Сделай Сам Свою Работу на 5

Частота мутаций гена МВТР у больных муковисцидозом в России

Глава 7.1. Муковисцидоз

Муковисцидоз (лат. «mucus» —слизь, слизистый и «viscidus» — липкий) — это наследственное заболевание, обусловленное мутацией гена МВТР (трансмембранного регуляторного белка), обеспечивающего функцию хлоридного канала. Характеризуется распространённым поражением экзокринных желёз (поджелудочной железы, желёз кишечника и дыхательных путей) из-за закупорки их выводных протоков вязким секретом.

В 1989 г. был выделен ген МВТР (Kommens I. et al.). Он содержит 27 экзонов, охватывает 250 тыс. пар нуклеотидов и расположен в середине длинного плеча 7-й хромосомы. МВТР состоит из регуляторного R-домена с большим числом сериновых остатков, являющихся мишенью для протеинкиназы А. Последняя осуществляет фосфорилирование этого белка. Кроме того, белок имеет два АТФ-связывавших участка (NBF1 hNBF2), а также гидрофобных трансмембранных домена, каждый из которых представляет собой 6 витков спирали, пронизывающих клеточную мембрану. Данный белок является собственно хлорным каналом. Для активации этого канала необходимы цАМФ (стимулирует протеинкиназу А) и АТФ (связывается с NBF1 и NBF2). В связи с неспособностью патологического белка активно выполнять роль хлорного канала в апикальной части мембраны клетки, ионы хлора накапливаются внутри нее. В результате изменяется электрический потенциал в просвете выводных протоков, что способствует повышенному выходу из просвета внутрь клетки ионов натрия, выполняющих роль своеобразного насоса. Это ведет к повышенному «всасыванию перицеллюлярного водного компонента» [Dean Т. et al., 1993]. Следствием является сгущение секретов вышеуказанных желез внешней секреции, затруднение их эвакуации и вторичные изменения в этих органах, наиболее серьезные со стороны бронхолегочной системы. Мутация гена приводит к нарушению структуры и функции белка (условно названного трансмембранным регулятором муковисцидоза), он локализуется в апикальной части мембраны эпителиальных клеток, выстилающих выводные протоки поджелудочной железы, кишечника, бронхолегочной системы, урогенитального тракта, и регулирует электролитный (преимущественно хлоридный) транспорт между этими клетками и межклеточной жидкостью. Избыточное выведение хлоридов обусловливает гиперсекрецию густой и вязкой слизи в клетках эндокринной части поджелудочной железы, эпителии бронхов, слизистой оболочки ЖКТ.



В настоящее время насчитывается более 1000 мутаций в гене муковисцидоза, однако лишь 6 из них (DF508, G542X, G551D, R553X, W1282X и N1303K) в странах Западной Европы встречаются с частотой более 1%. Одной из самых распространенных мутаций является DF508. Это делеция трех нуклеотидов, кодирующих молекулу фенилаланина. В России частота DF508 мутации у больных муковисцидозом составляет 56%, в Москве — 41%, в Санкт-Петербурге — 47,3%. После выделения муковисцидоза (MB) в отдельную нозологическую категорию его относили к разряду "летальных" заболеваний, так как средняя продолжительность жизни не превышала 5 лет. В наши дни, благодаря расширению знаний о MB и разработке эффективных методов терапии, заболевание диагностируется намного раньше, а средняя продолжительность жизни больных в развитых странах увеличилась. На сегодняшний день, родившемуся в 1996г. больному MB в Великобритании, Канаде и США гарантируется 40 лет жизни. В России средняя продолжительность жизни больного MB равняется 16, в Москве и Санкт-Петербурге - 23,6 годам с тенденцией к увеличению числа взрослых больных MB.

Муковисцидоз наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Если оба родителя гетерозиготны, риск рождения в семье больного муковисцидозом ребенка равняется 25% (рис.1). Частота гетерозиготного носительства составляет 2—5 %. При каждой последующей беременности этот показатель риска остается неизменным: "риск не имеет памяти".

