Лизосомные болезни накопления. Мукополисахаридоз III типа, синдром санфилиппо

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обзор посвящен клинической, биохимической и молекулярно-генетической характеристике аутосомно-рецессивного мукополисахаридоза III типа, или синдрома Санфилиппо. Это генетически гетерогенная группа редких, но сходных по характеру течения заболеваний, обусловленных дефицитом одного из четырех лизосомных ферментов, участвующих в деградации гепарансульфата. Все типы мукополисахаридоза III типа характеризуются тяжелой дегенерацией центральной нервной системы в сочетании с мягкими соматическими проявлениями, что объясняется накоплением высоких концентраций гепарансульфата в лизосомах различных клеток, в том числе и центральной нервной системы. Первичный биохимический дефект при самом распространенном типе мукополисахаридоза IIIА, встречающийся с частотой 1 : 105 и составляющий около 60 % всех случаев заболевания, — это недостаточность гепаран-N-сульфатазы, или сульфамидазы. Мукополисахаридоз типа IIIВ встречается в 2 раза реже и составляет около 30 % всех случаев синдрома Санфилиппо. Он обусловлен присутствием инактивирующих мутаций в гене лизосомной α-N-ацетилглюкозаминидазы. Мукополисахаридоз IIIС и IIID составляют 4 и 6 % и встречаются с частотой 0,7 и 1,0 : 106 соответственно. Причиной мукополисахаридоза IIIС являются инактивирующие мутации в гене мембраносвязанной лизосомной ацетил-КоA:α-глюкозаминид-N-ацетилтрансферазы, или N-ацетилтрансферазы. В основе мукополисахаридозы IIID лежит недостаточность лизосомной N-ацетилглюкозамин-6-сульфатазы. Обсуждается роль экспериментальных моделей в изучении биохимических основ патогенеза синдрома Санфилиппо и разработке различных терапевтических подходов. Рассматривается возможность неонатального скрининга, ранней диагностики, профилактики и патогенетической терапии этих тяжелых лизосомных болезней. В качестве примера представлен клинический случай диагностики и лечения ребенка с мукополисахаридозом типа IIIВ.

Об авторах

В. Н. Горбунова

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vngor@mail.ru

д-р биол. наук, профессор кафедры общей и молекулярной медицинской генетики

Россия, Санкт-Петербург

Н. В. Бучинская

Диагностический центр (медико-генетический)

