Наследственные спастические параплегии (SPG) — нейродегенерации с преимущественным поражением пирамидной системы — одна из наиболее генетически гетерогенных групп нервных болезней. В настоящее время в международной номенклатуре насчитывается почти 90 клинико-генетических форм, обозначаемых как SPG с нумерацией по хронологии картирования генов, подавляющее большинство которых идентифицировано; реальное количество больше: есть формы SPG с индивидуальными названиями. В ДНК-диагностике SPG, как и других болезней с выраженной генетической гетерогенностью, наиболее информативны современные методы высокопроизводительного экзомного секвенирования (MPS: Massive Parallel Screening): панельного, полноэкзомного, полногеномного. В Медико-генетическом научном центре (МГНЦ) используется разработанная в лаборатории ДНК-диагностики центра MPS-панель «спастические параплегии», этим методом диагностировано большинство семей нашей выборки; несколько семей с клинически не заподозренной SPG выявлены полноэкзомным секвенированием. Самой частой повсеместно является аутосомно-доминантная SPG4, связанная с геном SPAST и составляющая в среднем около 1/2 генетически идентифицированных случаев; второе место занимает аутосомно-доминантная SPG3, обусловленная мутациями гена ATL1. В нашей группе 170 семей на долю SPG4 и SPG3 пришлось 52 и 13% соответственно [1]. Две формы в значительной мере сходны: при обеих преобладают семейные случаи, наблюдается неполная пенетрантность (бессимптомное течение у части больных), характерны неосложненный фенотип (спастический парапарез без других симптомов) и относительно медленное течение. Существенно различается типичный возраст начала: 4-е десятилетие при SPG4 и 1-е десятилетие (нередко первые годы жизни) при SPG3. Вместе с тем обе SPG клинически разнообразны, в том числе внутрисемейно, особенно по возрасту начала. Все эти особенности наблюдались и нами [2, 3]. Надежно дифференцировать SPG4 и SPG3 по клинико-генеалогическим данным в каждом отдельном случае невозможно.
В последнее десятилетие все чаще обнаруживаются случаи независимого сочетания двух ранее не диагностированных наследственных нервных болезней у одного или нескольких членов семьи, нередко обозначаемые как «double trouble» [4—7], описано наличие даже трех наследственных болезней: «triple trouble» [8]. Часть таких сочетаний можно предположить клинически и подтвердить таргетными методами. В других случаях имеющиеся болезни или разные формы одной болезни очень сходны, клинико-генеалогические данные не позволяют заподозрить сочетанную патологию, и ее обнаружение при MPS становится неожиданной находкой. Нами наблюдались обе ситуации, касающиеся нервно-мышечных болезней [9] и ранней эпилептической энцефалопатии [10], но связанные с SPG ранее не встречались.
В статье описан случай SPG с мутациями в двух генах: SPAST и ATL1. Подобные наблюдения в мировой литературе единичны.
Клиническое наблюдение
Больная Р., 36 лет, русская, жительница Москвы, обратилась в консультативный отдел МГНЦ по поводу прогрессирующих трудностей ходьбы, подозрения на наследственную SPG. В детстве и юности развивалась обычно, начала ходить до года, была активной, подвижной. В 29—30 лет заметила трудность ходьбы на каблуках, бега и быстрой ходьбы; затем появились утомляемость, чувство скованности в ногах; походка стала медленной, неуверенной (но без падений), непостоянно пользуется тростями. Жалоб со стороны рук нет. Соматически здорова. Обследована в одном из ведущих неврологических учреждений; МРТ головного и спинного мозга, электронейромиография, цереброспинальная жидкость без диагностически значимых изменений, офтальмологической патологии не найдено; предположенный вначале рассеянный склероз не подтвердился. Инвалид III группы, работает в офисе; замужем, детей нет. Родители и брат живут в Туле. У матери 61 года после 30 лет возникли прогрессирующие трудности ходьбы, инвалид II гр., диагноз: остеохондроз, оперирована. Дед по линии матери «плохо ходил» во второй половине жизни. Отец 67 лет и брат 33 лет здоровы. Генеалогические данные, полученные после обследования семьи, приведены ниже.
