12 месяцев. Дисферлинопатия. Часть первая: eyes wide shut
Информационно-просветительский гуманитарный проект «12 месяцев» — это цикл материалов о необычных людях – пациентах с редкими (орфанными) болезнями, о которых не написано в студенческих учебниках. Считается, что вероятность встретить на профессиональном пути редкого пациента у обычного врача ничтожно мала, поэтому в академических аудиториях им не уделяют должного внимания, что в повседневной жизни приводит к диагностическим ошибкам, упущенному времени и поломанными судьбами и жизням. Проект «12 месяцев» реализуют студенты и ординаторы – будущие и нынешние специалисты, активно изучающие генетические методы диагностики, их место в современной врачебной работе. Материалы готовятся на кафедре патологической анатомии СЗГМУ им. И.И. Мечникова (Санкт-Петербург) при поддержке научно-практического журнала «Гены и Клетки», группы компаний ИСКЧ, блога истории медицины и порталов Indicator.Ru и «Нейроновости». Каждая часть проекта состоит из двух или трех материалов: рассказа о заболевании (чаще всего с видеотаймлайном его изучения), и пациентской истории. Научные редакторы проекта — Алексей Паевский и Роман Деев. Новый цикл статей посвящен дисферлинопатии — разновидности миодистрофии.
«Ребята, садитесь. У нас в классе новенькая». На тот момент они ничего не знали о наследственных заболеваниях. Слово «инвалидность» знали все, но представление о том, с чем приходится сталкиваться в повседневной жизни таким людям, имели весьма смутное. Разве что две болтушки за партой у окна смотрели какие-то девчачьи дорамы (японские сериалы – прим. авт.) на подобную тему.
Рис. 1. «Ребята, садитесь. У нас в классе новенькая»
Проблемы инклюзивности меньше всего волнуют, когда ты в девятом классе и вроде бы как здоров. А хромоножка, как поспешно они с одноклассниками ее окрестили, ужасно раздражала. Они смотрели на неё и не понимали. Они были детьми и имели право не понимать (Рис. 2).
Рис. 2. «Они смотрели на неё и не понимали»
____________________________________________________________________
Имеют ли право не понимать проблему взрослые?
Имеют ли право закрывать на нее глаза политики?
Имеет ли право игнорировать редкие заболевания научное сообщество?
Миру только предстояло ответить на эти вопросы.
«Гармония мира не стоит слезинки замученного ребёнка»
Ф.М. Достоевский «Братья Карамазовы»
Провозгласив гуманизм, античность поставила человечество в центр внимания, сделав его субъектом культуры и научных исследований. Продолжительное время жизнь конкретно взятого человека была не очень важна, лишь бы жил целый вид, лишь бы прогрессировало человеческое общество. Лейтмотивом эволюционировавших из античности гуманистических идеалов двадцатого века стала не просто выживаемость вида (собственно жизнь), а жизнь каждого отдельного человека. Абстрагируясь от антропоцентричного взгляда, можно увидеть, что в животном мире при отсутствии сложных социальных конструктов также важна жизнь одной особи. К примеру, мать вполне может пожертвовать собой, чтобы спасти детёнышей – сохранить свои гены. В свою очередь это способствует выживаемости вида. Таким образом, необходимость борьбы за жизнь каждой особи обусловлена и культурно, и эволюционно. Даже если для спасений одной жизни приходится привлекать невероятные усилия и ресурсы. Если в процессе открытия редких заболеваний вопросы о целесообразности их лечения ещё могли возникать, то в 23 году XXI века таких вопросов уже не стоит, и все врачи и ученые понимают (или должны понимать), насколько это необходимо.
Дисферлинопатии – группа редких (орфанных) мышечных дистрофий, характеризующаяся мышечной слабостью и атрофией различных групп мыщц вплоть до полной инвалидизации. Заболевание встречается редко — 7,4 : 1 000 000 новорожденных, а проявления начинаются незаметно, что затрудняет постановку диагноза [1]. «Орфанными» редкие заболевания называются не случайно. Здесь присутствует своеобразная игра слов: «to adopt» – «принять в семью» или же «внедрить» применимо, скажем, к исследованиям заболеваний, и «orphan» – «cирота». Об их существовании врачи зачастую не знают, а значит, не могут диагностировать. Исследованием путей их лечения не заинтересованы крупные фармакологические компании. Сиротами чувствуют себя страдающие ими пациенты. Сиротой чувствовала себя девочка-подросток, придя в новую школу, где, скорее всего, все будет так же, как в старой.
