CC BY
8УДК 616-091-018.2-056.7-07
А. А. Гусина1, А. С. Сталыбко1, М. И. Колыбенко2, Н. П. Бортновская2, Н. Б. Гусина1
СЛУЧАЙ НЕОНАТАЛЬНОГО СИНДРОМА МАРФАНА, ОБУСЛОВЛЕННЫЙ НОВОЙ МУТАЦИЕЙ В ГЕНЕ FBN1
Республиканский научно-практический центр «Мать и дитя» Республика Беларусь, 220053, г. Минск, ул. Орловская, д. 66, корп. 9 e-mail: [email protected] ^Учреждение здравоохранения «Гомельский областной диагностический медико-генетический центр с консультацией „Брак и семья"» Республика Беларусь, 246022, Гомель, ул. Кирова, д. 57
Неонатальный синдром Марфана (нСМ) — редкое и наиболее тяжелое проявление фенотипического спектра синдрома Марфана. Большинство случаев нСМ возникает в результате мутаций de novo в 23-32 экзонах гена FBN1. Для молекулярно-генетического исследования были использованы образцы ДНК пробанда и родителей. Пациенту было проведено секвенирование по Сэнгеру 24-32 экзонов, его родителям — 26 экзона и фланкирующих интронных последовательностей гена FBN1. Пробанд мужского пола родился с длиной тела 56 см (>97-го перцентиля). При рождении отмечены черепно-лицевые дисморфии, множественные контрактуры суставов, выраженная арахнодактилия, мегалокорнеа. В возрасте четырех месяцев выявлено расширение корня аорты (КА) до 18 мм (z = +5,2). В 8 месяцев отмечено увеличение расширения КА до 26 мм (z = +10,49), развитие недостаточности атриовентрикулярных клапанов, легочной гипертензии и сердечной недостаточности (СН). Ребенок умер в 10 месяцев от прогрессирующей СН. В результате секвенирования 24-32 экзонов гена FBN1 у пробанда была выявлена замена c.3172G>T в 26 экзоне гена FBN1, которая приводит к замещению остатка глицина в кодоне 1058 на цистеин. У родителей пробанда этот вариант не был обнаружен. Мутация не описана ранее в литературе и не зарегистрирована в контрольных выборках Genome Aggregation Database. По совокупности сведений, с учетом Генстких критериев, клинической картины заболевания у пробанда, отсутствия мутации c.3172G>T у родителей пациента и в контрольных выборках открытых баз данных, выявленный вариант классифицирован как патогенный, возникший de novo.
Ключевые слова: неонатальный синдром Марфана, мутации в гене FBN1, фибриллин 1, фибриллинопатия, неонатальный, врожденная эмфизема легких, недостаточность атриовентрикулярных клапанов, хроническая сердечная недостаточность.
Введение
Синдром Марфана (ОМ1М 154700) — одно из самых частых наследственных заболеваний соединительной ткани. Распространенность СМ составляет 2-3:10000 [1]. Развитие заболевания обусловлено мутациями в гене ЕБЫ1 [2]. Термин «неонатальный синдром Марфана» (нСМ) для описания наиболее тяжелых случаев, которые ранее характеризовали как инфантильный, врожденный или тяжелый перинатальный СМ, впервые использовали в 1991 г. Випйпх и соавторы [3]. Частота нСМ среди пациентов с СМ младше 18 лет составляет 14% [4]. Диагностические критерии для нСМ, в отличие от классического СМ, не разработаны. Ключевыми отличиями этой фор-
мы заболевания являются манифестация при рождении или в неонатальном периоде, тяжелая быстропрогрессирующая недостаточность атриовентрикулярных клапанов (АВК), приводящая к развитию хронической сердечной недостаточности (СН), которая является основной причиной смерти таких пациентов в течение первых двух лет жизни [5, 6]. Характерными проявлениями нСМ также считают врожденную эмфизему легких [7], дряблость, «избыточность» кожи, «старческий вид» ребенка, контрактуры суставов, мегалокорнеа, подвывих хрусталиков [1], дефекты диафрагмы (грыжа, эвентрация), арахнодактилию, расширение крупных сосудов [8]. В отличие от классического СМ большинство случаев
нСМ возникает в результате мутаций de novo в 23-32 экзонах гена FBN1 [6].