Неврологический осмотр: черепная иннервация без патологии; в руках объем движений, сила и тонус мышц не изменены, рефлексы средней живости; умеренно высокий свод и легкая варусная установка стоп («фридрейховой» деформации нет), сила мышц ног и мышечный тонус в положении лежа не изменены, коленные рефлексы повышены, поликинетичны, справа с расширенной рефлексогенной зоной, двусторонние сгибательные патологические стопные рефлексы (Россолимо и др.), разгибательных патологических рефлексов и клонусов нет; брюшные рефлексы вялые, истощаются; поверхностная и проприоцептивная чувствительность, координация, тазовые функции в норме, походка спастическая, с тростями, ходьба без опоры значительно затруднена.
Клиническая картина и предварительные генеалогические данные соответствовали аутосомно-доминантной SPG; с учетом позднего начала и неосложненного фенотипа наиболее вероятной представлялась SPG4.
При MPS (панель «спастические параплегии», использовано оборудование Центра коллективного пользования «Геном» ФГБНУ МГНЦ) неожиданно найдены ранее описанные гетерозиготные мутации в двух генах SPG: мутация со сдвигом рамки считывания c.80dupC (p.Cys28Leufs*20) в экзоне 1 гена SPAST и миссенс-мутация с.1213G>A (p.Val405Met) в экзоне 12 (одном из «горячих» экзонов) гена ATL1. Клиническая картина неосложненной SPG соответствовала обеим формам, начало на 4-м десятилетии типично для SPG4, но и при SPG3 возможна манифестация во взрослом и даже пожилом возрасте.
Следующим этапом была верификация результатов MPS секвенированием по Сэнгеру «трио» (пробанд и родители): подтверждение найденных мутаций у пробанда и выяснение их происхождения. По нашей рекомендации, для анализа ДНК, кроме образцов крови родителей, был прислан образец крови брата с целью определения его генетического статуса и исключения доклинической стадии болезни. При секвенировании по Сэнгеру экзона 1 гена SPAST и экзона 12 гена ATL1 обе мутации найдены у пробанда, гетерозиготные мутации SPAST и ATL1 — у матери и отца соответственно; брат не унаследовал ни одной из мутаций.
Поскольку состояние матери затрудняло приезд родителей в МГНЦ, они осмотрены нами по месту жительства на дому, также дополнены генеалогические данные.
Родословная представлена на рисунке. У деда по линии матери (I-3) трудности ходьбы появились на 4-м десятилетии, с 45 лет пользовался тростью, нарушения прогрессировали, но был ходячим до конца жизни в 70 лет, причина смерти — болезнь желудка (?); сведений о его родственниках нет. Дед по линии отца (I-1) умер в 50 лет скоропостижно, бабушка (I-2) — в 74 года, походка у обоих была обычной, как и у тетки по линии отца (II-1) до ампутации ног после автоаварии в 50 лет; дочь тетки (III-1) «хромает» после травмы во взрослом возрасте.
Родословная семьи Р. Спастическая параплегия с мутациями генов SPAST и ATL1.