Впервые заболевание было описано в 1967 году японским врачом К. Миоши, чье имя впоследствии и получила одна из клинических форм этой миодистрофии. Миоши впервые описал случай поражения икроножных мышц у четырех больных из двух кровнородственных семей. На тот момент уже были описаны другие миодистрофии, и патология, представленная Миоши, могла оказаться одной из них, однако врач выделил уникальные особенности. Было отмечено проявление заболевания у родственников без различий между мужским и женским полом, относительно поздний дебют (в позднем подростковом возрасте — около 15 лет), преимущественное поражение мышц ног, значительное повышение маркера разрушения мышечных волокон креатинфосфокиназы (КФК). Эти особенности натолкнули Миоши на мысль о ранее не описанном заболевании [2].
Полномасштабное начало исследования редких заболеваний в Японии датируется уже 1972 годом – всего через 5 лет после открытия доктора Миоши. Интересно, что на «малой родине» дисферлинопатии применимо к орфанным заболеваниями употребляют термин «nan-byo», что дословно означает «сложное заболевание». Думаем, часть смысла может неуловимо ускользать при переводе, но термин не врёт. Родители хромоножки обивали пороги врачебных кабинетов, не отчаиваясь вылечить дочь. Эта драма отдельно взятой семьи осталась за пределами школьных стен. Одноклассники видели неуклюжую девочку, постоянно падающую на уроках физкультуры и преимущественно сидящую за книгами на переменах.
Продолжительное время миодистрофия считалась эндемичной для Японии, однако позднее была зарегистрирована в европейских странах и названа поясно-конечностной мышечной дистрофией типа R2 (LGMDR2); у пациентов были описаны поражения мышц тазового и плечевого пояса, а не икроножных мышц. В 1995 году К. Бежауи и соавторы описали двенадцать семей с миопатией Миоши (пять из них были кровнородственными), а затем был выявлен и мутировавший ген [3]. В 1992 году И. Мажне и соавторы зарегистрировали заболевание у девятнадцати пациентов среди нескольких семей палестинских арабов [4]. В 1996 году Т. Уэйлер и соавторы опубликовали работу о больших семьях канадских индейцев племени Манитоба с признаками миопатии Миоши и LGMDR2 [5]. В 1996 году появились отечественные работы, посвященные этому заболеванию: группой С.Н. Иллариошкина было описано двенадцать членов семьи с признаками заболевания, передававшегося по наследству в шести поколениях аварской семьи из Дагестана. Группа ученых также указала, что у трех из них были проявления миопатии Миоши, у семи — LGMDR2 [6].
Наконец, в 1998 году при активной работе групп Р. Брауна (Бостон) и К. Башби (Ньюкасл), а также при участии французских коллег поясно-конечностная мышечная дистрофия типа 2B и мышечная дистрофия Миоши (MMD) были признаны дефектом в одном гене, в связи с чем были объединены в группу «дисферлинопатии» [7].
