АЛГОРИТМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ МОНОГЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ РОГОВИЦЫ

Аннотация

Представлены результаты изучения клинического полиморфизма и генетической гетерогенности наследственных заболеваний роговицы в виде алгоритма дифференциальной диагностики этой группы заболеваний. Определено практическое значение молекулярно-генетических исследований.

Полный текст

Патология роговицы — группа инвалидизирую- щих заболеваний, характеризующихся значительным разнообразием этиологических и клинических форм. Однако до настоящего времени в РФ не определена доля генетически обусловленных заболеваний рого- вицы в общей этиологической структуре этой пато- логии, недостаточно изучены спектр мутаций, приво- дящий к моногенным формам дистрофий и, как след- ствие этого, не определены клинические критерии дифференциальной диагностики клинико-генетиче- ского вариантов заболевания. Большинство авторов изучают клинические особен- ности наследственных заболеваний роговицы (НЗР), в том числе и стромальных [1—4]. Среди пациентов офтальмологических стационаров пациенты с этой формой заболевания составляют 7,7% от общего числа больных с патологией роговицы, среди них 43,2% име- ют решетчатые дистрофии. Ю.Ф. Майчук и соавт. от- мечают важность точного определения нозологической формы НЗР для разработки ранней адекватной тактики лечения различных ее форм [3]. Уделяется большое вни- мание созданию этиопатогенетической классификации наследственных дистрофий роговицы [5, 6]. За рубежом широко проводятся изучения спектра мутаций приводя- щих к появлению этой патологии [7, 8]. В Украине про- водят молекулярно-генетические исследования пациен- тов со стромальными формами дистрофий роговицы. Авторы отмечают важность определения генетического варианта для уточнения нозологической формы и меди- ко-генетического консультирования [7]. Следует отметить, что 79% клинико-генетиче- ских форм НЗР наследуются аутосомно-доминантно, генетический риск для последующих поколений со- ставляет 50% и большая часть нозологических форм заболевания приводит к инвалидности в возрасте до 20 лет. В тоже время мало изучены тактика, результа- ты хирургического лечения и профилактики НЗР. Это значительно повышает актуальность прове- дения клинико-молекулярно-генетических исследо- ваний НЗР для разработки методов профилактики и лечения, обусловливает необходимость точной диа- гностики клинико-генетического варианта с исполь- зованием методов ДНК-анализа с целью проведения дородовой диагностики. Следует отметить, что значительное количество нозологических форм НЗР может протекать бессим- птомно на первых этапах патологического процесса, что затрудняет определение возраста появления НЗР. Считаем целесообразным обратить внимание детских офтальмологов на все формы НЗР. Цель работы — создать алгоритм дифференци- альной диагностики и разработать тактику выбора прямой ДНК-диагностики НЗР для определения так- тики хирургического лечения и пренатальной диагно- стики этого заболевания. Материал и методы. Для достижения поставленной цели нами проведен анализ собственных наблюдений и данных литературы о генетической гетерогенности, клиническом полиморфизме и особенностях этиопато- генеза отдельных генетических вариантов НЗР. Результаты и обсуждение. В результате анализа клинического полиморфизма и генетической гетеро- генности НЗР можно выделить 27 нозологических форм моногенных заболеваний и врожденных поро- ков развития, представленных 49 генетическими ва- риантами. Определена хромосомная локализация 31 гена, ответственного за возникновение этой группы патологии, 18 из которых идентифицированы. Уста- новлены белковые продукты экспрессии выявленных генов и определены их функции. Одни из них являют- ся тканеспецифическими и, экспрессируясь в различ- ных слоях роговицы, формируют ее структуру, другие выполняют транспортные или специфические фер- ментативные функции, третьи, являясь транскрипци- онными факторами, участвуют в формировании раз- личных органов и тканей в эмбриогенезе или входят в состав соединительнотканных структур глаза. Таким образом, наследственная патология роговицы, представленная дистрофиями, эктазиями и врожденны- ми пороками развития — это группа заболеваний, эти- ологическая диагностика которых вызывает значитель- ные трудности у офтальмологов и врачей генетиков. В настоящее время известно около 35 клинико-ге- нетических форм наследственных дистрофических заболеваний роговицы, которые характеризуются зна- чительным клиническим полиморфизмом и генетиче- ской гетерогенностью. Описаны 3 типа наследования НЗР: аутосомно-до- минантный, аутосомно-рецессивный и Х-сцепленный рецессивный. К настоящему времени картировано 24 гена, мутации в которых приводят к НЗР. На схеме представлен алгоритм диагностики НЗР, в которых мы выделили 3 группы. Две группы имеют по одной патологии. Так, эктазии роговицы представлены передним кератоконусом, к возникновению которого приводят мутации в гене VSX1, а, так называемый «рецидивирующий кератит», является заболеванием из группы аллельных вариантов, обусловленных мутациями в гене PAX6. Наиболее многочисленной группой являются дистрофии роговицы, которые включают 3 подгруппы. Выделяют передние, заднии и стромальные дистрофии роговицы. Для определения алгоритма молекулярно-генетического анализа ведущее значение имеют особенности локализации патологического процесса. Так, при передних и задних дистрофиях рого- 42 вицы необходимо определить поражен ли только эпи- телиальный или эндотелиальный слой или мембрана Бруха, а также определить наличие «отека Маумени». Как