Именно дефекты α2-цепи, кодируемой геном LAMA2, приводят к заболеванию. Учитывая этот факт, предложено говорить не о дефиците мерозина, а о дефиците ламинина-α2, поскольку данная формулировка более специфична и исключает случаи вторичного дефицита мерозина (например, при дистрогликанопатиях). Ламинин-211 отвечает за инициацию сборки базальной мембраны. Это, в первую очередь, достигается за счет прикрепления мерозина к рецепторам α-дистрогликана и интегрина α7β1, полимеризации и связывания с нидогенами и другими структурными компонентами экстрацеллюлярного матрикса. При LAMA2-дефицитной ВМД ламинин-211 заменяется на ламинин-411, который экспрессируется в эмбриональном периоде. Однако ламинин-411 не обладает способностью полимеризоваться и связываться с рецепторами, что приводит к ослаблению структуры базальной мембраны и объясняет тяжелый фенотип заболевания.
Наследование
Мерозин-дефицитная МД имеет аутосомно-рецессивный тип наследования, т.е. для развития заболевания необходимо наличие гомозиготной или 2 компаунд-гетерозиготных мутаций. В гене LAMA2 присутствуют все возможные варианты мутаций. Согласно Лейденской открытой генетической базе данных, мутации в гене LAMA2 распределяются так:
- однонуклеотидные замены — 59,6%;
- малые делеции — 24,9%;
- малые инсерции — 8,7%;
- большие делеции и дупликации — 6,2%;
- делеции/инсерции — 0,6%.
Клинические проявления
Клинические проявления LAMA2-cвязанной МД варьируют от тяжелой ВМД (ВМД 1А типа) с ранним началом до относительно легкого течения МД с поздним дебютом, имеющей фенотип конечностно-поясных (КП) МД.
ВМД 1А типа (ОMIM 607855 )
Дебют заболевания происходит либо внутриутробно и проявляется слабым шевелением плода, либо с рождения или в первые месяцы жизни. Дети с тяжелым фенотипом имеют симптомокомплекс ≪вялый ребенок≫: выраженную мышечную гипотонию, бедные спонтанные движения, отсутствие рефлексов новорожденного, тихий плач, трудности сосания и глотания, синдром дыхательных расстройств. Мышечная слабость преобладает в лицевой, аксиальной и проксимальной мускулатуре. Задержка моторного развития становится заметна с первых месяцев жизни. Подавляющее большинство детей не осваивают самостоятельную ходьбу. Все пациенты в повседневной активности применяют миопатические приемы в той или иной степени: при ходьбе, вставании с пола, присаживании, поворотах в кровати и т.д. У ряда пациентов встречается птоз и офтальмоплегия, которые обычно становятся заметны к 2 годам. Слабость лицевой мускулатуры и макроглоссия приводят к формированию характерного вида с ребенка с открытымртом и высунутым языком (миопатическое лицо). Интеллект у большинства больных не страдает, тем не менее небольшая доля пациентов (8–20% случаев) имеют умственную отсталость и эпилепсию. Нарушение когнитивных функций, наблюдаемое менее чем у 7% пациентов, варьирует от легкой умственной отсталости до коммуникативных трудностей. Этинарушения часто связаны со структурными дефектами в головном мозге. Обычно основными видами эпилептических приступов при МД-ВМД являются абсансы, атипичные абсансы, фокальные приступы с или без вторичной генерализации. У пациентов с кортикальными дисплазиями могут развиваться рефрактерные судороги.
Дыхательная недостаточность и нарушения вскармливания усугубляют тяжесть течения заболевания. Респираторные нарушения, часто требующие вентиляционной поддержки, наиболее выражены при рождении или в первые годы жизни. Они вызваны слабостью дыхательной мускулатуры, диффузной мышечной гипотонией и быстрой утомляемостью. Формирующаяся деформация позвоночника усугубляет альвеолярную гиповентиляцию, а рецидивирующие инфекции дыхательных путей приводят к обструкции бронхов, развитию ателектазов и увеличивают риск острой респираторной недостаточности. Эти изменения, как правило, стабилизируются в первые годы жизни, вероятно, в результате улучшения мышечного тонуса. Часто встречаются нарушения питания, включающие нарушения глотания, трудности с жеванием, увеличенное время кормления, гастроэзофагеальный рефлюкс. Все это приводит к плохой прибавке веса и зачастую к необходимости энтерального питания на 1-м году жизни. Большая часть пациентов имеют сниженные показатели массы тела, у половины пациентов эта цифра опускается ниже 3-го центиля при нормальном показателе роста. Гастроэзофагеальный рефлюкс повышает риск аспираций и рецидивирующих дыхательных инфекций. Деформации позвоночника проявляются в нарастающей ригидности шейного отдела, формировании грудного и поясничного лордоза с сопутствующим сколиозом или без него. Нередко отмечаются врожденные деформации грудной клетки и стоп. Для пациентов с ВМД 1А типа характерно ранее возникновение контрактур и быстрое их прогрессирование. Перво начально ограничения движений формируются в голеностопных, локтевых, тазобедренных и коленных суставах, позже вовлекаются височно-нижнечелюстные, плечевые суставы и шейный отдел позвоночника.