Уже первые случаи дисферлинопатии позволили предположить, что причина развития заболевания — в наследственной патологии. Дисферлинопатия передается от родителей к детям, болеют дети обоих полов, и заболевание проявляется не у всех детей. Эта особенность и указала примерное направление поиска мутации: заболевание передавалось не через половые хромосомы, а через аутосомы, одинаковые у обоих полов. При этом, для развития заболевания необходимо, чтобы ребенок унаследовал мутантый ген как от матери, так и от отца: только сочетание двух «неправильных» генов приводит к проявлению заболевания. После установления характера наследования была найдена и сама мутация — на коротком плече второй хромосомы, а именно — в гене DYSF. Ген DYSF ответственен за синтез важного для мышц белка — дисферлина. Активность дисферлина является своеобразным «ремонтом» для мышечных волокон, которые неизбежно повреждаются в процессе нормальной жизнедеятельности. При наличии мутация в гене DYSF активность дисферлина резко снижается или отсутствует, что делает простые физиологические процессы пагубными для мышц. Запускается и непрерывно прогрессирует разрушение мышечных волокон, а на их месте разрастается соединительная и жировая ткани, неспособные выполнять даже малую долю функций мышечных волокон. Кроме того, дисферлин обнаруживается в тканях сердца, почек, плаценты и головного мозга. Функция дисферлина в различных органах изучено очень поверхностно, что, вероятно, скрывает за собой важные механизмы прогрессирования заболевания. В частности, имеются данные о роли дисферлина в регуляции проницаемости гематоэнцефалического барьера — границы между кровью и веществом головного мозга — для некоторых химических соединений [8, 9].
С трудом можно представить вероятный шок родителей хромоножки, когда они наконец выяснили, что происходит. Слова «наследственное» и «неизлечимое» производят эффект грома среди ясного неба. При таких вводных данных сложно поверить, что знание – сила. Кто-то предпочёл бы не знать (Рис. 3).
Рис. 3. «Наследственное? То есть это… Наша вина? Как же неизлечимо?!»
Cегодня для гена DYSF обнаружено более 2000 разнообразных вариантов мутаций, 260 из которых являются патогенными, то есть приводят к развитию заболевания. Для удобства все варианты собраны в открытой генетической базе данных мышечных дистрофий (https://www.dmd.nl).
Проявление заболевания и диагностика
В медицинской практике картина заболевания, анализируемая врачом в ходе сбора анамнеза и осмотра пациента, и интерпретация результатов лабораторно-инструментальных методов исследования неразрывно связаны друг с другом. При обнаружении мышечной слабости врач должен определить, к какому именно типу мышечной дистрофии относится данное заболевание (Рис. 4).
Рис. 4. Преимущественное поражение мышц при различных мышечных дистрофиях. А — миодистрофия Дюшенна и Беккера, В — миодистрофия Эмери-Дрейфуса, С — поясно-конечностная мышечная дистрофия, D — плече-лопаточно-лицевая миодистрофия, Е — дистальная миодистрофия, F — окулофарингеальная миодистрофия (переработанное, Fifty years of randomised controlled trials. BMJ. 1998;317(7167):0.)
Заподозрить у пациента наличие дисферлинопатии позволяют совокупность закономерностей. Дебют заболевания происходит чаще всего в 15–26 лет (хотя нельзя сильно полагаться на этот признак — описаны случаи дебюта в возрасте от 3 до 60 лет) [10]. В течение нескольких лет у пациентов становится заметным уменьшение объема икроножных мышц или мышц тазового пояса, на фоне чего отмечается ложная гипертрофия икроножных мышц. Далее в процесс вовлекаются мышцы плечевого пояса; на этом этапе, как правило, двигательная активность пациентов существенно ограничивается, многие в молодом возрасте быстро оказываются в инвалидном кресле (Рис. 5).
Рис. 5. Зависимость степени ограничения активности от возраста при дисферлинопатии (переработанное, Mahmood OA, Jiang XM. Limb-girdle muscular dystrophies: where next after six decades from the first proposal (Review). Mol Med Rep. 2014;9(5):1515-1532.)
Может показаться, что отсутствие физической активности должно быть неким щадящим условием для мышц в условиях дисферлинопатии, однако, этот фактор парадоксально ведет к еще большему спектру нарушений. На сегодняшний день активно обсуждается одно из наиболее неблагоприятных — поражение сердечно-сосудистой системы. Помимо этого, поднят вопрос о непосредственном влиянии дефицита дисферлина на сердечную мышцу: белок определяется в миокарде, а его отсутствие сопровождается нарушением строения клеток, их разрушением и замещением соединительной тканью. Пациенты страдают от постоянной недостаточности кровообращения, что может сопровождаться нарушениями ритма [11, 12].
