Эта статья входит в число хороших статей

Лизосомные болезни накопления

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Лизосомные болезни накопления
На микрофотографии характерные изменения строения костного мозга при болезни Гоше — цитоплазма макрофагов напоминает смятую папиросную бумагу. Окраска гематоксилином и эозином
На микрофотографии характерные изменения строения костного мозга при болезни Гошецитоплазма макрофагов напоминает смятую папиросную бумагу. Окраска гематоксилином и эозином
МКБ-115C56
МКБ-10E75-E77
MeSHD016464
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Лизосо́мные боле́зни накопле́ния (англ. Lysosomal Storage Diseases) — общее название группы весьма редких наследственных заболеваний, вызванных нарушением функции внутриклеточных органелл лизосом. Эти одномембранные органоиды являются частью эндомембранной системы клетки и специализируются на внутриклеточном расщеплении веществ: гликогена, гликозаминогликанов, гликопротеинов и других. Лизосомные болезни накопления вызываются генетически обусловленным дефицитом ферментов лизосом, что приводит к накоплению макромолекул, являющихся субстратом этих ферментов, в различных органах и тканях организма[1][2][3][4][5][6].

Данная группа объединяет мукополисахаридозы, муколипидозы, гликогенозы, болезни накопления липидов, гликопротеинов и других макромолекул.

Историческая справка

Клиническая картина первого наследственного заболевания из группы лизосомных болезней накопления (болезнь Тея — Сакса) была описана в 1881 году[7].

Затем, в 1882 году[8] описано заболевание, названное в честь впервые описавшего его французского врача Филиппа Гоше.

В 1932 году голландский врач Иоанн Помпе описал гликогеноз второго типа, впоследствии названный по его имени болезнью Помпе[9].

В конце 1950-х — начале 1960-х годов бельгийский биохимик Кристиан де Дюв с соавторами, используя методику фракционирования клеток, открыл лизосомы в качестве клеточных органелл[10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22], ответственных за расщепление и утилизацию макромолекул. Данное научное открытие дало возможность вскоре выявить патофизиологическую основу лизосомных болезней накопления[23].

Болезнь Помпе стала первым наследственным заболеванием, идентифицированным как лизосомная болезнь накопления. В 1963 году бельгийский физиолог и биохимик Анри Эрс (англ. Henri G. Hers) опубликовал работу, в которой связал причину развития данного симптомокомплекса с дефицитом α-глюкозидазы и высказал предположение о связи других генетических заболеваний, в том числе мукополисахаридозов, с недостаточностью того или иного фермента[24].

Эпидемиология

По состоянию на 2014 год, известно свыше 50 лизосомных болезней накопления, среди 7000—8000 новорождённых диагностируют около одного заболевания этой группы[25][26]. Каждое заболевание индивидуально встречается не чаще, чем у одного из 100 тысяч новорождённых, при этом распространённость конкретного заболевания в различных популяциях может значительно варьировать[25]. Распространение мутаций, ведущих к какому-либо заболеванию из группы лизосомных болезней накопления, определяется популяционно-генетическими факторами и, в первую очередь, связано с эффектом основателя. Типичным следствием эффекта основателя являются различие по наиболее распространённым мутациям одного и того же гена в различных генетически изолированных популяциях и этнических группах[27].

Наследование

Подавляющее большинство лизосомных болезней накопления наследуются аутосомно-рецессивно, за исключением трёх заболеваний, которые наследуются сцепленно с полом. К этим трём заболеваниям относятся мукополисахаридоз Хантера (МПС II) и болезнь Фабри, являющиеся рецессивными Х-сцепленными заболеваниями, а также синдром Данона[англ.][28], являющийся доминантным Х-сцепленным заболеванием[2][3][5][25].

Патогенез

Большая часть заболеваний группы связана с генетически обусловленным нарушением функции какой-либо из лизосомных гидролаз. Это приводит к прогрессивному накоплению внутри клетки промежуточного субстрата, который в норме распадается[28]. Некоторые болезни этой группы вызваны нарушениями белков, участвующих в везикулярном транспорте или в биогенезе лизосом. Например, муколипидоз II типа (I-клеточная болезнь) вызван дефектом фосфоэстеразы, которая локализована в аппарате Гольджи, нарушение работы этого фермента приводит к ошибочной переадресации лизосомных гидролаз во внеклеточное пространство вместо их транспорта из аппарата Гольджи в лизосому[29]. Хотя ферменты лизосом относятся к белкам, которые экспрессируются в подавляющем большинстве типов клеток, аномальное накопление субстратных макромолекул происходит в тех клетках, тканях и органах, которые характеризуются повышенной скоростью обновления этих макромолекул. Первичное накопление макромолекул может вести к вторичным нарушениям других биохимических и клеточных функций, что обуславливает обычно тяжёлое течение заболеваний этой группы[30].

