CC BY
150
Алгоритм диагностики наследственных моторно-сенсорных невропатий
Е.Л. Дадали, Т.Б. Тибуркова, О.А. Щагина, А.В. Поляков
Наследственные моторно-сенсорные невропатии (НМСН) представляют собой гетерогенную группу заболеваний периферической нервной системы, распространенность которых составляет 1 : 3000 человек [6]. На сегодня идентифицированы свыше 50 локусов и более 30 генов, ответственных за развитие НМСН [13], что чрезвычайно осложняет точную молекулярную диагностику данных заболеваний и диктует необходимость разработки детальных клинико-диагностических алгоритмов.
Современная молекулярная классификация НМСН представлена в таблице. При различных формах данных заболеваний могут встречаться все основные типы наследования - аутосомно-доминантный (АД), аутосомно-рецес-сивный (АР), Х-сцепленный доминантный (ХЭ) и Х-сцеплен-ный рецессивный (ХЯ) [2].
Клинические проявления НМСН достаточно стереотипны: прогрессирующая слабость и гипотрофия мышц стоп, перонеальных мышц голеней, межкостных мышц кистей и сгибательных мышц предплечий, угасание сухожильных рефлексов с мышц верхних и нижних конечностей, появление "степпаж"-походки, расстройства поверхностной и глубокой чувствительности. По мере прогрессирования заболевания и нарастания слабости в отдельных мышечных группах возникает деформация кистей и стоп (стопы Фридрейха, "полая" или "плоская" стопа, "когтистая" или "обезьянья лапа"). Первыми в патологический процесс вовлекаются мышцы стоп и голеней, в то время как поражение мышц дистальных отделов верхних конечностей возникает спустя несколько месяцев или лет от момента манифестации заболевания; характерным проявлением НМСН являются расстройства чувствительности в зоне пораженных мышц [2, 7].
Большое значение для понимания природы полиневропатий имело использование в клинической практике метода электронейромиографии (ЭНМГ), в частности опреде-
Медико-генетический научный центр РАМН, Москва. Елена Леонидовна Дадали - докт. мед. наук, профессор, вед. науч. сотр. научно-консультативного отдела. Татьяна Борисовна Тибуркова - науч. сотр. лаборатории ДНК-диагностики.
Ольга Анатольевна Щагина - канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаборатории ДНК-диагностики. Александр Владимирович Поляков - докт. биол. наук, профессор, зав. лабораторией ДНК-диагностики.
ление скорости проведения импульса (СПИ) по периферическим нервам. Исследованиями P. Dyck и E. Lambert, проведенными в 60-х годах прошлого столетия, показано, что НМСН можно разделить на две группы - с низкими и высокими скоростями проведения по периферическим нервам. Первую группу заболевания обозначили как демиелинизи-рующие полиневропатии, а вторую - как аксональные. В качестве порогового значения для разделения этих групп принят показатель СПИ по срединному нерву 38 м/с. Однако оказалось, что в ряде случаев возникают затруднения при отнесении заболевания к той или иной группе, так как показатели СПИ имеют промежуточное значение. Это привело к необходимости дополнительного выделения группы так называемых "промежуточных" вариантов НМСН [1].
К настоящему времени принято выделять шесть типов НМСН.
К первому типу (НМСН1) относятся 6 основных генетических вариантов демиелинизирующих полиневропатий с аутосомно-доминантным и Х-сцепленным доминантным типом передачи мутации и СПИ по срединному нерву ниже 38 м/с. По аутосомно-доминантному типу наследуются типы 1А, 1В, 1С, 1D и 1E, а 1Х тип имеет редко встречающееся Х-сцепленное доминантное наследование [2, 3, 6-8, 10].
Ко второму типу (НМСН2) отнесены 10 генетических вариантов аксональных полиневропатий с аутосомно-доми-нантным типом наследования и показателями СПИ по срединному нерву в пределах нормальных значений [12, 13].
Третий тип (НМСН3) представлен врожденной демие-линизирующей полиневропатией Дежерина-Сотта. Показано, что это заболевание генетически гетерогенно и его клинические проявления обусловлены мутациями в трех различных генах - РМР22, Р0 и EGR2. Выделение этого варианта обусловлено яркими особенностями его клинических проявлений (тяжелое течение, резкое снижение СПИ, раннее начало); наследование - аутосомно-доминантное [8, 10].
