ISSN 2073–4034
eISSN 2414–9128

Селективный скрининг на болезнь Фабри: обзор литературных данных и опыт проведения в Российской Федерации

А.А. Илюшкина, Г.В. Байдакова, И.О. Бычков, Н.А. Бурулева, Е.Ю. Захарова

1) ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова», Москва, Россия 2) Городская клиническая больница № 52, Москва, Россия
Болезнь Фабри (БФ) [MIM:301500] – Х-сцепленное заболевание, относящееся к группе лизосомных болезней накопления, вызванное мутациями в гене GLA, которые приводят к снижению или отсутствию активности фермента α-галактозидазы А. Клинические проявления БФ достаточно разнообразны, поэтому постановка точного диагноза может занять значительное время и для более эффективного выявления пациентов применяют скрининг групп высокого риска (селективный скрининг). Целью данной работы стало определение распространенности БФ среди пациентов отделений гемодиализа.
Материал и методы. В данной статье приведен обзор литературных данных о проведении скрининга на БФ среди пациентов гемодиализных центров и результаты собственного опыта скрининга с применением оригинального подхода – определения биомаркера глоботриаозилсфингозина (LysoGb3) в сухих пятнах крови.
Результаты. В обследование были включены 4077 пациентов (2454 женщины, 1623 мужчины) из 5 диализных центров. Были выявлены 7 пациентов с БФ (6 мужчин, 1 женщина), распространенность заболевания в данной выборке составила 0,17%.
Заключение. Применение нового подхода к скринингу на БФ (определение концентрации LysoGb3 в пятнах высушенной крови) позволяет выявлять пациентов как мужского, так и женского пола.

Ключевые слова

болезнь Фабри
α-галактозидаза А
нефропатия
поражение почек
селективный скрининг
LysoGb3
пятна высушенной крови

Введение

БФ связана с мутациями в гене GLA, кодирующем фермент α-галактозидазу А (α-Гал A), что приводит к снижению или отсутствию активности данного фермента и накоплению гликосфинголипидов в лизосомах разных клеток (эндотелиальных и гладкомышечных клетках сосудов, центральной нервной системы, сердца, эпителиальных клетках большинства органов). Это вызывает поражение сердца, почек, головного мозга, кожи и нервной системы. Различают классическую форму БФ с мультисистемной патологией и атипичную с поражением одной системы органов. Основным накапливаемым субстратом при БФ являются глоботриаозилцерамид (Gb3), а также его деацилированная форма – глоботриаозилсфингозин (LysoGb3).

БФ относится к редким заболеваниям. Ее частота в различных странах варьируется в широких пределах (от 1:40 000 до 1:117 000) [1]. Однако есть данные о высокой частоте БФ при проведении неонатального скрининга: в Италии частота составила 1:3100 живых новорожденных мальчиков [2], в Тайване – 1:1250 [3]. Довольно интересно, что большинство выявленных случаев относится к атипичной «кардиологической» форме БФ с пиком манифестации на 4–5-м десятилетиях жизни.

К основным симптомам классической формы БФ на развернутой стадии болезни относятся акропарестезии, ангиокератомы, почечная недостаточность, гипертрофия левого желудочка, а также гипогидроз, головные боли, нарушение слуха, желудочно-кишечные расстройства, быстрая утомляемость и «катаракта Фабри» [4].

Накопление гликосфинголипидов при БФ в подоцитах, эндотелиальных, эпителиальных и других клетках почек приводит к развитию почечных нарушений, проявляющихся протеинурией и снижением скорости клубочковой фильтрации (СКФ), ведущих в конечном итоге к развитию гломерулосклероза, тубулярной атрофии и ремоделирующих почечные ткани фиброзом, с возникновением на поздних стадиях терминальной почечной недостаточности [5]. У пациентов, не получающих специфического лечения, развивается постепенно прогрессирующее поражение почек, при котором можно выделить несколько стадий [6]. Первые проявления нефропатии появляются уже в раннем детском или подростковом возрасте в виде клубочковой гиперфильтрации. Второй клинический этап характеризуется поражением почек с нарушением концентрационной функции почек, развитием микроальбуминурии, протеинурии, появлением липидов в моче, с выделением кристаллов, которое можно обнаружить при проведении микроскопии осадка мочи. На третьем этапе отмечается прогрессирование нефропатии с развитием тяжелого поражения почек, а также присоединение сердечно-сосудистых и цереброваскулярных осложнений. Терминальная стадия хронической болезни почек (ТХБП)  – частое проявление БФ у лиц мужского пола, наблюдаемое на 3–5-м десятилетиях жизни [7].