Классификация

В связи с тем, что при многих лизосомных болезнях накопления наблюдается сходная клиническая картина, их классифицируют в соответствии с типом вещества, которое накапливается (например, мукополисахаридозы, гликопротеинозы, сфинголипидозы)[28].

Ниже приведена классификация, согласно действующей МКБ (указан код МКБ-10):

Лизосомные болезни накопления объединяют группу редких наследственных метаболических заболеваний[2][5]:
БолезньХромосома (ген)Дефицитный ферментНакапливающиеся субстраты
GM1 ганглиозидоз3p21.3 (GLB1)β-ГалактозидазаГанглиозид GM1, гликопротеины, кератансульфат.
Болезнь Тея — Сакса с вариантами,
GM2 ганглиозидоз
15q23-24 (HEXA)β-Гексозаминидаза A[англ.]Ганглиозид GM2
Синдром Сандхоффа,
GM2 ганглиозидоз
5q13 (HEXB)β-Гексозаминидаза A и BГанглиозид GM2, глобозид
Болезнь Краббе, галактозилцерамидный липидоз14q31 (GALC)Галактозилцерамид-β-галактозидазаУвеличение отношения галактозоцереброзид/сульфатид
Метахромная лейкодистрофия, сульфатидный липидоз22q13.3 (ARSA)Арилсульфатаза A (цереброзидсульфатаза)Галактозилсульфатиды
Недостаточность белкового активатора распада сфинголипида 1,
Болезнь Ниманна — Пика,
сфингомиелиновый липидоз
11p15.4-p15.1
(SMPD1)
18q11-q12
(NPC1)
1424.3 (NPC2)
Сфингомиелиназа (?) У некоторых больных специфические изоферментыСфингомиелин
Болезнь Гоше, глюкозилцерамидный липидоз1q22 (GBA)β-глюкоцереброзидазаГлюкозилцерамид
Болезнь Фабри, тригексозилцерадозXq22 (GLA)α-Галактозидаза AТригексозилцерамид
Недостаточность кислой липазы (болезнь Вольмана)10q23.2-23.3 (LIPA)Кислая липазаЭфиры холестерина, триглицериды
Болезнь Фарбера, недостаточность церамидазы8p22-p21.3 (ASAH) (ASAH1)ЦерамидазаЦерамид
Болезнь Помпе,
гликогеноз 2 типа
17q25.2-3 (GAA)Кислая мальтазаГликоген
Недостаточность кислой фосфатазы11p11.2[31] (ACP2[32])Кислая фосфатаза(?)
Фукозидоз1p34 (FUCA1)α-фукозидаза[англ.]Гликопептиды, гликолипиды, олигосахариды
α-маннозидоз19cen-q12 (MAN2B1)α-маннозидаза[англ.]Олигосахариды
β-маннозидоз4q22-q25 (MANBA)β-маннозидаза[англ.]Олигосахариды
Аспартилглюкозаминурия4q34.3[33] (AGA)[34]Аспартилглюкозаминамидаза[англ.]Аспартилглюкозамин, гликопептиды
Мукополисахаридоз IH и IS4q16.3α-L-идуронидаза[англ.]Дерматансульфат, гепарансульфат[англ.]
Болезнь Хантера, мукополисахаридоз IIXq27.3-28ИдуроносульфатсульфатазаДерматансульфат, гепарансульфат
Синдром Санфилиппо A, мукополисахаридоз IIIA17q25.3Гепаран-N-сульфатаза (сульфамидаза) Гепарансульфат
Синдром Санфилиппо B, мукополисахаридоз IIIB17q21N-Ацетил-α-глюкозаминидаза
Синдром Санфилиппо C, мукополисахаридоз IIIC8p11.1Ацетил-КоА: α-глюкозаминид-N-ацетилтрансфераза
Синдром Санфилиппо D, мукополисахаридоз IIID12q14N-Ацетилглюкозамин-6-сульфатсульфатаза
Синдром Моркио, мукополисахаридоз IV16q24.3N-Ацетилгалактозамин-6-сульфатсульфатазаКератансульфат
Синдром Марото — Лами мукополисахаридоз VI5q11-13 (ARSB)N-Ацетилгексозамин-4-сульфатсульфатаза (арилсульфатаза В)Дерматансульфат
Недостаточность β-глюкуронидазы, мукополисахаридоз VII7q21.1-11β-глюкуронидазаДерматансульфат
гепарансульфат (?)
Множественная сульфатазная недостаточность3p26 (SUMF1)Арилсульфатазы A, B и C, другие сульфатазыСульфатиды, мукополисахариды
Сиалидоз
(муколипидоз I)
6p21.3Гликопротеиннейраминидаза (сиалидаза)Сиалилолигосахариды
I-клеточная болезнь
(муколипидоз II)
12q23.3 (GNPTAB)УДФ-N-ацетилглюкозамин-(GlcNAc): гликопротеин-GlcNaCI-фосфотрансферазаГликопротеины, гликолипиды
Псевдополидистрофия Гурлер (муколипидоз III)12q23.3 (GNPTAB)УДФ-N-ацетилглюкозамин-(GlcNAc): гликопротеин-GlcNaCI-фосфотрансферазаГликопротеины, гликолипиды
Сиалолипидоз
(муколипидоз IV)
19q13.3-p13.2 (MCOLN1)Муколипин-1 (Mucolipin-1)Гликопротеины, гликолипиды
Цистиноз17p13 (CTNS)транспортёр цистина
англ. Cystin-Transporter
Цистин
Восковидные липофусцинозы нейронов
тип 11p32 (CLN1)Пальмитоил-тио-эстераза«Воск», «липофусцин»
тип 211p15.5 (TPP1)Трипептидил-пептидаза 1
тип 316p12.1 (CLN3)(?)
тип 4(CLN6[35], DNAJC5)(?)
тип 513q21.1-q32 (CLN5)(?)
тип 615q21-q23 (CLN6)(?)
тип 74q28.1-q28.2 (MFSD8)(?)
тип 88p23 (CLN8)(?)
тип 9(?)Дигидро-церамид-синтаза[36]
тип 1011p15.5 (CTSD)(?)