Email: nbuchinskaia@gmail.com

канд. мед. наук, педиатр, врач-генетик консультативного отделения

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Алексеев В.В., Алипов А.Н., Андреев В.А. и др. Медицинские лабораторные технологии: Руководство по клинической лабораторной диагностике. В 2 т. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2013.
  2. Горбунова В.Н. Наследственные болезни обмена. Лизосомные болезни накопления // Педиатр. 2021. Т. 12, № 2. С. 73–78. doi: 10.17816/PED12273-83
  3. Горбунова В.Н., Баранов В.С. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. Санкт-Петербург: Специальная Литература, 1997. 287 с.
  4. Горбунова В.Н., Бучинская Н.В. Лизосомные болезни накопления. Мукополисахаридозы I и II типов // Педиатр. 2021. Т. 12, № 3. С. 69–83. doi: 10.17816/PED12369-83
  5. Мукополисахаридоз III типа у детей. Клинические рекомендации. Уверждены Минздравом России. Москва: 2016. 30 с.
  6. Методические рекомендации по ранней диагностике мукополисахаридозов. Ассоциация медицинских генетиков. Москва: 2019. 56 с.
  7. Осипова Л.А., Кузенкова Л.М., Намазова-Баранова Л.С., и др. Синдром Санфилиппо // Вестник РАМН. 2015. Т. 70, № 4. С. 419–427. doi: 10.15690/vramn.v70.i4.1407
  8. Федеральные клинические рекомендации по оказанию медицинской помощи детям с мукополисахаридозом III типа. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Союз педиатров России. Москва: 2015. 13 с.
  9. Aronovich E.L., Carmichael K.P., Morizono H., et al. Canine heparan sulfate sulfamidase and the molecular pathology underlying Sanfilippo syndrome type A in Dachshunds // Genomics. 2000. Vol. 68, No. 1. P. 80–84. doi: 10.1006/geno.2000.6275
  10. Ausseil J., Loredo-Osti J.C., Verner A., et al. Localisation of a gene for mucopolysaccharidosis IIIC to the pericentromeric region of chromosome 8 // J Med Genet. 2004. Vol. 41, No. 12. P. 941–944. doi: 10.1136/jmg.2004.021501
  11. Beck M. Incidence and clinical variability of Sanfilippo disease in Germany. 4th MPS Symposium. 1996. Wollongong; Australia.
  12. Bhattacharyya R., Gliddon B., Beccar T., et al. A novel missense mutation in lysosomal sulfamidase is the basis of MPS III A in a spontaneous mouse mutant // Glycobiology. 2001. Vol. 11, No. 1. P. 99–103. doi: 10.1093/glycob/11.1.99
  13. Bielicki J., Hopwood J.J., Melville E.L., Anson D.S. Recombinant human sulphamidase: expression, amplification, purification and characterization // Biochem J. 1998. Vol. 329 (Pt 1) P. 145–150. doi: 10.1042/bj3290145
  14. Blanch L., Weber B., Guo X.H., et al. Molecular defects in Sanfilippo syndrome type A // Hum Mol Genet. 1997. Vol. 6, No. 5. P. 787–791. doi: 10.1093/hmg/6.5.787
  15. Bodamer O.A., Giugliani R., Wood T. The laboratory diagnosis of mucopolysaccharidosis III (Sanfilippo syndrome): A changing landscape // Mol Genet Metab. 2014. Vol. 113, No. 1–2. P. 34–41. doi: 10.1016/j.ymgme.2014.07.013
  16. Bunge S., Ince H., Steglich C., et al. Identification of 16 sulfamidase gene mutations including the common R74C in patients with mucopolysaccharidosis type IIIA (Sanfilippo A) // Hum Mutat. 1997. Vol. 10, No. 6. P. 479–485. doi: 10.1002/(SICI)1098-1004(1997)10:6<479:: AID- HUMU10>3.0.CO;2-X
  17. Canals I., Elalaoui S.C., Pineda M., et al. Molecular analysis of Sanfilippo syndrome type C in Spain: seven novel HGSNAT mutations and characterization of the mutant alleles // Clin Genet. 2011. Vol. 80, No. 4. P. 367–374. doi: 10.1111/j.1399-0004.2010.01525.x
  18. Di Natale P., Balzano N., Esposito S., Villani G.R.D. Identification of molecular defects in Italian Sanfilippo A patients including 13 novel mutations // Hum Mutat. 1998. Vol. 11, No. 4. P. 313–320. doi: 10.1002/(SICI) 1098-1004(1998)11:4<313:: AID-HUMU9>3.0.CO;2-P
  19. Elcioglu N.H., Pawlik P., Colak B., et al. A novel loss-of-function mutation in the GNS gene causes Sanfilippo syndrome type D // Genet Counsel. 2009. Vol. 20, No. 2. P. 133–139.
  20. Escolar M., Bradshaw J., Byers V.Th., et al. Development of a Clinical Algorithm for the Early Diagnosis of Mucopolysaccharidosis III // Journal of Inborn Errors of Metabolism and Screening. 2020. Vol. 8. doi: 10.1590/2326-4594-JIEMS-2020-0002