Мать (II-3) до болезни работала поваром, справлялась с физическими нагрузками. В 35 лет появились боли в поясничной области и ногах, изменилась походка. Диагностировали остеохондроз пояснично-крестцового отдела позвоночника, грыжу диска LIV—LV, корешковый синдром. Состояние ухудшалось, в 39 лет оперирована: удалена грыжа диска (по выписке). После операции боли уменьшились, но трудности ходьбы нарастали, вначале ходила без опоры, затем с тростью, с 56 лет — с ходунками, около 2 лет передвигается только в пределах квартиры; жалоб со стороны рук и тазовых расстройств нет. Осмотр: ожирение I ст.; черепная иннервация без патологии; сила и тонус мышц рук в норме, сухожильные рефлексы с рук повышены, патологических кистевых рефлексов нет; отечность и умеренная варусная установка стоп, негрубая контрактура голеностопных суставов, подъем ног в положении лежа ограничен до 50о, сила мышц ног умеренно снижена, тонус умеренно повышен по спастическому типу D>S, коленные рефлексы резко повышены, поликинетичны, с расширением рефлексогенных зон, клонус стоп S>D, патологических стопных рефлексов нет, чувствительность не нарушена; брюшные рефлексы не вызываются (дряблая брюшная стенка с жировыми отложениями), минимальный интенционный тремор при пальценосовой пробы справа; походка спастико-паретическая, медленная, с ходунками, наклоном корпуса (при выпрямлении — головокружение, неустойчивость); может встать на носки, на пятках не стоит (контрактура).
Отец (II-2) в детстве и юности был здоров; служил в армии; был слесарем, в настоящее время пенсионер; ранее злоупотреблял алкоголем, в последние годы прекратил; в анамнезе перелом голеностопного сустава, страдает псориазом с преимущественным поражением ног. Неврологических жалоб нет. При осмотре: умеренная отечность в области перелома, кожные симптомы псориаза; в неврологическом статусе отмечено только легкое оживление коленных рефлексов (в пределах нормы).
Таким образом, у матери пробанда диагностирована SPG4 с выраженными клиническими проявлениями, унаследованная от ее отца; вероятен сопутствующий остеохондроз. У отца пробанда — бессимптомное носительство мутации ATL1, либо унаследованной от одного из его родителей, также не имеющих явных симптомов, либо возникшей de novo (второе менее вероятно, так как мутации ATL1 de novo относительно редки). У пробанда с молекулярно-генетической точки зрения имеются обе болезни; учитывая возраст начала, клиническая картина больше соответствует SPG4; возможно, SPG3 протекает субклинически или бессимптомно, но разделить клинические составляющие столь сходных болезней невозможно. Мутация ATL1, не проявившаяся клинически у отца и, вероятно, у пробанда, в следующих поколениях может повести себя иначе, что нельзя предсказать.
Разъяснены неспецифичный характер лечения пробанда и матери, высокий риск каждой формы или их сочетания у потомства пробанда с возможностью дородовой/доимплантационной ДНК-диагностики, отсутствие риска для брата (III-3) и его потомства.
Обсуждение
Мутация SPAST p.Cys28Leufs*20 ранее описана у больного европейского происхождения из США [11]. В этом семейном случае SPG4 у обследованного больного началась в 50 лет — позже, чем у обеих женщин в семье Р.; особенностью был также осложненный фенотип: сопутствующая атаксия. Эти отличия согласуются с многочисленными данными о разнообразии SPG4 и нехарактерности гено-фенотипической взаимосвязи [2]; исключения единичны, в частности особый фенотип при мутации SPAST p.Arg499His [12]. Мутация ATL1 p.Val405Met впервые описана в русской семье нами [13] и позже в турецкой семье, клинико-генеалогические данные которой не были приведены [14]. В нашем наблюдении с этой мутацией были 3 больных: обследованные женщина-пробанд 38 лет и мать 67 лет с началом болезни в 3 года и 15 лет соответственно, а также умерший дед, «плохо ходивший» с юности. У пробанда пирамидные симптомы были умеренными, изменения походки — очень легкими, тогда как состояние матери, даже в возрасте дочери и тем более на момент осмотра, — значительно более тяжелым [3]. В этой семье с варьирующей экспрессивностью неполная пенетрантность не прослеживалась, но в целом при SPG3 она встречается часто: в 5 из наших 14 наблюдений [3], по международным данным — в 11% семей [15]. В отдельных семьях гораздо больше клинически здоровых носителей мутаций, чем больных с манифестной SPG3 [16, 17], вследствие неполной пенетрантности некоторые родословные имитируют аутосомно-рецессивное или X-сцепленное наследование [18]. Таким образом, неполная пенетрантность мутации ATL1 в семье Р. — не редкость, причем у отца пробанда нет даже минимальных субклинических симптомов, выявляющихся при осмотре у большинства клинически здоровых носителей.