Диагностика

Разработаны специальные методы диагностики, опирающиеся на ряд постоянных признаков, характеризующих болезни накопления липидов:

  1. накопление в тканях сложных липидов, структурным компонентом которых является церамид;
  2. скорость синтеза запасаемого липида сравнима со скоростью его биосинтеза у здоровых людей;
  3. на фоне заболевания наблюдается недостаток специфичного фермента в лизосомах, необходимого для гидролиза липида;
  4. степень снижения активности фермента во всех тканях одинакова.

Отныне стало возможным выявление в популяции гетерозиготных носителей дефектных генов, ответственных за развитие данных заболеваний, а также выявлять сфинголиподистрофию у плода[4].

Клиническая картина

Предпосылками для проявления лизосомных болезней накопления являются различные генетические дефекты, которые ведут к развитию ферментопатии — недостаточности определённых ферментов, расщепляющих некоторые макромолекулы на уровне внутриклеточных органелл (лизосом). Лизосомные болезни накопления характеризуются[28]:

  • прогрессирующим течением,
  • высокой инвалидизацией,
  • высокой смертностью пациентов.

Наиболее характерными общими особенностями клинической картины для большинства лизосомных болезней накопления являются:

Лечение

До недавнего времени терапия наследственных болезней накопления носила исключительно паллиативный характер. Развитие науки позволило с 90-х годов XX столетия приступить к клинической коррекции лизосомных болезней накопления методом эффективной и безопасной ферментозаместительной терапии (англ. Enzyme Replacement Therapy). Принцип данного метода терапии сводится к введению в организм пациента модифицированной формы скомпрометированного генетической патологией фермента, обладающего нормальной активностью. Модификация формы дефектного фермента способствует повышенной проницаемости его в клетки тканей-мишеней, где непосредственно осуществляется процесс катализа реакции гидролиза субстратов накопления. Однако, в связи с коротким (несколько десятков часов) периодом полужизни фермента в клетке, ферментозаместительную терапию необходимо проводить на протяжении всей жизни пациента[1].