видно из схемы, эти патологии обусловлены му- тациями в различных генах. При диагностике стро- мальных дистрофий роговицы в первую очередь не- обходимо определить возраст начала патологического процесса. Возникновение врожденной патологии по- казано только при наличии мутаций в гене DCN. При возникновении дистрофии роговицы после периода ее нормального функционирования определение гена («приобретенные»), в котором должен быть проведен поиск мутаций, основан на анализе формы помутне- ния. Показано, что появление зернистой, амилоидной, решетчатой, кристалловидной и хлопьевидной форм обусловлено мутациями в различных генах. Показательным является выбор клинико-генетиче- ского варианта НЗР в русской семье К. Офтальмологическое обследование как больных, так и здоровых членов семьи проводилось офтальмо- логом на базе ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, а выбор клинико-генетического варианта заболевания и поиск мутаций в соответствующих генах — в ФГБУ «Меди- ко-генетический научный центр» РАМН. У одного из двух монозиготных близнецов в воз- расте 1 года появилось покраснениe глаз и ребенок находился на лечении по поводу вирусного конъюн- ктивита. В возрасте 1 года 5 мес было замечено сни- жение центральной остроты зрения на оба глаза и впервые обнаружена дистрофия роговицы обоих глаз. Российская педиатрическая офтальмология, №2, 2013 У его брата в возрасте 1 года 8 мес при профилак- тическом осмотре установлена дистрофия роговицы обоих глаз. При обследовании у 2 сибсов определяет- ся диффузное помутнение роговицы в виде «матового стекла» разной степени тяжести. В результате сопоставления особенностей клини- ческих проявлений, возраста манифестации заболева- ния и данных клинико-генетических корреляций для дифференциальной диагностики выбраны 4 клинико- генетических варианта НЗР: врожденная стромальная дистрофия, эндотелиальная дистрофия Фукса 1 тип и 4 тип и эндотелиальная дистрофия, «отек Маумени». Таким образом, в группу дифференциальной диагно- стики вошли как стромальные, так и эндотелиальные формы дистрофии роговицы. Нами определены наиболее вероятные гены, мута- ции в которых могли быть причиной появления забо- левания в этой семье: в генах COL8A2 эндотелиаль- ной дистрофии роговицы Фукса 4 типа или SLC4A11 «отек Маумени» тип 2. Методом прямого автомати- ческого секвенирования проведено исследование об- разца ДНК пациента с целью поиска мутаций в этих генах в Центре Молекулярной Генетики (ген. дирек- тор доктор биол. наук, проф. А.В. Поляков). Выявлены 2, ранее не описанные мутации в ге- не SLC4A11 замены в экзонах 13 и 14, приводящие к аминокислотным заменам Ser532Leu и Ser609Pro соответственно. При исследовании 100 здоровых контролей (200 хромосом данные замены не обнару- жены). Это позволяет предположить, что данные из- менения являются патологическими мутациями, при- водящими к дистрофии роговицы. Продукт гена SLC4A11 контролирует транспорт би- карбоната натрия через клеточную мембрану, регулируя РН внутриклеточной среды. В мировой литературе опи- сано 8 мутаций, 5 из которых миссенс (Arg755Gln,Ser4 89Leu,Gln464Asp,Arg869Cys,Arg869His), одна нонсенс (Arg869ter) и одна представлена сочетанием делеции и инсерции в сплайсинг-акцепторном сайте интрона 15. Таким образом, у пациентов установлена эндотели- альная дистрофия роговицы Маумени тип 2, которая наследуется аутосомно-рецессивно, характеризуется врожденным помутнением роговицы, с развитием васкулярной атрофии эндотелия. Типично появление отека эндотелия роговицы на первых месяцах жизни ребенка, затем развивается диффузное помутнение стромы. Глаукома возникает в подростковом возрас- те как осложнение. Таким детям ошибочно ставится диагноз кератоувеита или врожденной глаукомы. В возрасте 30 лет возможно появление сфероидаль- ной дегенерации, атрофии передней стромы, нерегу- лярного помутнения ее, атрофии эпителия роговицы в центре, субэпителиального фиброза, кальцификатов в роговице как правило нет. В возрасте старше 50 лет появляется вторичная васкулярная глаукома. Врожден- ных пороков развития переднего отрезка глаза нет. Эта форма дистрофии роговицы возникает в результа- те врожденной аномалии развития эндотелия роговицы. Четвертый вариант дистрофии роговицы Фукса обусловлен мутациями также в гене SLC4A11, возни- кает в более позднем возрасте — до 5 лет, но имеет аутосомно-доминантный тип наследования. Гисто- логически определяются нерегулярные и многоядер- ные клетки эндотелия с пониженной или нормальной плотностью. Фибриллярные изменения десцеметовой мембраны более характерны для аутосомно-доми- нантного типа наследования. В этом случае выявля- ется утолщение передних слоев базальной мембраны. С помощью клинико-молекулярно-генетических исследований в семье К. установлена одна из форм врожденной эндотелиальной дистрофии — аутосом- но-рецессивная эндотелиальная дистрофия рого- вицы, «отек Маумени», вызванная мутацией в гене SLC4A11.Это позволило определить тактику хирур- гического лечения, клинический и генетический про- гноз. В данной семье возможна пренатальная диагно- стика дистрофии роговицы. Выводы 1. Разработан алгоритм клинико-молекулярно-ге- нетической диагностики различных генетических ва- риантов НЗР, в основу которого положены различия в особенностях клинических проявлений и частоты их встречаемости. 2. Использование этих алгоритмов в практической работе врачей офтальмологов и генетиков позволит осуществлять раннюю диагностику и оптимизиро- вать процесс профилактики, лечения и диспансерного наблюдения отягощенных семей. 3. Целесообразно проводить осмотр всех членов отягощенных семей с помощью щелевой лампы.