Причины наличия двух наследственных болезней и более в одной семье различны. Вероятность сочетания аутосомно-рецессивных болезней повышена в инбредных семьях [19]. Это относится и к редким аутосомно-рецессивным SPG. Так, в инбредной турецкой семье у 2 взрослых сестер методом полноэкзомного MPS диагностировали редкую аутосомно-рецессивную SPG76, связанную с геном CAPN1, и у одной из них подтвердили предполагавшуюся клинически периодическую болезнь [20]. В другой турецкой инбредной семье полноэкзомное MPS выявило SPG76 у брата и сестры, а также аутосомно-рецессивную конечностно-поясную мышечную дистрофию 2B типа (ген DYSF) у сестры; вторую болезнь сестры ранее не предполагали, ее наличие объяснило клинические различия у сибсов [21]. Причина может быть социальной: знакомство в стационаре, реабилитационном центре и т.п. больных с разными аутосомно-доминантными болезнями создает условия для ассортативных браков, повышающих риск сочетанной патологии у потомства таких пар. Чаще же сочетание болезней бывает случайным. Сочетанные болезни/мутации могут быть унаследованными, как в семье Р., или вновь возникшими.
Среди описаний сочетанной наследственной патологии нервной системы преобладают связанные с нервно-мышечными болезнями как наиболее частыми в целом. Наблюдения, касающиеся SPG, немногочисленны. В большой итальянской семье сочетались SPG4 (ранее не описанная мутация SPAST) и лице-лопаточно-плечевая мышечная дистрофия (крупная делеция в локусе D4Z4): у 6 членов семьи была только SPG4, у 7 — только мышечная дистрофия (у некоторых субклиническая), у 4 — обе болезни; больные с сочетанной патологией имели более тяжелую картину, женщина-пробанд 56 лет не ходила: прежняя спастичность была «вытеснена» выраженной мышечной слабостью [6].
В ряде описаний комбинированных наследственных болезней отмечено их взаимное утяжеление, а не просто суммирование симптомов, однако это не является правилом, и сочетанная патология может быть нетяжелой. У 17-летней польской больной SPG4 (мутация SPAST c.1729-2A>G), унаследованная по отцовской линии, сочеталась со спинальной мышечной амиотрофией III типа. Девочка пошла в срок, в 4 года заметили тенденцию ходьбы на носках, с 5 лет — негрубые прогрессирующие трудности ходьбы, но в 17 лет девушка ходила самостоятельно. При обследовании в подростковом возрасте отметили такие атипичные для SPG симптомы, как умеренная проксимальная слабость рук и ног и отсутствие коленных рефлексов (при живых ахилловых рефлексах, повышенном мышечном тонусе в ногах и «полых» стопах), а также легкие электромиографические признаки нейронального поражения. При ДНК-диагностике спинальной амиотрофии найдены типичная гомозиготная делеция экзонов 7—8 гена SMN1 и 3 копии гена SMN2. В этом случае сочетанная болезнь, по крайней мере на данном этапе, протекает относительно нетяжело. Авторы предполагают, что повышенный мышечный тонус ног в какой-то мере компенсирует их слабость [7]. В другой семье SPG4 с мутацией SPAST p.Pro361Leu, выявленной секвенированием гена, страдали 2 брата и мать, также был болен умерший дед. Болезнь братьев различалась по возрасту начала, но протекала как неосложненная параплегия до тех пор, когда у одного из них в 40 лет (через 15 лет после начала параплегии) появились медленно прогрессирующий птоз, офтальмоплегия и дизартрия, нетипичные для SPG4. Предположенная аутосомно-доминантная окулофарингеальная мышечная дистрофия была подтверждена таргетной ДНК-диагностикой: обнаружением мутации в гене PABPN. После этого впервые обратили внимание на отцовскую ветвь семьи и выяснили, что клиническую картину окулофарингеальной мышечной дистрофии имели 3 умерших родственников (отец, дед и тетка), а также сын тетки, диагноз которого тоже подтвердили анализом ДНК. Интересно, что у пробанда на фоне прогрессирования глазодвигательных симптомов несколько уменьшилась спастичность, чему авторы не находят объяснения. У второго брата с SPG4 окулофарингеальную мышечную дистрофию исключили, но при его обследовании, включавшем кожную биопсию, выявили множественные симптомы нейрофиброматоза I типа, вероятно, вызванного мутацией гена NF1 de novo (ДНК-диагностику не проводили, но у родственников симптомы отсутствовали). Это уникальный пример сочетания трех наследственных нервных болезней в семье [8].