При изолированном поражении почек диагноз БФ нередко остается нераспознанным вплоть до необратимого ухудшения их фильтрационной функции, в связи с чем скрининговое обследование, предпринимаемое для обнаружения этого заболевания у пациентов с ТХПН, оказывается успешным. В 2013 г. консенсус экспертов рекомендовал проведение скрининга на наличие БФ у мужчин с признаками хронической болезни почек (ХБП) в возрасте до 50 лет, у которых отсутствует подтвержденный диагноз заболевания почек, и у женщин с ХБП неуточненного генеза вне зависимости от их возраста или с наличием других типичных клинических симптомов, подозрительных в отношении наличия БФ [8]. Применяемые методы скрининга: ферментная диагностика – измерение активности α-Гал A в пятнах высушенной крови мужчин с последующим молекулярно-генетическим подтверждением мутаций гена при положительном результате ферментного теста и молекулярно-генетическое тестирование в качестве основного лабораторного теста при проведении скрининга у женщин. Разница в методах и алгоритмах скринирования мужчин и женщин связана с тем, что α-Гал A находится в пределах референсных значений более чем у 60% женщин – носительниц БФ, у больных мужчин активность его всегда снижена [9]. LysoGb3 показывает бóльшую чувствительность, а измерение соотношения α-Гал A/LysoGb3, как было показано нами сравнительно недавно, более эффективно для выявления женщин с БФ [10].

В данной работе представлены результаты селективного скрининга пациентов с патологией почек с применением метода определения концентрации LysoGb3 в сухих пятнах крови с последующим подтверждающим ДНК-анализом.

Материал и методы

Образцы крови. Забор образцов капиллярной крови осуществлялся на стандартную фильтр-карточку Whatman 903 (Whatman GmbH, Germany). Образцы собирали до проведения гемодиализа и после высушивания при комнатной температуре, хранили до проведения исследования при t 4°C.

Перед взятием образцов крови все пациенты дали письменное информированное согласие на проведение анализа.

Измерение концентрации LysoGb3. Определение концентрации LysoGb3 проводилось в сухих пятнах крови с использованием метода высокоэффективной жидкостной хроматографии тандемной масс-спектрометрии, с помощью Nexera MS-MS ABI SCIEX 5500 QTrap и было описано ранее [11].

Измерение активности α-Гал A. Активность α-Гал A измеряли с помощью набора NeoLSD™ методом тандемной масс-спектрометрии с ионизацией в электроспрее на приборе AB SCIEX 3200 Qtrap [12].

Молекулярно-генетический анализ. Геномную ДНК выделяли из образцов сухих пятен крови с использованием набора для очистки геномной ДНК GeneJET Genomic DNA Purification Kit (Thermo Fisher Scientific). Экзоны 1–7 GLA и смежные интронные последовательности анализировали секвенированием по Сэнгеру на генетическом анализаторе ABI PRISM 3500xL (Applied Biosystems, США). Последовательность праймеров может быть представлена по запросу.

63-1.jpg (49 KB)Результаты

Данное исследование проводилось с 2017 по 2019 г. В него были включены 4078 пациентов: 2454 женщины (57,16±15,37 года) и 1623 мужчины (54,90±15,18 года) из отделений гемодиализа и нефрологии. Были выявлены три женщины с повышенным уровнем LysoGb3 (cut-off≥3), генетический анализ показал наличие мутации у одной из них. Биоматериал для проведения расширенного молекулярно-генетического исследования двух других пациенток предоставлен не был. У 6 мужчин выявлено повышение концентрации LysoGb3 (см. рисунок, график представлен двоичным логарифмом). Снижение активности фермента и патогенные мутации обнаружены у всех пациентов мужского пола. Распространенность БФ в данной выборке составила 0,17%.

Проведение семейного скрининга (определение концентрации LysoGb3, определение активности α-Гал A, поиск семейных мутаций) среди родственников выявленных пациентов позволило выявить дополнительно 5 пациентов (1 мужчина и 4 женщины). Данные по концентрации LysoGb3, активности фермента и соотношения α-Гал A/LysoGb3, а также результаты ДНК-диагностики выявленных пациентов приведены в табл. 1.