Четвертый тип (НМСН4) характеризуется аутосомно-рецессивным наследованием и включает большое число генетических вариантов, которые относятся как к группе де-миелинизирующих, так и аксональных невропатий [5, 9, 11].
При демиелинизирующих формах НМСН имеют место мутации в генах, определяющих синтез белков миелино-вой оболочки нерва, причем изменение объема миелино-вой оболочки может быть как в сторону его увеличения, так
Современная классификация НМСН
Форма заболевания Тип наследования Локус Ген
НМСН типа 1 (миелинопатии)
НМСН1А АД 17p11.2 PMP22
НМСН1В АД 1q22-q23 MPZ (P0)
НМСН1С АД 16p13.1-p12.3 LITAF (SIMPLE)
НМСНЮ АД 10q21.1-q22.1 EGR2
НМСН1Е АД 8p21 NEFL
НМСН типа 2 (аксонопатии)
НМСН2А АД 1p35-p36 MFN2
НМСН2А АД 1p35-p36 KIF1B
НМСН2В АД 3q13-q22 RAB7
НМСН2С АД 12q23-q24 Неизвестен
НМСН2й АД 7p14 GАPS
НМСН2Е АД 8p21 NEFL
НМСН2F АД 7q11-21 HSPB1 (HSP27)
НМСН2G АД 12q12-q13.3 Неизвестен
НМСН21 АД 1q22-q23 MPZ (P0)
НМСН21_ АД 12q24 HSPB8
Аутосомно-доминантные НМСН "промежуточного" типа
DI-НМСНА АД 10q24.1-q25.1 Неизвестен
DI-НМСНВ АД 19p12-p13.2 DNM2
DI-НМСНС АД 1p34-p35 YАPS
DI-НМСН АД 1q22-q23 MPZ
НМСН-P АД 3q13.1 Неизвестен
НМСН АД 8p23 АPHGEF10
с низкими СПИ
НМСН типа 4 (аутосомно-рецессивные миелинопатии)
НМСН4А АР 8q13-q21 GDAP1
НМСН4В2 АР 11p15 SBF2 (MTMR13)
НМСН4В1 АР 11q23 MTMR2
НМСН4С АР 5q23-q33 SH3TC2
(KIAA1985)
НМСН4D АР 8q24 NDRG1
НМСН4Е АР 10q21.1-q22.1 EGR2
НМСН4F АР 19q13.1-q13.3 PRX
CCFDN АР 18q23-qter CTDP1
НМСН4G АР 10q23 Неизвестен
НМСН4Н АР 12p11.1-q13.11 FGD4
НМСН4J АР 6q21 FIG4
НМСН типа 4С (аутосомно-рецессивные аксонопатии)
АР-НМСН2А АР 1q21.2-q21.3 LMNA
(НМСН4С1)
АР-НМСН2 АР 8q21.3 Неизвестен
(НМСН4С2)
АР-НМСН2В АР 19q13.3 Неизвестен
(НМСН4С3)
АР-НМСН2 АР 8q21 GDAP1
(НМСН4С4)
Х-сцепленные НМСН
НМСН1Х XR/XD Xq13.1 GJB1 (0x32)
НМСН2Х XR Xq24-q26 Неизвестен
НМСН3Х XR Xp22.2 Неизвестен
НМСН4Х XR Xq26-q28 Неизвестен
НМСНХ5 XR Xq21.32-q24 РЙРБ1
и в сторону уменьшения. Так, при наиболее распространенном демиелинизирующем варианте невропатий -НМСН типа 1А (на его долю приходится не менее 65% всех заболеваний этой группы) миелиновая оболочка оказыва-
ется утолщенной, что объясняется характером мутации в гене РМР22. Основной тип мутации в этом гене - дупликация протяженностью 1,5 Мб в области хромосомы 17р11.2-12, что приводит к увеличению количества структурного белка периферического миелина и увеличению числа слоев миелиновой оболочки вокруг аксона с одновременным формированием демиелинизированных участков. Клинические проявления НМСН типа 1А характеризуются достаточно ранним началом и медленно прогрессирующим течением, деформацией стоп по типу фридрейхо-вых, деформацией кистей по типу "когтистой лапы", поверхностной гипестезией стоп и кистей, сенситивно-мозжечковой атаксией и сколиозом.