Материалы и методы
В качестве материала для молекулярно-гене-тического исследования использовали образцы ДНК пробанда и родителей, выделенные из лейкоцитов методом солевой экстракции [9]. Родители пациента дали информированное согласие на проведение молекулярно-генети-ческого тестирования им и ребенку. Пациенту было проведено секвенирование по Сэнгеру 24-32 экзонов, его родителям — 26 экзона и фланкирующих интронных последовательностей гена FBN1 на автоматическом анализаторе ABI 3500 (Applied Biosystes, США). Амплификация экзонов гена проводилась с помощью олигонуклеотидных праймеров, предложенных Nijbroek и соавторами [10] на амплификаторе Veriti Thermal Cycler (Applied Biosystems, США). Данные секвенирования соотносили с референтной последовательностью NM_000138.5. Поиск сведений о мутации осуществлялся в открытых базах данных о мутациях в гене FBN1 (http://www. umd.be/FBN1/, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ clinvar/?term=FBN1[gene]), а также в выборках Genome Aggregation Database.
Оценку патогенности выявленных мутаций осуществляли на основании Гентских критериев от 2010 г. [11], а также с использованием ресурса VarSome (https://varsome.com/).
Результаты и обсуждение
Пробанд мужского пола родился от первой беременности у молодых супругов, состоящих в неродственном браке. Роды произошли в срок путем кесарева сечения. Пробанд родился с массой 2700 г (3-й перцентиль), длиной тела 56 см (>97-го перцентиля), окружностью головы 35 см (50-й перцентиль), с оценкой по шкале Апгар 8/8 баллов. При рождении у про-банда отмечены черепно-лицевые дисморфии, множественные контрактуры суставов, выраженная арахнодактилия, мегалокорнеа.
В 4 месяца пациент госпитализирован в связи с белково-энергетической недостаточностью (дефицит массы тела 24%) и задержкой психомоторного развития. При поступлении масса 4270 г (менее 3-го перцентиля), длина тела 70 см (более 97-го перцентиля, + 14 см за
4 месяца), мышечная гипотония, задержка психомоторного развития: голову не удерживает, улыбается и гулит редко, прослеживает за предметом непостоянно, опоры на предплечья нет, проба на тракцию отрицательная, сухожильные рефлексы одинаковы с обеих сторон.
При эхокардиографии (ЭХО-КГ) выявлено расширение корня аорты до 18 мм ^ = +5,2), открытое овальное окно 3,3 мм и расположенное рядом межпредсердное сообщение — 2,0 мм, расширение правого предсердия. Изменений со стороны клапанов сердца, признаков недостаточности клапанов не отмечено, сократительная функция миокарда сохранена. На электрокардиограмме (ЭКГ): ритм синусовый, отклонение электрической оси сердца вправо, признаки перегрузки правого предсердия, правого желудочка, неполная блокада правой ножки пучка Гиса, нерезко выраженные диффузные изменения в миокарде. Кардиологом констатирована недостаточность кровообращения (НК) 1 степени и назначена терапия эналаприлом. При рентгеногарфии и компьютерной томографии (КТ) легких обнаружены воронкообразная деформация грудной клетки, деформации обеих ключиц, фиброателектаз нижней доли правого легкого, фиброзные изменения в задних сегментах обоих легких, частичная релаксация правого купола диафрагмы. При ультразвуковом исследовании головного мозга обнаружена минимальная смешанная гидроцефалия, вазоконстрикция по артериальному типу. При бронхоскопии, ультразвуковом исследовании органов брюшной полости, эзофагогастроду-оденоскопии патологических изменений не найдено. В общем анализе крови: лейкоцитоз 19,2х109, гемоглобин 158 г/л, эритроциты 5.13х1012/л, лекоцитарная формула и СОЭ не изменены. В общем анализе мочи отмечено большое количество фосфатов. В копрограмме патологических изменений не выявлено.