Клинические проявления MB развиваются только у гомозигот по аномальному гену МВТР, у его носителей обычно не выявляется никаких симптомов заболевания.

Мутации гена МВТР в гомозиготном состоянии приводят к нарушению синтеза белка, формирующего хлорный канал в мембранах эпителиальных клеток, через который происходит пассивный транспорт ионов хлора. Мутации гена МВТР следует подразделять на классы в зависимости от типа и тяжести первичного повреждающего эффекта (табл. 1,2). Данные о частоте 17 мутаций гена МВТР в России представлены в таблице 3. Наиболее частой является мутация ΔF508, второй по частоте – CFTRdele 2,3 (21kb). Частота 6 мутаций (N1303K, G542X, W1282X, 3849+10kbC-T, 2143 delT, 2184insA) более 1%. Обнаружение 17 исследованных мутаций составляет около 75% всех MB аллелей больных MB России.

 

Таблица 1

Типы мутаций МВТР(по Tsui, 1992, Welsh and Smith, 1993, Kerem, 1996)

 

Класс 1 Класс II Класс III Класс IV Класс V
продукция белка процессинг регуляция проводимость снижение уровня нормальной РНК или белка
G542X ΔF 508 G551D R334W 3849+10kbC-T
W1282X dI507 G1244E R347P А455Е
R553X S549I S1255P R117H
621+1G-T S549R     181 1+1, 6kb A-G
2143delT N1303K      
1677delTA        

Таблица 2

Классификация мутаций МВТР по тяжести фенотипического проявления(Kerem, 1996)

"тяжелые" "мягкие" "варьирующие"
ΔF 508 R117H G85E
G542X 3849+10kbC-T R334W
G551D R 374P
R553X T338I  
W128 2Х G551S  
N1303K    
1677delTA    
621+1G-A    
1717-1G-A    

 

Таблица 3

Частота мутаций гена МВТР у больных муковисцидозом в России

 

Мутация Число мутаций / Число хром. Частота на MB хромо-сомах (%) Экзон (е) / Интрон (i)
ΔF 508 494/932 53,0
CFTRdele2,3(21kb) 46/337* 6,4 0,45il-e2-i2-3e-0,15i3
N1303K 18/331* 2,6 е21
G542X 14/331* 2,0 ell
W1282X 13/327* 1,9 е20
3849+lOkbC-Vr 7/172* 1,9 i19
2143 delT 13/333* 1,8 e13
R334W 5/329* 0,7 е7
S1196X 5/332* 0,7 e19
1677delTA 5/438* 0,5 e10
394 delTT 3/340* 0,4 еЗ
G551D 2/331* 0,3 ell
Del 1507 0/438* - e10
R553X 0/331*   ell
R347P 0/250* - e7
621+1G-T 0/55* - i4
unidentified   26.0  

* - число хромосом без ΔF508

Для заболевания характерен выраженный полиморфизм. Выделяются следующие основные формы: смешанная — легочно-кишечная (75—80 %), респираторная (15—20 %), кишечная (5 %). Реже встречаются мекониевая непроходимость кишечника, отечно-анемическая, цирротическая и другие формы.

МВТР (трансмембранный регулятор муковисцидоза) регулирует транспорт электролитов (главным образом хлора) через мембрану клеток, выстилающих выводные протоки экзокринных желез. Генная мутация приводит к нарушению структуры и функции синтезируемого белка, в результате чего секрет, выделяемый этими железами, становится чрезмерно густым и вязким. Из-за отсутствия синтеза трансмембранного регулятора нарушается транспорт хлоридов в эпителиальных клетках. Избыточное выведение хлоридов обусловливает гиперсекрецию густой и вязкой слизи в клетках эндокринной части поджелудочной железы, эпителии бронхов, слизистой оболочки ЖКТ.