Уверенность в диагнозе достигается благодаря нескольким методам диагностики: обязательно проверяется уровень КФК, повышающийся при разрушении мышечных волокон в десятки раз; используется электронейромиография (ЭНМГ), визуализирующая способность мышц к сокращению при нанесении электрического импульса; магнитно-резонансные (МРТ) и рентгенологические методы (КТ), помогающие определить группу пораженных мышц. Однако, этих относительно доступных методов оказывается недостаточно: необходима оценка патогистологических и молекулярно-генетических изменений. Применяется биопсия скелетных мышц с оценкой состояния ткани на клеточном уровне, также проводится специальная реакция, выявляющая способность мышц связывать антитела к дисферлину, а молекулярно-генетический анализ включает в себя поиск мутаций в гене DYSF [6].
Лечение
На сегодняшний день невозможно полное устранение причины развития дисферлинопатии, которая заключается в мутации в гене DYSF. В связи с этим, проводится терапия для снижения выраженности симптомов. Например, применение глюкокортикостероидов способствует уменьшению мышечной слабости, облегчая выраженность сопутствующего разрушению мышечных волокон имуннопатологического процесса. Однако, с развитием фиброзного и жирового замещения мышечных волокон, эффективность глюкокортикостероидной терапии резко снижается, в то время как тяжесть побочных эффектов (остеопороз, кушингоподобный синдром, стероидный диабет, снижение иммунитета и др) превышает пользу от лечения. Научное сообщество усиленно работает над генотерапевтическими методами лечения, цель которых – устранение мутации в гене DYSF [13]. Метод основан на доставке в мышечные волокна гена DYSF без мутации: ген связывают с аденоассоциированным вирусом, проникающим в клетки человеческого организма, однако не приносящим ему вреда. Сложность представляет собой сам ген DYSF: конструкция, транспортирующая ген, не справляется с большим размером гена.
Потенциальный метод лечения заключается в увеличении синтеза миоферлина — белка из группы ферлин-1 подобных белков, обладающего максимальным сродством к дисферлину. В исследованиях по скрещиванию мышей, лишенных гена DYSF с мышами, лишенными гена MYOF (кодирующего миоферлин), было показано, что поражение скелетных мышц у выведенной линии более выражено в сравнении с мышами, лишенными только гена DYSF. Тем не менее, данных об эффективности стратегии гиперэкспрессии гена миоферлина в отношении восстановления мембран мышечных волокон в условиях дисферлинопатии недостаточно.
Кроме того, разрабатывается метод лечения, основанный на связывании аденоассоциированного вируса с геном минидисферлина — укороченного белка, выявленного у пациента с легким течением дисферлинопатии [14]. Сегодня продолжает развиваться метод, направленный на доставку в клетки полноразмерного гена DYSF [15]. Для доставки таких крупных генов предложено применение конструкций, состоящих из двух носителей. Результаты исследований этого метода показывают положительную динамику процесса восстановления мышечных волокон, однако данные об их эффективности ограничены: геннотерапевтические методы демонстрируют результаты в отношении восстановления мембран мышечных волокон у лабораторных мышей, но, к сожалению, не структуры ткани в организме человека [16].
А что же хромоножка? Мы оставляем за собой авторское право на привнесение небольшого художественного вымысла в её историю. В нашей выдуманной реальности вскоре одно из потенциальных лекарств завершило, казалось бы, бесконечный круг разнообразных клинических и доклинических апробаций, и течение заболевания остановилось (Рис. 6).
Рис. 6. « Наука по своей сути – это и есть инструмент превращения вымысла в реальность»
Девушка смогла впервые встать с кровати без посторонней помощи. Казалось бы, что еще нужно для счастья? Однако, еще у нашей героини появились друзья, и не потому что она стала на них похожа — они увидели в ней то, чего не хватало им самим (Рис. 7).
Рис. 7. «…они увидели в ней то, чего не хватало им самим»
С каждым днем утренние ритуалы, о которых мы и большинство читателей даже не задумываемся, давались ей всё проще и проще, а друзья были рядом, и слегка оставшаяся неуклюжесть ни у кого не вызывала ни тени насмешки — это были искренние, добрые эмоции от человека, а не от болезни (Рис. 8).
