Введение к работе
Актуальность темы исследования
Болезнь Гоше (БГ) - наиболее частая форма наследственных ферментопатий, объединенных в группу лизосомных болезней накопления. В основе БГ лежат мутации гена кислой Р-глюкозидазы (глюкоцереброзидазы, ГЦБ) - лизосомного фермента, ответственного за катаболизм липидов. Присутствие двух мутантных аллелей гена ассоциируется со значительным (< 30% от нормального уровня) снижением каталитической активности глюкоцереброзидазы, что приводит к накоплению в цитоплазме антигенперерабатывающих макрофагов продуктов расщепления деградирующих клеток [Horowitz М. et al., 1989, Grabowski G.A. et al., 1997, Воробьев А.И., 2003, Краснопольская К.Д., 2005, Futerman A.H. et al., 2007]. Следствием данного метаболического дефекта являются:
-
Хроническая активация макрофагальной системы;
-
Аутокринная стимуляция моноцитопоэза и увеличение абсолютного количества макрофагов в местах «физиологического дома»: селезенка, печень, костный мозг, следствием чего являются спленомегалия, гепатомегалия, инфильтрация костного мозга;
-
Нарушение регуляторных функций макрофагов, что, предположительно, лежит в основе поражения костно-суставной системы (нарушение ремоделирования костной ткани) [Boven L.A. et al., 2004; Futerman A.H. and Zimran A., 2007]. Выделяют 3 типа БГ:
Тип I - без неврологических проявлений; наиболее частый вариант заболевания, наблюдается у 94% больных [Mikosch Р., 2010];
Тип II (острый нейронопатический) - характеризуется прогрессирующим течением, тяжелым поражением центральной нервной системы, приводящим к летальному исходу в возрасте около 2 лет;
Тип III (хронический нейронопатический) - неврологические осложнения могут проявляться как в раннем, так и в подростковом возрасте.
Поражение костно-суставной системы является типичным проявлением БГ и варьирует от бессимптомной остеопении до тяжелейшего остеопороза с множественными патологическими переломами и ишемическими некрозами, ведущими к развитию вторичных остеоартрозов и, как следствие, необратимых
ортопедических дефектов. Именно поражение костно-суставной системы определяет тяжесть течения БГ и качество жизни пациентов [Лукина Е.А., 2011]. Однако причина выраженной гетерогенности клинических проявлений БГ, в том числе исключительной вариабельности характера и степени поражения костно-суставной системы, остается неясной.
В качестве основных патогенетических механизмов поражения костно-суставной системы при БГ рассматриваются: инфильтрация костного мозга макрофагами/клетками Гоше; нарушение ремоделирования костной ткани; асептические некрозы костей (остеонекрозы) [Wenstrap R.J. et al., 2002, Futerman А.Н. et al., 2007, Weinreb N.J., 2007].
Ген ГЦБ локализуется в регионе q21 на 1 хромосоме [Barneveld R.A. et al., 1983, Horowitz M. et al., 1989]. К настоящему времени описано около 350 мутаций, из которых 4 (N370S, L444P, 84GG, IVS2+1) встречаются наиболее часто и составляют около 60% всех мутаций гена ГЦБ в популяции пациентов с БГ [Mistry Р.К., 1993, Futerman А.Н. et al., 2007, Grabowski G.A., 2012]. Результаты предыдущих исследований не выявили достоверных корреляций тяжести поражения костно-суставной системы ни с типом мутации гена ГЦБ, ни с остаточной активностью фермента ГЦБ [Futerman А.Н. et al., 2007].
Мы предположили, что в основе гетерогенности поражения костно-суставной системы при БГ могут лежать дополнительные генетические дефекты: мутации генов, кодирующих белки, участвующие в процессах ремоделирования костной ткани и/или белки свертывающей системы крови.