LAMA2-связанная МД с поздним дебютом ( ОMIM 618138 )
В последнее время, благодаря широко используемой гистологической и генетической диагностике, все чаще выявляются случаи МД-МД с поздним началом заболевания и фенотипом КП-МД. Недавно опубликована уточненная классификация КП-МД, в которой данная форма обозначена как LGMD R23 (limb-girdle muscular dystrophy, autosomal recessive, type 23). N. Lokken и соавт. провели биопсию мышечной ткани 12 пациентам с неясными КП-МД. У 3 пациентов был обнаружен частичный дефицит мерозина, что составило 2,3% зарегистрированных в этом центре случаев КП-МД. Срок дебюта данной формы варьирует от первых месяцев жизни до взрослого возраста, приходясь в среднем на первое десятилетие жизни. Был описан пациент с началом заболевания в 56 лет. Для пациентов характерны задержка моторного развития, но с достижением самостоятельной ходьбы, ригидность позвоночника, псевдогипертрофии четырехглавых и икроножных мышц, выраженные контрактуры в суставах, особенно в локтевых. Мышечная слабость преобладает преимущественно в проксимальной и аксиальной мускулатуре с формированием ≪крыловидных≫ лопаток, деформаций позвоночника, однако встречаются пациенты с дистальной мышечной слабостью. Это объясняется возможной гипо/демиелинизацией периферических нервов вследствие снижения экспрессии ламинина-α2 в шванновских клетках, которая становится заметна при мягком течении заболевания и не очевидна при более тяжелой форме. Дыхательная недостаточность не характерна. Проявления эпилепсии и когнитивные нарушения редки и сходны с таковыми при врожденных формах.
Поражения сердца встречаются у трети пациентов (35%) и часто бывают субклиническими. Среди них отмечаются снижение фракции выброса, гипокинезия левого желудочка, пролапс митрального клапана с регургитацией, синусовая тахикардия. Однако у ряда пациентов сердечные нарушения имеют более серьезные проявления в виде дилатационной кардиомиопатии и желудочковой тахикардии, требующих имплантации кардиовертер-дефибриллятора.
Диагностика
Диагноз МД-МД ставится на основании характерных клинических проявлений, высокого уровня КФК в крови (обычно больше 5 нормативных значений, особенно в первые 2 года жизни) и изменений на МРТ головного мозга.
Электронейромиографическое исследование регистрирует мышечный тип изменений, также могут выявляться признаки поражения периферических нервов: демиелинизирующая невропатия со сниженными скоростями распространения возбуждения.
Важным диагностическим признаком МД-ВМД являются изменения на МРТ головного мозга в виде диффузного повышения сигнала от белого вещества в режимах Т2 и FLAIR (рис. 2).
Рис. 2. МРТ головного мозга.
Эти проявления обусловлены увеличением содержания воды в белом веществе головного мозга в результате повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера из-за дефицита ламинина-α2 в базальной мембране кровеносных сосудов головного мозга. Данные изменения обнаруживаются после 6 мес жизни ребенка (часто до 12 мес) и сохраняются на протяжении всей жизни. Также в 4–5% случаев отмечаются структурные дефекты головного мозга в виде кортикальных дисплазий, полимикрогирии, агирии, пахигирии (чаще в затылочных отделах), гипоплазии ствола и/или мозжечка. Для картины МРТ верхних и нижних конечностей характерны поражение ягодичных и большой приводящей мышц, бицепса бедра, а также дельтовидной мышцы и двуглавой мышцы руки (рис. 3). При проведении биопсии мышечной ткани обнаруживаются признаки дистрофических изменений: участки некроза, регенерации, хронического воспаления и фиброза.
