Врожденные нарушения гликозилирования

Полный текст

Введение

Ранняя диагностика врожденных наследственных заболеваний и своевременная их терапия в случае курабельности способны снизить перинатальные потери и детскую смертность. Особый интерес вызывают врожденные нарушения гликозилирования (CDG) в силу их многочисленности и трудности диагностики [8]. Нераспознанная причина и отсутствие адекватного лечения могут быстро привести к смерти новорожденного, тогда как лечение определяет хороший прогноз [43].

Цель данного обзора — описать современные представления об этиологии, патогенезе, клинике, диагностике и лечении врожденных нарушений гликозилирования и их особенностях у новорожденных.

История

Первоначально CDG были описаны Jaak Jaeken в 1980 г. в статье под названием «Семейная психомоторная отсталость с колеблющимися уровнями пролактина, ФСГ и ЛГ, частичным дефицитом ТТГ в сыворотке, повышение сывороточной арилсульфатазы А и белка CSF: новый синдром?» [20].

В настоящее время выявлено более 130 врожденных нарушений метаболизма с участием N- и О-гликозилирования. Исследования CDG по лучили огромный толчок с 1999 г. благодаря совместной работе проектов EUROGLYCAN и EUROGLYCANET (европейская сеть для продвижения исследований, диагностики и лечения растущей группы редких заболеваний), которые первоначально финансировались из European Commission’s Framework Programmes. В результате проекта EURO-CDG были разработаны улучшенные диагностические методы, которые позволили выявить большое число CDG, сократить время на постановку диагноза и диагностировать CDG у пациентов, которые оставались «неизвестными» в течение многих лет [16].

Классификация

Как правило, нарушения гликозилирования могут быть либо врожденными, либо приобретенными. Врожденные нарушения гликозилирования первоначально назывались синдромами гликопротеинов с дефицитом углеводов, а после 2000 г. были переименованы во врожденные нарушения гликозилирования. В 2009 г. была предложена классификация CDG в зависимости от типа дефекта гликозилирования, в которой выделено четыре варианта [8]: 1) дефекты N-гликозилирования; 2) дефекты О-гликозилирования; 3) дефекты гликозилирования липидов и гликозилирования гликозил-фосфатидил-инозитола (GPI); 4) дефекты в других путях гликозилирования. Различают два основных типа CDG: I тип включает дефекты сборки и переноса молекулы олигосахаридов на процессируемый белок, II тип — нарушения процессинга. Так как несколько дефектов влияют на множественные пути гликозилирования, искусственное различие между CDG I и II типов было заменено плоской номенклатурой, просто связывающей гены [14].

CDG I типа включает нарушение синтеза предшественников олигосахаридов, связанного с липидом, и его перенос в полипептидную цепь белка: 15 подтипов (*OMIM, Online Mendelian Inheritance in Man updated 1 March 2013): PMM2-CDG (CDG-Ia), PMI-CDG (CDG-Ib), ALG6CDG (CDG-Ic), ALG3-CDG (CDG-Id), ALG12-CDG (CDG-Ig), ALG8-CDG (CDG-Ih), ALG2-CDG (CDGIi), DPAGT1-CDG (CDG-Ij), ALG1-CDG (CDG-Ik), ALG9-CDG (CDG-Il), RFT1-CDG (CDG-ln), ALG11CDG (CDG-Ip), DDOST-CDG (CDG-Ir): TUSC3CDG, MAGT1-CDG.

CDG II типа подразделяют на два подтипа: MGAT2-CDG (CDG-IIa) и GCS1CDG (CDG-IIb). С учетом того что на сегодняшний день активно используется молекулярная диагностика в изу чении CDG, в ближайшее время можно ожидать изменения и дополнения данной классификации. И уже сегодня известны несколько новых типов CDG II, не вошедшие в эту классификацию.