Другой патогенетический механизм демиелинизации выявлен при варианте 1В НМСН, обусловленном мутациями в гене основного белка миелина (Р0, или MPZ) на хромосоме 1я22.1. Установлено, что структура миелиновой оболочки на 50% сформирована этим белком [10]. Мутации в этом белке приводят к значительному нарушению функции миелиновой оболочки и выраженному снижению СПИ (значения СПИ по срединному нерву не превышают 12 м/с). Этот достаточно редкий вариант составляет от 5 до 7% всех наследственных демиелинизирующих полиневропатий. Долгое время считалось, что клинические проявления НМСН1В характеризуются только признаками демиелини-зирующей полиневропатии с ранним началом, выраженными атрофиями и слабостью мышц голеней, стоп и кистей, а также значительным снижением СПИ (показатели по срединному нерву не превышают 10 м/с). Однако недавно было показано существование двух фенотипов полиневропатий с мутациями в гене MPZ. Помимо вышеописанной классической демиелинизирующей полиневропатии у ряда больных заболевание манифестирует во взрослом возрасте, а при проведении ЭНМГ-обследования выявляются типичные признаки аксональной полиневропатии с сохранной СПИ по периферическим нервам. В соответствии с международной классификацией демиелинизирующий вариант, обусловленный мутацией в гене MPZ, обозначается как НМСН типа 1В, а аксональный - как НМСН типа 21 [10].
Еще один вариант демиелинизирующих полиневропатий с аутосомно-доминантным типом наследования -тип 1С - обусловлен мутациями в гене LITAF, локализованном на хромосоме 16р13. Этот вариант встречается крайне редко и не имеет специфических клинических особенностей. Четвертый вариант демиелинизирующих полиневропатий - тип Ю - обусловлен мутациями в гене EGR2 на хромосоме 10д21-р22. Показано, что белковый продукт этого гена экспрессируется в раннем эмбриогенезе и является транскрипционным фактором для других генов, участвующих в формировании миелиновой оболочки. Пятый вариант демиелинизирующих НМСН - 1Х - наследуется по Х-сцепленному доминантному типу, с неполной пенетрантностью у женщин. На его долю приходится около 20% всех случаев НМСН типа 1. Этиологическим фактором возникновения этого генетического варианта явля-
N
ются мутации в гене GJB1. Продукт гена - белок коннек-син 32, формирующий внутриклеточный глиальный канал периферических нервов в области некомпактного миелина, по которому передвигаются низкомолекулярные соединения из внутренних слоев миелиновой оболочки. Мутации в гене GJB1 характеризуются варьирующей экспрессивностью и неполной пенетрантностью у больных женского пола. Заболевание манифестирует в возрастном диапазоне от 3 до 40 лет и характеризуется рано возникающей эквиноварусной деформацией стоп, грубыми расстройствами проприоцептивной чувствительности и симптомами спиноцеребеллярной атаксии. СПИ по срединному нерву часто имеют промежуточные значения и у больных мужского пола варьируют от 12 до 25 м/с, а у женщин часто соответствуют нормальным цифрам (аксонопа-тия) [2, 3].
Аксональные варианты НМСН обусловлены мутациями в генах, белковые продукты которых функционируют в структурах осевого цилиндра аксона и имеют отношение к функциям митохондрий, аксональному транспорту, белкам нейронального цитоскелета. Наиболее распространенным вариантом этой группы является НМСН2А, обусловленная мутациями в гене MFN2 на хромосоме 1р36.2. На долю этого варианта приходится не менее 20% всех НМСН типа 2. Белковый продукт этого гена функционирует на наружной мембране митохондрий периферических нервов. Особенностью этого генетического варианта является выраженное поражение мышц голеней и стоп, при этом стопа редко приобретает форму эквиноварусной или стопы Фрид-рейха. В большинстве случаев наблюдаются расстройства глубокой чувствительности, в то время как поверхностная чувствительность изменяется нерезко. У больных с этим генетическим вариантом описано возникновение нейро-сенсорной тугоухости и атрофий дисков зрительных нервов [4]. Остальные генетические варианты аутосомно-до-минантных аксональных НМСН встречаются с равной частотой и не имеют особенностей клинических проявлений, за исключением НМСН2В (мутации гена RAB7), для которой характерны выраженные чувствительные нарушения.