Рис. 3. МРТ мышц
Иммуногистохимически определяется полное или частичное отсутствие ламинина-α2 в мышцах (рис. 4). Для оценки снижения экспрессии ламинина-α2 используют антитела к длинному фрагменту (300 кД). С целью дифференцировки парциального и вторичного дефицита мерозина применяют дополнительно антитела к гликозилированным эпитопам α-дистрогликана. При первичном дефиците ламинина-α2 также увеличивается окрашивание ламининов-α4 и -α5 вследствие компенсаторного повышения их экспрессии.
Рис. 4. Биопсия мышечной ткани (иммуногистохимическое исследование).
а — отсутствие мерозина в мышцах при окрашивании; б — нормальная мышечная биопсия.
Генетическое исследование является конечной точкой диагностики . Проводится секвенирование гена LAMA2. Для подтверждения диагноза необходимо выявление гомозиготной или двух компаунд-гетерози готных мутаций. В случае обнаружения только одной точечной мутации в гетерозиготном состоянии при наличии характерной клинической картины или значимого повышения уровня КФК в крови и гиперсигнала от белого вещества на Т2 по данным МРТ головного мозга целесообразно проведение хромосомного микроматричного анализа с целью поиска крупных делеций и дупликаций, которые встречаются с высокой частотой — по разным данным, от 18% до 30–40% мутаций в гене LAMA2. Корреляции генотипа и фенотипа Прогноз тяжести заболевания зависит от возраста дебюта первых симптомов, наличия или отсутствия экспресcии ламинина-α2 при проведении иммуногистохимического тестирования мышечного биоптата, типа мутации и ее влияния на функцию белка. Для МД-МД приобретение навыка самостоятельной ходьбы является критически важной клинической характеристикой тяжести заболевания. Фенотип ВМД 1А типа ассоциирован с мутациями, приводящими к прекращению синтеза белка. В основном, это нонсенс-варианты, при которых формируется стоп-кодон. Для таких пациентов характерно тяжелое течение заболевания с ранним началом, дыхательными нарушениями, часто с необходимостью респираторной поддержки, отсутствием самостоятельной ходьбы. По данным биопсии определяется полное отсутствие экспрессии ламинина-α2 в мышцах и коже.
Формы заболевания с началом в детском или взрослом возрасте, более мягким течением, достижением навыка самостоятельной ходьбы вызваны гомозиготными или компаунд-гетерозиготными миссенс-заменами, а также крупными делециями с восстановлением рамки считывания. Эти мутации приводят к снижению или почти нормальной экспрессии ламинина-α2 и влияют на полимеризацию мерозина. Большинство исследований подтверждают прямую корреляцию генотипа и фенотипа. Несмотря на это F. Geranmayeh и соавт. сообщили о семье, члены которой имели гомозиготные миссенсмутации в гене LAMA2, при этом не все приобрели способность самостоятельной ходьбы.
Дифференциальный диагноз Мерозин-негативную ВМД следует дифференцировать с заболеваниями, сопровождающимися мышечной слабостью и гипотонией с первых месяцев жизни. В первую очередь, это другие формы врожденных миопатий (ВМД Ульриха, синдром ригидного позвоночника, болезнь центрального стержня, немалиновая, центронуклеарная миопатии, дистрогликанопатии, ВМД Фукуямы), врожденные миастенические синдромы, спинальная мышечная атрофия. Отличительными чертами ВМД 1А типа являются наиболее высокие среди всех врожденных миопатий показатели КФК, превышающие норму в 2–17 раз, и изменения на МРТ головного мозга (гиперинтенсивный сигнал от белого вещества в режиме Т2, структурные аномалии). При ВМД Фукуямы и дистрогликанопатиях может отмечаться частичный дефицит мерозина, выявляемый при биопсии мышечной ткани; антитела к длинному фрагменту α2-цепи ламинина помогают отличить первичный дефицит мерозина от вторичного. Структурные изменения головного мозга, встречающиеся при ВМД с дефектами гликозилирования (мышечно-глазо-мозговой синдром, ВМД Фукуямы, синдром Уокера–Варбурга), обычно более значительны и сопровождаются грубой задержкой психического развития и высокой частотой развития эпилепсии. Сочетание задержки развития и изменений на МРТ нередко заставляет дифференцировать ВМД 1А типа с лейкодистрофиями. Высокий уровень КФК, медленное прогрессирование со стабилизацией состояния после 1-го года жизни при мерозин-негативной ВМД и, напротив, быстрое неуклонно прогрессирующее течение, характерное для лейкодистрофий, помогают различить эти два состояния. Дифференциальный диагноз поздних форм LAMA2-связанной МД более затруднителен. I. Nelson и