Для коррекции дефицита массы тела введено дополнительное кормление через зонд. Медикаментозное лечение включало эналаприл, витамины А и Е, пантокальцин. Спустя 21 день пациент выписан с массой 4390 (+120 г).
В возрасте 8 месяцев пациент был госпитализирован в связи с внегоспитальной пневмонией. При поступлении в стационар масса тела 4800 г (менее 3-го перцентиля, дефицит массы тела 39%), выраженная задержка психомотор-
ного развития: ребенок не удерживает голову, не переворачивается на живот, не лепечет. При ЭХО-КГ выявлено прогрессирование расширения корня аорты до 26 мм (+8 мм за 5 месяцев, z = +10,49), расширение ствола легочной артерии (ЛА), легочная гипертензия, регурги-тация 2 ст. на клапане ЛА, изменения створок митрального клапана (МК), пролапсы МК и трикуспидального клапанов (ТК) с регургита-цией 2 ст. на этих клапанах, расширение правых отделов сердца, гипертрофия миокарда левого желудочка.
ЭКГ по сравнению с исследованием в возрасте 4 месяцев — без существенных изменений. При Холтеровском мониторировании ЭКГ зафиксированы основной синусовый ритм, неполная блокада правой ножки пучка Гиса, нарушение процессов реполяризации. При Р-графии органов грудной клетки в отмечено расширение тени средостения за счет камер сердца (кардио-торакальный индекс 0,60). Кардиологом установлены недостаточность клапана ЛА 2 ст., ТК 2 ст., МК 3 ст., легочная гипертензия, НК 2А ст.
В период пребывания в стационаре у пациента развился обструктивный ателектаз левого легкого, в связи с чем он был переведен в отделение интенсивной терапии. Пациент получал антибактериальную терапию, метопролол,
фуросемид, эналаприл, аэрозоль пульмовента, свежезамороженную плазму. Спустя 1,5 месяца от момента госпитализации переведен под паллиативное наблюдение в стационар по месту жительства с массой 4945 г, где умер в возрасте 10 месяцев. Причиной смерти стала нарастающая СН.
В результате секвенирования экзонов гена РБЫ1 у пробанда была выявлена мутация p.Gly1058Cys (NM_000138.5:c.3172G>T). У родителей пациента мутация не была обнаружена. Результаты секвенирования показаны на рисунке.
В открытых базах данных и доступных авторам источниках литературы в гене РБЫ1 описано более 3000 патогенных, вероятно патогенных мутаций и вариантов с неопределенной клинической значимостью [12]. При нСМ наиболее частыми являются миссенс-мутации в 23-32 экзонах гена ГБЫ1, при этом 58% замен локализуются в 25 и 26 экзонах [13]. Редко причиной заболевания становятся нонсенс-мутации, мутации сплайсинга, делеции экзонов [5, 13, 14].
В нашем случае у пациента выявлена замена 3172G>T, что приводит к замещению остатка глицина на цистеин в позиции 1058. Мутация нарушает консервативную для cbEGF-like доменов последовательность аминокислот и со-
Рис. Результаты секвенирования 26 экзона гена ЕБЫ1 у пробанда и его матери А — мутация c.3172G>T в гетерозиготном состоянии у пробанда, Б — нормальная последовательность
26 экзона у матери пробанда
провождается появлением дополнительного остатка цистеина. Таким образом, в соответствии с Гентскими критериями пересмотра 2010 г. замена p.Gly1058Cys может расцениваться как патогенная. Мутация локализуется в 26 экзоне гена ЕБЫ1, который кодирует синтез 11-го cbEGF-like домена белка. Ранее в этом кодоне описаны мутации c.3172G>A (p.Gly1058Ser), p.Gly1058Asp (c.3173G>A), p.Gly1058Val (c.3173G>T), и р.^у1058_ Phe1059insCys (c.3175insTGC). Мутация p.Gly1058Asp выявлена у пациентки в возрасте 30 лет с классическим СМ [15], p.Gly1058Ser классифицирована как вариант с неопределенной клинической значимостью у пациента с изменениями со стороны сердечно-сосудистой системы, при этом заболевание у этого лица не было определено как СМ.