Приведенные наблюдения [6—8, 20, 21] демонстрируют внутрисемейное сочетание SPG с другими наследственными болезнями. Комбинация двух форм и/или мутаций SPG встретилась всего в 3 публикациях. Мутации двух генов — ранее не описанные гетерозиготные миссенс-мутации генов L1-CAM, ответственного за X-сцепленную SPG1, и ATL1 — найдены у 1 из 23 неродственных китайских больных с подтвержденной панельным MPS SPG. Родословная и фенотип соответствовали SPG1, но семейная верификация не проводилась, и происхождение мутации ATL1 осталось неуточненным [22].
Сочетание ранее описанной мутации SPAST и новой мутации ATL1 отмечалось в несемейном случае SPG с амиотрофией кистей, имитирующем SPG17 (синдром Сильвера) — осложненную аутосомно-доминантную SPG, связанную с геном BSCL2, однако это не означает, что такой нетипичный и для SPG4, и для SPG3 фенотип характерен для данного сочетания: авторы описали такую же картину в несемейном случае с новой мутацией SPAST без мутаций других генов [23].
Необычная ситуация отмечалась в итальянской семье. У 16-летнего пробанда, единственного ребенка в семье, в младенчестве диагностировали спастическую форму детского церебрального паралича; испытывал легкие трудности ходьбы, с трудом бегал; тазовые расстройства проявлялись императивными позывами в холодную погоду. При секвенировании генов нескольких частых SPG в гене ATL1 была найдена неоднократно описанная (в том числе нами) гетерозиготная мутация p.Arg415Trp. Родители считали себя здоровыми, но у 47-летней матери были те же тазовые расстройства, что у сына, при длительной ходьбе ощущала напряжение мышц ног, при осмотре отметили «полые» стопы и гиперрефлексию ног, т.е. субклинические признаки SPG. Однако мутацию ATL1 у матери не нашли, но при продолжении ДНК-диагностики у нее и 7 ее родственников 16—69 лет, также считавших себя здоровыми, обнаружили ранее не описанную гетерозиготную мутацию с.751insA в гене SPAST, а при осмотре этих родственников — легкие пирамидные симптомы. Отец 49 лет при расспросе отметил напряжение ног при длительной ходьбе, при осмотре выявлены высокий свод стоп и гиперрефлексия ног, при анализе ДНК — мутация p.Arg415Trp в гене ATL1, унаследованная сыном. Родственники отца не обследованы. Авторы обсуждают редкость такого совпадения и очень низкую пенетрантность обеих форм [17]. В ряде других семей с SPG3, вызванной мутацией p.Arg415Trp, субклинические или бессимптомные случаи были, но не преобладали [3, 18].
Наше наблюдение дополняет немногочисленные описания внутрисемейного сочетания клинически сходных болезней, принадлежащих к одной гетерогенной группе. Методы MPS наиболее информативны для выявления таких случаев, особенно важного с точки зрения медико-генетического консультирования.
Информированное согласие. Пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании.
Informed consent. All patients signed an informed consent to participate in the study.
Работа выполнена в рамках госзадания Минобрнауки России для ФГБНУ МГНЦ.
The research was carried out within the state assignment of Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation for RCMG.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.