Наиболее распространенным вариантом аутосомно-рецессивных НМСН является тип 4А, обусловленный мутациями в гене GDAP1 на хромосоме 8q13-q21.1 [9]. Продукт гена локализован на наружной мембране митохондрий и обеспечивает процесс фрагментации разветвленной ми-тохондриальной сети периферических нервов. У большинства обследованных больных, имеющих мутацию в гене GDAP1, значения СПИ по срединному нерву больше соответствуют аксональному варианту НМСН или являются промежуточными (хотя описаны и демиелинизирующие фенотипы НМСН4А). Для этого варианта характерна ранняя манифестация процесса - в возрасте от 1 до 5 лет, а также распространение процесса на мышцы бедер, в связи с чем при длительности заболевания более 10 лет у больных могут появляться приемы Говерса. Отмечается также выраженная эквиноварусная деформация стоп и деформа-
ция кистей по типу "когтистой лапы". Характерной особенностью НМСН4А является раннее выпадение сухожильных рефлексов с нижних и верхних конечностей, а также выраженные расстройства глубокой чувствительности при длительном отсутствии поверхностной гипестезии. У некоторых больных НМСН с мутациями в гене ОЭЛР1 наблюдались огрубление голоса (обусловленное парезом голосовых связок) и пирамидная симптоматика в ногах. При ЭНМГ у больных с НМСН типа 4А выявляются характерные признаки аксонопатии, с особенно значительным поражением сенсорных волокон периферических нервов [5, 9].
Остальные генетические варианты НМСН4 встречаются крайне редко.
Важный этап медико-генетического консультирования семей, отягощенных НМСН, - выявление генетического варианта с использованием молекулярно-генетических методов. Идентификация генетического варианта необходима для решения вопросов наличия мутации у родственников пробанда, определения риска рождения у них больного ребенка и планирования способов дородовой диагностики. Однако существование генетической гетерогенности и значительного сходства клинических проявлений НМСН создает значительные трудности при проведении молекулярной диагностики - весьма дорогостоящей процедуры ДНК-анализа. Всё это определяет необходимость создания алгоритма идентификации генетического варианта НМСН, который позволит сократить временные и материальные затраты на проведение диагностического этапа и повысит его эффективность. В основу такого алгоритма должны быть положены различия в частоте встречаемости различных вариантов НМСН, возрасте начала, типах наследования, показателях СПИ по срединному нерву и особенностях клинических проявлений и течения заболевания.
Таким образом, для планирования алгоритма ДНК-диагностики с целью выявления генетического варианта врачу-неврологу (нейрогенетику) необходимо: 1) провести генеалогический анализ; 2) определить возраст манифестации заболевания; 3) получить показатели СПИ по срединному нерву; 4) оценить результаты неврологического осмотра. Суммарный анализ этих показателей позволит диагностировать периферическую полиневропатию, определить тип наследования заболевания и отдифференцировать аксональные и демиелинизирующие варианты НМСН (рис. 1).
Диагноз подтверждается на основании особенностей клинических проявлений и признаков поражения периферических нервов при проведении ЭНМГ-исследования. На основании СПИ по срединному нерву проводится отнесение заболевания к демиелинизирующему или аксо-нальному варианту НМСН. Дальнейшая дифференциация происходит на основании типа наследования, возраста манифестации заболевания и особенностей клинических проявлений.
При выявлении у пробанда скоростей проведения импульса ниже 38 м/с необходимо в первую очередь иссле-
Рис. 1. Алгоритм дифференциальной диагностики различных типов НМСН.
НМСН1 - миелинопатия
GD/ АР1
\ 1
БН3ТС2
1 Г
МТМЯ2
1 !