Мутация p.Gly1058_Phe1059insCys, при которой, как и в нашем случае, возникает дополнительный остаток цистеина, описана Milewicz и Duvic у пациента с нСМ [16]. По сведениям авторов, у этого ребенка так же, как и у нашего пациента, при рождении были обнаружены дисморфии, большие уши, дряблость, «избыточность» кожи лица и шеи, долихостеномелия, арахнодактилия, контрактуры суставов, гипотония. Кроме того, были отмечены килевидная деформация грудной клетки и двухсторонний подвывих хрусталиков. У описываемого нами пробанда была воронкообразная деформация грудной клетки и отсутствовал подвывих хрусталиков. При эхокардиографии у пациента Milewicz и Duvic выявлено расширение корня аорты, дисплазия МК. У ребенка быстро прогрессировала недостаточность аортального и митрального клапанов. В возрасте 7 месяцев вследствие нарастающей дыхательной недостаточности он был переведен на искусственную вентиляцию легких. Смерть наступила в 21 месяц. При аутопсии отмечены расширение корня аорты, расширение левого предсердия и желудочка, аномальное строение МК, клапанов аорты и легочной артерии, эмфизема легких и множественными буллами. Авторы отметили, что фибробласты пациента синтезировали нормальное количество фибриллина 1, однако его секреция в межклеточное вещество была замедленной. Содержание фибриллина 1 в экс-трацеллюцярном матриксе в культуре клеток пациента было снижено и присутствовал профи-
бриллин, что и ранее было отмечено у пациентов с нСМ. По мнению исследователей, появление дополнительного остатка цистеина приводит к нарушению образования дисульфидных связей и правильной структуры доменов, изменяет междоменные взаимодействия, в результате чего мутантные молекулы дольше приобретают структуру необходимую для секреции и поэтому более длительное время пребывают в клетке. Milewicz и Duvic также предположили, что формирование дисульфидных связей между молекулами фибриллина 1 в экстрацеллюлярном матриксе также может быть неправильным.
Как правило, развитие нСМ обусловлено мутациями, возникшими de novo. Описаны случаи, когда нСМ был диагностирован у детей, родители которых страдали СМ либо были феноти-пически здоровы, однако являлись носителями мутаций в гене FBN1 в мозаичной форме [5]. Терминальный мозаицизм у лиц, имеющих детей с нСМ, также является хорошо известным феноменом, распространенность которого, по мнению многих авторов, недооценена [5]. В нашем случае при исследовании геномной ДНК, выделенной из лейкоцитов крови родителей пробанда, мутация обнаружена не была, что позволяет предположить мутацию de novo, однако не исключает возможности терминального мозаицизма. Таким образом, риск повторного рождения ребенка с данным заболеванием в этой семье был определен равным 2-3%.
Прогноз при нСМ неблагоприятный: летальность при этом заболевании составляет более 50% [1, 8, 13]. По сведениям Stheneur и соавторов факторами неблагоприятного прогноза являются расширение аорты, недостаточность функции клапанов сердца, наличие диафраг-мальной грыжи, мутации в 25 и 26 экзонах гена FBN1. Таким образом, прогноз у нашего пациента расценивался как неблагоприятный на основании результатов молекулярно-гене-тического исследования еще до выявления недостаточности АВК.
Подходы к лечению нСМ изучены недостаточно. С целью замедления прогрессирова-ния расширения крупных сосудов применяют бета-блокаторы, антагонисты рецепторов ангиотензина II, комбинированную терапию этими препаратами [17]. При развитии — ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента, мочегонные [1]. Хирургическая
коррекция недостаточности клапанов сердца существенно улучшает состояние пациентов и прогноз заболевания [1, 18].
Пренатальная диагностика нСМ с учетом тяжести клинических проявлений и неблагоприятным прогнозом заболевания представляется актуальной как для семей, имеющих детей с этим заболеванием, при невозможности уточнить наличие герминального мо-заицизма, так и для родителей, страдающих СМ. Подробное исследование возможностей инструментальной пренатальной диагностики нСМ представлено Veiga-Fernandez и соавторами [8]. Следует отметить, что признаки нСМ можно обнаружить с помощью ультразвукового исследования или магнитно-резонансной томографии, как правило, не ранее второго триместра беременности. В случаях, когда у пробанда установлена мутация в гене FBN1, возможно проведение пренатальной диагностики в ранние сроки беременности или пре-димплантационной диагностики.