Патогенез

Правильное гликозилирование имеет большое значение для поддержания нормальной биологической активности белков, а его нарушение приводит к синтезу гликопротеинов с измененной функцией [7]. Гликозилирование составляет основу гетерогенности белков [39]. Это означает, что определенный гликопротеин может существовать во многих молекулярных вариантах, которые различаются по структуре углеводов (гликоформы). У здоровых людей гликопротеины имеют нормальную структуру изоформы белков, которая может изменяться при многих заболеваниях. При этом возникают генетические дефекты, приводящие к дефициту или потере активности ферментов, участвующих в синтезе и обработке гликанов, или к дефициту конкретных транспортеров. Генетические дефекты вызывают тяжелые мультиорганные и мультисистемные расстройства, которые проявляются уже в первые месяцы жизни. Около 20 % пациентов не доживают до 5 лет. Важная информация была получена на моделях, тем самым установлены многочисленные вклады гликанов в регуляции функций клеток и органов [29]. Функциональные нарушения могут быть сгруппированы на основе их вклада в реакции гликозилирования.

1. Гены, кодирующие гликозилтрансферазные ферменты

Геном человека включает около 200 генов гликозилтрансфераз [46]. Большинство гликозилтрансфераз представляют собой трансмембранные белки, закрепленные на мембранах эндоплазматического ретикулума (ER) и аппарате Гольджи [2]. Дефекты гликозилтрансферазы, участвующей в сборке липидсвязанного олигосахарида, ограничивают доступность субстрата для переноса его на акцепторные белки [17]. Такие дефекты N-гликозилирования приводят к образованию гликопротеинов, не имеющих целых N-гликановых цепей. В результате возникают нарушения сборки белка, секреции, а на уровне организма такие дефекты приводят к многочисленным дисфункциям органов. Часто встречаются неврологические симптомы, поражение печени и сердца, эндокринологические расстройства [48]. Например, О-маннозилирование является модификацией α-дистрогликана, который обеспечивает правильное взаимодействие между сарколеммой и внеклеточным матриксом [24]. Такое взаимодействие необходимо для сохранения целостности мышечных волокон, миграции нейронов в коре и для построения архитектуры сетчатки [1]. Поскольку α-дистрогликаны служат основными носителями цепей О-маннозы, нарушение О-маннозилирования приводит к мышечной дегенерации, аномалиям мозга и скелета. Клинически эти расстройства относятся к врожденным мышечным дистрофиям (синдром Уокера – Варбурга, синдром Фукуямы). На сегодняшний день известны 12 генов, вызывающих врожденные мышечные дистрофии, хотя функции некоторых из этих генов не ясны. Другая форма О-связанного гликозилирования характеризуется добавлением фукозы (Fuc) к серину и треонину. Недостаток основных О-фукозилтрансфераз POFUT1 и POFUT2 еще не описан, но гетерозиготные мутации в гене POFUT1 были идентифицированы в случае болезни Delort-Degos [23].

2. Гены, участвующие в биосинтезе донорского субстрата

Несмотря на сотни гликозилтрансфераз, только 11 из них используется в качестве субстратов для сборки всех гликанов. Эти субстраты включают 9 активированных нуклеотидами сахаров и 2 связанных с долихофосфатами сахаров. Донорские субстраты биосинтезируются в цитозоле или в ядре при помощи сиаловой кислоты (Sia) в несколько стадий, включая взаимопревращение между изомерами моносахаридов. Донорские субстраты используют по классам гликозилирования, что означает, что дефекты в образовании отдельных активированных нуклеотидами сахаров оказывают большое влияние на структуры гликанов и приводят к тяжелым мультиорганным поражениям. Однако клиническая тяжесть данного дефекта гена широко варьирует в зависимости от уровня мутации. Например, было описано около 100 мутаций гена PMM2 (фосфоманномутазы), который представляет собой наиболее частую форму CDG и встречается в основном в Северной Европе [14]. В Дании 1 из 60 человек и 1 из 79 людей в Голландии являются носителями одной копии мутации. Фосфоманномутаза II встречается в цитоплазме и катализирует превращение маннозо-6-фосфата (Man-6-P) в маннозо-1-фосфат (Man-1-P), который является предшественником, необходимым для синтеза маннозы (GDP-Man) и долихол-P-маннозы (Dol-PMan) [4]. Оба донора представляют собой субстраты для маннозилтрансфераз, участвующих в синтезе липидсвязанного олигосахарида (LLO). Мутации, полностью отключающие активность PMM2, приводят к эмбриональной летальности, тогда как точечные мутации, которые оказывают минимальное влияние на ферментативную активность, будут вызывать только умеренные интеллектуальные нарушения [45]. В цитоплазме происходит превращение фруктозо-6-фосфата (Fru-6-P) в маннозо-6-фосфат (Man-6-P), который превращается в маннозо-1-фосфат (Man-1-Р). Man-1-P служит субстратом для GDP-Man, который имеет решающее значение для правильного N-гликозилирования. PMI-CDG является результатом мутаций в гене PMI, что приводит к дефициту фосфоманнозоизомеразы.

