Генодиагностика болезни Фабри (ген GLA)

Болезнь Фабри, или болезнь Андерсона – Фабри – наследственное заболевание, относящееся к группе лизосомных болезней накопления, обусловленное значительным снижением активности или отсутствием фермента α-галактозидазы А. Отсутствие или дефицит фермента приводит к накоплению глоботриаозилцерамида и родственных гликофосфолипидов в лизосомах клеток различных органов, включая сердце, почки, нервную систему и эндотелий сосудов. Заболевание обладает широким спектром клинических симптомов. В детском возрасте часто сопровождается болями в кистях и стопах, ангиокератомами, гипогидрозом, астенией, а в более старшем возрасте дополняется болью в животе, поражением почек, сердца, возможны транзиторные ишемические атаки, инсульт. Секвенирование ДНК гена GLA – наиболее точный метод диагностики болезни Фабри.

Синонимы русские

Диффузная ангиокератома, болезнь Андерсона –  Фабри.

Метод исследования

Полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Общая информация об исследовании

Болезнь Фабри, или болезнь Андерсона – Фабри – наследственное заболевание, относящееся к группе лизосомных болезней накопления, обусловленное значительным снижением активности или отсутствием фермента α-галактозидазы А. Отсутствие или дефицит фермента приводит к накоплению глоботриаозилцерамида и родственных гликофосфолипидов в лизосомах клеток различных органов, включая сердце, почки, нервную систему и эндотелий сосудов. Заболевание обладает широким спектром клинических симптомов. В детском возрасте часто сопровождается болями в кистях и стопах, ангиокератомами, гипогидрозом, астенией, а в более старшем возрасте дополняется болью в животе, поражением почек, сердца, возможны транзиторные ишемические атаки, инсульт. Заболевание носит прогрессирующий характер, сопровождается снижением качества и продолжительности жизни.

Относится к редким заболеваниям. Распространенность болезни в различных странах мира варьируетсся в широких пределах (от 1 на 117000 до 1 на 476000 населения). У мужчин и женщин с ранним инсультом частота болезни Фабри составила 4,2% и 2,15 соответственно, с гипертрофией левого желудочка неясного происхождения – 0,9-3,9% и 1,1–11,8%, с терминальной почечной недостаточностью – 0,33% и 0,10%. Вероятно, что более распространенным является легкое, атипичное течение болезни с признаками поражения одного органа. Таким образом, является одной из наиболее распространённых (после болезни Гоше) лизосомных болезней накопления. Обычно (примерно в 95% случаев) больные наследуют дефектный ген от одного из родителей (мужчина – от матери, женщина – от матери или отца), но около 5% случаев связаны с так называемыми мутациями de novo. Таким образом, отсутствие семейной истории заболевания не исключает наличия болезни Фабри.

Причиной возникновения болезни Фабри являются мутации гена GLA, контролирующего структуру α-галактозидазы А (GLA; EC 3.2.1.22). Ген α-галактозидазы А картирован на длинном плече хромосомы Хq 22.1, имеет размер 12 kb и состоит из 7 экзонов, протяженностью от 92 до 291 пар оснований. Кодирующий регион гена содержит 1290 пар оснований, определяющий полипептидную структуру фермента (429 аминокислотных остатков). К настоящему времени идентифицировано 599 мутаций и полиморфизмов в гене GLA, в том числе 435 патогенетических "точковых" мутаций, изменяющих кинетические свойства и стабильность галактозидазы А. Болезнь Фабри наследуется по рецессивному X-сцепленному типу. Гемизиготные мужчины имеют единственную мутантную Х-хромосому, что определяет классический фенотип болезни. Они передают мутантную хромосому только своим дочерям, но не сыновьям. Таким образом, дочери больных болезнью Фабри отцов имеют одну нормальную и одну мутантную хромосому, т.е. являются гетерозиготами. Оставаясь, как правило, клинически здоровыми, они могут передать мутантную хромосому и, следовательно, патологический аллель половине своим потомкам. Течение болезни у них, как правило, умеренно выраженное с более поздним началом, медленным прогрессированием и легкими клинико-патологическими изменениями. Вместе с тем было показано, что у части гетерозиготных женщин с мутацией гена α-галактозидазы А развиваются тяжелые проявления болезни Фабри, требующие медицинской помощи и вмешательства. Механизм, посредством которого у гетерозиготных женщин развиваются жизнеугрожающие симптомы, неизвестен. У большинства из них имеется почти нормальный уровень циркулирующего фермента за счет того, что случайный процесс инактивации Х-хромосомы (лайонизация) приводит к образованию как дефицитных, так и нормальных клеток. Таким образом, гетерозиготных женщин не следует называть носителями, поскольку носительство подразумевает отсутствие клинических проявлений болезни Фабри. Гликосфинголипиды, такие как глоботриаозилцерамид и галабиозилцерамид, имеют терминальный остаток α-галактозила, который отщепляется ферментом α-галактозидазой А. Таким образом, недостаточность или отсутствие фермента приводит к накоплению различных гликосфинголипидов с терминальным α-галактозил-остатком.