См. также

Примечания

  1. 1 2 Внутренние болезни: учебник: в 2 т. / под ред. В. С. Моисеева, А. И. Мартынова, Н. А. Мухина. - 3-е изд., испр. и доп. - 2013. - Т.2. - 896 с.: ил. ЧАСТЬ XIII. Наследственные болезни накопления. vmede.org. Дата обращения: 5 ноября 2014. Архивировано 5 ноября 2014 года.
  2. 1 2 3 Т. Р. Харрисон. Внутренние болезни в 10 книгах. Книга 8. Пер. с англ. М., [[Медицина (издательство)|Медицина]], 1996, 320 с.: ил. Глава 316. Лизосомные болезни накопления (с. 250—273). med-books.info. Дата обращения: 12 ноября 2014. Архивировано 7 июня 2015 года.
  3. 1 2 Биофайл (научно-информационный журнал): Лизосомные болезни накопления. biofile.ru. Дата обращения: 5 ноября 2014. Архивировано 5 ноября 2014 года.
  4. 1 2 База знаний по биологии человека: Лизосомные болезни (болезни лизосомного накопления). humbio.ru. Дата обращения: 5 ноября 2014. Архивировано 20 октября 2014 года.
  5. 1 2 3 Справочник Т. Р. Харрисона по внутренним болезням, 1992—1997: Глава 316. Лизосомные болезни накопления. rusmedserver.ru. Дата обращения: 5 ноября 2014. Архивировано 3 декабря 2014 года.
  6. Лизосомные болезни накопления: Болезнь Гоше. womanadvice.ru. Дата обращения: 5 ноября 2014. Архивировано 5 ноября 2014 года.
  7. Evans P. R. Tay-Sachs disease: a centenary (англ.) // Archives of disease in childhood. — 1987. — Vol. 62, no. 10. — P. 1056—1059. Архивировано 8 ноября 2014 года.
  8. Gaucher PCE. De l'epithelioma primitif de la rate, hypertrophie idiopathique de la rate sans leucemie [academic thesis] (фр.). — Paris, France, 1882.
  9. Pompe J.C. Over idiopathische hypertrophie van het hart // Ned. Tijdschr. Geneeskd. — 1932. — Т. 76. — С. 304—312.
  10. Turk V. Special issue: Proteolysis 50 years after the discovery of lysosome in honor of Christian de Duve (англ.) // Biochim Biophys Acta. — 2012. — Vol. 1824, no. 1. — P. 1—2. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  11. Klionsky D. J. Autophagy revisited: A conversation with Christian de Duve (англ.) // Autophagy[англ.]. — Taylor & Francis, 2012. — Vol. 4, no. 6. — P. 740—743.
  12. Berthet, J. Scientific work of Christian de Duve (неопр.) // Bulletin et Memoires de l'Academie Royale de Medecine de Belgique. — 2007. — Т. 162, № 10—12. — С. 499—504. — PMID 18557391. (англ.)
  13. Courtoy, P. A tribute to Professor Christian de Duve on his 90th birthday (англ.) // Journal of Cellular and Molecular Medicine[англ.] : journal. — 2007. — Vol. 11, no. 5. — P. 902—905. — doi:10.1111/j.1582-4934.2007.00118.x. — PMID 17979871. (англ.)
  14. Tricot, J.P. Nobel prize winner Christian de Duve. From insulin to lysosomes (англ.) // Hormones (Athens, Greece) : journal. — 2006. — Vol. 5, no. 2. — P. 151—155. — doi:10.14310/horm.2002.11179. — PMID 16807228. (англ.)
  15. Raju, T.N. The Nobel chronicles. 1974: Albert Claude (1899-1983), George Emil Palade (b 1912), and Christian Réne de Duve (b 1917) (англ.) // The Lancet : journal. — Elsevier, 1999. — Vol. 354, no. 9185. — P. 1219. — doi:10.1016/S0140-6736(05)75433-7. — PMID 10513750. (англ.)
  16. Bowers, W.E. Christian de Duve and the discovery of lysosomes and peroxisomes (англ.) // Trends[англ.] : journal. — 1998. — Vol. 8, no. 8. — P. 330—333. — doi:10.1016/S0962-8924(98)01314-2. — PMID 9704410. (англ.)
  17. Berthet, J. Introduction of Professor Christian De Duve, Nobel Prize in Medicine and Physiology in 1974 (англ.) // Bulletin et Memoires de l'Academie Royale de Medecine de Belgique : journal. — 1994. — Vol. 149, no. 12. — P. 476—480. — PMID 8563687. (англ.)
  18. Takano, T. Profile of Dr. C. De Duve, the 1974 Nobel prize winner in medical physiology (англ.) // Tanpakushitsu Kakusan Koso. Protein, Nucleic Acid, Enzyme : journal. — 1975. — Vol. 20, no. 1. — P. 77—8. — PMID 1094499. (англ.)