3. Гены, опосредующие транспорт донорских субстратов

Нуклеотид-активированные сахара синтезируются в цитозоле и ядре, но их необходимо транспортировать в просвет ER и аппарат Гольд жи для реакций гликозилирования. Большинство антипортеров специфичны для данного активированного нуклеотидами сахара, хотя также описаны мультиспецифические транспортеры. Например, SLC35D1 переносит UDP-GlcA и UDP-GalNa в ER и, наоборот, возвращает UMP в цитозоль. Эти два нуклеотид-активированных сахара участвуют в биосинтезе хондроитин-сульфата, основного компонента протеингликанов, секретируемых хондроцитами. Мутации в гене SLC35D1 вызывают нарушение скелета, называемое дисплазией Schneckenbecken, которая характеризуется тяжелыми аномалиями костей, приводящими к летальности новорожденных [35]. Мутация в гене SLC35С1, кодирующая перенос CDP-Fuc в аппарат Гольд жи, препятствует адгезии лейкоцитов и приводит к увеличению бактериальных инфекций [26]. Мутации в гене СМР-Sia SLC35A1 были обнаружены у пациентов с задержкой психомоторного развития, судорогами, атаксией, тромбоцитопенией, нарушениями со стороны почек и сердца [27]. Белок MPDU1 необходим для того, чтобы сделать доступными долихол-P-Man и долихол-P-Glc для маннозилтрансферазы. Механизм действия MPDU1 до сих пор неизвестен, но мутации в этом гене приводят к форме CDG с симптомами, характерными для нарушений N-гликозилирования, включая психомоторную задержку, гипотонию, судороги. Недавно описан новый транcпортер SLC39A8, необходимый для гомеостаза марганца в аппарате Гольджи, где марганец является кофактором β-1,4-галактозилтрансферазы. Мутации в SLC39A8 характеризуются нарушением интеллекта, аномалиями скелета, рецидивирующими инфекциями.

4. Гены, регулирующие локализацию гликозилтрансфераз

Точная локализация гликозилтрансфераз необходима для образования гликанов в аппарате Гольджи. Некоторые гликозилтрансферазы концентрируются в цис-Гольджи, тогда как другие накапливаются в транс-Гольджи. Механизмы, лежащие в основе распределения гликозилтрансфераз, до конца неясны, но в процесс вовлечены белки, регулирующие перенос везикул. Комплекс Conserved Oligomeric Golgi (COG) организует циркуляцию белков в цис- и транс-Гольджи, являясь как бы тросом для связывания везикул с мембранами [45]. На сегодняшний день описаны мутации в семи из восьми генов субъединиц COG. Наиболее серьезные заболевания наблюдаются в мутациях COG6, COG7 и COG8, связанных с тяжелыми неврологическими нарушениями, заболеваниями печени и приводящих к летальности в неонатальном периоде [47].