соавт. сообщили о 4 пациентах, двое из которых наблюдались с диагнозом миопатии Бетлема, двое с миодистрофией Эмери–Дрейфуса. У пациентов с диагнозом миопатии Бетлема определялся типичный фенотип коллагенопатии (кожные изменения, контрактуры крупных суставов). Пациенты с миодистрофией Эмери–Дрейфуса имели контрактуры в локтевых суставах, дилатационную кардиомиопатию и тяжелые нарушения сердечного ритма в виде желудочковой тахикардии и фибрилляции. Картина МРТ мышц, повышение уровня КФК в крови также соответствовали предполагаемым диагнозам. Двое наблюдаемых страдали фармакорезистентной эпилепсией. При проведении МРТ головного мозга патологические изменения выявлены у 3 человек. Всем пациентам было проведено генетическое тестирование, при котором обнаружены гомозиготные (2 случая) и компаунд-гетерозиготные (2 случая) мутации в гене LAMA2. На основании этого наблюдения авторами было предложено всем больным миопатией, в том числе взрослым, имеющим контрактуры в крупных суставах, изменения на МРТ головного мозга и даже изолированную кардиомиопатию, включать в диагностический поиск ген LAMA2. Также мягкие формы иногда приходится дифференцировать с невропатиями, при которых поражение нервов выходит на передний план в клинической картине, а легкая проксимальная мышечная слабость мало беспокоит пациентов и выявляется лишь при неврологическом тестировании.
Тактика ведения пациентов
В 2010 г. был опубликован Международный консенсус по стандартам лечения пациентов с ВМД, в котором подробно описаны объем и порядок оказания необходимой им помощи. Дети должны наблюдаться мультидисциплинарной командой специалистов, включающей педиатра, невролога, ортопеда, пульмонолога, диетолога, кардиолога, физического терапевта. Пациенты до 1 года и старше с тяжелыми или прогрессирующими формами (рефрактерные эпилептические приступы, тяжелая гипотония, нутритивные проблемы) должны осматриваться специалистами каждые 3–4 мес. Дети старше 1 года в стабильном состоянии нуждаются в рутинном обследовании каждые 4–6 мес. Обследование включает в себя оценку статуса питания, сердечной функции и ортопедических осложнений, выявление гастроэзофагального рефлюкса, проведение функциональных легочных тестов, ночной пульсоксиметрии или полисомнографии ослабленным детям с рецидивирующими респираторными инфекциями. Поскольку подавляющее большинство пациентов с ВМД не приобретают навык самостоятельной ходьбы и имеют прогрессирующее снижение мышечной массы, часто такие дети имеют низкий вес. Консультации гастроэнтеролога, диетолога рекомендованы 2 раза в год. Целью не является нормализация массы тела до стандартных значений, достаточна положительная динамика в ежегодной прибавке веса. Адекватное увеличение веса у таких детей может быть достигнуто дополнительным приемом гиперкалорийных смесей. Пациентам с нарушениями глотания, гастроэзофагеальным рефлюксом, аспирационными пневмониями могут потребоваться установка назогастрального зонда или чрескожной гастростомы. Посещение пульмонолога для оценки дыхательной функции должно быть как минимум ежегодным. Респираторные тесты включают в себя спирометрию и оценку эффективности кашля, проводятся с 4–6 лет. Показатели форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) <60% от прогнозируемого значения связаны с нарушениями дыхания во сне, ФЖЕЛ <40% от возрастной нормы связано с высоким риском ночной гиповентиляции. Таким пациентам обязательно измерение уровня сатурации и гиперкапнии во время ночного сна, при патологических показателях — проведение неинвазивной вентиляции легких. Больным с выраженными деформациями позвоночника, рецидивирующими дыхательными инфекциями рекомендовано проведение КТ грудной клетки для оценки наличия хронических ателектазов и компрессии дыхательных путей телами позвонков. Занятия с физическим терапевтом направлены на уменьшение мышечной гипотонии, увеличение двигательных возможностей пациента, предотвращение контрактур и респираторной дисфункции. Они включают ежедневную вертикализацию в ортопедических аппаратах, упражнения на растяжку и плавание в бассейне. Осмотр ортопедом и проведение рентгенографии позвоночника должны осуществляться, как минимум, раз в год. Более частая оценка оправдана в периоды быстрого роста и прогрессировании деформаций позвоночного столба. Ортезы и туторы используются для предотвращения прогрессирования деформаций суставов, обязательно использование корсета для поддержания осанки.
