Тема 4. Наследственные болезни нервной системы

Рассмотрим группы МЗ, которые классифицируются в зависимости от того, какая система организма поражается первично.

1-я группа. Наследственные болезни нервной системы. Правильнее эту группу следует называть как наследственные болезни нервной и мышечной систем. Эта группа, в свою очередь, подразделяется на: нервно-мышечные, в состав которых входят мышечные болезни (ПМД, миотонии, пароксизмальные миоплегии), а также спинальные и невральные амиотрофии.

Кроме того, выделяют МЗ с преимущественным поражением пирамидной системы (НСП), экстрапирамидной системы (Хорея Гентингтона, торзионная дистония, гепатоцеребеллярная дистрофия, синдром Туретта), мозжечковой системы (наследственные мозжечковые атаксии), а также группу факоматозов (нейрофиброматоз, туберозный склероз).

Рассмотрим клинические и молекулярно-генетические аспекты указанных групп НБНС.

1-я группа. Нервно-мышечные. Подгруппа А – мышечные болезни:

1) прогрессирующие мышечные дистрофии (ПМД).

- ПМД Дюшенна/Беккера.

Этиология. Особенности фенотипических проявлений заболевания обусловлены делециями или реже дупликациями в гене дистрофина, в сегменте Хр21.3-р21.1, а в большинстве остальных случаев, точковыми мутациями. Крупные del/dup выявляются примерно в 65% случаев.

Ген дистрофина является самым большим из известных генов человека и составляет почти 0.1% (2,4 мпн.) всей геномной ДНК, содержит 85 экзонов, и кодирует мРНК размером около 14 тпн.

Патогенез. Основной продукт гена - мышечный белок дистрофин - имеет молекулярный вес 427 кДа. Функция дистрофина заключается в стабилизации сарколеммы мышечного волокна путем связывания своим N-концом с актином - главным компонентом внутриклеточной системы микрофиламентов, а С- концом - с группой дистрофин ассоциированных дистро- и саркогликанов - белков сарколеммы и через них с основным белком внеклеточного матрикса ламинином. Мутации в гене дистрофина приводят либо к полному (миодистрофия Дюшенна) либо к частичному (миодистрофия Беккера) отсутствию одноименного белка, следствием чего является нарушение нормального функционирование мембраны мышечной клетки.

Повышенная проницаемость мембран или наличие в них физических разрывов, характерных для пренекротических или некротических волокон, приводит к оттоку ферментов из мышц в сыворотку крови. На начальной стадиях заболевания дегенерация мышечных волокон компенсируется активной регенерацией фибрилл, благодаря делению и слиянию миогенных сателлитных клеток. Однако, с возрастом этот процесс становится всё менее эффективным, вызывая прогрессирующую мышечную слабость и смерть в результате нарушения функций сердца и диафрагмы.

Клиника ПМДД: раннее начало (до 5 лет) c появлением мышечной слабости, атрофией мышц, преимущественно в проксимальных отделах нижних конечностей. Атрофии симметричны. Как правило, имеет место некоторая задержка моторного развития: дети начинают ходить после 1 года жизни (1год.2-3мес.), мало бегают, не прыгают. В большинстве случаев отмечаются псевдогипертрофии икроножных мышц (в 3-5-летнем возрасте). Течение болезни – неуклонно прогрессирующее. Типичны миопатические симптомы: "утиная"походка, "крыловидные лопатки", гиперлордоз поясничного отдела позвоночника, симптом вставания "лесенкой", уплощенная грудная клетка, затруднение при подъеме по лестнице, "лицо миопата" - амимичное, одутловатое, со слабостью круговой мышцы рта. Нетипично наличие фасцикулляций, чувствительных расстройств. Постепенно нарастают атрофии мышц проксимальных отделов конечностей (плеча, бедра, надостных, подостных мышц). Рефлексы: коленные, с mm.bicepsis br., tricepsis br. - угасают в первую очередь, ахилловы сохраняются дольше. Потеря способности самостоятельной хотьбы происходит чаще всего до 10 лет, после чего нарастают атрофические изменения в мышцах, формируются выраженные сгибательные контрактуры в коленных, тазобедренных, голеностопных, локтевых суставах. Для заболевания типична умственная отсталость легкой степени (отсутствует критика к собственной болезни), как правило, имеет место кардиомиопатия. Продолжительность жизни - не более 25 лет Летальный исход наступает в следствии декомпенсации сердечной и дыхательной деятельности.