Симптомы болезни нередко проявляются в раннем детстве, однако ввиду своей неспецифичности задержка с постановкой диагноза составляет годы и даже десятилетия. Но с возрастом количество симптомов и степень их выраженности обычно увеличивается. Различают классическую и неклассическую форму болезни Фабри.

Мужчины часто обладают характерным фенотипом, напоминающим внешний вид пациентов с акромегалией: выступающие супраорбитальные дуги и лобные бугры, выступающая нижняя челюсть, увеличенные губы, запавшая переносица (с 12-14-летнего возраста). Боли необычного характера – один из самых частых и ранних симптомов болезни Фабри. Выделяют два основных типа болей: нейропатическая боль (акропарестезии), характеризующаяся постоянным жжением и покалыванием, ощущением дискомфорта в ступнях и ладонях, и кризы Фабри, возникающие время от времени сильные, жгучие боли, возникающие в ступнях или ладонях и иногда распространяющиеся на другие части тела. Значительная часть больных отмечает нарушение потоотделения, они потеют меньше нормы (гипогидроз) или не потеют вообще (ангидроз). Это может приводить к перегреву тела и непереносимости жары.

Одни из самых ранних и заметных признаков болезни Фабри – мелкие, красновато-фиолетовые безболезненные папулы на коже - ангиокератомы. С возрастом количество ангиокератом у больных увеличивается, также иногда увеличиваются размеры отдельных элементов сыпи (до 10 мм). Наиболее часто ангиокератомы располагаются в области губ, пальцев рук и ног, ано-генитальной области (при достижении половой зрелости).

Больные жалуются на затруднение дыхания и боли в груди, боли по типу стенокардии, тахикардию. Наиболее часто наблюдается гипертрофия левого желудочка, аритмии. Нарушение функции почек наблюдается у значительной части детей, многих женщин и большинства мужчин с болезнью Фабри и в конечном итоге приводит к терминальной стадии хронической почечной недостаточности у большинства больных мужчин и некоторых женщин.

Начальные стадии почечной недостаточности остаются практически незамеченными, так как нет симптомов. В отличие от "классических" нефрологических больных, у больных Фабри обычно нормальное артериальное давление, нормальный уровень сывороточного креатинина, "минимальная" протеинурия, что затрудняет оценку степени почечной недостаточности нефрологом.

Также болезнь Фабри имеет много неврологических проявлений. Больные жалуются на головокружение, нарушения кровообращения, головные боли. Нарушение мозгового кровообращения вследствие накопления сфинголипидов выливается в транзиторные ишемические атаки, инсульты. Пациенты могут жаловаться на звон в ушах, в отдельных случаях наблюдается ухудшение слуха, которое может медленно прогрессировать или появиться внезапно.

Диагностика болезни Фабри включает комплексную оценку клинический картины, лабораторные тесты и другие исследования (например, исследование биоптата почки на наличие подоцитов, лизосомы которых заполнены специфическим субстратом, характерным для болезни Фабри). На МРТ головного мозга могут присутствовать характерные признаки: на Т2-изображении гиперинтенсивный сигнал в белом веществе фронтальных и теменных долей, на Т1–взвешенном изображении наблюдается высокий сигнал от серого вещества глубинных структур, особенно заднего бугорка таламуса. Изолированное поражение заднего бугорка таламуса считается патогномоничным для болезни Фабри. Также на МР-картине часты сосудистые мальформации, преимущественно представленные долихоэктазиями вертебробазилярной артерии. На ЭКГ наблюдается гипертрофия левого желудочка, укорочение P-R интервала (на ранних стадиях болезни) и предсердножелудочковая блокада (на более поздних стадиях).