5. Гены, влияющие на гомеостаз секреторных органелл

Гликозилтрансферазы требуют дополнительных факторов, таких как ионы металла Mn2+ и другие условия окружающей среды, для осуществления реакций гликозилирования. Применение генетического подхода позволило выявить новые гены, которые влияют на гликозилирование путем подкисляющих и ионных составляющих. Ген ATP6VOA2 кодирует субъединицу Н-АТФ, локализованную в аппарате Гольджи, который, вероятно, регулирует рН в цис-Гольджи [18]. Мутации в гене ATP6VOA2 изменяют структуру Гольджи, но также вызывают накопление аномальных везикул [8]. Мутации в гене TMEM165 обусловливают нарушения гликозилирования с обширной клинической картиной. Пять пациентов, имеющих мутации в этом гене, имеют задержку роста, гипотонию, скелетные аномалии и гепатомегалию. TMEM165 представляет собой трансмембранный белок, локализованный на мембране аппарата Гольджи, но также он обнаружен на мембране эндосом и лизосом. Функция TMEM165 неясна, но, по-видимому, связана с переносом Са, который обычно находится в высоких концентрациях в аппарате Гольджи [9]. Возможно, но еще достоверно не известно, что дисфункции TMEM165 могут также влиять на импорт Mn2+, опосредуемый Са2+.

Секвенирование экзома продолжает раскрывать ранее неизвестные гены, вызывающие CDG. Это расширит наши знания о факторах, регулирующих гликозилирование, а также поставит новые вопросы относительно основных механизмов. Тот факт, что в первой половине 2017 г. были зарегистрированы пять новых CDG, иллюстрирует быстрое расширение этого семейства заболеваний: ATP6V1A-CDG, ATP6V1E1-CDG, PIGC-CDG, TRAPPC11-CDG и OGT-CD. Кроме того, была представлена новая мутация с дефектом в промоторе PMM2 [31].

Частота

Поскольку во всем мире нет реестров CDG, информация о частоте встречаемости случаев заболевания CDG отсутствует. Чтобы восполнить этот пробел, в ноябре 2016 г. различные лаборатории в Европе выполнили диагностику CDG и сформировали неофициальную таблицу, где i — фактическое количество пациентов для каждого типа молекулярно диагностированных CDG-I и CDG-II; ii — для типов менее чем с 4 пациентами с указанием инициалов и гражданства пациентов, чтобы избежать двойного подсчета пациентов с очень редким CDG; и iii — число «нерешенных» пациентов. Таким образом, в это исследование были включены только CDG с аномальным трансферрином IEF. Согласились поделиться своими данными следующие лаборатории: Барселона, Катания, Гейдельберг, Левин, Лилль, Лион, Мадрид, Неймеген, Париж, Порто, Прага и Таллин. Число пациентов с молекулярным диагнозом составляло 1350, в том числе 94 % с CDG-I и 6 % с CDG-II. Сообщалось о 20 разных типах CDG-I и 15 CDG-II. Что касается CDG-I, то PMM2-CDG, как и ожидалось, был наиболее распространенным типом (62 %; n = 834). ALG6-CDG был вторым по частоте (8 %; n = 101), за которым следовали SRD5A3-CDG (n = 43), ALG1-CDG (n = 41) и MPI-CDG (n = 36). Что касается CDG-II, то MANB1-CDG был зарегистрирован у наибольшего числа пациентов (n = 18), а затем следовал COG7-CDG (n = 10). Различные дефекты COG (COG1-CDG, COG4-CDG) были представлены у 33 пациентов. Распределение некоторых конкретных типов было поразительно иным в разных лабораториях. Например, почти все пациенты TMEM165-CDG (n = 5/6) были зарегистрированы в Левине, пациенты с SRD5A3-CDG главным образом — в Неймегене. Важно отметить, что некоторые пациенты, возможно, были засчитаны дважды. Наконец, число зарегистрированных молекулярно не решенных случаев было относительно небольшим (менее 100). Общее число диагностированных пациентов с CDG в Европе может значительно превышать 2500 при добавлении пациентов из Соединенного Королевства, Ирландии и стран Северной и Восточной Европы. Распространенность CDG в Европе могла бы тогда приблизиться к 0,1–0,5/100 000 [30]. Таким образом, CDG по-прежнему недооценивается даже в Европе — наиболее активном регионе в отношении скрининга CDG во всем мире. Этот диагноз приводит к недооценке ситуации, поскольку некоторые CDG можно лечить [25].

Клиника

Поражение печени является признаком почти всех N-связанных CDG. В основном это обусловлено увеличением уровня трансаминаз (например, наиболее распространенные CDG, PMM2-CDG), но иногда может проявляться как гепатомегалия, холестаз или печеночная недостаточность. Гистологически могут быть обнаружены фиброз печени, мальформация протоков, цирроз и стеатоз.