Диагностика:

1. Биохимические исследования крови:

- уровень КФК повышен в 10 и более раз по сравнению с нормой (в активную фазу болезни).

2. ЭМГ-исследование подтверждает первично-мышечный характер поражения.

3. Биопсия мышц - выявляет различные аномалии мышечных волокон (атрофические и гипертрофические процессы, фокусы некротизированных и регенерирующих волокон, гиалиновые волокна и др.). Наличие дистрофина определяется менее чем в 5% мышечных волокон.

4. ЭКГ, УЗИ-сердца - выявляются признаки миокардиодистрофии.

5. Основной метод – ДНК-исследование, прямые и косвенные методы.

ПМД Беккера во многом имеет сходство с симптоматикой ПМДД, однако прогрессирование при ней более растянуто по времени: дети начинают ходить, как правило, до или в возрасте 1 года, двигательно более активны (бегают, прыгают; позднее 5лет выявляются признаки болезни, причем слабость четырехглавых мышц бедер в течение длительного времени может являться единственным симптомом заболевания, отмечается более позднее формирование контрактур, редко наступает нарушение самостоятельной ходьбы до достижения 16-летнего возраста. Интеллект, как правило, не снижен. Реже выявляется миокардиодистрофия – по сравнению с вариантом Дюшенна. Больные могут иметь потомство.

Дополнительные методы диагностики те же:

- уровень КФК может превышать в 5 раз нормальные величины;

- ЭМГ и результаты биопсии мышц свидетельствуют о первично-мышечном характере поражения; аномальный дистрофин выявляется почти в половине мышечных волокон, что, по-видимому и определяет более благоприятный фенотип;

- ДНК-исследование: мутации при варианте Беккера чаще выявляются в начале гена - 13-17 экзоны.

Лечение:

А. Первый подход – симптоматическая терапия с элементами патогенетической:

1. Дезинтоксикационные, реологические препараты: гемодез, реополиглюкин по 10 инфузий на курс.

2. Сосудистые препараты: трентал в/в капельно и др.

3. Препараты, улучшающие окислительно-восстановительные процессы в миоцитах: ЦИТО-МАК , Цитохром С, Коэнзим Q10, Убихинон.

4. Глюкокортикоиды: преднизолон мв минимальных дозах курсами по три месяца с трех месячным перерывом.

5. Нестероидные анаболические препараты: калия оротат.

6. Витаминные препараты, содержащие аминокислоты и минеральные вещества (Юникап, глутамевит и др.)

7. Физиолечение: 1) ЛФК – специальный комплекс до состояния легкой усталости; 2) Массаж – без этапа разминания; 3) электростимуляция пораженных мышц.

Обязательно ведение дневника.

Рекомендуется проводить данные курсы до 4 раз в год. Указанная схема в большинстве случаев улучшает состояние больных, продляет на 2-4 года их способность к самостоятельной ходьбе

Б. Кроме того, внедряется в практику еще один метод лечения, суть которого заключается в терапии эмбриональными стволовыми клетками. Доказано, что в костном мозге присутствуют стволовые клетки не только всех форменных элементов крови, но и предшественники миобластов. В виду широкого распространения мультипатентных стволовых клеток после трансплантации, открывается возможность не только локального но и системного исправления дефекта в различных группах мышц при ПМДД/Б.

В. Генотерапия ПМДД/Б.

Биологические модели ПМДД/Б: мыши mdx, собаки породы золотой ретривер.

Несмотря на очевидные успехи в исследованиях структуры гена дистрофина, его продуктов, и в выяснении биомеханизмов заболевания, реальных успехов в генотерапии МДД пока не достигнуто. Причиной этого являются, по-видимому, не только гигантские размеры гена и его мРНК, но и, главным образом, отсутствие эффективных средств доставки гена в мышцы.

