Известно, что в основе синдрома Марфана лежит дефект гена фибриллина. Дефектный фибриллин, который является регулятором нормального фибриллогенеза, не может правильно скомпоноваться в микрофибриллы в экстрацеллюлярном матриксе, что и формирует своеобразную клиническую симптоматику этого синдрома [1].

Вместе с тем ряд наследственных синдромов (синдром Лоис–Дитца (LDS), синдром Шпринцена–Голдберга (SGS) и т.д.) имеют аналогичную синдрому Марфана клиническую картину, хотя их этиологические механизмы различны [1]. Так, если в основе синдрома Марфана лежит дефектный ген фибриллина, то в основе LDS ‒ аутосомный дефект гена, кодирующего рецептор TGF-βR2 (3p22 хромосома, ОМИМ 610380), в основе SGS – мутация гена SKI, расположенного на 1р36.33 хромосоме и кодирующего онкопротеин SKI, участвующий в TGF-β сигнальном пути (ОМИМ 182212).

Общность клинических проявлений указанных синдромов обусловлена нарушением биодоступности или экспрессии трансформирующего фактора роста β (TGF-β). Так, при синдроме Марфана нарушение фибриллогенеза в экстрацеллюлярном матриксе приводит к активации протеолиза, а также нарушению биодоступности TGF-β, его активации и еще большей активации протеолиза [1]. При LDS аутосомный дефект гена TGF-βR2, кодирующий рецептор к TGF-β, влечет за собой нарушение концентрации TGF-β в тканях, что опять же запускает механизм протеолиза с развитием несостоятельности соединительной ткани преимущественно эластинового звена [1]. А вот при SGS мутация гена SKI, кодирующего онкопротеин SKI, ведет к связыванию его с белком SMAD3, что также блокирует ингибирующее действие TGF-β на рост клеток, в том числе на дифференцировку мышечной ткани и рост клеток нервной трубки [1].

Исходя из уровня повреждения и формируется клиническая картина: с одной стороны, общая для всех указанных синдромов, а с другой – имеющая различия.

Клинические проявления перечисленных синдромов настолько близки, что, например, LDS раньше рассматривался как синдром Марфана 2 типа. Но если для синдрома Марфана в большинстве случаев характерны долихостеномелия, патология аорты, арахнодактилия, деформации грудной клетки, сколиоз, малые аномалии развития (МАР) и т.д., то ведущими проявлениями синдрома LDS, помимо перечисленных, выступают наличие определенных МАР (гипертелоризм, волчья пасть или раздвоенный нёбный язычок, косолапость), а также преждевременное закрытие швов костей черепа и т.д., SGS, наряду с перечисленными аномалиями сопутствуют еще умственная отсталость и выраженная мышечная гипотония.

Понятно, что синтез дефектного фибриллина, который вызывает изменение трансформации и биодоступности TGF-β, не может не повлиять на весь каскад формирования фибриллогенеза в соединительной ткани. Происходит вовлечение в процесс различных звеньев: матричных металлопротеиназ, фибулинов, интегринов, микрофибрилл-ассоциированных гликопротеинов 1–5 типа, тропоэластинов и т.д. Поэтому так важен поиск новых методов исследований и сопоставление результатов исследования с клинической картиной.

Ситуацию само по себе усугубляет количество мутаций в генах, кодирующих собственно фибриллин FBN1, которых насчитывается более 3000: это влечет за собой развитие того или иного фенотипа, а локализации этих мутаций определяют тяжесть течения заболевания. Так, замена цистеина ведет к формированию эктопии хрусталика (ectopia lentis), а мутация в локусах 24–32 оборачивается критическим неонатальным поражениям сердечно-сосудистой и дыхательной систем [2]. Даже в семьях с одинаковым генотипом (FBN1) сообщается о различных фенотипах, так как сам по себе патогенный фактор может быть не единственным фактором усугубляющем фенотип [3].