Заключение
Неонатальный синдром Марфана — весьма редкое наследственное заболевание из группы наследственных дисплазий соединительной ткани. Нам удалось диагностировать новый случай синдрома, обусловленный не описанной ранее мутацией в 26 экзоне гена FBN1 и определить особенности фенотипа, ассоциированные с наличием дополнительного остатка цистеина в 11-м cbEGF-like домене фибриллина 1. Ранняя молекулярная диагностика позволяет верифицировать диагноз нСМ, оптимизировать лечение, уточнить прогноз и оценить риск повторного рождения ребенка с нСМ в семье.
Список использованных источников
1. Elliott, J. A case of neonatal Marfan syndrome: a management conundrum and the role of a multidisciplinar team / J. Elliott [et al] // Case Rep. Pediatr. - 2017. - Vol. 2017. - P. 1-6. doi: 10.1155/2017/8952428.
2. Dietz, H. C. Marfan syndrome caused by a recurrent de novo missense mutation in the fibrillin gene / H. C. Dietz [et al] // Nature. - 1991. -Vol. 352. - P. 337-339.
3. Buntinx, I. M. Neonatal Marfan syndrome with congenital arachnodactyly, flexion contractures, and severe cardiac valve insufficiency /
I. M. Buntinx [et al] // J Med Genet. - 1991. - Vol. 28. - P. 267-273.
4. Faivre, L. Clinical and molecular study of 320 children with Marfan syndrome and related type I fibrillinopathies in a series of 1009 probands with pathogenic FBN1 mutations / L. Faivre [et al] // Pediatrics. - 2009. - Vol. 123. - P. 391-398.
5. Le Gloan, L. Neonatal Marfan Syndrome: report of a case with an inherited splicing mutation outside the neonatal domain / L. Le Gloan [et al] // Mol. Syndromol. - 2015. - Vol. 6. - P. 281286. doi 10.1159/000443867.
6. Sole-Ribalta, A. Neonatal Marfan syndrome: a rare, severe, and life-threatening genetic disease / A. Sole-Ribalta [et al] // J. Pediatr. - 2019. -Vol. 211. - P. 221. doi 10.1016/j.jpeds.2019.03.033.
7. Hennekam, R. C. Severe infantile Marfan syndrome versus neonatal Marfan syndrome / R. C Hennekam // Am. J. Med. Genet. A. - 2005. -Vol. 139, № 1. - P. 1.
8. Veiga-Fernandez, A. Perinatal diagnosis and management of early-onset Marfan syndrome: case report and systematic review / A. Veiga-Fer-nandez [et al] // The journal of maternal-fetal & neonatal medicine. - 2019. - Vol. 17. - P. 1-12. doi.org/10.1080/14767058.2018.1552935
9. Salah, M. A. Universal and rapid salt-extraction of high quality genomic DNA for PCR-based techniques / M. A. Salah [et al] // Nucleic Acids Res. - 1997. -Vol. 25, № 22. - P. 4692-4693.
10. Nijbroek, G. Fifteen novel FBN1 mutations causing Marfan syndrome detected by hetero-duplex analysis of genomic amplicons / G. Nijbroek [et al] // Am. J. Hum. Genet. - 1995. - Vol. 57, № 1. - P. 8-21.
11. Loeys, B. L. The revised Ghent nosology for the Marfan syndrome / B. L. Loeys [et al] // J. Med. Genet. - 2010. - Vol. 47. - P. 76-485. doi:10.1136/jmg.2009.072785
12. Collod-Béroud, G. Update of the UMD-FBN1 mutation database and creation of an FBN1 polymorphism database / G. Collod-Béroud [et al] //. Hum. Mutat. - 2003. - Vol. 22. - P. 199208. doi: 10.1002/humu.10249.