Считается, что достижение терапевтического эффекта возможно при успешной трансфекции не менее 20%, а по последним данным даже 40% всех мышечных волокон не только скелетной мускулатуры, но так же мышц сердца и диафрагмы. При этом основными критериями эффективности трансфекции являются: появление дистрофин-положительных мышечных волокон (ДПМВ), нормализация уровня биохимических маркеров ПМДД/Б, изменения физиологических параметров (силы мышц и др.).

В активно разрабатываемых в настоящее время генотерапевтических подходах к лечению ПМДД/Б можно выделить несколько направлений:

· коррекция дефекта путем введения нормальных копий кДНК гена дистрофина в составе рекомбинантных вирусных частиц или посредством невирусных способов доставки;

· коррекция мутаций на уровне геномной копии гена или на его первичном РНК- транскрипте;

· активация в мышечных волокнах и клетках репрессированного в ходе онтогенеза аутосомного гомолога гена дистрофина - гена утрофина

Трансфекция мышечных волокон с использованием вирусных векторов

В экспериментах на мышах удалось продемонстрировать достаточно эффективную и долговременную трансфекцию скелетных и сердечной мышц, мышцах диафрагмы после внутривенного введения рекомбинантного аденовируса с кДНК гена дистрофина. Наибольшим серьезным препятствием к использованию вирусных векторов для доставки генетических конструкций является выраженный иммунный ответ на вирусные антигены. Тем не менее работы по совершенствованию вирусных способов доставки не прекращаются. Вместе с тем, нельзя не отметить, что именно в Коламбусе , в Университете Штата Огайо 2 сентября 1999 года Донован Декер - больной с конечностно-плечевой формой мышечной дистрофии, вызванной мутацией в гене мышечного белка саркогликана - стал первым пациентом в мире с мышечной дистрофией, который получил инъекцию генно-иженерной конструкции на базе адено-ассоциированного вируса и кДНК гена саркогликана.

Невирусные способы доставки кДНК гена дистрофина

Невирусные способы доставки включают баллистическую трансфекцию, методы электропорации (электрошока), введение генетических конструкций в составе липосом или упакованных с помощью олигопептидов, молекулярных коньюгатов, полимерных носителей. Эти носители в значительной мере лишены недостатков присущих вирусным векторам, однако, способность к трансформации у большинства из них ниже, чем у вирусных векторов. Первые эксперименты по доставке "голой" плазмидной ДНК с кДНК гена дистрофина человека показали возможность трансфекции и появление ДПМВ у mdx мышей.

Наиболее продвинутыми на сегоднешний день являются исследования по доставка гена дистрофина методом электропорации или с носителем на основе полимерной формы декстрана. В последнем случае для доставки гена дистрофина использовали декстран, обеспечивающий самособирающийся ДНК полимерный комплекс. Отсутствие токсичности и иммунного ответа, дессиминация по различным группам мышц и достаточно длительная (более двух месяцев) экспрессия показали перспективность данной системы доставки для проведения клинических испытаний.

Еще более обнадеживающие результаты получены в экспериментах на мышах, крысах, кроликах и обезъянах по доставке генетических конструкций в мышцы с помощью электропорации. Восьмикратный электрический импульс (200 V/cm2, 20 мсек, 17 Гц), через 30 секунд после введения плазмид с геном LacZ приводил к синтезу b-галактозидазы в 76% мышечных волокон, а с использованием электрошока только в 8% .

Генная терапия на уровне первичного транскрипта гена дистрофина

Некоторые подходы, используемые в настоящее время для коррекции мутаций в самом гене или в его первичном РНК-продукте уже рассмотрены нами выше.

Особое внимание привлекает техника направленной утраты экзона, несущего мутантный стоп-кодон, разработанная в лабораторе Дж. Диксона (George Dickson) в Великобритании.

Активизация экспрессии утрофина - аутосомного гомолога гена дистрофина

Оригинальный подход к генотерапевтическому лечению МДД разрабатывается в Оксфордском университете группой под руководством Кей Девис (Kay Davies). Суть метода заключается в попытке дерепрессии аутосомного гомолога дистрофина - гена утрофина, По последним данным, группе Кей Девис удалось идентифицирован промотор В гена утрофина, воздействуя на который можно включать и изменять уровень экспрессии этого гена.