63-2.jpg (163 KB)

Активность фермента у всех обследованных пациентов мужского пола была значительно снижена. У всех женщин, выявленных при проведении селективного скрининга и семейного анализа, активность фермента была в пределах референсных значений, кроме пациентки 7.

Для подтверждающей диагностики применяли прямое секвенирование кодирующих экзонов гена и прилегающих к ним участков интронов. Выявлено 7 мутаций, большинство из которых описано ранее в литературе (у пациентов с классической формой БФ). Три мутации новые, обнаруженные в ходе данного исследования. Патогенность мутаций подтверждена на основании анализа in silico по программам MutationTaster, PolyPhen2, SIFT, PROVEAN, Human Splicing Finder.

У пациентки 7 36 лет, которая была родной сестрой пациента 4, при проведении ДНК-анализа обнаружена мутация с.1228A>G в гемизиготном состоянии. Анализ кариотипа пациентки показал наличие дополнительно к БФ синдрома Шерешевского–Тернера.

Обсуждение

Пациенты с патологией почек входят в группу риска БФ, поэтому проведение скрининга на это заболевание в диализных центрах и отделениях нефрологии распространены повсеместно. Результаты некоторых программ скрининга на БФ приведены в табл. 2. Распространенность БФ при проведении этих исследований составляет от 0,0 до 1,17. Более высокие цифры распространенности получены при обследовании сравнительно небольшого числа пациентов: возможно, врачами осуществлялся более тщательный клинический отбор в группу риска. В более репрезентативных выборках распространенность ниже и составляет менее 0,5%, вероятно, она отражает более точную распространенность БФ среди пациентов нефрологических отделений.

64-1.jpg (180 KB)

Распространенность БФ в отделениях гемодиализа в нашем исследовании составила 0,17%, что сопоставимо с исследованиями других стран, где выборка пациентов была достаточно велика.

Приблизительно до 2018 г. большинство программ селективного скрининга проводили с помощью определения активности α-Гал A. При БФ активность α-Гал A у мужчин снижена, у женщин может быть нормальной или около нижней границы нормы, что приводит к ложноотрицательным результатам. Сравнительно недавно показано, что концентрация LysoGb3 в плазме или высушенных пятнах крови повышается не только у мужчин, но и у женщин с БФ, что позволяет применять LysoGb3 в качестве биомаркера для диагностики и контроля лечения заболевания [25]. Данный биомаркер более чувствителен для диагностики женщин с БФ по сравнению с α-Гал A и всегда повышен у женщин с клиническими проявлениями заболевания, но его концентрация в крови женщин-носительниц ниже, чем у больных мужчин с БФ [10].

Интересен случай, выявленный в нашем исследовании: сочетание БФ и хромосомной патологии (синдром Шерешевского–Тернера), что объясняет высокий уровень LysoGb3 и довольно низкую активность фермента 0,05 мкМ/ч/л, что не характерно для женщин – носительниц БФ.

Поскольку БФ является Х-сцепленным наследственным заболеванием, немаловажно обследование родственников пробандов. Семейный скрининг позволяет выявлять пациентов на доклинической стадии заболевания [4, 18]. В нашем исследовании после проведения семейного анализа диагноз был дополнительно установлен пяти пациентам. К сожалению, не все пациенты готовы сообщать своим родным об установленном у них диагнозе наследственного заболевания, поэтому число прошедших тестирование не столь велико не только у нас, но и в других странах.

В целом скрининговое обследование находящихся на программном гемодиализе пациентов для обнаружения БФ позволяет выявлять новые случаи, особенно те, в которых поражение почек было ведущим проявлением данного заболевания.

Заключение

Таким образом, неспецифичные признаки поражения почек, наблюдаемые при БФ, зачастую усложняют верификацию диагноза и требуют от практикующих врачей специального подхода к оценке клинических симптомов и результатов лабораторной диагностики в каждом конкретном случае. Важно проведение семейного анализа, который позволяет выявлять пациентов с БФ на ранней стадии болезни и делает терапию более эффективной. Своевременное выявление поражения почек при проведении селективного скрининга в группах высокого риска с назначением в последующем специфической терапии позволяет стабилизировать функцию почек, снизить частоту развития поздних почечных осложнений.

