Молекулярно-генетическая диагностика гипофосфатазии. Ген ALPL

Гипофосфатазия – редкое генетическое заболевание, обусловленное дефицитом тканенеспецифической щелочной фосфатазы (ЩФ) в результате патогенных вариантов в гене ALPL. На сегодняшний день принято выделять пять основных форм заболевания в зависимости от возраста появления первых симптомов: перинатальная, инфантильная, детская, взрослая, а также одонтогипофосфатазия (изолированное поражение зубов). Болезнь характеризуется широкой вариабельностью тяжести проявлений и прогноза для пациента, от легкого течения с незначительным поражением костей или исключительно зубочелюстной области до тяжелых форм с поражением нервной системы, легких, почек, инвалидизирующих ребенка, а также приводящих к смерти, в том числе внутриутробной.

Синонимы русские

Гипофосфатазия.

Синонимы английские

Hypophosphatasia.

Название гена

ALPL.

Метод исследования

Диагностическое секвенирование, полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозная кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.

Общая информация об исследовании

Гипофосфатазия – редкое генетическое заболевание, обусловленное дефицитом тканенеспецифической щелочной фосфатазы (ЩФ) в результате патогенных вариантов в гене ALPL. На сегодняшний день принято выделять пять основных форм заболевания в зависимости от возраста появления первых симптомов: перинатальная, инфантильная, детская, взрослая, а также одонтогипофосфатазия (изолированное поражение зубов). Болезнь характеризуется широкой вариабельностью тяжести проявлений и прогноза для пациента, от легкого течения с незначительным поражением костей или исключительно зубочелюстной области до тяжелых форм с поражением нервной системы, легких, почек, инвалидизирующих ребенка, а также приводящих к смерти, в том числе внутриутробной. С учетом функций щелочной фосфатазы у пациентов могут наблюдаться мультисистемные нарушения, в первую очередь костные изменения (остеопороз, рахитические деформации, переломы), поражение легких (гипоплазия с дыхательной недостаточностью) и центральной нервной системы (судороги), гиперкальциемия с развитием нефрокальциноза.

Патогенные варианты в гене ALPL приводят к снижению активности тканенеспецифической ЩФ и внеклеточному накоплению ферментных субстратов (неорганический пирофосфат и пиридоксаль-5’-фосфат), в результате чего нарушается минерализация костной ткани, обмен витамина В₆ в ЦНС, что в последующем определяет клиническую картину.

Основной лабораторный признак гипофосфатазии, позволяющий заподозрить заболевание, – стойкое снижение активности ЩФ ниже нормы для данного возраста и пола. Также отмечается повышенное содержание фосфоэтаноламина в моче; при тяжелых формах заболевания – гиперкальциемия, гиперфосфатемия, снижение уровня паратгормона.

Гипофосфатазия должна быть заподозрена у любого пациента со сниженной активностью ЩФ, особенно в сочетании со скелетными проявлениями или неврологическими (судороги, краниосиностоз), почечными (гиперкальциемия, гиперкальциурия, нефрокальциноз), мышечными (гипотония, миалгии) или стоматологическими (раннее выпадение молочных зубов или нарушение роста зубов) патологиями. В зрелом возрасте могут наблюдаться стресс-переломы, мышечные боли, кальцификация связок и суставов.

Молекулярно-генетическая диагностика проводится для окончательной верификации диагноза и включена в международные критерии диагностики гипофосфатазии 2024 г. для детей и для взрослых. Частых патогенных вариантов в гене не описано, рекомендуется проведение полного анализа гена ALPL методом прямого диагностического секвенирования.

В настоящее время известно более 400 аберраций в гене ALPL (преимущественно миссенс-варианты), которые передаются по аутосомно-доминантному или аутосомно-рецессивному типу. Помимо этого, гипофосфатазия характеризуется неполной пенетрантностью доминантных вариантов гена и значительной вариабельностью фенотипической экспрессии, в том числе у членов одной семьи. Более тяжелые формы заболевания связаны с более значительным снижением активности ЩФ и наличием гомозиготных или компаунд-гетерозиготных вариантов гена ALPL. При гетерозиготных патогенных вариантах симптомы гипофосфатазии обычно менее выраженные или отсутствуют. Однако клинические проявления заболевания могут быть и при наличии гетерозиготных патогенных вариантов. ЩФ экспрессируется на поверхности клеток как гомодимер, поэтому при снижении активности всего гомодимера некоторые гетерозиготные патогенные варианты могут приводить к доминантно-негативному эффекту. Вследствие этого наличие патогенных вариантов даже в одной аллели может провоцировать развитие заболевания.

Единственным эффективным методом лечения гипофосфатазии является ферментозаместительная терапия асфотазой альфа.

Для чего используется исследование?

• Диагностика гипофосфатазии.
• Дифференциальная диагностика при подозрении на гипофосфатазию при снижении уровня щелочной фосфатазы (ниже нормы для данного возраста и пола), особенно в сочетании со скелетными, неврологическими, почечными, мышечными, стоматологическими проявлениями.

Что означают результаты?

Референсные значения

Патогенных вариантов в гене ALPL обнаружено не было.

Отсутствие патогенных и условно-патогенных вариантов в 2-12 экзонах гена ALPL значительно снижает вероятность наличия у пациента наследственной недостаточности фермента ткань-неспецифической щелочной фосфатазы и, как следствие, ассоциированного с этим состоянием заболевания – гипофосфатазии. В связи с тем что данный тест не направлен на выявление протяженных делеций и дупликаций гена (около 1 % всех вариантов), а также не включает в себя определение последовательности интронов, результат исследования не позволяет полностью исключить данную патологию, однако значительно снижает ее вероятность.

Выявление патогенных и условно-патогенных вариантов в 2-12 экзонах гена ALPL подтверждает диагноз "гипофосфатазия".

Важные замечания

Для получения заключения по результату исследования необходимо проконсультироваться у клинического генетика.

Кто назначает исследование?

Педиатр, генетик.

Литература

• Khan AA, Brandi ML, Rush ET et al. Hypophosphatasia diagnosis: current state of the art and proposed diagnostic criteria for children and adults. Osteoporos Int. 2024 Mar;35(3):431-438. doi: 10.1007/s00198-023-06844-1.
• Whyte MP. Hypophosphatasia – aetiology, nosology, pathogenesis, diagnosis and treatment. Nat Rev Endocrinol. 2016 Apr;12(4):233-46. doi: 10.1038/nrendo.2016.14.
• Jaswanthi N, Sindhu R, Nimmy P et al. Effect of Asfotase Alfa in the Treatment of Hypophosphatasia. A Systematic Review. J Pharm Bioallied Sci. 2023 Jul;15(Suppl 1):S101-S104. doi: 10.4103/jpbs.jpbs_662_22.
• Баранов А.А., Намазова-Баранова Л.С., Савостьянов К.В., Маргиева Т.В., Вишнёва Е.А., Яхяева Г.Т. Клинические рекомендации по диагностике и лечению гипофосфатазии у детей. Педиатрическая фармакология. 2016;13(6):539-543.
• Моисеев С.В., Чеботарева Н.В., Моисеев А.С. и др. Гипофосфатазия у взрослых: как не пропустить редкий диагноз? Клиническая фармакология и терапия. 2023;32(4):64-72.