В случаях тяжелого остеопороза, в качестве причины нарушения метаболизма костной ткани может рассматриваться дополнительный генетический дефект -мутации гена, ответственного за синтез коллагена 1 типа (ген несовершенного остеогенеза) [Arnheim Е. et al., 2008, Gervas-Arruga J. et al., 2012]. В настоящее время описано более 1000 мутаций в генах COL1A1 и COL1A2, кодирующих составные части цепи коллагена 1 типа, который является главным компонентом матрикса кости [Надыршина Д.Д., 2011]. В результате синтеза дефектного коллагена нарушается формирование костного матрикса, изменяется баланс между резорбцией и формированием кости в сторону преобладания резорбции.
Патогенез остеонекрозов при БГ недостаточно изучен. В качестве одного из важных механизмов рассматривается ишемическое поражение костной ткани вследствие гиперкоагуляционного синдрома. Наличие наследственной тромбофилии, обусловленной мутациями генов системы свертывания крови, может служить важным дополнительным патогенетическим механизмом гиперкоагуляции [Elstein D. et al., 2000].
Поражение костно-суставной системы определяет тяжесть течения БГ и, как правило, является основной клинической проблемой при данном заболевании. Назначение заместительной ферментной терапии (ЗФТ) имеет целью предупредить развитие необратимого поражения костно-суставной системы и тяжелых ортопедических дефектов. Больные с высоким риском тяжелого поражения костно-суставной системы нуждаются в разработке индивидуальных программ лечения. В соответствии с этим, изучение факторов, ассоциированных с высоким риском поражения костно-суставной системы при БГ, является актуальной научной и практической задачей.
Цель исследования
Изучение клинических и молекулярных факторов, ассоциированных с поражением костно-суставной системы при болезни Гоше I типа.
Задачи исследования
-
Характеристика клинических, лабораторных и радиологических данных пациентов с болезнью Гоше I типа, оценка тяжести поражения костно-суставной системы;
-
Молекулярный анализ мутаций генов, кодирующих кислую Р-глюкозидазу, белки системы свертывания крови и коллаген 1 типа;
-
Анализ взаимосвязи между тяжестью поражения костно-суставной системы и изученными клиническими и лабораторными параметрами;
-
Разработка рекомендаций по использованию изученных параметров для прогнозирования тяжести поражения костно-суставной системы.
Научная новизна
Впервые в Российской Федерации проведен комплексный анализ клинических, лабораторных и радиологических данных 100 взрослых пациентов с болезнью Гоше I типа до начала заместительной ферментной терапии.
Статистический анализ полученных данных показал, что тяжелое поражение костно-суставной системы имеет достоверную связь с наличием спленэктомии в анамнезе.
Охарактеризован генотип 100 пациентов с болезнью Гоше I типа; установлено, что наиболее частой мутацией в популяции российских пациентов является N370S, наиболее распространенным генотипом - №708/другая мутация.
На основании клинической и радиологической картины заболевания разработана шкала оценки тяжести поражения костно-суставной системы при болезни Гоше.
Впервые у пациентов с болезнью Гоше дана характеристика дополнительных генетических дефектов (наследственная тромбофилия, мутации гена коллагена I типа), предположительно, имеющих патогенетическую связь с тяжестью поражения костно-суставной системы.
Научная и практическая ценность
Охарактеризовано состояние костно-суставной системы у пациентов с болезнью Гоше I типа, в том числе сопоставлена тяжесть течения заболевания у спленэктомированных и неспленэктомированных больных.
Установлена диагностическая ценность скринингового метода - аллель-специфической полимеразной цепной реакции в реальном времени, для идентификации мутаций гена кислой Р-глюкозидазы (молекулярная диагностика болезни Гоше).
Установлено, что частота наследственной тромбофилии - гетерозиготных мутаций генов протромбина и фактора V, гомозиготных мутаций генов метилентетрагидрофолатредуктазы и ингибитора активатора плазминогена 1, составила 1%, 1%, 7% и 33%, соответственно, что в общей сложности составляет 42%.