  21. Fan X., Zhang H., Zhang S., et al. Identification of the gene encoding the enzyme deficient in mucopolysaccharidosis IIIC (Sanfilippo disease type C) // Am J Hum Genet. 2006. Vol. 79, No. 4. P. 738–744. doi: 10.1086/508068
  22. Feldhammer M., Durand S., Mrazova L., et al. Sanfilippo syndrome type C: mutation spectrum in the heparan sulfate acetyl-CoA: alpha-glucosaminide N-acetyltransferase (HGSNAT) gene // Hum Mutat. 2009. Vol. 30, No. 6. P. 918–925. doi: 10.1002/humu.20986
  23. Fischer A., Carmichael K.P., Munnell J.F., et al. Sulfamidase deficiency in a family of dachshunds: a canine model of mucopolysaccharidosis IIIA (Sanfilippo A) // Pediat Res. 1998. Vol. 44, No. 1. P. 74–82. doi: 10.1203/00006450-199807000-00012
  24. Freeman C., Clements P.R., Hopwood J.J. Human liver N-acetylglucosamine-6-sulphate sulphatase: purification and characterization // Biochem J. 1987. Vol. 246, No. 2. P. 347–354. doi: 10.1042/bj2460347
  25. Hemsley K.M., Hopwood J.J. Development of motor deficits in a murine model of mucopolysaccharidosis type IIIA (MPS-IIIA) // Behav Brain Res. 2005. Vol. 158, No. 2. P. 191–199. doi: 10.1016/j.bbr.2004.08.019
  26. Hrebicek M., Mrazova L., Seyrantepe V., et al. Mutations in TMEM76 cause mucopolysaccharidosis IIIC (Sanfilippo C syndrome) // Am J Hum Genet. 2006. Vol. 79, No. 5. P. 807–819. doi: 10.1086/508294
  27. Jansen A.C.M., Cao H., Kaplan P., et al. Sanfilippo syndrome type D: natural history and identification of 3 novel mutations in the GNS gene // Arch Neurol. 2007. Vol. 64, No. 11. P. 1629–1634. doi: 10.1001/archneur.64.11.1629
  28. Karageorgos L.E., Guo X.H., Blanch L., et al. Structure and sequence of the human sulphamidase gene // DNA Res. 1996. Vol. 3, No. 4. P. 269–271. doi: 10.1093/dnares/3.4.269
  29. Kresse H., Neufeld E.F. The Sanfilippo A corrective factor: purification and mode of action // J Biol Chem. 1972. Vol. 247, No. 7. P. 2164–2170.
  30. Kresse H., Paschke E., von Figura K., et al. Sanfilippo disease type D: N-acetylglucosamine-6-sulphate sulphatase required for heparan sulphate degradation // Proc Nat Acad Sci. 1980. Vol. 77, No. 11. P. 6822–6826. doi: 10.1073/pnas.77.11.6822
  31. Li H.H., Yu W.H., Rozengurt N., et al. Mouse model of Sanfilippo syndrome type B produced by targeted disruption of the gene encoding alpha-N-acetylglucosaminidase // Proc Nat Acad Sci. 1999. Vol. 96, No. 25. P. 14505–14510. doi: 10.1073/pnas.96.25.14505
  32. Lowry R.B., Applegarth D.A., Toone J.R., et al. An update on the frequency of mucopolysaccharide syndromes in British Columbia // Hum Genet. 1990. Vol. 85, No. 3. P. 389–390. doi: 10.1007/BF00206770
  33. Mangas M., Nogueira C., Prata M.J., et al. Molecular analysis of mucopolysaccharidosis type IIIB in Portugal: evidence of a single origin for a common mutation (R234C) in the Iberian Peninsula // Clin Genet. 2008. Vol. 73, No. 3. P. 251–256. doi: 10.1111/j.1399-0004.2007.00951.x
  34. Nelson J., Crowhurst J., Carey B., Greed L. Incidence of the mucopolysaccharidoses in Western Australia // Am J Med Genet. 2003. Vol. 123A, No. 3. P. 310–313. doi: 10.1002/ajmg.a.20314
  35. Nijmeijer S.C.M., van den Born L.I., Kievit A.J.A. The attenuated end of the phenotypic spectrum in MPS III: from late onset stable cognitive impairment to a non-neuropathic phenotype // Orphanet J Rare Dis. 2019. Vol. 14, No. 1. P. 249. doi: 10.1186/s13023-019-1232-0
  36. Ohmi K., Greenberg D.S., Rajavel K.S., et al. Activated microglia in cortex of mouse models of mucopolysaccharidoses I and IIIB // Proc Nat Acad Sci. 2003. Vol. 100, No. 4. P. 1902–1907. doi: 10.1073/pnas.252784899
  37. Pearse Y., Iacovino M. A Cure for Sanfilippo Syndrome? A Summary of Current Therapeutic Approaches and their Promise // Med Res Arch. 2020. Vol. 8, No. 2. P. 10.18103/mra.v8i2.2045. doi: 10.18103/mra.v8i2.2045
  38. Piotrowska E., Jakóbkiewicz-Banecka J., Barańska S., et al. Genistein-mediated inhibition of glycosaminoglycan synthesis as a basis for gene expression-targeted isoflavone therapy for mucopolysaccharidoses // Eur J Hum Genet. 2006. Vol. 14, No. 7. P. 846–852. doi: 10.1038/sj.ejhg.5201623