Железы слизистой, выстилающей респираторные пути, вырабатывают большое количество вязкого секрета который, скапливаясь в просвете бронхов, приводит к полной обтурации мелких бронхиол. В результате инфицирования неподвижной и вязкой слизи патогенной микрофлорой развивается гнойное воспаление. Соответственно слизистый секрет замещается гнойным.

В стенках бронхов выявляются признаки воспаления различной степени тяжести. Клеточные структуры, обеспечивающие прочность бронхиальной стенки, разрушаются, что приводит к формированию бронхиолоэктазов и бронхоэктазов. Поскольку процесс полной облитерации мелких бронхов происходит достаточно быстро, задержка воздуха в респираторных путях происходит уже на ранних стадиях заболевания.

Выводные протоки поджелудочной железы закупориваются слизью, панкреатические ферменты, которые продолжают вырабатываться в ацинусах в обычном количестве, не достигают двенадцатиперстной кишки. Накопление активных ферментов приводит к аутолизису ткани поджелудочной железы. На более отдаленных стадиях этого процесса, часто уже на первом месяце жизни, тело поджелудочной железы представляет собой скопление кист и фиброзной ткани — отсюда другое название заболевания: "кистофиброз". Неминуемым следствием разрушения поджелудочной железы становится нарушение переваривания и всасывания в желудочно-кишечном тракте прежде всего жиров и белков. В кишечнике возникают гнилостные процессы, сопровождающиеся накоплением газов, в результате чего почти постоянно наблюдается вздутие живота. Характерен обильный, жирный, замазкообразный стул с неприятным гнилостным запахом. Недостаток липазы приводит к развитию стеатореи, которая ведет к снижению абсорбции липовитаминов, проявляющиеся гиповитаминозами А, Е и К, также вызывает потерю со стулом электолитов. Кальций выделяется через ЖКТ в виде мыла, поскольку в кишечнике имеет место омыление кальция неабсорбированными жирными кислотами. Тонкий кишечник выстилает обилие слизи, которое может вызвать нарушение кишечной абсорбции и нарушению транспорта натрия, хлора и воды. Расстройство пищеварения закономерно приводит к развитию гипотрофии, несмотря на повышенный аппетит у большинства больных. В редких случаях у детей грудного возраста развивается отечный синдром (гипопротеинемические отеки). В развитии гипотрофии, помимо ферментативных нарушений и влияния легочного процесса, у ряда детей особую роль играет потеря хлоридов с потом.

Секрет потовых желез у больных муковисдидозом характеризуется повышенными концентрациями натрия и хлора: содержание соли превышает нормальный показатель примерно в 5 раз. Такая аномалия функции потовых желез выявляется уже при рождении и сохраняется на протяжении всей жизни пациента. При этом развиваются выраженная гипохлоремия и тяжелый метаболический алкалоз, клинически проявляющийся анорексией и рвотой. Коррекция гипохлоремии в этих случаях осуществляется путем парентерального введения растворов хлорида натрия.

 

Лечение больных муковисцидозом проводят по следующей схеме:

Муколитическая терапия

Антимикробная терапия

Ферментотерапия препаратами поджелудочной железы

Витаминотерапия

Диетотерапия

Из современных методов лечения (внедрение новых технологий):

Фармакологическое моделирование ионного транспорта;

Восстановление функции МВТР

Генная терапия

Генная терапия.Муковисцидоз явился одним из первых заболеваний при котором начались разработки по генной терапии. Комплиментарная ДНК уже клонирована. Доказано, что ее внедрение в культуру пораженных клеток устраняет дефект хлорных каналов. Наиболее вероятной тканью - мишенью является респираторный эпителий. Разрабатывается несколько систем переноса генов - эффективных векторов - рекомбинантный аденовирусный вектор, аденоассоциированные вирусные векторы (парвовирусы), катионный липидный комплекс (липосомы). К проблемам связанным с генотерапией относятся слишком низкий уровень переноса конструкции в эпителиальные клетки, низкий уровень экспрессии гена и ее преходящий характер, развитие иммунного ответа на белок вектора как антителами, так и фагоцитами, развитие как местных, так и системных воспалительных реакций



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.