13. Stheneur, C. Prognosis factors in probands with an FBN1 mutation diagnosed before the age of 1 year / C. Stheneur [et al] //Pediatric Research. - 2011. - Vol. 69, № 3. - P. 265-270. doi: 10.1203/pdr.0b013e3182097219.
14. Maeda, J. Variable severity of cardiovascular phenotypes in patients with an early-onset
form of Marfan syndrome harboring FBN1 mutations in exons 24-32 / J. Maeda [et al] // Heart Vessels - 2016. - Vol. 31, № 10. - P. 1717-1723. doi: 10.1007/s00380-016-0793-2.
15. Arbustini, E. Identification of Sixty-two Novel and Twelve Known FBN1 Mutations in Eighty-one Unrelated Probands With Marfan Syndrome and Other Fibrillinopathies / E. Arbustini [et al] // Hum Mutat. - 2005. - Vol. 26, № 5. - P. 494.
16. Milewicz, D. M. Severe neonatal Marfan syndrome resulting from a de novo 3-bp inser-
tion into the fibrillin gene on chromosome 15 /
D. M. Milewicz [et al] //Am. J. Hum. Genet. -1994. - Vol. 54, № 3. - P. 447-453.
17. Lu-Hang Liu. Losartan in combination with propranolol slows the aortic root dilatation in neonatal Marfan syndrome / Lu-Hang Liu [et al] // Pediatr. Neonatol. 2018. - Vol. 59, № 2. -P. 211-213. doi: 10.1016/j.pedneo.2017.07.005
18. Tognato, E. Neonatal Marfan Syndrome /
E. Tognato [et al] // Am. J. Perinatal. -2019. -Vol. 36 (suppl S2). - P. S74-S76
А. А. Gusina1, А. S. Stalybko 1, M. I. Kolybenko 2, N. P. Bartnovskaja2, N. B. Gusina1
A CASE OF NEONATAL MARFAN SYNDROME CAUSED BY A NEW
MUTATION IN THE FBN1 GENE
Republican Scientific and Practical Centre "Mother and Child" 66/9 Orlovskaya St., 220053 Minsk, the Republic of Belarus e-mail: [email protected] 2Health Care Institution "Gomel Regional Diagnostic Medicogenetic Centre with Consultation "Marriage and Family" 57, Kirov St., 246022 Gomel, the Republic of Belarus
Neonatal Marfan syndrome (nMFS) is the rare and most severe manifestation of the phenotypic spectrum of Marfan syndrome. The majority of nMFS cases result from de novo mutations in 23-32 exons of the FBN1 gene. DNA samples from a proband and his parents were used for molecular genetic testing. The patient underwent Sanger sequencing of 24-32 exons and his parents of exon 26 and flanking intron sequences of the FBN1 gene.The male proband was born with a body length of 56 cm (>97th percentile). At birth, cranio-facial dysmorphia, multiple joint contractures, sever arachnodactyly, and megalocornea were noted. At the age of 4 months, aortic root (AR) enlargement to 18 mm was revealed (z = +5.2). AR ectasia reached 26 mm (z = +10.49) and the development of atrioventricular valve insufficiency, pulmonary hypertension and heart failure were observed at 8 months. The child died at 10 months from progressive heart failure. Sequencing of 24-32 exons of the FBN1 gene in the proband revealed the c.3172G>T substitution in exon 26 of the FBN1 gene, which leads to the replacement of the glycine residue in codon 1058 with cysteine. The mutation was not detected in proband's parents. The mutation has not been previously described in literature or registered in the control samples of the Genome Aggregation Database. Based on the cumulative data and taking into account the Ghent criteria, the clinical picture of the disease in the proband, the absence of the c.3172G> T mutation in patient's parents and in the control samples of open databases, the identified variant was classified as pathogenic and arisen de novo.
Keywords: neonatal Marfan syndrome, FBN1 gene mutations, fibrillin 1, fibrillinopathy, neonatal, congenital pulmonary emphysema, atrioventricular valve insufficiency, congestive heart failure.
Дата поступления статьи: 6марта 2020 г.