  39. Robertson D.A., Callen D.F., Baker E.G., et al. Chromosomal localization of the gene for human glucosamine-6-sulphatase to 12q14 // Hum Genet. 1988. Vol. 79. P. 175–178. doi: 10.1007/BF00280560
  40. Robertson D.A., Freeman C., Nelson P.V., et al. Human glucosamine-6-sulphatase cDNA reveals homology with steroid sulphatase // Biochem Biophys Res Commun. 1988. Vol. 157, No. 1. P. 218–224. doi: 10.1016/s0006-291x(88)80035-4
  41. Ruijter G.J., Valstar M.J., van de Kamp J.M., et al. Clinical and genetic spectrum of Sanfilippo type C (MPS IIIC) disease in The Netherlands // Mol Genet Metab. 2008. Vol. 93, No. 2. P. 104–111. doi: 10.1016/j.ymgme.2007.09.011
  42. Ryazantsev S., Yu W.H., Zhao H.Z., et al. Lysosomal accumulation of SCMAS (subunit c of mitochondrial ATP synthase) in neurons of the mouse model of mucopolysaccharidosis III B // Molec Genet Metab. 2007. Vol. 90, No. 4. P. 393–401. doi: 10.1016/j.ymgme.2006.11.006
  43. Scott H.S., Blanch L., Guo X.H., et al. Cloning of the sulfamidase gene and identification of mutations in Sanfilippo A syndrome // Nature Genet. 1995. Vol. 11, No. 4. P. 465–467. doi: 10.1038/ng1295-465
  44. Settembre C., Fraldi A., Jahreiss L., et al. A block of autophagy in lysosomal storage disorders // Hum Molec Genet. 2008. Vol. 17, No. 1. P. 119–129. doi: 10.1093/hmg/ddm289
  45. Valstar M.J., Neijs S., Bruggenwirth H.T., et al. Mucopolysaccharidosis type IIIA: clinical spectrum and genotype-phenotype correlations // Ann Neurol. 2010. Vol. 68, No. 6. P. 876–887. doi: 10.1002/ana.22092
  46. Van de Kamp J.J.P., Niermeijer M.F., von Figura K., Giesberts M.A.H. Genetic heterogeneity and clinical variability in the Sanfilippo syndrome (types A, B and C) // Clin Genet. 1981. Vol. 20, No. 2. P. 152–160. doi: 10.1111/j.1399-0004.1981.tb01821.x
  47. Vellodi A., Young E., New M., et al. Bone marrow transplantation for Sanfilippo disease type B // J Inherit Metab Dis. 1992. Vol. 15, No. 6. P. 911–918. doi: 10.1007/BF01800232
  48. Weber B., Blanch L., Clements P.R., et al. Cloning and expression of the gene involved in Sanfilippo B syndrome (mucopolysaccharidosis III B) // Hum Mol Genet. 1996. Vol. 5, No. 6. P. 771–777. doi: 10.1093/hmg/5.6.771
  49. Weber B., Guo X.H., Wraith J.E., et al. Novel mutations in Sanfilippo A syndrome: implication for enzyme function // Hum Mol Genet. 1997. Vol. 6, No. 9. P. 1573–1579. doi: 10.1093/hmg/6.9.1573
  50. Weber B., Guo X.H., Kleijer W.J., et al. Sanfilippo type B syndrome (mucopolysaccharidosis III B): allelic heterogeneity corresponds to the wide spectrum of clinical phenotypes // Europ J Hum Genet. 1999. Vol. 7, No. 1. P. 34–44. doi: 10.1038/sj.ejhg.5200242
  51. Yilmaz B.S., Davison J., Jones S.A., Julien Baruteau J., et al. Novel therapies for mucopolysaccharidosis type III // J Inherit Metab D. 2020. Vol. 44, No. 1. P. 129–147. doi: 10.1002/jimd.12316
  52. Yogalingam G., Hopwood J.J. Molecular genetics of mucopolysaccharidosis type IIIA and IIIB: diagnostic, clinical, and biological implications // Hum Mutat. 2001. Vol. 18, No. 4. P. 264–281. doi: 10.1002/humu.1189
  53. Zhao H.G., Lopez R., Rennecker J., Neufeld E.F. Sanfilippo syndrome type B: cDNA and gene encoding human a-N-acetylglucosaminidase // Am J Hum Genet. 1994. Vol. 55 (Suppl. 3). P. A252.
  54. Zhao H.G., Li H.H., Bach G., et al. The molecular basis of Sanfilippo syndrome type B // Proc Nat Acad Sci. 1996. Vol. 93, No. 12. P. 6101–6105. doi: 10.1073/pnas.93.12.6101
  55. Zhao H.G., Aronovich E.L., Whitley C.B. Genotype-phenotype correspondence in Sanfilippo syndrome type B // Am J Hum Genet. 1998. Vol. 62, No. 1. P. 53–63. doi: 10.1086/301682

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фото девочки с мукополисахаридозом IIIB типа в возрасте 1 мес.

Скачать (120KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фото девочки с мукополисахаридозом IIIB в возрасте 3 лет

Скачать (90KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фото девочки с мукополисахаридозом IIIB в возрасте 6 лет

Скачать (105KB)
Метаданные

© Горбунова В.Н., Бучинская Н.В., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».