• PMM2-CDG (CDG-Ia): дефицит фосфоманномутазы II

Классический фенотип этого заболевания включает следующие симптомы: психомоторную задержку, атаксию, косоглазие, некоторые дисморфические особенности и коагулопатию. Большинство детей страдают эпилепсией, а некоторые — инсультоподобными эпизодами. Было показано, что самая высокая смертность возникает в первые годы жизни и вызвана поражением многих органов и систем (пищеварительный тракт, система кровообращения, почки, печень) [19]. Примерно 20 % новорожденных не доживают до первого года жизни. PMM2-CDG был впервые описан в 1980 г. Jaeken у сестер-близнецов [20]. Это было первое обнаруженное генетическое мультисистемное расстройство, характеризующееся дефектами гликозилирования, но в течение следующих 15 лет основной дефект оставался неизвестным. Только в 1995 г. было показано, что этот дефект был вызван дефицитом фермента фосфоманномутазы. Этот дефект является наиболее частым типом CDG (70 % всех синдромов CDG), который встречается у людей во многих частях мира (Северная и Западная Европа, США, Латинская Америка, Иран, Япония), но почти половина пациентов — жители Скандинавии [24].

• РMI-CDG (CDG-Ib): дефицит фосфоманнозо изомеразы

Клинический фенотип PMI-CDG был впервые описан в 1986 г. у 4 детей, чьи родители были из Канады [32]. В отличие от PMM2-CDG, эти пациенты имеют нормальный интеллект, у них в основном присутствуют симптомы поражения печени и кишечника (рвота, хроническая диарея, желудочно-кишечные кровотечения и белковая энтеропатия, повышенный риск тромбоза) [36]. У некоторых пациентов были обнаружены нарушения коагуляции и гипогликемия. Гистологическая картина печени указывает на врожденный фиброз, стеатоз или цирроз. Диагноз этого дефекта подтверждается значительным дефицитом фосфоманнозоизомеразы в лейкоцитах или фибробластах (активность снижалась примерно до 7 % от значений у здоровых людей) [18]. Лабораторные исследования показывают снижение уровня глюкозы в сыворотке крови, концентрации холестерина и белка, повышение трансаминаз, выявление протеинурии и низкий уровень антитромбина III.

• DPAGT1-CDG (CDG-Ij): дефицит N-ацетилглюкозаминилтрансферазы I

Генетический дефект DPAGT1-CDG был впервые описан в 2003 г. у девочки, а в 2012 г. — у мальчика [44]. Первый пациент имел тяжелую психомоторную задержку, гипотонию, судороги, дисморфию, экзотропию и микроцефалию, а у второго — имелось мультисистемное поражение, и он умер в возрасте 2,5 года.

• AlG1-CDG (CDG-Ik): дефицит β-1,4-маннозилтрансферазы I

Генетический дефект ALG1-CDG был впервые описан в 2004 г. [13]. Эти пациенты имели тяжелую психомоторную задержку с мышечной гипотонией, судорогами, микроцефалией и нефротическим синдромом, что привело к ранней смерти [10].

• AlG2-CDG (CDG-Ii): дефицит α-1,3-анназилтрансферазы II

Генетический дефект ALG2-CDG был впервые описан в 2003 г. у пациентки женского пола, и до сих пор не было выявлено новых случаев [33]. У этого пациента имелась психомоторная задержка с гипомиелинизацией, судорогами, двусторонними колобомами радужки и гепатомегалией. В лабораторных исследованиях показана типичная картина изоформ трансферрина для CDG I типа, накопление ManGlcNAc2-PP-Dol, значительное снижение активности α-1,3-маннозилтрансферазы II и снижение уровня факторов свертывания [42].

• AlG11-CDG (CDG-Ip): дефицит α-1,2-маннозилтрансферазы IV/V

Генетический дефект ALG11-CDG был впервые описан в 2010 г. в Турции у двух братьев и сестер, рожденных от кровнородственных родителей [36]. Данный тип характеризуется нарушением питания, гипотонией, эпилепсией и двусторонней глухотой. Девочка имела тяжелую психомоторную задержку, лицевой дисморфизм и умерла в возрасте 2 лет. В 2012 г. были диагностированы еще 3 пациента с этим дефектом [44].

