефалии; фебрильный фактор в дебюте и течении эпилепсии; поражение мозолистого тела и его преимущественная локализация. Надо отметить, что истончение мозолистого тела характерно для ряда других SPG, но они существенно отличаются от AP4-связанных форм по другим признакам, а дифференциальная диагностика в несемейных случаях в первую очередь проводится с органическими поражениями негенетической природы. «Против» последних свидетельствует неотягощенный пре-и перинатальный анамнез, хотя нельзя исключить независимое сочетание наследственной и средовой патологии. Аналогично кровное родство родителей повышает вероятность диагноза АР болезни, но не исключает негенетическую патологию. В дифференциальной диагностике надо также иметь в виду редкую, но реальную возможность независимого сочетания двух генетических болезней с частично перекрывающимися фенотипами; с развитием современных молекулярно-генетических методов такие случаи выявляются все чаще. Недавним примером является выявленное у девочки-японки сочетание SPG51 (гомозиготная новая мутация AP4E1) и синдрома Энджельмена, обусловленного отцовской изодисомией хромосомы 15; клиническая картина также была сочетанной [20].

Большинство случаев AP4-связанных SPG, как и первые, в которых картированы и идентифицированы гены [6, 8], описано в инбредных семьях и обусловлено гомозиготностью по мутациям соответствующих генов [5, 9, 15, 17]. Описания неинбредных семей с компаунд-гетерозиготностью, как наши наблюдения 47-4 и 51-1, сравнительно немногочисленны [15, 21—24]. В нескольких семьях с гомозиготностью больных кровное родство родителей не прослеживалось, как в албанской и 2 итальянских семьях с SPG52, но в первой из них родители были уроженцами одного маленького села, в двух других происходили из одних и тех же небольших областей Италии [25] в отличие от наших наблюдений 47-1, 47-2 и 47-3, где родители не имели общих территориальных корней. Гено-фенотипические корреляции при всех 4 формах не выявлены.

В нашей группе AP4-связанных SPG необычными оказались ее относительно большой размер, и особенно наличие общей мутации AP4B1 во всех 4 семьях с SPG47: неинбредных, не связанных между собой, в трех из них — в гомозиготном состоянии. Эта мутация впервые описана у брата 12 лет и сестры 14 лет, причем тоже в гомозиготном состоянии в неинбредной чешской семье из Моравии — восточной части Чехии [14] (не указанные в статье данные о происхождении семьи выяснены нами в личной переписке с автором, проф. K. Kutsche и лечащим врачом больных R. Pourova). Клиническая картина включала микроцефалию, низкорослость, тяжелый парапарез с полной утратой ходьбы после 10 лет, фебрильные приступы, выраженную умственную отсталость (особенно у брата), негрубые черты лицевого дисморфогенеза, нормальную МРТ у сестры и легкое истончение мозолистого тела у брата, т.е. при некоторых внутрисемейных различиях была типичной [14]. У мальчика 2,5 лет с характерной клинической картиной и смешанным происхождением (ашкеназские, восточноазиатские и африканские корни) эта мутация найдена в компаунд-гетерозиготном состоянии с мутацией c.1345A>T (p.Arg449Ter) [15]. Совсем недавно сходная с нашей ситуация описана польскими авторами: у 5 больных из 4 не связанных между собой неибредных польских семей выявлена гомозиготность по той же мутации c.1160_1161delCA (p.Thr387fsTer30) [26]. Возраст больных (22 года и 17 лет у сестер; 8, 10 и 12 лет в несемейных случаях) позволил проследить течение болезни. Основные признаки типичны: у всех ранняя гипотония, трансформировавшаяся в спастический парапарез, отставание в психоречевом развитии разной степени и низкорослость; в 4 случаях микроцефалия, ожирение, эпилепсия, гипоплазия мозолистого тела при МРТ (в 1 случае нормальная МРТ); признаки дисморфогенеза отсутствовали. Атипичной была степень интеллектуальной недостаточности у больных сестер: легкая у младшей, умеренная у старшей в отличие от тяжелой умственной отсталости у остальных больных в группе и при SPG47 в целом. Особенностями фенотипа сестер был также полиморфизм эпилептических приступов (тонические, тонико-клонические, фокальные с вторичной генерализацией), расширяющий известный спектр вариантов эпилепсии при SPG47, а также выявленные при МРТ единичные арахноидальные кисты, у старшей сестры — крупная, с масс-эффектом (арахноидальная киста была и у больной в нашем наблюдении 47-1). Отмечая необычное накопление случаев гомозиготности по мутации редкого гена в неинбредных и не связанных между собой семьях, авторы рассматривают два объяснения: «горячая» точка в гене и «эффект основателя». Популяционная частота этой мутации у поляков 0,0027, определенная более чем в 3000 полных экзомах, оказалась почти в 10 раз выше общепопуляционной 0,00014 (по ADGnom); дополнительными исследованиями доказано отсутствие кровного родства родителей. Кроме того, мутация не находится в области мотивов, предрасполагающей к образованию мутаций. Наконец, семьи имеют общий гаплотип, несмотря на отсутствие кровного родства. С учетом этих факторов авторы приходят к выводу об эффекте основателя [26]. Возможно, это относится и к другим восточноевропейским популяциям, включая русских. По нашим данным, частота данного варианта в 1100 полных экзомах россиян составила 0,0048. Неинбредная чешская семья с тем же генотипом [14] дополняет такое предположение, требующее, однако, дополнительного подтверждения. Мутацию AP4B1 c.1160_1161delCA (p.Thr387fs) можно отнести к частым наряду с повторно описанной мутацией c.664delC (p.Leu222CysfsTer31) [6, 8, 9, 15]. В нашем исследовании также найдены новые мутации: одна в гене AP4В1 и две в гене AP4E.

Заключение

Таким образом, редкие AP4-связанные SPG вносят значимый вклад в структуру ДНК-верифицированных SPG у российских больных за счет самой частой из 4 генетических форм SPG47, связанной с геном AP4B1. Наши и зарубежные данные предварительно указывают на наличие частой «славянской» мутации AP4B1. Несмотря на неотягощенный ранний анамнез, частым необоснованным диагнозом является ДЦП. Современная ДНК-диагностика — единственный путь установления диагноза и последующей генетической профилактики в отягощенных семьях этих неизлечимых в настоящее время форм.

Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России для ФГБНУ «МГНЦ».

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.