EG Я2
<10
1 1
Ро
1 1
EGR2
1 1
ИТАГ
г
10-30
1 1
РМР22 DUP
1 1
Ро
1 1
Единственный больной в семье
СПИ по п. теС1апив
<10
1 1
Ро
1 <
EGR2
1 1
GDAP1
\ 1
10 30
1 г
РМР22 DUP
-ю
1 г
Ро
1 г
С?
* г
GJB1
1 г
Ро
Другие гены
Рис. 2. Дифференциальная диагностика и последовательность исследования генов при миелинопатиях.
довать мутации генов белков миелиновой оболочки нерва (рис. 2).
В семьях с аутосомно-рецессивным наследованием миелинопатий последовательность молекулярно-генетичес-кого анализа генов построена в зависимости от частот встречаемости соответствующих мутаций. Частота выявления мутаций в генах миелинопатий в порядке убывания выглядит следующим образом: ООАР1-БН3ТС2-МТМЯ2-ЕОЯ2. В семьях с аутосомно-доминантным типом наследования и при наличии единственного больного в семье важным признаком, позволяющим спланировать последовательность исследования мутаций, является СПИ по срединному нерву. При ее резком снижении (<10 м/с) имеет смысл начинать поиск мутаций с гена Р0 (МР1) и далее (в случае отрица-
тельного результата скрининга) исследовать гены ЕОЯ и ИТАЯ. При значениях СПИ 10-30 м/с наиболее частой причиной заболевания является дупликация на хромосоме 17р11.2-р12 в области гена РМР22, а второй по частоте причиной болезни у мальчиков являются наследуемые по Х-сцепленному доминантному типу мутации гена GJB1.
Аксонопатии еще более, чем миелинопатии, являются генетически гетерогенными. У большинства больных не удается найти мутацию, даже исследовав все известные на сегодняшний день гены. Важными диагностическими признаками, позволяющими спланировать алгоритм ДНК-диагностики, являются тип наследования и возраст манифестации заболевания. Кроме того, есть единственная форма аксонопатии, при которой преимущественно
N
20 Ат > Нервные болезни
НМСН2 - аксонопатия
Рис. 3. Дифференциальная диагностика и последовательность исследования генов при аксонопатиях.
поражаются периферические нервы верхних конечностей, - HMCH2D, причиной которой являются мутации гена GARS (рис. 3).
Рис. 4. Дифференциальная диагностика и последовательность исследования генов при "промежуточном" типе НМСН.
При планировании алгоритма ДНК-диагностики НМСН необходимо иметь в виду наличие вариантов НМСН, при которых СПИ по срединному нерву имеет промежуточное значение и варьирует у пораженных членов одной семьи (особенно это относится к типу 1Х), а также тот факт, что при различных мутациях в одном и том же гене иногда может возникать как демиелинизирующий, так и аксональный вариант НМСН (рис. 4).
Таким образом, предлагаемые в настоящей статье алгоритмы диагностики демиелинизирующих и аксональных генетических вариантов НМСН основаны как на собственных многолетних исследованиях авторов, так и на анализе обширных данных литературы.
Список литературы
1. Бадалян Л.О., Скворцов И.А. Клиническая электронейромио-графия. М., 1986.
2. Дадали Е.Л. и др. // Мед. генетика. 2003. № 5. С. 194.
3. Bergoffen J. et al. // Science. 1993. V. 262. P. 2039.
4. Chung K.W. et al. // Brain. 2006. V. 129. P. 2103.
5. Claramunt R. et al. // J. Med. Genet. 2005. V. 42. P. 358.
6. De Jonghe P. et al. // Ann. N.Y Acad. Sci. 1999. V. 883. P. 389.
7. De Jonghe P. et al. // J. Peripher. Nerv. Syst. 1997. V. 2. P. 370.
8. Mersiyanova I.V. et al. // Hum. Mutat. 2000. V. 15. P. 340.
9. Nelis E. et al. // Neurology. 2002. V. 59. P. 1865.
10. Roa B.B. et al. // Hum. Mutat. 1996. V. 7. P. 36.
11. Senderek J. et al. // Hum. Mol. Genet. 2003. V. 12. P. 349.
12. Zuchner S., Vance J.M. // Nat. Clin. Pract. Neurol. 2006. V. 2. P. 45.
13. http://www.molgen.ua.ac.be/CMTMutations/Home/Default.cfm
