Молекулярно-генетический анализ гена CYP1B1 при первичной врожденной глаукоме: клинический случай

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Молекулярно-генетический анализ гена CYP1B1 при первичной врожденной глаукоме: клинический случай

Д.Е. Иванощук, О.Г. Фенькова, Е.В. Шахтшнейдер, С.В. Михайлова, А.Ж. Фурсова, М.И. Воевода

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090, Российская Федерация

Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины - филиал Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630089, Российская Федерация

Государственная Новосибирская областная клиническая больница, Новосибирск 630087, Российская Федерация

Резюме. Первичная врожденная глаукома является аутосомно-рецессивным заболеванием глаз, манифестирующим, преимущественно, на первом году жизни. Мутации в гене CYP1B1 являются наиболее частой причиной возникновения заболевания. В данной работе приведен клинический случай двух сибсов-носителей мутаций с. 1330 С>Т р. (А444Тег, п 377049098) и с. 1331 G>Ap. (Arg 444Gln, Г872549376) гена CYP1B1 в компаунд-гетерозиготном состоянии. Проведенное исследование позволяет предположить, что одновременное носительство двух обнаруженных вариантов может обуславливать злокачественный характер течения заболевания.

Ключевые слова: врожденная глаукома, генетика, цитохром Р450 1В1, секвенирование, однонуклеотидная замена, мутация.

Molecular genetic analysis of CYP1B1 gene in primary congenital glaucoma: clinical case

D.E. Ivanoshchuk, O.G. Fenkova, E.V. Shakhtshneider, S.V. Mikhailova1,2, A.Z. Fursova, M. I. Voevoda

Federal research center Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk 630090, Russian Federation institute of Internal and Preventive Medicine - Branch of Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk 630089, Russian Federation. Novosibirsk State Regional Hospital, Novosibirsk 630087, Russia Federation

Abstract. Primary congenital glaucoma is autosomal recessive eye disease that manifests mainly in the first year of life. Mutations in CYP1B1gene are the most common cause of the disease. The present paper presents a clinical case of two siblings who are mutation carriers of c.1330 C> T p. (Arg444Ter, rs377049098) and c.1331 G> A p. (Arg444Gln, rs72549376) of CYP1B1gene in compound heterozygous state. The study allows to suggest that simultaneous carriage of the two detected variants can determine malignant nature of the course of the disease.

Key words: congenital glaucoma, genetics, cytochrome P450 1B1, sequencing, single nucleotide substitution, mutation.

Первичная врожденная глаукома (ПВГ, ОМ1М 231300) является одной из причин необратимой слепоты и слабовидения у детей. Основным патогенетическим механизмом ПВГ является врожденная аномалия развития дренажной системы глаза, нарушение ее фильтрующей способности и повышение внутриглазного давления, влекущее за собой гибель ганглиозных клеток сетчатки и, как следствие, снижение зрительных функций и необратимую слепоту [1]. ПВГ - редкая патология, частота варьируется в пределах 1 случая на 10000-20000 живых новорожденных в западных странах и гораздо чаще (1 на 1250 новорождённых) в популяциях, где распространены близкородственные браки [1]. ПВГ является генетически гетерогенной, то есть в формировании патологического фенотипа принимают участие различные гены и сочетания их аллелей. Заболевание чаще всего наследуется по аутосомно-рецессивному типу, однако описаны случаи с аутосомно-доминантным типом наследования [2, 3]. Наиболее частая причина развития аутосомно-рецессивной формы ПВГ-мутации в гене СУР1Б1 (ОМ1М 601771), ими обусловлено до 50 % семейных случаев и до 20 % - спорадических [4].

В данном сообщении мы приводим описание клинического случая сестер с первичной врожденной глаукомой, обусловленного носительством двух редких мутаций в кодоне 444 гена СУР1Б1.