Применение нового подхода к скринингу позволяет с большей эффективностью проводить исследование лиц как мужского, так и женского пола.

Полученные результаты позволяют рекомендовать определение концентрации LysoGb3 в пятнах высушенной крови уже на начальной стадии диагностического обследования пациентов с ХБП для исключения БФ.

Список литературы

  1. Mehta A., Ricci R., Widmer U., Dehout F., et al. Fabry disease defined: baseline clinical manifestations of 366 patients in the Fabry Outcome Survey. Eur. J. Clin. 2004;34:236–242. Doi: 10.1111/j.1365-2362.2004.01309.x.
  2. Spada M., Pagliardini S., Yasuda M., Tukel T., et al. High incidence of later-onset Fabry disease revealed by newborn screening, Am. J. Hum. Genet. 2006;79:31–40. Doi: 10.1086/504601.
  3. Hwu W.L., Chien Y.H. et al. Newborn screening for Fabry disease in Taiwan reveals a high incidence of the later-onset GLA mutation c.936+919G > A (IVS4+919G > A). Hum. Mutat. 2009;30:1397–1405. Doi: 10.1002/humu.21074.
  4. Germain D.P. Fabry disease. Orphanet J. Rare Dis. 2010;22:5–30. Doi: 10.1186/1750-1172-5-30.
  5. Dolores del Pino D., Andrés A., Bernabéu A. et al. Fabry Nephropathy: An Evidence-Based Narrative Review. Kidney Blood Press. Res. 2018;43:406–421. Doi: 10.1159/000488121.
  6. Desnick R.J, Ioannou Y., Eng C.M. Fabry disease: α-galactosidase A deficiency. In: Scriver CH, Beaudet AL, Sly WS, et al., eds. The metabolic and molecular bases of inherited disease. New York, NY: Mc Graw Hill, 1995;2741–2784. Doi: 10.1036/ommbid.181.
  7. Pisani A., Visciano B., Imbriaco M., et al. The kidney in Fabry’s disease. Clin. Genet. 2014;86:301–309. Doi:10.1111/cge.12386.
  8. Terryn W., Cochat P., Froissart R., Ortiz A., et al. Fabry nephropathy: indications for screening and guidance for diagnosis and treatment by the European Renal Best Practice. Nephrol. Dial. Transplant. 2013;28:505–517. Doi:10.1093/ndt/gfs526.
  9. Duro G., Zizzo C., Cammarata G., Burlina A., et al. Mutations in the GLA Gene and LysoGb3: Is It Really Anderson-Fabry Disease? Int. J. Mol. Sci. 2018;9:3726. Doi:10.3390/ijms19123726.
  10. Baydakova G.V., Ilyushkina A.A., Moiseev S., Bychkov I.O., et al. α-Galactosidase A/lysoGb3 ratio as a potential marker for Fabry disease in females. Clin. Chem. Acta. 2020;501:27–32. Doi:10.1016/j.cca.2019.10.031.
  11. Pchelina S., Baydakova G., Nikolaev M., Senkevich K., et al. Blood lysosphingolipids accumulation in patients with parkinson’s disease with glucocerebrosidase 1 mutations, Mov. Disord. 2018;33:1316–1321. Doi:10.1002/mds.27393.
  12. Burlina A.B., Polo G., Salviati L., Duro G., et al. Newborn screening for lysosomal storage disorders by tandem mass spectrometry in North East Italy. J. Inherit. Metab. Dis. 2017;41:209–219. Doi:10.1007/s10545-017-0098-3.
  13. Utsumi K., Kase R., Takata T., et al. Fabry disease in patients receiving maintenance dialysis. Clin. Exp. Nephrol. 2000;4:49–51. Doi:10.1007/s101570050061.
  14. Nakao S., Kodama C., Takenaka T., et al. Fabry disease: detection of undiagnosed hemodialysis patients and identification of a “renal variant” phenotype. Kidney Int. 2003;64:801–807. Doi: 10.1046/j.1523-1755.2003.00160.x.
  15. Linthorst G.E., Hollak C.E., Korevaar J.C., et al. alpha-Galactosidase A deficiency in Dutch patients on dialysis: a critical appraisal of screening for Fabry disease. Nephrol. Dial. Transplant. 2003;18:1581–1584. Doi: 10.1093/ndt/gfg194.
  16. Kotanko P., Kramar R., Devrnja D., et al.Results of a Nationwide Screening for Anderson-Fabry Disease among Dialysis Patients. J. Am. Soc. Nephrol. 2004;15:1323–1329. Doi: 10.1097/01.ASN.0000124671.61963.1E.