Рис. 8. «… это были искренние, добрые эмоции от человека, а не от болезни»
Наука по своей сути – это и есть инструмент превращения вымысла в реальность (Рис. 9). Если мы будем заниматься тем, чем мы занимаемся, если для этого будут возможности, ресурсы и целеустремленность сотен исследователей по всему миру, то тогда выдуманная нами история для кого-то станет реальностью.
Рис. 9. «…выдуманная нами история для кого-то станет реальностью»
Текст: Роман Деев, Игорь Лимаев, Мария Савельева
Литература:
- Kutlu O., Kurt C.E.B., Unsal I. et al. Dysferlinopathy: A Case Report and Literature Update. Istanbul Med J. 2016; 17: 136-40.
- Miyoshi K, Saijo K, Kuryu Y et al. Four cases of distal myopathy in two families. Jpn J Hum Genet. 1967; 12:113.
- Bejaoui K., Hirabayashi K., Hentati F. et al. Linkage of Miyoshi myopathy (distal autosomal recessive muscular dystrophy) locus to chromosome 2p12-14. Neurology 1995; 45(4): 768-772.
- Mahjneh I., Vannelli G., Bushby K., Marconi G.P. A large inbred Palestinian family with two forms of muscular dystrophy. Neuromuscul Disord. 1992; 2(4): 277-283.
- Weiler T., Greenberg C.R., Nylen E. et al. Limb-girdle muscular dystrophy and Miyoshi myopathy in an aboriginal Canadian kindred map to LGMD2B and segregate with the same haplotype. Am J Hum Genet. 1996; 59(4): 872-878.
- Старостина И.Г., Соловьева В.В., Юрьева К.С. с соавт. Дисферлинопатии: возможности диагностики, моделирования и генно-клеточной терапии. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2013; 8(3): 61-63.
- Bashir R., Britton S., Strachan T. et al. A gene related to Caenorhabditis elegans spermatogenesis factor fer-1 is mutated in limb-girdle muscular dystrophy type 2B. Nat Genet.1998; 20: 37-42.
- Hochmeister S., Grundtner R., Bauer J., et al., Dysferlin Is a New Marker for Leaky Brain Blood Vessels in Multiple Sclerosis. J Neuropathol Exp Neurol. 2006; 65(9): 855-886.
- Izzedine H., Brocheriou I., Eymard B. et al. Loss of podocyte dysferlin expression is associated with minimal change nephropathy. Am J Kidney Dis. 2006. 48(1): 143-150.
- Harris E., Bladen C. L., Mayhew A. et al. The Clinical Outcome Study for dysferlinopathy An international multicenter study. Neurol Genet. 2016, 2(4) e89;
- Suzuki N., Takahashi T., Suzuki Y. et al. An autopsy case of a dysferlinopathy patient with cardiac involvement. Muscle Nerve. 2012; 45(2): 298-299.
- Fernandez R., Torron E., Harris J. Is cardiac dysfunction a feature of dysferlinopathy? Data from the clinical outcome study of dysferlinopathy. Neuromuscular Disorders. Elsevier. 2017; 27: 145.
- Potter R.A., Griffin D.A., Sondergaard P.C. et al., Systemic Delivery of Dysferlin Overlap Vectors Provides Long-Term Gene Expression and Functional Improvement for Dysferlinopathy. Hum Gene Ther. 2018; 29(7): 749-762.
- Krahn M., Wein N., Bartoli M. et al. A naturally occurring human minidysferlin protein repairs sarcolemmal lesions in a mouse model of dysferlinopathy. Sci Transl Med. 2010; 2(50): 50ra69. DOI: 20861509.
- Ghosh A., Yue Y., Duan D. Efficient Transgene Reconstitution with Hybrid Dual AAV Vectors Carrying the Minimized Bridging Sequences. Hum Gene Ther. 2011; 22(1): 77-83.
- Lee J.J.A., Maruyama R., Duddy W. et al. Identification of Novel Antisense-Mediated Exon Skipping Targets in DYSF for Therapeutic Treatment of Dysferlinopathy. 2018; 13: 596-604.