Исследования по генной терапии ПМДД/Б в России начаты в 1996г. в Институте акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта РАМН (Санкт-Петербург) и ведутся в комплексе с другими научно-исследовательскими институтами России, (Институт молекулярной биологии им.акад. В.А. Энгельгардта РАН; Институт цитологии РАН С-П, Научный Центр Медицинской Генетики РАМН, Институт экспериментальной медицины РАМН С-П), в тесном контакте с ведущими лабораториями по данной проблеме в Великобритании и Италии. В работе по исследованию невирусных способов доставки генов в пораженные мышцы использованы экспрессионные плазмидные конструкции как с полноразмерной кДНК гена дистрофина либо с кДНК мини-гена дистрофина под различными промоторами (SV-40, MLV, HSA и др). Апробированы следующие варианты невирусной доставки - баллистическая трансфекция с использованием "генного" ружья, введение плазмидной ДНК, упакованной в липосомы (липофектамин и полилизин), аналоги вирусных олигопептидов (K8 и JTS1), синтетические полимерные микросферы, комплексы с молекулярными конъюгатами лактоферрина.

Экспрессию трансгена изучали с помощью молекулярных (ПЦР, RT-PCR, блотгибридизация, Northern-blot), биохимических (иммуноблот, анализ мышечной креатинкиназы), гистологических, иммуноцитохимических и молекулярно-цитогенетических (FISH) методов. Получены положительные результаты, т.е. заложена реальная экспериментальная база для продолжения разработки новых подходов ГТ ПМДД/Б в России, а в перспективе и для фазы I клинических испытаний этого смертельного наследственного заболевания. Работа активно продолжается.

С. Клеточная терапия ПМДД/Б донорскими миобластами как показали многолетние исследования оказались неэффективными.

Профилактика:1 этап – постановка точного клинического диагноза, в том числе и на основе ДНК-исследования; 2 этап – проведение пренатальной ДНК-диагностики на ранних сроках беременности (при Х-сцепленных вариантах возможно проведение пренатальной Узи-диагностики с целью установления пола); 3 этап – прерывание беременности по медицинским показаниям с согласия родителей (либо сохранение беременности).

Следующая подгруппа нервно-мышечных болезней – наследственные мото-сенсорные невропатии (НМСН) или в отечественной терминологии - невральные амиотрофии Шарко-Мари-Тута. Эта подгруппа относится к наиболее часто встречающейся наследственной неврологической патологии: по зарубежным данным 1:4-6 тыс. населения.

Этиология.Причиной заболевания являются мутации в генах, ответственных за экспрессию белков периферических нервов конечностей.

Патогенез. Мутации в генах приводят к нарушениям функционирования периферических нервов (демиелинизация, либо дегенеративные изменения аксонов) и вторичным атрофиям скелетных мышц дистальных отделов конечностей.

По современной классификации выделяют 5 основных групп НМСН (1993г). Основная их доля представлена 1 и 2 типом.

Для 1-го типа характерно снижение скорости проведения импульса (СПИ) по срединному и б.берцовому нервам менее 30 м/сек и признаки демиелинизации в биоптате седалищного нерва. 1-й тип подразделяется на несколько подтипов:

- 1А-вариант обусловлен мутациями в гене РМР22, кодирующего образование периферического белка миелина, экспрессирующегося в шванновских клетках. При 1А-типе наиболее часто (до 80% случаев) выявляются дупликации участка гена РМР22 (сегмент 17р11.2-р12) длиной 1.5 млн.пар нуклеотидов, реже наблюдается точковые мутации в гене.

- При 1В-подтипе дефект связан с точковыми мутациями в гене Ро, кодирующего интегральный белок миелиновой мембраны периферических нервов. Ген локализован на 1q.

Этот пример указывает на генетическую гетерогенность, т.е.фактически один и тот же фенотип обусловлен мутациями в разных генах.

При 1А и 1В подтипах отмечается АД-тип передачи патологического признака.