• RFT1-CDG (CDG-In): недостаток флиппазы

Генетический дефект RFT1-CDG был впервые идентифицирован в 2008 г. [19]. На сегодняшний день были диагностированы 6 пациентов из шести семей. Все эти пациенты имели тяжелый неврологический синдром, в том числе глухоту как неотъемлемую особенность этого дефекта. Кроме того, у них отмечались отставание в физическом развитии, гипотония, эпилепсия, нарушение зрения, проблемы с питанием, микроцефалия и дисморфические особенности.

• AlG3-CDG (CDG-Id): дефицит α-1,3-маннозилтрансферазы VI

Некоторые клинические симптомы с подозрением на новый подтип CDG были впервые описаны в 1995 г. у немецкого мальчика, но биохимическая и молекулярная диагностика и подтверждение этого дефекта были даны позже, в 1999 г. [41]. До сих пор диагностировано только шесть пациентов. У данных пациентов отмечаются психомоторная задержка, микроцефалия, колобома радужки, атрофия зрительного нерва, а также атрофия мозолистого тела [11].

• AlG9-CDG (CDG-Il): дефицит α-1,2-маннозилтрансферазы VII/IX

Генетический дефект ALG12-CDG был впервые описан в 2004 г. [11]. До сих пор известно только 2 пациента. Они имеют умеренную психомоторную задержку, судороги, мышечную гипотонию, диффузную атрофию мозга с задержкой миелинизации, тяжелую макроцефалию и гепатомегалию.

• AlG12-CDG (CDG-Ig): AlG12-CDG (CDG-Ig): дефицит α-1,6-маннозилтрансферазы VIII

Генетический дефект ALG12-CDG впервые был зарегистрирован в 2002 г. у девочки, рожденной от близкородственных родителей [6]. До сих пор было описано только 6 пациентов. Пациенты характеризуются умеренно тяжелой психомоторной задержкой, мышечной гипотонией, лицевым дисморфизмом, прогрессирующей микроцефалией, судорогами и частыми инфекциями верхних дыхательных путей. Биохимические исследования показали снижение уровня иммуноглобулина в сыворотке крови (IgG) и снижение коагуляционных факторов.

• AlG6-CDG (CDG-Ic): дефицит α-1,3-глюкозилтрансферазы I

Генетический дефект ALG6-CDG был впервые описан в 1980 г. у четырех детей из двух семей [3]. Это второе наиболее частое нарушение N-гликозилирования белка, и до сих пор было диагностировано 30 пациентов. Пациенты имеют умеренную психомоторную задержку (по сравнению с пациентами с PMM2-CDG), мышечную гипотонию, косоглазие и судороги [5].

• AlG8-CDG (CDG-Ih): дефицит α-1,3-глюкозилтрансферазы II

Генетический дефект ALG8-CDG был впервые описан в 2003 г. [21]. До сих пор было описано только 5 пациентов из четырех семей. Один пациент имел нормальное психомоторное развитие, и у него не отмечалось дисморфологических проявлений, но он имел тяжелую диарею и умеренную гепатомегалию. Из других клинических симптомов у пациентов наблюдались дисморфия, отеки, массивный асцит и почечная недостаточность. Накопление неполного промежуточного предшественника LLO — GlcMan9GlcNAc2-PP-Dol — в фибробластах является типичной особенностью этого заболевания. Комбинация аномалий коагуляционного фактора и энтеропатии указывают на CDG. Лабораторные данные включают анемию, тяжелую тромбоцитопению и первичный гипотиреоз. Обычные гематологические тесты показали, что фактор Х, протеин С и антитромбин III были снижены.

• DDOST-CDG (CDG-Ir): дефицит комплекса олигосахарилтрансферазы (OST)

Генетический дефект DDOST-CDG был описан в 2012 г. у 6-месячного мальчика европейского происхождения [22]. Он имел гипотонию, расходящееся косоглазие, умеренную дисфункцию печени, задержку психомоторного развития и дизартрию. Лабораторные исследования выявили дефицит фактора коагуляции XI, антитромбина III, белка C и белка S.