Описание клинического случая. Пробанд 1, женского пола, 49 лет, диагноз: первичная врожденная глаукома 1А, приобретенная миопия средней степени правого глаза; анофтальм слева. У пробанда есть дочь, 20 лет, диагноз врожденной глаукомы у ребенка не подтвержден (рис.). Пробанд находится под наблюдением в офтальмологическом отделении Государственной Новосибирской областной клинической больнице с 2005 г. Диагноз первичной врожденной глаукомы был установлен на 2-м году жизни, в этом же возрасте проведена первая антиглаукомная операция на обоих глазах. При первичном обращении родители пробанда предъявляли жалобы на светобоязнь, помутнение роговиц обоих глаз у ребенка. При обследовании выявлено: гониодисгенез I степени, повышение внутриглазного давления до 28 мм рт. ст., глаукомная экскавация диска зрительного нерва - 0,5-0,6. За период с 1968 г. по 2007 г. было выполнено 12 антиглаукомных операций. В 2007 г., в связи отсутствием компенсации глаукомного процесса на левом глазу (первичная врожденная глаукома IIIC, уровень внутриглазного давления 41 мм рт. ст.), была выполнена имплантация клапана Achmed (New World Medical, USA). Послеоперационный период был отягощен увеитом, отсутствием снижения внутриглазного давления, выраженным болевым синдромом, в связи с чем, была выполнена энуклеация левого глаза (2007 г.). В настоящий период наблюдение пробанда 1 осуществляется с кратностью - 1 раз в 6 месяцев, глаукомный процесс на правом глазу полностью компенсирован (местная гипотензивная терапия - селективный Я-блокатор). Пробанд 2, женского пола, 45 лет, сестра пробанда 1. Диагноз: первичная врожденная глаукома IIIAB, приобретенная миопия высокой степени, периферическая витреохориоретинальная дистрофия правого глаза; анофтальм слева. Диагноз врожденной глаукомы установлен на 4-м месяце жизни. Родители пробанда обратили внимание на увеличение размеров глаз (макрокорнеа), помутнение роговиц, светобоязнь, беспокойное поведение ребенка. При первичном обследовании: повышение внутриглазного давления до 36-40 мм рт. ст., макрокорнеа, стрии Хааба, помутнение роговицы, гониодисгенез II степени, глаукомная экскавация диска зрительного нерва до 0,6-0,7. Первая антиглаукомная операция обоих глаз была выполнена на 1-м году жизни. Далее на левом глазу, в период с 1980 г. по 2002 г., было выполнено 3 антиглаукомные операции. В 2002 г. на левом глазу развилась регматогенная отслойка сетчатки, в связи с чем, было выполнено 5 оперативных вмешательств (циркляж, экстрасклеральное пломбирование, витрэктомия, тампонада витреальной полости). В 2010 г. на левом глазу отмечено развитие вторичной дистрофии роговицы, что привело к потере зрения и развитию болевого синдрома, в связи с чем, была выполнена энуклеация. На правом глазу 2 повторные антиглаукомные операции были выполнены в период с 1991 г. по 1997 г. В настоящее время глаукомный процесс на правом глазу, на фоне комбинированной гипотензивной терапии (аналог простагландинов, селективный Я-блокатор), относительно скомпенсирован: уровень внутриглазного давления колеблется от 20 до 23 мм рт. ст., острота зрения и морфометрические параметры диска зрительного нерва стабильны (суммарная толщина слоя нервных волокон (RNFL Thikness) - 84 pm, площадь нейроретинального ободка (Rim Area) - 0,97 mm2, объем экскавации (Cup Volume) - 0,491, соотношение Cup/Disk vertical ratio - 0,74) в течение 9 лет, оценить динамику изменения центрального поля зрения у пробанда не представляется возможным, в связи с низкой корригированной остротой зрения - 0,05. У матери пробандов в настоящее время признаков первичной врожденной глаукомы не выявлено (рис. 1).

Рисунок 1. А - Родословная и обнаруженные варианты гена CYP1B1 в семье с врожденной глаукомой, *обследо- ванные носители мутаций гена CYP1B1; Б - Фрагмент электрофореграммы сибсов и родственников с последовательностью ДНК и мутациями с. 1330 C>Tp.(Arg444Ter, rs377049098) и c.1331 G>A p.(Arg444Gln, rs72549376) гена CYP1B1

Методом прямого автоматического секвенирования по Сэнгеру у пробандов и доступных членов их семьи - матери пробандов и дочери пробанда 1 были проанализированы экзоны и прилегающие сайты сплайсинга гена CYP1B1. В результате у сестер были обнаружены два гетерозиготных варианта c.1330 C>Tp.(Arg444Ter, rs377049098) и c.1331 G>Ap.(Arg444Gln, rs72549376), локализованные в 444 кодоне гена CYP1B1.Наличие обеих мутаций было подтверждено также методом ПЦР-ПДРФ. Мать пробандов и дочь одного из пробанда являлись гетерозиготными носителями варианта c.1330 C>Tp. (Arg444Ter, rs377049098) и не имели признаков офтальмопатологии. Предполагаемым носителем c.1331 G>Ap.(Arg444Gln, rs72549376) является умерший отец пробандов. Со слов матери пробандов - отец девочек не страдал офтальмологическими заболеваниями и работал пожарным. Таким образом, лишь носительство обоих вариантов сегрегировало с появлением ПВГ.

Ген CYP1B1 расположен на коротком плече 2-ой хромосомы и кодирует белок цитохром Р4501 В1. Экспрессия гена CYP1B1 выявлена на всем протяжении эмбрионального развития глаза и в постнатальном периоде. Известно, что продукт этого гена является одним из важных факторов детоксикации ксенобиотиков, часть из которых обладает тератогенным эффектом. Таким образом, нарушение функции этого белка может приводить к ослаблению защитных функций организма против тератогенных факторов и обуславливать формирование пороков угла передней камеры глаза [5]. В нашем исследовании обнаружено 2 мутации, которые в компаунд-гетерозиготе приводят к развитию фенотипа ПВГ. Предсказано, что аминокислота Arg444 крайне важна для структурной стабилизации белка. Замена на Gln приводит к исчезновению контакта аминокислоты в этой позиции с атомами кислорода аминокислот Тгр434 и А8П439 внутри молекулы, что может дестабилизировать этот структурный фрагмент и повлиять на гем-связывающие и окислительно-восстановительные функции CYP1B1 [6]. В случае появления терминирующего стоп-кодона А444Тет образуется укороченная форма белка.