Этим и объясняется трудность дифференцировки моногенных форм дисплазии соединительной ткани (ДСТ) и тем более малых недифференцированных фенотипов.

Цель исследования – диагностика форм ДСТ с помощью унифицированной панели для выявления генетических полиморфизмов и генетических мутаций.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для поиска новых способов диагностики в нашем институте на основе метода высокопроизводительного секвенирования (NGS) была разработана панель для выявления генетических мутаций и генетических полиморфизмов у больных при ДСТ [4]. Благодаря ей стала возможна диагностика по следующим точкам: B4GALT7, BMP1, C1R, COL1A1, COL1A2, COL11A1, COL11A2, COL3A1, COL5A1, COL5A2, ELN, FBLN4, FBLN5,FBN1, FBN2, FGFR3, FLNA, MYH11, PLOD1, TGFB1, TGFBR1, TGFBR2, TNXB+ ACTA2, ADAMTS10, ADAMTS2, ADAMTSL4, COL2A1, DCHS1, LOX, MMVP1, MMVP3, MYLK, SMAD3, COL1A1 rs1800012, TGFBrs1800471, COL3A1 rs1800255, FBLN5 rs2018736, FBLN5 rs12589592, COL2A1 rs2276455, COL2A1 rs63118460 (rs7963636), MMP10 rs17435959, MMP10 rs17293607, ESR1 rs2228480, PGRrs484389, MMP13 rs2252070, GDF5 rs143383, MMP3 rs35068180, MMP3 rs3025058, VEGFArs699947, VEGFA rs2010963, VEGFA rs3025039, MMP9 rs17576, MMP9 rs3918242, LAMC1 rs10911193 [4].

Данная панель была апробирована у пациентов с синдромом Марфана, марфаноподобным и элерсоподобным фенотипами (марфаноидной и элерсоподобной внешностью), а также у пациенток с пролапсом гениталий [4].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Если идентификация мутации в гене, отвечающем за синтез фибриллина при синдроме Марфана, не вызывала сомнений (ген FBN1), то у пациенток с марфаноподобным фенотипом (марфаноидной внешностью) в ряде случаев были получены мутации в гене ADAMTSL4 (ADAMTS like 4 [1q21.2]) [4]. ADAMTSL4 принадлежит к семейству белков, которые имеют значительное сходство с семейством металлопротеаз ADAMTS. Однако, ввиду того что ADAMTS-подобные белки лишены цинк-связывающего металлопротеазного домена, они являются секретируемыми гликопротеинами, а не ферментами. У человека высокая экспрессия ADAMTSL4 выявлена в нормальном человеческом глазу и связана как с клетками, так и с внеклеточной средой и хрусталиком. Мутация в гене ADAMTSL4 ведет к развитию Ectopia lentis et pupillae (225200) и Ectopia lentis isolated, autosomalrecessive (225100). Также ADAMTSL4 в большом количестве представлен в фибриллярных структурах экстрацеллюлярного матрикса других частей глаза и помимо специализированных глазных структур ‒ в стенке артерий, где фибриллин 1 типа был представлен в изобилии [5].

По данным литературы, чаще мутация при Ectopia lentis связана с cиндромом Марфана, Weill–Marchesani и гомоцистеинурии, но может встречаться как изолированная несиндромальная Ectopia lentis с аутосомно-доминантным (редко рецессивным) типом наследования [6].

При несиндромальных случаях в основе Ectopia lentis лежит мутация гена ADAMTSL4, ответствененного за синтез протеаз, принимающих участие в гомеостазе зональных волокон, нарушение которого и приводит к постепенному смещению хрусталика [7]. Данная мутация была изучена как семейная на примере большой немецкой семьи [8]. В свою очередь, в Норвегии была исследована выборка из 11 человек с несиндромальной Ectopia lentis. Авторы считают, что мутация настолько древняя, что однозначно должна выходить за пределы исследуемой выборки больных [9].

