Молекулярно-генетическое исследование при болезни Вильсона-Коновалова (15 патогенных вариантов гена ATP7B)

Болезнь Вильсона (БВ) является редким аутосомно-рецессивным наследственным нарушением обмена меди. Это состояние характеризуется чрезмерным отложением меди в печени, мозге и других тканях. Основной патогенетический механизм заболевания - чрезмерное поглощение меди из тонкой кишки и снижение выведения меди печенью.

Около 50%-75% меди абсорбируется в кишечнике, а затем транспортируется в гепатоциты. Этот путь не затрагивается при болезни Вильсона. После того, как медь достигает гепатоцитов, она включается в медь-содержащие ферменты и медь-связывающие белки (МСБ), включая церулоплазмин и сывороточную ферроксидазу.

В норме избыток меди связывается с апо-металлотионеином с образованием комплексов или выводиться с желчью. Баланс меди в организме поддерживается регуляцией экскреции, а не абсорбции, и выделение меди преимущественно (приблизительно 95%) происходит через гепатобилиарную систему.

При болезни Вильсона-Коновалова процессы включения меди в церулоплазмин и выведения избытка меди в желчь нарушаются. Транспорт меди с помощью АТФ-азы типа Р, транспортирующей медь, является дефектным вследствие одной из наследственного дефекта в гене ATP7B. По результатам генетических исследований основные локусы, в которых происходят нарушения, локализуются в 13q14-q21.

Многие из дефектов гена ATP7B представляют собой небольшие делеции, инсерции или патогенные варианты. Большинство пациентов несут разные аберрации на каждой из 2 хромосом. Было выявлено более 40 различных патогенных вариантов, наиболее распространенными из которых является замена гистидина на глютамин в положении 1069 (H1069Q). Также установлено, что патогенный вариант H1069Q ассоциирован с поздними неврологическими проявлениями.

Избыток меди в результате болезни Вильсона-Коновалова способствует образованию свободных радикалов, что приводит к окислению липидов и белков. Уже на ранних стадиях гепатоцеллюлярного повреждения могут быть обнаружены ультраструктурные нарушения в эндоплазматическом ретикулуме, митохондриях, пероксисомах и ядрах. Первоначально избыток меди накапливается в печени, что приводит к повреждению гепатоцитов. Позднее, когда отложение меди в печени становится избыточным, увеличивается ее концентрация в циркулирующей крови с последующим ее отложением в других органах и системах.

Болезнь Вильсона-Коновалова - это редкое генетическое заболевание, начинающееся с дисфункции печени. Обычно повреждение развивается в возрасте шести лет, однако клинические проявления чаще можно обнаружить в подростковом возрасте или к 20 годам. Симптомы заболевания включают в себя: желтуху (желтое окрашивание кожных покровов, слизистых и склер глаз), отеки голеней и увеличение живота в объеме (асцит) вследствие нарушения онкотического давления плазмы, образование аномальных сосудистых анастомозов в виде варикозно расширенных вен пищевода, которые могут вызывать кровотечения, а также склонность к образованию кровоподтеков и увеличению длительности кровотечений. Некоторые пациенты с болезнью Вильсона могут иметь лишь незначительные отклонения в биохимических показателях функции печени, не имея никаких иных симптомов на протяжении многих лет. Характерный патогномоничный симптом отложения меди в виде коричневого ободка на роговице глаз (кольца Кайзера-Флейшера) формируется обычно к 40 годам и редко может быть обнаружен у детей. Кольцо Кайзера-Флейшнера является непостоянным признаком и отмечается менее чем у 50% пациентов.

У некоторых пациентов может развиваться печёночная недостаточность.  В этом случае можно обнаружить стремительное нарастание симптомов печеночной недостаточности с развитием гемолитической анемии и угнетением сознания вплоть до печеночной энцефалопатии и комы.

У ряда пациентов дисфункция печени может не проявляться долгие годы, тогда на передний клан клинической картины выходят неврологические нарушения. Распространенные неврологические симптомы болезни Вильсона, которые могут появляться и прогрессировать со временем, включают - тремор, непроизвольные движения, трудности с глотанием (дисфагия), нарушения речи и артикуляции (дизартрия), отсутствие координации, спастичность и ригидность мышц. Почти у всех пациентов с неврологическими симптомами есть кольца Кайзера-Флейшера, которые могут быть обнаружены при офтальмологическом осмотре.

Психиатрические проявления болезни Вильсона могут широко варьировать от пациента к пациенту. Эти симптомы часто путают с другими заболеваниями - от депрессии до шизофрении, и часто ошибочно диагностируются как злоупотребление психоактивными веществами. Нередко у пациентов обнаруживаются изменения личности и поведенческие нарушения. У большинства больных с психиатрическими симптомами одновременно возникают и неврологические, или они развиваются в течение трех лет.

У молодых женщин может наблюдается позднее начало менструаций или их прекращение до начала лечения. Это связано с общим изменением метаболизма гормонов вследствие нарушения функции печени, вызванной болезнью Вильсона-Коновалова. Также среди пациенток встречаются и другие нарушения менструального цикла, в том числе аменорея, а также выкидыши и бесплодие.

К другим проявлениям болезни Вильсона-Коновалова относят мочекаменную болезнь и повреждение почечных канальцев, ранний артрит и другие поражения костей и суставов, включая остеопороз и остеофитоз крупных суставов. Также встречаются сужения суставных щелей суставов позвоночного столба и конечностей.

Диагностика БВ основывается на совокупной оценке анамнеза, клинических данных и специфических тестов. Такие исследования могут включать офтальмологический осмотр глаз при помощи щелевой лампы для выявления колец Кайзера-Флейшера, оценка уровня церулоплазмина сыворотки (снижается) и экскреции меди с мочой (повышается). В редких случаях может быть рекомендована биопсия печени с последующим морфологическим исследованием отложения меди паренхиме органа.

Наиболее важным этапом диагностики является молекулярно-генетическое исследование. Так как в литературе описано более 300 патогенных вариантов гена ATP7B, тестом выбора является секвенирование локусов, ответственных за развитие патологии. Однако в связи с тем, что аберрация H1069Q встречается в 30-60% случаев заболевания среди европейской популяции, является целесообразным её определение с помощью аллель-специфической ПЦР совместно с методом секвенирования. При обнаружении упомянутых генетических нарушений пациентам может быть рекомендовано генетическое консультирование ближайших родственников на предмет бессимптомного носительства аберраций, ассоциированных с болезнью Вильсона-Коновалова.

Крайне важно диагностировать БВ на ранних стадиях развития. Именно ранняя диагностика и своевременное лечение позволяют избежать хронической печеночной недостаточности и неврологической дисфункции.

          Интерпретация

• Наличие гомозиготной аберрации в гене ATP7B или компаунд-гетерозиготность (носительство 2 разных гетерозиготных аберраций) подтверждает диагноз болезнь Вильсона-Коновалова.
• Носительство единичной гетерозиготной аберрации при наличие характерной клинической картины заболевания значительно увеличивает вероятность диагноза болезнь Вильсона-Коновалова. Такие пациенты также могут не иметь специфических симптомов заболевания и являются носителями, способными передать генетический дефект своим потомкам.
• Отсутствие распространенных аберраций в гене ATP7B значительно снижает вероятность диагноза болезнь Вильсона-Коновалова, однако не исключает его. В присутствие характерной клинической симптоматики таким пациентом может быть рекомендовано более детальное изучение структуры гена ATP7B.