Представленный семейный случай первичной врожденной глаукомы демонстрирует некоторые особенности клинического течения данного заболевания, связанного с одновременным носительством мутаций 1330 С>Т р.(А444Тет, 377049098) и с.1331 G>A p.(Arg444Gln, 72549376) гена CYP1B1. Показано, что пациентам-носителям патогенных вариантов в гене CYP1B1 требуется больше хирургических процедур для коррекции внутриглазного давления и более тщательное постоперационное сопровождение (по сравнению с пациентами ПВГ без мутаций в гене CYP1B) [7]. Проведенное исследование позволяет предположить, что одновременное носительство двух обнаруженных вариантов, меняющих структуру белка, может осложнять характер течения заболевания. Для клинической картины врожденной глаукомы, возникновение которой связано с одновременным носительством мутаций 1330 С>Т р.(А444Тет, 377049098) и с.1331 G>A p.(Arg444Gln, 72549376) гена CYP1B1, наблюдалось достаточно быстрое прогрессирование глаукомного процесса с последующей потерей зрения и глаза, как органа, несмотря на активно проводимое лечение (более 5 антиглаукомных операций в анамнезе). Более позднее выявление дебюта врожденной глаукомы у пробанда 1, наиболее вероятно, связано с меньшей выраженностью аномалии угла передней камера глаза (гониодисгенез I степени), а также отсутствием медицинской настороженности в отношении данного заболевания. Таким образом, при выявлении случаев первичной врожденной глаукомы, необходимо проведение медико-генетического консультирования пациентов с данным заболеванием с целью прогнозирования характера течения глаукомного процесса и оптимизации проводимого лечения, а именно, первичное использование антиглаукомных дренажей во время хирургического вмешательства, а также обязательное соблюдение кратности офтальмологических осмотров на этапе амбулаторно-поликлинического и стационарного звена.

Заключение

ген глаукома врожденный ксенобиотик

Изученный нами семейный случай первичной врожденной глаукомы, связанный с одновременным носительством мутаций 1330 C>Tp.(Arg444Ter, rs377049098) и c.1331 G>Ap.(Arg444Gln, rs72549376) гена CYP1B1,и анализ особенностей его клинического течения, показывает необходимость персонифицированного подхода к диагностике и лечению данного заболевания.

Литература

1. Badawi AH, Al-Muhaylib AA, Al Owaifeer AM, Al-Essa RS, Al-Shahwan SA. Primary congenital glaucoma: An updated review. Saudi Journal of Ophthalmology. 2019;33(4):382-388. DOI: 10.1016/j.sjopt.2019.10. 002

2. Fan BJ, Wiggs JL. Glaucoma: genes, phenotypes, and new directions for therapy. Journal of Clinical Investigation. 2010; 120(9): 3064-3072. DOI: 10.1172/ JCI43085

3. Souma T, Tompson SW, Thomson BR, Siggs OM, Kizhatil K, Yamaguchi S, Feng L, Limviphuvadh V, Whisenhunt KN, Maurer-Stroh S, Yanovitch TL, Kalaydjieva L, Azmanov DN, Finzi S, Mauri L, Javadiyan S, Souzeau E, Zhou T, Hewitt AW, Kloss B, Burdon KP, Mackey DA, Allen KF, Ruddle JB, Lim SH, Rozen S, Tran-Viet KN, Liu X, John S, Wiggs JL, Pasutto F, Craig JE, Jin J, Quaggin SE, Young TL. Angiopoietin receptor TEK mutations underlie primary congenital glaucoma with variable expressivity. Journal of Clinical Investigation. 2016;126(7): 2575-2587. DOI: 10.1172/JCI85830

4. Sarfarazi M, Stoilov I. Molecular genetics of primary congenital glaucoma. Eye (London).2000;(Pt 3B):422-8. DOI: 10.1038/eye.2000.126

5. Kaur K, Mandal AK, Chakrabarti S. Primary Congenital Glaucoma and the Involvement of CYP1B1. Middle East African Journal of Ophthalmology. 2011;(18):7-16. DOI: 10.4103/0974-9233.75878

6. Mashima Y, Suzuki Y, Sergeev Y, Ohtake Y, Tani- no T, Kimura I, Miyata H, Aihara M, Tanihara H, Inatani M, Azuma N, Iwata T, Araie M. Novel cytochrome P4501B1 (CYP1B1) gene mutations in Japanese patients with primary congenital glaucoma. Investigative Ophthalmology end Visual Science. 2001;42(12):2211- 2216.

7. Abu-Amero KK, Osman EA, Mousa A, Wheeler J, Whigham B, Allingham RR, Hauser MA, Al-Obeidan SA. Screening of CYP1B1 and LTBP2 genes in Saudi families with primary congenital glaucoma: genotype-phenotype correlation. Molecular Vision. 2011; (17): 2911-2919.

Размещено на Allbest.ru