Имеются сообщения о существовании АР варианта 1 типа НМСН.

2-й тип НМСН отличается от 1-го типа по данным электронейромиографии (ЭНМГ); СПИ, как правило, выше 30 м/сек, отмечается аксональный характер поражения периферических нервов.

Работы по картированию мутантных генов интенсивно ведутся в различных институтах мира, в том числе и в России. Считают, что существуют как АД, так и АР варианты. На сегодняшний момент уже картированы области генов, ответственные за 2А, 2Б, 2С, 2Д и 2Е подтипы НМСН, причем 2Е подтип впервые в мире картирован при исследовании большой семьи из Мордовии.

3-й тип НМСН - синдром Дежерина-Сотта или гипертрофическая нейропатия. Кроме основных симптомов, наблюдаемых при НАШМТ, при этой форме отмечается гипертрофия периферических нервов, определяемая пальпаторно.

4-й тип - болезнь Рефсума (АР-тип наследования). Имеются сообщения о существовании АР варианта НМСН 4 типа, который в свою очередь подразделяется на 3 подтипа. Наиболее тяжелый подтип НМСН 4а обусловлен мутациями, локализованными в сегменте 8q13-21.1.

5-тип НМСН или перонеальная амиотрофия с пирамидными знаками.

Это редкая АД форма. В России выявлены единичные семьи, причем семейный случай – только в Мордовии. При изучении семейного случая в г.Саранске установлено, что заболевание характеризуется нарастанием тяжести течения из поколения в поколение (феномен антиципации при передаче по женской линии). Если в одном поколении у пораженных сибсов могут отмечаться типичные симптомы НАШМТ с относительно доброкачественным течением, то у потомства, которому они передают мутантный ген, заболевание может протекать по типу болезни Штрюмпеля, с проявлениями нижнего спастического парапареза, тазовыми нарушениями типа недержания, сочетающегося с легкими проявлениями НАШМТ, злокачественным течением и выраженной инвалидизацией к 30-летнему возрасту.

Японскими авторами описана АР НМСН в сочетании с атрофией мозжечка с очень вариабельным возрастом начала, которую они выделяют,

как НМСН 6-го типа.

Описаны случаи с Х-сцепленным рецессивным и доминантным насле-

Дованием (в том числе в РМ). Фенотипические проявления такие же, что при 1, 2-х типах. Известно несколько локусов Х-сцепл. форм НМСН: Хр22.2(ШМТ Х2), Хq27-q28 (ШМТ Х3), Хq13.

В России налажена прямая и косвенная ДНК-диагностика при 1-м и 2-м типах НМСН, АД и Х-сцепленных вариантах. Таким образом НМСН - генетически гетерогенная группа, характеризующаяся выраженным клиническим полиморфизмом. Основная доля всех форм приходится на АД варианты 1 и 2 типов. Несколько реже встречаются ХД-варианты, еще реже - АР-варианты.

Клиника. К наиболее типичным симптомам НМНС относят: прогрессирующие атрофии мышц дистальных отделов конечностей (преимущественно перонеальных мышц, мышц кистей, предплечий; по мере прогрессирования атрофического процесса могут вовлекаться мышцы бедер - концевые атрофии 4-х главых мышц). Поэтому форму ног при НМНС описывали как "ноги аиста" или в виде "перевернутых бутылок". Так как при этом заболевании первично поражаются периферические нервы, то отмечаются расстройства чувствительности по полиневритическому типу (т.е. в виде "чулок-перчаток", чаще со снижением болевой, температурной чувствительности, реже отмечается повышенная чувствительность на болевые раздражители - гипералгезия). Отмечается снижение или отсутствие карпорадиальных, ахилловых рефлексов, деформации стоп по типу "полых", "фридрейховых", реже плоских, кистей по типу "когтистой лапы". Характерна походка в виде "степпажа"(разновидность конской ходьбы).

К более редким симптомам относят: мозжечковые нарушения, различные микроаномалии развития (частичные, синдантилии, диспластичные черты лица, ушных раковин, строения туловища и т.д.). Может иметь место патология ЧМН. При ЭНМГ выявляется снижение СПИ по двигательным и чувствительным волокнам.