Показано, что спленэктомия ассоциируется с регрессом цитопенического синдрома, но является фактором риска тяжелого поражения костно-суставной системы.
Доказано, что у 95% нелеченых больных со сниженным уровнем гемоглобина анемия носит характер анемии хронических заболеваний, что является противопоказанием к лечению препаратами железа.
Положения, выносимые на защиту:
-
Тяжелое поражение костно-суставной системы у взрослых пациентов с болезнью Гоше I типа имеет достоверную связь с наличием спленэктомии в анамнезе.
-
Статистический анализ не выявил взаимосвязи между тяжестью поражения костно-суставной системы, с одной стороны, и исследованными молекулярными факторами: генотипом болезни Гоше, наличием наследственной тромбофилии и мутаций гена коллагена 1 типа COL1A1, с другой.
-
Молекулярный анализ 4 мутаций гена кислой Р-глюкозидазы с использованием скринингового метода (аллель-специфическая полимеразная цепная реакция в реальном времени), позволяет идентифицировать 2 мутантных аллеля и, соответственно, верифицировать диагноз болезни Гоше, у 39% больных, что дает основание рекомендовать данный метод в качестве первого этапа диагностики при подозрении на болезнь Гоше.
-
У 95% нелеченых пациентов с болезнью Гоше со сниженным уровнем гемоглобина анемия носит характер анемии хронических заболеваний, маркером которой является перераспределительный дефицит железа, что является противопоказанием к лечению препаратами железа.
Внедрение в практику
Основные положения диссертационной работы внедрены в работу научно-клинического отделения орфанных заболеваний и лаборатории молекулярной гематологии ФГБУ Гематологического научного центра МЗ РФ (Генеральный директор - академик РАМН, д.м.н., профессор Савченко В.Г.).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ: 4 в отечественной (из них 2 в журналах, одобренных ВАК) и 6 в зарубежной литературе.
Апробация работы
Работа апробирована 03.06.2013 г. на заседании проблемной комиссии ГНЦ «Клинические исследования в гематологии (гемобластозы, депрессии кроветворения; ТКМ; миело- и лимфопролиферативные заболевания; опухоли лимфатической системы; патология красной крови; ИТП; порфирии)». Основные положения
диссертации доложены на 1st European Gaucher Leadership Forum (май 2009 г., Милан), на 9th International European Working Group on Gaucher Disease Meeting, (июнь 2010 г., Кельн), на 3rd European Gaucher Leadership Forum (сентябрь 2011 г., Будапешт), Всероссийских декадниках по гематологии (апрель 2011 г., апрель 2013 г., Москва), на 10th International European Working Group on Gaucher Disease Meeting (июнь 2012 г., Париж), на Всероссийской конференции «Аналитическая надежность и диагностическая значимость лабораторной медицины» (март 2013 г., Москва), на конференции, посвященной вопросам диагностики и терапии редких болезней (апрель 2013 г., Ярославль), на 18th Congress of the European Hematology Association (июнь 2013 г., Стокгольм).
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, главы собственных результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Библиографический указатель содержит 150 источников литературы. Работа иллюстрирована 34 таблицами и 27 рисунками.
Работа осуществлялась в период с октября 2010 г. по июнь 2013 г. на базе научно-клинического отделения орфанных заболеваний (зав. отд. - д.м.н., проф. Лукина Е.А.) и лаборатории молекулярной гематологии (рук. лаб. - д.б.н. Судариков А.Б.) при сотрудничестве с другими отделениями и лабораториями ФГБУ ГНЦ МЗ РФ (Генеральный директор - академик РАМН, д.м.н., профессор Савченко В.Г.). Статистическая обработка данных проведена совместно с зав. лаб. биостатистики ФГБУ ГНЦ МЗ РФ, к.т.н. Куликовым СМ.