• MAGT1-CDG: недостаток олигосахарилтрансферазы

Генетический дефект MAGT1-CDG был впервые описан в 2008 г. в австралийской семье с Х-сцепленным типом наследования. Данный тип характеризуется умственной отсталостью [28]. У двух девочек была умеренная умственная отсталость, а у двух мальчиков серьезная умственная отсталость.

• GCS1-CDG (CDG-IIb): дефицит α-1,2-глюкозидазы I

Генетический дефект GCS1-CDG был впервые выявлен в 2000 г. у новорожденной девочки [33]. До сих пор был описан только один случай. У ребенка отмечались генерализованная гипотония, дисморфические особенности, гепатомегалия, гиповентиляция, проблемы с кормлением, судороги и смертельный исход в возрасте 74 дней.

• MGAT2-CDG (CDG-IIa): дефицит β-1,2-нацетилглюкозаминилтрансферазы II

Генетический дефект MGAT2-CDG был впервые описан в 1991 г. у иранского ребенка [34]. Это расстройство выявлено только у четырех пациентов. У них наблюдались тяжелые психомоторные нарушения, гипотония, судороги, черепно-лицевой дисморфизм и желудочно-кишечные расстройства. Биохимические отличия от классического CDG-Ia: отсутствие протеинурии, отсутствие изменений в активности АЛТ, нормальный уровень сывороточного альбумина, дефицит факторов свертывания IX и XII, нормальная активность в сыворотке арилсульфатазы А и снижение активности β-глюкуронидазы.

• PGM1-CDG (CDG I/II): дефицит фосфоглюкомутазы I

Недавно описанный CDG, со смешанным типом гликозилирования. Характеризуется лицевым дисморфизмом, мультисистемными поражениями, включая кардиомиопатию, коагулопатию, эндокринопатию. Задержка роста связана с трудностями кормления. Интеллект сохранен. Лабораторно имеется гипогликемия, связанная с гиперинсулинизмом.

CDG представляют собой серьезную клиническую проблему из-за того, что вызывают тяжелые мультиорганные и мультисистемные расстройства, проявляющиеся уже в первые месяцы жизни, и около 20 % пациентов не доживают до 5 лет. Изменчивость клинического проявления затрудняет диагностику этих пациентов.

Диагностика

Лабораторные исследования для диагностики врожденных нарушений гликозилирования должны выполняться в качестве первого скрининга не только у пациентов с подозрением на генетические дефекты, но и в случае любых необъяснимых синдромов. В настоящее время первая линия скрининга CDG в большинстве лабораторий во всем мире основана на анализе N-гликозилирования трансферрина с помощью изоэлектрической фокусировки (TIEF), впервые представленной в 1984 г. Jaeken, методом HPLC или капиллярным электрофорезом (CE). Этот метод позволяет проводить разделение изоформ трансферрина на основе состояния заряда концевых остатков сиаловой кислоты. Нормальный плазматический трансферрин содержит два комплексных N-гликана, в общей сложности четыре конечных остатка сиаловой кислоты. Основное преимущество использования трансферрина в качестве биомаркера для CDG заключается в его высоком содержании в крови, что позволяет быстро, детально обнаружить N-гликозилирование в небольших объемах образцов.

На данный момент для диагностики применяется секвенирование экзома с использованием фильтра для генов или целенаправленное секвенирование группы генов [44]. В качестве альтернативы прямое применение цельной последовательности экзома без предварительного скрининга CDG все чаще позволяет идентифицировать дефекты CDG, которые должны быть подтверждены секвенированием. Комбинация капиллярного электрофореза или LC с масс-спектрометрией в качестве быстрого и чувствительного теста может подтвердить генетический дефект [38]. Также для подтверждения CDG1, смешанных профилей CDG I/II и для дальнейшего подтипирования дефектов CDG1 можно использовать масс-спектрометрию с высоким разрешением интактного трансферрина.