Наиболее точным исследованием для постановки диагноза является лабораторная диагностика, где применяются следующие исследования:

1. Определение активности альфа-галактозидазы (энзимодиагностика)

При болезни Фабри активность альфа-галактозидазы в крови у мужчин всегда снижена, а у женщин может быть около нижней границы нормы, чуть ниже её или нормальной, из-за чего ферментный анализ для женщин не показателен в отношении наличия/отсутствия болезни Фабри.

2. Количественное определение сфинголипидов

Относительно новый тест, рекомендованный для использования в комплексной лабораторной диагностике болезни Фабри. Количественное определение глоботриазилсфингозина (Lyso-GB3, Lyso-GL3) более показательно, нежели глоботриазилцерамида (GB3, GL3). Тест позволяет не только разъяснить трудные диагностические случаи болезни, но и определить наиболее вероятную форму болезни (классическая или неклассическая). Полезен для мониторинга состояния пациента, т.к. показано, что улучшение на фоне патогенетической терапии сопровождается снижением содержания Lyso-GL3 в плазме пациентов.

3. Генодиагностика болезни Фабри (ген GLA) (секвенирование экзонов и приэкзонных участков интронов гена GLA)

Идентифицировано более 400 мутаций, приводящих к развитию болезни Фабри, большинство из которых являются уникальным для каждой семьи. У больного мужчины мутация выявляется в гемизиготном состоянии, у женщины – в гетерозиготном состоянии. Секвенирование ДНК гена GLA – наиболее точный метод диагностики болезни Фабри. Для женщин предпочтительно проведение ДНК-диагностики, т.к. энзимодиагностика не всегда позволяет выявить болезнь. Большинство мутаций у пациентов с болезнью Фабри могут быть выявлены с помощью стандартного секвенирования (после выделения ДНК используют полимеразную цепную реакцию для того, чтобы амплифицировать кодирующую область гена; полученный ПЦР-продукт затем подвергается секвенированию (определению нуклеотидной последовательности полученного фрагмента ДНК); последовательность ДНК гена α-галактозидазы А пациента сравнивают с референсной). Молекулярно-генетические исследования гена α-галактозидазы А позволяют выявлять замены нуклеотидов, делеции, инсерции (вставки), частичные дупликации, сложные мутации, вовлекающие более чем одно молекулярное изменение. При подтверждении диагноза и выявлении мутации у пробанда целесообразно обследовать на наличие этой мутации всех родственников пробанда, которые могут нести одну с ним X-хромосому.

Для чего используется исследование?

• Для наиболее точного определение болезни Фабри;
• для ранней диагностики болезни Фабри до появления многих клинических симптомов;
• для определения рисков передачи генетических патологий при беременности.

Когда назначается исследование?

• При наличие симптомов заболевания Фабри (боли в кистях и стопах, ангиокератомы, гипогидроз, астения, боль в животе, поражение почек, сердца, транзиторные ишемические атаки, гипертрофия миокарда неясного происхождения и инсульт в молодом возрасте);
• планируемая беременность;
• при наличии наследственных рисков (подтвержденная или неподтвержденная болезнь Фабри у родственников).

Что означают результаты?

Референсные значения: мутаций в гене GLA не обнаружено.

Кто назначает исследование?

Акушер-гинеколог, неонатолог, педиатр, терапевт, кардиолог, уролог, невропатолог.

Литература

1. Волгина С. Я. Болезнь Фабри // Практическая медицина (научно-практический медицинский журнал), 2012, 62, 7, 75-79.
2. Sigmundsdottir L. Cognitive and psychological functioning in Fabry disease (ENG) // Arch Clin Neuropsychol. - 2014. - Nov. (v. 29, № 7). - P. 642-650.
3. David F. Moore et al. Increased Signal Intensity in the Pulvinar on T1–Weighted Images: A Pathognomonic MR Imaging Sign of Fabry Disease (ENG) // AJNR. - 2003. - V. 24. - P. 1096-1101.
4. Bouwien E Smid et al. Plasma globotriaosylsphingosine in relation to phenotypes of Fabry disease (ENG) // J Med Genet. - 2015. - Jan.