Кардиологическое обследование в отсутствие жалоб проводится в 5 и 10 лет, затем каждые 2 года и включает в себя электрокардиографию и эхокардиографию. Пациентам с тяжелой дыхательной недостаточностью, находящимся на аппаратной вентиляционной поддержке, обязательно ежегодное проведение эхокардиографии. Пациентам с жалобами на учащенное сердцебиение, повышенную утомляемость дополнительно проводится холтеровское мониторирование сердечного ритма.
Стратегии терапии
В настоящий момент исследуются несколько вариантов восстановления структуры базальной мембраны при МД-МД: Трансгенная экспрессия кДНК, кодирующей ламинин-α1, с использованием промотера куриного β-актина (CAG). Проводилась на мышиной модели dy3K/dy3K, у которой отмечено существенное восстановление мышц и периферических нервов с повышением силы. Эти исследования доказали, что ламинин-α1 может полностью заменить ламинин-α2. Однако этот подход не может быть применен в качестве генной терапии для доставки вирусными векторами, поскольку к ДНК белка ламинина слишком велика. Парентеральное введение рекомбинантного ламинина-111. Трудности применения у человека также заключаются в большом размере белка. Использование линкерных белков. У пациентов с МД-МД увеличена экспрессия ламинина-411, однако этот белок имеет низкое сродство с α-дистрогликаном и α7β1-интегрином. Была разработана уменьшенная версия белка агрина (мини-агрин, или маг), который значительно улучшает связывание с α-дистрогликаном. Инициация полимеризации ламинина. Для восстановления полимеризации ламинина был созданлинкерный белок, состоящий из фрагментов ламинина и нидогена αLNNd). Отмечено восстановление силы у мышей dy2J/dy2J, редукция фиброза по данным гистологии. Данный вариант лечения подходит лишь для малой группы пациентов, у которых экспрессия ламинина-α2 снижена незначительно.
Использование технологий CRISPR/Cas9. Отмечено восстановление синтеза полноразмерного ламинина-α2 в мышиной модели dy2J/dy2J, повышение силы мышц, уменьшение фиброза. Учитывая многообещающие результаты, финансирование и дальнейшая разработка технологий LAMA2 CRISPR является одной из приоритетных задач исследований. Помимо лечения, направленного на восстановление структуры базальной мембраны, разрабатывается терапия по предотвращению последствий повреждения мышц. Завершена I фаза открытого клинического исследования препарата омигаприла для пациентов с LAMA2- и COL6-связанными мышечными дистрофиями (CALLISTO). Омигаприл является ингибитором апоптоза, блокируя глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу. Он уменьшает потерю массы, дегенерацию мышечных волокон, особенно в дыхательной мускулатуре, что способствует улучшению респираторных функций и профилактике осложнений. Другой препарат — лозартан — является блокатором рецепторов ангиотензина II типа I. Он влияет на активность трансформирующего фактора роста, уменьшая фиброз и улучшая клинические проявления. Другие препараты (бортезомид, преднизолон) не показали свою эффективность или имели значительные побочные эффекты при ВМД 1А типа. Несмотря на то что методы терапии, направленные на восстановление структурного дефекта, показывают более значимую степень клинического улучшения у пациентов с МД-МД, чем препараты патогенетической терапии, нельзя быть уверенными, что один метод лечения окажется достаточным для пациентов. Вероятно, наиболее успешными могут оказаться протоколы с комбинацией этих двух групп терапии.
Заключение
МД-ВМД является самой распространенной формой среди ВМД. Она крайне гетерогенна генетически и клинически, проявляясь, в подавляющем большинстве случаев, тяжелыми неамбулаторными фенотипами с полным отсутствием экспрессии мерозина в тканях, но также встречаются и легкие КП-формы с поздним дебютом заболевания, связанные со сниженным содержанием ламинина-α2 в мышцах и периферических нервах. Такая гетерогенность ведет к трудностям диагностики, особенно нетяжелых форм болезни. Знание особенностей клинического течения и патогенеза LAMA2-связанных мышечных дистрофий особенно актуально в условиях активно разрабатываемых специфических методов их терапии.