  19. James, J. The Nobel Prize in Medicine for Claude, Palade and De Duve (англ.) // Nederlands Tijdschrift Voor Geneeskunde : journal. — 1974. — Vol. 118, no. 52. — P. 1949—1951. — PMID 4612387. (англ.)
  20. Olsen, BR; Lie, S.O. Nobel prize in medicine 1974 (Albert Claude, George Palade, Christian de Duve) (нид.) // Tidsskrift for den Norske Laegeforening : Tidsskrift for Praktisk Medicin, ny Raekke. — 1974. — Bd. 94, nr. 34—36. — P. 2400—2403. — PMID 4614493. (англ.)
  21. Florkin, M. Homage to Albert Claude and Christian de Duve, Nobel Prize laureates in medicine and physiology, 1974 (англ.) // Archives Internationales de Physiologie et de Biochimie : journal. — 1974. — Vol. 82, no. 5. — P. 807—815. — doi:10.3109/13813457409072328. — PMID 4142698. (англ.)
  22. De Duve, C; Hooft, C. Quinquennial prizes of the medical sciences, period 1961-1965. Address by Prof. Chr. De Duve (англ.) // Verhandelingen - Koninklijke Vlaamse Academie voor Geneeskunde van Belgie : journal. — 1968. — Vol. 30, no. 7. — P. 381—388. — PMID 5712764. (англ.)
  23. Zetterström R. A. A. Claude (1899-1983), C. De Duve (1917-) and G. E. Palade (1912-): Nobel Prize for discoveries in integrated cell physiology. Clarification of aetiology and pathogenesis of a great number of diseases (англ.) // Acta Paediatrica. — 2006. — Vol. 95, no. 12. — P. 1523—1525. — doi:10.1080/08035250601089116.
  24. Hers H. G. α-Glucosidase deficiency in generalized glycogen-storage disease (Pompe's disease) (англ.) // Biochemical Journal. — 1963. — Vol. 86, no. 1. — P. 11—16. — PMID 13954110. Архивировано 21 января 2022 года.
  25. 1 2 3 la Marca G. Lysosomals // Physician's Guide to the Diagnosis, Treatment, and Follow-Up of Inherited Metabolic Diseases / N. Blau, M. Duran, K. M. Gibson, C. D. Vici. — Springer Berlin Heidelberg, 2014. — P. 785-793. — ISBN 978-3-642-40336-1. (англ.)
  26. Winchester B., Vellodi A., Young E. The molecular basis of lysosomal storage diseases and their treatment (англ.) // Biochemical Society Transactions. — 2000. — Vol. 28, no. 1. — P. 150—154. — PMID 10816117.
  27. Горбунова, Баранов, 1997, с. 212.
  28. 1 2 3 4 Здоров'я України: номер 5/1, март 2009 года, стр. 12-15. Инсульт у молодых пациентов / Редкие наследственные синдромы, сопровождающиеся развитием инсульта. health-ua.com. Дата обращения: 5 ноября 2014. Архивировано 8 декабря 2014 года.
  29. Kollmann K. et al. Mannose phosphorylation in health and disease (англ.) // European journal of cell biology. — 2010. — Vol. 89, no. 1. — P. 117—123. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  30. Parkinson-Lawrence E. J. et al. Lysosomal Storage Disease: Revealing Lysosomal Function and Physiology (англ.) // Physiology. — 2010. — Vol. 25, no. 2. — P. 102—115. Архивировано 7 марта 2016 года.
  31. 200950 (англ.)
  32. 171650 (англ.)
  33. Genetics home referenc: (англ.). AGA. ghr.nlm.nih.gov. Дата обращения: 24 января 2015. Архивировано 28 января 2015 года.
  34. OMIM 208400
  35. Arsov T. et al. Kufs Disease, the Major Adult Form of Neuronal Ceroid Lipofuscinosis, Caused by Mutations in CLN6 (англ.) // American Journal of Human Genetics. — 2011. — Vol. 88, no. 5. — P. 566—573. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  36. Schulz A. et al. The CLN9 Protein, a Regulator of Dihydroceramide Synthase (англ.) // J. Biol. Chem. — 2006. — Vol. 281, no. 5. — P. 2784—2794. Архивировано 18 июня 2014 года.

Литература

  • Горбунова В. Н., Баранов В. С. . Метаболические дефекты лизосомных ферментов. Болезни накопления. // Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. — СПб.: Специальная литература, 1997. — 287 с. — 5000 экз. — ISBN 5-87685-076-4. — С. 206—215.
  • Harrison’s Principles of Internal Medicine.

Ссылки