Учитывая, что Ectopia lentis служит одним из симптомов для постановки диагноза синдром Марфана, мы провели анализ литературных данных о клинических проявлениях, к которым могла бы привести мутация гена ADAMTSL4.

ADAMTS-протеины представляют собой суперсемейство белков из 26 секретируемых молекул [10]. Эволюционная функция белков ADAMTS у млекопитающих наводит на мысль о критической эмбриологической или физиологической роли. Врожденные дефекты, возникающие в результате встречающихся в природе мутаций ADAMTS2, ADAMTS3, ADAMTS10, ADAMTS13, ADAMTS17, ADAMTS20, ADAMTSL2 и ADAMTSL4, а также многочисленных фенотипов, идентифицированных у генно-инженерных мышей, выявили участие ADAMTS в основных биологических путях [10]. Дефекты различных ADAMTS приводят к развитию остеоартрита через нарушение функции протеогликанов, тесно связаны с патологией коронарных артерий, способствуют развитию коагулопатий и тромботической тромбоцитопенической пурпуре, а также задействованы в различных человеческих расстройствах, которые были идентифицированы в рамках исследований геномных ассоциаций: это дегенеративные изменения межпозвонковых дисков, миопия, аневризмы головного мозга, бронхоэктатическая болезнь, паховые грыжи, императивное недержание мочи.

Перечисленные симптомы и синдромы имеют крайне высокий коэффициент диагностики и информативности в постановке диагноза ДСТ: вентральные грыжи 9,55 и 0,424 соответственно, миопия 6,48 и 1,120, отслойка сетчатки 9,86 и 0,952, трахеобронхиальная дискинезия 6,76 и 1,093 и т.д. [11]. Поэтому понятна причина включения данного гена в панель для постановки синдрома ДСТ [4].

Пациентки с мутацией ADAMTSL4 имели все указанные выше диагностические критерии на фоне марфаноподобного фенотипа (марфаноподобной внешности) при исключенной мутации гена фибриллина (FBN1)1.

Несмотря на то что мутация в гене ADAMTSL4 приводит к различным формам Ectopia lentis (как синдромальным, так и изолированным), тем не менее указаний на то, что эта мутация обнаруживается при синдроме Марфана и тем более при марфаноподобном фенотипе (марфаноподобной внешности), мы не нашли. Имеются описания данной мутации лишь в рамках Ectopia lentis.

Вместе с тем изменение экспрессии белка ADAMTSL4 может быть еще одним из механизмов нарушения микрофибриллогенеза. В эксперименте было показано, что среда, содержащая человеческий ADAMTSL4, ускоряла отложение Fbn1 (фибриллина) в микрофибриллах фибробластами связки [5]. Соответственно снижение экспрессии ADAMTSL4 могло бы привезти к нарушению отложения Fbn1 (фибриллина) в микрофибриллах.

Таким образом, мутация в гене ADAMTSL4 нарушает отложение Fbn1 (фибриллина) в микрофибриллах, что тормозит образование нормальных микрофибрилл нормальным фибриллином 1 (как и синтез мутантного FBN1 при синдроме Марфана). Это, в свою очередь, вызывает активацию протеолиза дефектных внеклеточных микрофибрилл, что вполне может быть причиной формирования марфаноподобного фенотипа (марфаноидной внешности).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Созданная унифицированная панель для выявления генетических полиморфизмов и генетических мутаций у пациенток различных возрастных групп в акушерстве и гинекологии позволяет провести диагностику ДСТ. Мутация в гене ADAMTSL4 может встречаться у пациентов с марфаноподобным фенотипом (марфаноидной внешностью) без развития Ectopia lentis и вне синдрома Марфана. В основе патогенеза может лежать снижение экспрессии белка ADAMTSL4, что нарушает отложение Fbn1 (фибриллина) в микрофибриллах и формирует марфаноидный фенотип.