Введение к работе
Актуальность темы исследования. Болезни дыхательной цепи митохондрий (БДЦМ)-сравнительно недавно открытая группа наследственных болезней обмена веществ (НБО), входящая в класс митохондриальных болезней (МБ) (DiMauro, S., Bonilla, Е 1987). Популяционная частота БДЦМ точно не определена не только в стране, но и за рубежом, хотя по литературным данным эти заболевания имеют существенный удельный вес в наследственной патологии человека (Robinson В.Н, 1993). Пять комплексов дыхательной цепи митохондрий (КДЦ), выполняют важнейшую функцию -обеспечение энергией в виде молекул АТФ биохимических процессов, осуществляемых на клеточном уровне. 13 полипептидов КДЦ кодируются митохондриальной ДНК (мтДНК), и около 70 полипептидов - ядерными генами. Мутационное изменение пептидов, входящих в состав КДЦ, сопровождается снижением продукции энергии во всех клетках организма, что приводит к нарушению их функции. БДЦМ во многом отличаются от других групп НБО благодаря двойному генетическому контролю над КДЦ и особенностям генетики митохондрий. Двойной генетический контроль определяет уникальную генетическую гетерогенность этих заболеваний, наличие множества копий мтДНК в цитоплазме одной клетки создает феномен гетероплазмии, а различие в энергетической потребности различных органов и тканей определяет феномен пороговой экспрессии фенотипа (De Vivo, D. С, 1992). Все эти факторы создают серьезные трудности диагностики этой группы заболеваний. Кроме обычных для НБО проблем медико-генетического консультирования (МГК), связанных с выраженным клиническим и биохимическим полиморфизмом и наличием гено - и фенокопий, при БДЦМ прибавляются проблемы исключительного внутрисемейного полиморфизма, наличия неполных и перекрывающихся фенотипов,
что затрудняет даже формирование идеи о принадлежности к БДЦМ и ограничивает
диагностическую значимость существующих методов. При этом БДЦМ относятся к
числу инвалидизирующих, прогрессирующих ИБО, проблемы МГТС которых,
необходимо решать в практике здравоохранения любой страны. В практике
отечественного МПС к началу данного исследования не существовало программы
диагностики этих заболеваний на клиническом, биохимическом и молекулярно-
генетическом уровне. Все эти факторы определяют актуальность данного
исследования.
Цель работы. Разработка программы диагностики и дифференциальной диагностики
обширной группы БДЦМ, обусловленных мутациями мтДНК, и оценка
эффективности диагностических методов. Задачи исследования.
-
Разработка клинических показаний для формирования групп риска с БДЦМ в целом и выявления набора симптомов и признаков, характерных для определенных синдромов.
-
Исследование диагностически значимых биохимических маркеров в биологических жидкостях больных с различными формами БДЦМ.
-
Исследование активности КДЦ в мышечном биоптате больных.
-
Разработка подходов :: ДНК-диагностике и анализ спектра мутаций при БДЦМ у российских больных.
-
Анализ гено-фенотипических корреляций у больных с БДЦМ.
Научная новизна н практическая значимость работы.
В работе впервые на репрезентативной выборке больных разработана и апробирована программа диагностики БДЦМ. С помощью этой программы выявлены спектры характерных для БДЦМ в целом и "уникальных" для различных типов БДЦМ симптомов и признаков, разработана карта описания клинических фенотипов для больных с БДЦМ и схемы проведения биохимического обследования больных. В ходе выполнения работы решены следующие задачи, имеющие принципиальное значение для практики МГК: охарактеризован спектр симптомов и признаков, характерных для БДЦМ, разработана схема диагностики и окончательного установления диагноза,
впервые проведено исследование спектра мутаций мтДНК у российских больных с
различными формами БДЦМ.
В совокупности результаты данного исследования создают базу для диагностики
БДЦМ, что имеет принципиальное значение для МГК отягощенных семей и
использования метаболической терапии, которая разработана для этой группы ИБО.
Положения, выносимые на защиту.
l.Ha основании комплексного клинико-генеалогического, биохимического и
молекулярно-генетического обследования 61 пациента с БДЦМ разработана
программа верификации этой группы заболеваний и проведена оценка эффективности
диагностических процедур.
2. Разработаны клинические критерии диагностики БДЦМ в целом и охарактеризованы
уникальные симптомы и признаки для наиболее распространенных форм БДЦМ
(синдрома MELAS, синдрома KSS, болезни Лея).
-
Показано, что диагностическая ценность повышения концентрации лактата, пирувата, 3-гидроксибутирата и соотношений лактат/пируват, 3-гидроксибутират/ ацетоацетат в крови неравнозначна для исследуемых групп БДЦМ. Наибольшее диагностическое значение (приближающееся к 100%), имеет измерение концентрации лактата на фоне глкжозной кривой.
-
На основании измерения активностей ферментов, входящих в состав (I-IV) комплексов дыхательной цепи митохондрий у 18 больных установлен точный биохимический дефект.
-
Идентифицировано 22 мутации мтДНК (из них 7 точковых и 15 делешш варьирующих размеров). Точковые мутации были обнаружены у больных с клиническими синдромами MELAS, KSS, MERRF, а делеции - у больных с клиническими синдромами K.SS, СРЕО, MELAS, MERRF.
-
Показано отсутствие четких гено-фенотипических корреляций у больных с идентифицированными мутациями мтДНК.
Зублнкацни.
1о основным положениям диссертации опубликовано 10 научных работ.
Апробация работы.
'езультаты исследования были представлены на 2 (4) съезде медицинских генетиков
2000г) и межлабораторном семинаре Института клинической генетики МГНЦ РАМН
2000г).
Объем и структура диссертации.