  17. Bekri S., Enica A., Ghafari T., et al. Fabry disease in patients with end-stage renal failure: the potential benefits of screening. Nephron. Clin. Pract. 2005;101:33–38. Doi: 10.1159/000085709.
  18. Ichinose M., Nakayama M., Ohashi T., et al. Significance of screening for Fabry disease among male dialysis patients. Clin. Exp. Nephrol. 2005;9:228–232. Doi: 10.1007/s10157-005-0369-4.
  19. Maslauskiene R., Bumblyte I.A., Sileikiene E., et al. The prevalence of Fabry’s disease among male patients on hemodialysis in Lithuania (a screening study). Medicina (Kaunas). 2007;43:77–80.
  20. Tanaka M., Ohashi T., Kobayashi M., et al. Identification of Fabry’s disease by the screening of alpha-galactosidase A activity in male and female hemodialysis patients. Clin. Nephrol. 2005;64:281–287. Doi: 10.5414/cnp64281.
  21. Andrade J., Waters P.J., Singh R.S., et al. Screening for Fabry disease in patients with chronic kidney disease: limitations of plasma alpha-galactosidase assay as a screening test. Clin. J. Am. Soc. Nephrol. 2008;3:139–145. Doi: 10.2215/CJN.02490607.
  22. Merta M., Reiterova J., Ledvinova J., et al. A nationwide blood spot screening study for Fabry disease in the Czech Republic hemodialysis patient population. Nephrol. Dial. Transplant. 2007;22:179–186. Doi: 10.1093/ndt/gfl528.
  23. Terryn W., Poppe B., Wuyts B., et al. Two-tier approach for the detection of alpha-galactosidase A deficiency in a predominantly female hemodialysis population. Nephrol. Dial. Transplant. 2008;23:294–300. Doi: 10.1093/ndt/gfm532.
  24. Porsch D.B., Fernandes A.C., Milani V., et al. Fabry Disease in Hemodialysis Patients in Southern Brazil: Prevalence Study and Clinical Report. Renal. Failure. 2008;30:825–830. Doi: 10.1080/08860220802353777.
  25. Maruyama H., Miyata K., Mikame M., Taguchi A., et al. Effectiveness of plasma lyso-Gb3 as a biomarker for selecting high-risk patients with Fabry disease from multispecialty clinics for genetic analysis. Genet. Med. 2019;21:44–52. Doi: 10.1038/gim.2018.31.
  26. Frabasil J., Durand C., Sokn S., Gaggioli D., et al. Prevalence of Fabry disease in male dialysis patients: Argentinean screening study. JIMD. 2019;48:45–52. Doi: 10.1002/jmd2.12035.
  27. Silva C.A.B., Barreto F.C., dos Reis M.A., Moura Junior J.A., et al. Targeted Screening of Fabry Disease in Male Hemodialysis Patients in Brazil Highlights Importance of Family Screening. Nephron. 2016;134:221–230. Doi:10.1159/000448740.

Об авторах / Для корреспонденции

Илюшкина Александра Александровна – младший научный сотрудник лаборатории наследственных болезней обмена веществ ФГБНУ «МГНЦ»; Москва, Россия. E-mail: ilyushkina@med-gen.ru. ORCID 0000-0001-7080-7844
Байдакова Галина Викторовна – к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории наследственных болезней обмена веществ; ФГБНУ «МГНЦ»; Москва, Россия. E-mail: baydakova@med-gen.ru. ORCID 0000-0001-8806-5287
Бычков Игорь Олегович – научный сотрудник лаборатории наследственных болезней обмена веществ ФГБНУ «МГНЦ»; Москва, Россия.
E-mail:bychkov@med-gen.ru. ORCID 0000-0002-6594-6126
Бурулева Татьяна Алексеевна – врач-нефролог ГКБ №52; Москва, Россия. E-mail: 1nephrogkb52@mail.ru.
Захарова Екатерина Юрьевна – д.м.н., заведующая лабораторией наследственных болезней обмена веществ ФГБНУ «МГНЦ»; Москва, Россия.
E-mail: zakharova@med-gen.ru. ORCID 0000-0002-5020-1180

Также по теме

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.