Таким образом, для данного семейства заболеваний характерен широчайший клинический полиморфизм: как по возрасту появления первых признаков болезни (от 1 года до 30 лет), так и по степени прогрессирования заболевания (чаще медленно прогрессирующее, однако возможны грубые нарушения хотьбы до 20-летнего возраста), по степени выраженности, разнообразию симптомов.

Диагностика: клинико-генеалогический, ЭНМГ, гистологическое исследование биоптатов периферических нервов, ДНК-диагностика.

Лечение: симптоматическое.

1. Антихолинэстерозные препараты: калимин, оксазил.

2. Витамины группы В.

3. Калия оротат.

4. Фосфаден, аденил, АТФ.

5. Физиотерапия:

- электрофорез с прозерином на паравертебральную область поясничного отдела позвоночника;

- ЛФК;

- Массаж;

- Электростимуляция пораженной группы мышц;

- В некоторых случаях хороший эффект дает санаторно-курортное лечение;

- Ортопедическая коррекция: обувь, хирургические операции (имеют различный эффект).

Профилактикапроводится аналогично предыдущей форме.

Спинальные мышечные атрофии (СМА). По некоторым сообщениям распространенность СМА составляет 1:2-4 тыс.человек.

Этиология. Основная доля СМА представлена 3 вариантами, фенотипически различных, но в основе которых в 95% случаев лежат мутации в генах SMN и (или) NAIP – в сегменте 5q 11.2-13.3. Поэтому эти формы в настоящее время объединяют также под формулировкой СМА 5q. Кроме того описано ряд редких форм: СМА сегментная, СМА дистальная, Х-сцепленная бульбоспинальная амиотрофия Кеннеди и др.

Патогенез заболевания связан с поражением мотонейронов спинного мозга, что приводит к вторичному поражению мышечной системы (вялый тетрапарез). Кроме того, для заболевания типичны патологические изменения сурфактанта, что обусловливает частые заболевания дыхательной системы (острые пневмонии, бронхиты, респираторные инфекции).

Клиника.Выделяют ряд диагностических критериев СМА 1-3. Тип наследования – аутосомно-рецессивный (АР).

1) Возраст начала: 1 тип (СМА Верднига-Гоффмана) - с рождения до 6 месяцев; 2 тип (промежуточный вариант) – в первые 18 месяцев и 3 типа - позднее 18 месяцев.

2) Наличие мышечной слабости, преобладающей в проксимальных отделах, причем, в нижних конечностях в большей степени по сравнению с верхними; гипотония диффузная, сухожильная гипо- или арефлексия.

3) Симметричность поражения.

4) Фасцикулляции в мышцах языка, тремор кистей, наблюдающийся чаще при 2 и 3 типах.

5) Течение прогрессирующее (при СМА 1, 2 типов наблюдается задержка моторного развития); при 1 типе дети никогда не сидят без поддержки, при 2 типе - не могут стоять и ходить без поддержки, при 3 типе способны к самостоятельной ходьбе.

6) Продолжительность жизни при: СМА 1 - обычно менее 2-х лет (хотя при хорошем уходе значительно дольше); СМА 2 - более 2-х лет; СМА 3 - пациенты достигают пожилого возраста.

7) ЭМГ – СМА выявляется спонтанная активность, положительные острые волны, потенциалы фасцикулляций, низкие значения амплитуды суммарного потенциала действия (ПД) и другие признаки поражения мотонейронов спинного мозга. ЭМГ представлена ритмом «частокола».

Дыхательная недостаточность является основной причиной смерти при 1-2 типах.

-Интеллект не страдает, нередко – выше среднего.

-Типичны грубые деформации скелетной системы: деформации грудной клетки, кифозы, кифосколиозы.

-Характерный симптом - гипермобильность в суставах (т.е. переразгибание); однако могут иметь место контрактуры, особенно в голеностопных суставах.

Диагностика: клинико-генеалогический, ЭНМГ, ДНК-диагностика.

Дата добавления: 2014-03-21; просмотров: 480; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!