Хотя трансферрин является очень полезным диагностическим биомаркером для большинства типов CDG с нарушением N-гликозилирования, известны несколько дефектов в пути N-гликозилирования с нормальным профилем трансферрина. К ним относятся подтипы CDG1 (TUSC3-CDG, ALG13-CDG, ALG14-CDG), дефекты в аппарате Гольджи (GCS1-CDG, SLC35A3-CDG, SLC35C1-CDG). Увеличивающийся список этих типов с нормальным гликозилированием трансферрина указывает на то, что для постановки правильного диагноза необходимо включать дополнительные белки. Недавние исследования показали, что, помимо нормального гликозилирования трансферрина, гликозилирование IgG было аномальным у пациентов с GCS1-CDG [37]. В заключение следует отметить, что к трансферрину необходимо добавлять биомаркеры гликопротеина для эффективной диагностики полного объема генетических дефектов гликозилирования.

Лечение

Только несколько подтипов CDG поддаются лечению с помощью маннозы и галактозы. PMM2-CDG является первым описанным типом CDG, при котором была описана терапия маннозой. In vitro при обработке фибробластов пациента маннозой наблюдалось явное улучшение [22–30]. Однако клинически, основываясь на нескольких отчетах, у пациентов не было подтверждено улучшения состояния или биохимических показателей. На сего дняшний день можно сделать вывод, что маннозная терапия неэффективна при PMM2-CDG. Оценка лабораторных данных у пациентов с PMM2-CDG также затруднительна, поскольку у пожилых пациентов изоформы трансферрина могут самостоятельно нормализоваться, а также у многих пациентов с течением времени происходит постепенное улучшение показателей трансаминаз параллельно с клинической стабилизацией [12]. Для окончательного прояснения вопроса необходимы дальнейшие испытания, идеально двойные рандомизированные контролируемые исследования.

PMI-CDG — самый известный излечимый тип CDG. Первоначальные исследования in vitro продемонстрировали успешное восстановление гликозилирования маннозой, за которым последовало использование маннозы у пациентов с PMI-CDG [15]. Это неудивительно, потому что манноза может быть фосфорилирована гексокиназой, а дефектную фосфоманнозизомеразу можно обойти. Была предложена дозировка 200 мг/кг 4–6 раз в сутки с целью поддержания уровня маннозы в сыворотке, достаточной для снижения эндокринных нарушений, дефектов коагуляции и энтеропатии [12]. У некоторых пациентов требовалась более высокая доза для полного выздоровления. У небольшого процента пациентов высокие дозы маннозы приводили к гемолизу и желтухе. Также могли возникнуть судороги [40]. Как при внутривенном, так и при пероральном приеме маннозы в течение нескольких недель улучшались показатели коагулограммы и уровень инсулина. Однако терапия маннозой не предотвращает дальнейшего повреждения печени, и у 1/3 пациентов развивается цирроз печени, который требует трансплантации [25]. Но официальные плацебо-контролируемые клинические исследования по применению маннозы у пациентов до сих пор не проводились.

Также были предприняты попытки добавления марганца и галактозы при лечении SLC39A8-CDG, так как галактоза улучшает гликозилирование, а марганец в высокой дозе улучшает течение эпилепсии [24].

Недавно закончено перспективное пилотное исследование по применению D-галактозы при PGM1-CDG [47]. В течение 12 или 18 недель нормализовались лабораторные данные, включая снижение уровня АЛТ, АСТ. В этом исследовании предлагают использовать галактозу в дозировке до 1,5 мг/кг/день в течение 18 недель, что является безопасным и эффективным. Следует подчеркнуть, что необходимы дальнейшие исследования, плацебо-контролируемые испытания для оптимизации долгосрочной терапии.

Об авторах

Дмитрий Олегович Иванов

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: doivanov@yandex.ru

д-р мед. наук, профессор, и. о. ректора

Россия, Санкт-Петербург

Валерия Павловна Новикова

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: novikova-vp@mail.ru

д-р мед. наук, профессор, заведующая, лаборатория медико-социальных проблем в педиатрии

Россия, Санкт-Петербург

Алевтина Алексеевна Похлебкина

ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России

Email: apohlebkina@mail.ru

клинический ординатор, кафедра детских болезней, Институт медицинского образования

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы