Наследственная зрительная нейропатия Лебера (НЗНЛ) — одно из самых распространенных митохондриальных заболеваний. Впервые об этом заболевании сообщил фон Граефе в 1858 году, а в 1871 году Теодор Лебер собрал 55 случаев из 16 семей и подтвердил его как самостоятельное наследственное заболевание. Патогенез заболевания был неясен, но в 1988 году Wallance et al. идентифицировали мутации митохондриальной ДНК как тесно связанные с заболеванием, что открыло новую главу в изучении патогенеза LHON. Однако остается еще много вопросов относительно генетической связи, эпистаза и патогенеза заболевания, которые требуют дальнейшего изучения. В этой статье мы хотели бы рассмотреть патогенез и клинические исследования LHON.
1. клинические исследования.
1.1 Эпидемиология.
LHON — это заболевание, наследуемое по материнской линии, с преобладанием мужчин, соотношение мужчин и женщин составляет 3:1 или 9:1 на Западе и около 6:4 в Китае, при этом отмечается повышенная заболеваемость у женщин желтого цвета. Заболевание, как правило, возникает в подростковом возрасте (18-23 года) и может проявляться в возрасте от 1 года до 70 лет. В нашей стране не было зарегистрировано ни одного явного случая заболевания. Существует три признанных первичных локуса мутаций для LHON — 11778, 14484 и 3460, на которые приходится около 90% всех пациентов с LHON и около 66% национальных пациентов с мутациями в 11778. Мутация 11778 составляет примерно 69% кавказских пациентов с ЛГОН, а мутации T14484C и G3460A — 14% и 13%, соответственно. В Европе на мутацию G11778A приходится около 50%, а на мутации G3460A и T14484C — 35% и 20%, соответственно. В Японии локус LHON11778 мутирует в 91,7% или 87%, в то время как остальные два мутировавших локуса встречаются реже. Эти данные позволяют предположить, что существуют этнические различия в распространенности заболевания и локусах мутаций.
1.2 Клиническая картина.
1.2.1 Клинические симптомы.
Пациенты с LHON обычно не имеют очевидных причин для начала заболевания, у некоторых из них наблюдается повышение температуры тела или усталость, основным клиническим проявлением является острая или подострая потеря центрального поля зрения в обоих глазах одновременно или последовательно, причем потеря цветового зрения обычно предшествует потере зрения, пациенты обычно не имеют очевидного дискомфорта в начале заболевания, у некоторых может быть боль в глазах или тянущая боль при повороте глаз. аномалии, такие как глухота и скелетные деформации, а также синдром, похожий на рассеянный склероз. У некоторых пациентов также наблюдаются нарушения сердечной деятельности, и некоторые исследователи считают, что кардиологическое лечение у таких пациентов также благоприятно сказывается на восстановлении глазных поражений. Zuo Wei и др. отметили, что 53,3% из 30 пациентов с ЛГОН имели электрокардиографические отклонения. Оказывается, что помимо глазных симптомов, ЛГОН затрагивает многие системы органов.
1.2.2 Клиническое стадирование.
В 1996 году в журнале «Офтальмология» Никоскелайнен разделил заболевание на три общие стадии.
(1) Доклиническая: диск зрительного нерва перегружен и отечен, с выраженной дилатацией и искривлением микрососудов на диске зрительного нерва и рядом с ним, отеком и помутнением перипапиллярного слоя нервных волокон; ФФА показывает быстрое венозное наполнение и артериовенозное шунтирование, но без утечки.
(2) Острая фаза: вышеуказанные признаки более выражены, иногда наблюдается околодисковое кровоизлияние; ФАПФ показывает более быстрое заполнение, с обилием артериовенозных шунтов преимущественно в верхне-нижней височной части диска зрительного нерва и застоем флуоресценции в височной части стенки сосуда, в то время как сосудистое русло пучка диска уменьшено и заполнение задерживается.
(3) Атрофическая стадия: мелкие артерии на височной стороне диска зрительного нерва становятся тоньше, капилляры уменьшаются, полоса или клин нервных волокон постепенно расширяется, а височная сторона диска зрительного нерва становится бледно-белой; по мере прогрессирования заболевания вышеуказанные изменения становятся более обширными и охватывают весь диск зрительного нерва и периферический слой нервных волокон. В Китае не существует четкой клинической стадии заболевания. Ранняя диагностика заболевания трудна, но важна для лечения и прогноза.
1.2.3 Физическое обследование.
Ранние зрительные вызванные потенциалы (ЗВП) у пациентов с ЛГОН существенно не изменяются, а позднее может наблюдаться снижение амплитуды или задержка в латентности. Ангиография сетчатки без утечки флуоресценции в острой фазе стала одним из показателей, помогающих в клинической диагностике. Смит считал, что расширенные капиллярные микроартериоваскулярные изменения вокруг соска зрительного нерва, отек слоя нервных волокон вокруг соска зрительного нерва и отсутствие утечки из соска зрительного нерва на ранних стадиях заболевания являются триадой пациентов с ЛГОН. С тех пор она была подтверждена учеными из разных стран и используется в качестве классической концепции LHON. Используя ОКТ, Джакомо обнаружил, что толщина слоя зрительных волокон у всех пациентов без ЛГОН была тоньше, чем в контрольной группе, что у пациентов с ЛГОН первым поражается височный квадрант, и что диффузное повреждение волокон зрительного нерва более выражено у мужчин, чем у женщин. В Китае нет соответствующих отчетов об этом обследовании.
1.3 Критерии диагностики.
Четких диагностических критериев для LHON не существует, и исследования пришли к выводу, что диагностика заболевания по генам периферической крови является наиболее простой, но поскольку частота мутаций митохондриальных генов периферической крови и зрительного нерва различна и склонна к ложноотрицательным результатам, диагностика заболевания должна сочетаться с клиническими проявлениями одновременно, и особенно важны семейная генетическая история, возраст начала заболевания и проявления фундус-триады. Даже если не выявлены три первичных локуса LHON или если нет четкого семейного анамнеза, при наличии этих клинических проявлений заболевание должно быть крайне подозрительным. Использование сканирования всего гена имеет определенную клиническую ценность, и мы неоднократно наблюдали новые мутантные локусы в нашей клинике.
2. Патогенез.
2.1 Генетический фон.
В интерстиции митохондрий, внутренней и внешней мембранах, а также в пространстве между внутренней и внешней мембранами хранятся различные ферменты или группы ферментов. Матрикс содержит митохондриальную ДНК (мтДНК), белки, необходимые для репликации и транскрипции мтДНК, митохондриальные рибосомы для синтеза белка и ферменты для других функций (например, цикл лимонной кислоты и бета-окисление жирных кислот). Митохондриальная ДНК человека представляет собой кольцевую, двухцепочечную, замкнутую молекулу, содержащую 16 569 пар оснований. мтДНК способна к самовоспроизведению и является генетической системой, независимой от хромосом. Она содержит две нити ДНК, легкую и тяжелую, обе из которых выполняют кодирующие функции. мтДНК кодирует два типа рРНК, 22 тРНК и мРНК, содержащую 13 полипептидных цепей (цитохром В, цитохром С, субъединицы I, II и III оксидазы, два компонента АТФазы субъединицы 6 и 8 и семь субъединиц дыхательной цепи NADH-дегидрогеназы: ND1, ND2, ND3 и ND4. (ND2, ND3, ND4, NDL4, ND5, ND6). Только комплекс II (сукцинатдегидрогеназа) кодируется исключительно ядерной ДНК. Таким образом, митохондриальный геном играет ключевую роль в регуляции окислительного фосфорилирования. Большинство митохондриальных белков кодируются ядерным геномом, транслируются в цитозоле и внедряются в митохондрии. Поэтому ядерные гены также играют важную роль в функционировании митохондрий.
Генетические характеристики митохондрий.
(1) Наследование по материнской линии: поскольку митохондрии расположены в цитоплазме, только ядерные гены отца попадают в яйцеклетку для формирования гамет, а подавляющее большинство митохондрий в оплодотворенной яйцеклетке происходит от матери, поэтому большинство митохондриальных заболеваний наследуется по материнской линии.
(2) Гетерогенность: гены мтДНК расположены компактно, и некоторые гены могут перекрываться друг с другом, за исключением области в 87 п.н. между суперлогами, известной как закладка D, которая используется почти для каждого компонентного гена. В отличие от ядерных генов, в митохондриях имеется 1-10 мтДНК и сотни или тысячи копий мтДНК в каждой клетке, и все молекулы мтДНК в каждой клетке идентичны, что называется гомогенностью, тогда как при мутации мтДНК в клетке присутствуют как мтДНК дикого типа, так и мутантные мтДНК, что называется гетерогенностью.
(3) Фенотипическое выражение мутаций мтДНК: Фенотипическое выражение мутаций мтДНК отличается от выражения ядерных генов и в основном определяется относительной долей мутантной и мтДНК дикого типа в данной ткани и зависимостью этой ткани от производства АТФ митохондриями. Когда количество мутантных мтДНК достигает уровня, достаточного для возникновения функциональных аномалий в органе или ткани, это называется пороговым эффектом. Это означает, что вызывает ли мутантная мтДНК фенотипический эффект в ткани, зависит от относительного соотношения мутантной и нормальной мтДНК и степени зависимости ткани от производства АТФ митохондриями. Дифференциальная экспрессия мутантной мтДНК в различных тканях тесно связана со степенью энергетической зависимости митохондрий в этих тканях, с более высокой энергетической зависимостью в центральной нервной системе, сетчатке, сердце, скелетных мышцах и печени, где часто проявляются дефекты функции окислительного фосфорилирования.
(4) Высокая частота мутаций мтДНК: частота мутаций мтДНК более чем в 16 раз превышает частоту мутаций ядерных генов. Из-за отсутствия неповрежденной системы репарации мутации мтДНК накапливаются в соматических клетках с возрастом, и функция окислительного фосфорилирования продолжает снижаться, вплоть до того, что производство энергии падает ниже порога потребности тканей в энергии, т.е. появляются клинические симптомы.
(5) Типы мутаций: Митохондриальные мутации классифицируются как миссенс-мутации, биосинтетические мутации, делеционные мутации и мутации числа копий. Все мутации LHON на сегодняшний день являются миссенс-мутациями в субъединицах окислительного фосфорилирования комплексов I, III и IV.
(6) Генетические тенденции: скорость репликации мтДНК пропорциональна ее длине в единицу времени. мтДНК, находящаяся в цитоплазме, подвержена окислительному повреждению, приводящему к различным мутациям, и не имеет ферментативной защиты, поэтому мутировавшая мтДНК имеет пролиферативное преимущество перед мтДНК нормального размера, что означает, что с течением времени аномальная мтДНК имеет тенденцию накапливаться в соматических клетках. Тенденция
Генетические характеристики митохондриальных генов тесно связаны с развитием болезни LHON, и было высказано предположение, что в патогенезе LHON участвуют следующие факторы.
2.2 Патогенез ЛГОН.
В 1988 году Уолланс обнаружил мутацию в сайте 11778 митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты у пациентов с ЛГОН, где гуанозин (G) был заменен на аденин (A). Эта мутация изменила аминокислоту в положении 340 на дыхательной цепи, кодируемой геном субъединицы 4 (ND4) восстановленной дезоксигеназы кои (NADH), с аргинина на гистидин, положение, которое у людей эволюционировало от жгутиковых к В 1991 году Хуопонен и др. идентифицировали новую мутацию мтДНК: в позиции 3460 гена ND1 произошла замена аланина на треонин, и было подтверждено, что она определенно связана с ЛГОН. Помимо мутаций в этом локусе, в этих 14 семьях также были обнаружены мутации в локусе 13708. Yen et al. классифицировали митохондриальные мутации при этом заболевании на четыре группы: 3460, 11778 и 14484 для группы основных мутаций; 14459 и 14495 для двух редких локусов; и 14459 и 14495 для гипотетических возможных мутаций. мутантных локусов — 11, а мутантных локусов-компаньонов — 9, итого 25. Эти мутировавшие гены в основном расположены на NADH-дегидрогеназе в мтДНК. За исключением 11778, 14484 и 3460, другие мутантные локусы также могут быть первичными, но их механизмы плохо изучены. Хотя некоторые исследователи предположили, что множественность мутаций LHON необходима для потери зрения, это не было доказано. Действительно, некоторые исследователи обнаружили пациентов, несущих два основных мутировавших гена, у которых болезнь еще не развилась. Также возможно, что наличие некоторых основных гаплогрупп мтДНК в клетках LHON, хотя и не является основным фактором фенотипического выражения, влияет на наличие, фенотип или выраженность участков мутации мтДНК.
В одном из исследований было обнаружено, что у всех пациентов в этих трех основных мутантных сайтах нарушено взаимодействие субстрата коэнзима Q10 с комплексным ферментом I. Поэтому предполагается, что мутации в LHON могут влиять на сайт связывания коэнзима Q и промежуточные продукты убихинона, что приводит к снижению стабильности. Другой фактор, митохондриальная дыхательная цепь является источником аэробных клеток, 95% супероксидных ионов. Ингибирование клеточной дыхательной цепи может привести к увеличению метаболизма свободных радикалов, а окислительное повреждение, в свою очередь, может ингибировать дыхательную цепь. Эта саморасширяющаяся циклическая тенденция окислительного повреждения и дисфункции дыхательной цепи может привести к повреждению митохондрий, особенно в центральной нервной ткани, которая чрезвычайно чувствительна к повреждению митохондрий. Также было высказано предположение, что митохондриальная дыхательная активность выше в немиелинизированной части зрительного нерва перед ситовидной пластинкой. Эта часть зрительной системы может быть более чувствительна к митохондриальной дисфункции, особенно к нарушениям в содержании коэнзима I.
Основная причина развития заболевания у носителей неясна; на фенотипическое проявление LHON могут влиять ядерные кодирующие факторы, митохондриальные продукты или митохондриальный метаболизм. Однако физиологические характеристики митохондрий могут быть связаны со следующим.
(1) различное распределение митохондрий в различных тканях и феномен «узкого места»: на ранних стадиях развития ооцита количество молекул мтДНК растет от уменьшения до нескольких сотен до примерно 100 000 в зрелых ооцитах, поэтому ооциты могут иметь различные уровни мутаций. Поэтому трудно предсказать уровень мутации или начало заболевания у потомства от матери.
(2) Влияние возраста: высокая частота мутаций мтДНК, постепенное накопление мутаций мтДНК в соматических клетках с увеличением возраста, снижение окислительного фосфорилирования и более высокие энергетические потребности зрительного нерва по сравнению со средними тканями могут быть одной из причин того, что зрительный нерв является основной вовлеченной тканью. Использование и хранение энергии в тканях человека также определяет время и степень потери зрения. Поскольку с возрастом энергетическая продукция митохондрий снижается, время начала потери зрения у пациентов с ЛГОН может отражать доменное значение критического уровня ухудшения митохондриальной функции.
(3) Генетическая гетерогенность: Howell и др. изучали британскую семейную линию ЛГОН, охватывающую шесть поколений. В этой линии две ветви имели 11778 мутантных локусов, демонстрирующих сложную картину расовой сегрегации, еще одна была гомозиготной дикого типа, а четыре — гетерозиготными. Кроме того, существует аллельная 11778 ассоциация-расовая сегрегация, а также полиморфизм в семье без эпистаза G:A в локусах 18 и 19 больного нуклеозида 5471. Такая совместная сегрегация в одной и той же молекуле мтДНК показывает, что две замены происходят одновременно или почти одновременно. Однако высокая частота дивергенции митохондриальных аллелей в одной семье предполагает сложную историю происхождения и дивергенции двух замен. Короче говоря, в одной ветви семьи вектор впоследствии сегрегировал мутантные генотипы до высокого уровня, а в другой ветви появились двойники дикого типа или мутантные фенотипы, которые стали по существу гомозиготными. Степень гетерогенности первичной мутации LHON в нескольких семьях с началом и без начала заболевания может быть связана с риском потери зрения, однако у подавляющего большинства пациентов, молекулярно идентифицированных как LHON, гетерогенность обнаруживается в крови лишь у меньшинства пациентов с началом заболевания.
(4) Внутренние и внешние факторы окружающей среды: системные заболевания, дефицит питания, воздействие лекарств или токсинов, которые прямо или косвенно подавляют митохондриальный метаболизм и тем самым вызывают или усиливают выраженность фенотипов заболеваний. Хроническая токсичность и факторы окружающей среды изучались чаще, и все мутации LHON до настоящего времени были миссенс-мутациями в субъединицах окислительного фосфорилирования комплексов I, III и IV. У пациентов с LHON может быть нарушено окислительное фосфорилирование и нарушена активность окислительных и тиоцианатных ферментов в митохондриях, а при хроническом курении, употреблении цианидсодержащих веществ, загрязнении окружающей среды и т.д. в организме пациента накапливается цианид, который со временем может ингибировать цитохром С оксидазу в клетках, еще больше усугубляя митохондриальный фенотип. Накопление цианида в организме может ингибировать оксидазу цитохрома С и еще больше усугубить нарушение окислительного фосфата после митохондриальных мутаций, тем самым повышая риск заболеваемости. Однако было установлено, что лечение цианистыми антидотами, такими как карбоксикобаламин и тиосульфат натрия, не предотвращает прогрессирование заболевания или ухудшение зрительных функций. Поэтому данное исследование еще не завершено. В частности, на Кубе, стране со значительным дефицитом питательных веществ, не было выявлено повышенной заболеваемости ЛГОН у пациентов с локусом мутации 11778. Хотя ни одно контролируемое групповое исследование не показало, что табак и чрезмерное употребление алкоголя могут способствовать потере зрения, большая выборка контролируемых исследований не подтвердила этот вывод. Другие факторы, вредные для ЛГОН, такие как этамбутол, и противовирусная терапия также могут быть вредны для пациентов с мутациями ЛГОН, были предложены Alfredoa, который обнаружил, что курение является фактором риска ЛГОН, но частота гипертонии и гиперхолестеринемии была ниже, чем в контроле. В Китае нет исследований, и этот результат нуждается в углубленном изучении. Эндокринные нарушения, такие как роды и инсулинозависимый диабет, могут спровоцировать ЛГОН, и при своевременной коррекции эти эндокринные нарушения могут привести к некоторому восстановлению зрения у некоторых пациентов.
(5) Рассеянный склероз: оценка ЛГОН обычно ограничивается вспомогательными тестами, кроме генетического анализа. КТ и МРТ у пациентов с ЛГОН нормальные, за исключением тех, которые указывают на рассеянный склероз, а также пациентов с дистонией и поражением базальных ганглиев. В 1992 году Хардинг и др. впервые обнаружили, что мутации митохондриальной ДНК, вызывающие ЛГОН, также наблюдаются у пациентов с РС, после чего исследователи в Европе и США провели многочисленные исследования связи между мутациями митохондриальной ДНК и РС, Результаты показали, что три основных локуса мутации митохондриальной ДНК 11778, 3460 и 14484, которые вызывают LHON, могут быть обнаружены у пациентов с РС, причем 11778 является наиболее распространенным. У мальчика с нарушением зрения, но без признаков и симптомов, указывающих на демиелинизирующее заболевание, были обнаружены обширные высокосигнальные изменения белого вещества желудочков по Т2. У двух пациентов с LHON были обнаружены расширенные оболочки зрительного нерва на КТ, МРТ и орбитальной ультрасонографии. На этапе острой потери зрения у пациентов с LHON МРТ обычно была нормальной, в то время как внутриорбитальный сегмент зрительного нерва показал высокий сигнал Т2 на МРТ через несколько месяцев. В отличие от этого, из Азии не только мало сообщений (только из Японии), но и результаты очень разные, и считается, что мутации мтДНК не связаны с развитием РС. Jueqian Zhou обследовал 18 пациентов с РС с мутациями митохондриальной ДНК 11778 в периферической крови. Мутации митохондриальной ДНК не были обнаружены у пациентов с РС. Авторы предполагают, что это может быть связано со значительно более низкой распространенностью РС в Азии по сравнению с Европой.
2.3 ЛГОН и апоптоз.
В последние годы все больше изучается взаимосвязь между мтДНК и апоптозом. pitkeane et al. обнаружили, что клетки могут производить большое количество супероксида во время клеточной культуры, если дефектен комплекс NADH-дегидрогеназы в дыхательной цепи. Лечение анти-Fas клеточных линий, вызывающих ЛГОН, и мутантных клеточных линий мтДНК, связанных с комплексными дефектами, с большей вероятностью вызывало апоптоз. Danielson и др. обнаружили, что пациенты с ЛГОН с локусами мутаций 3460 и 11778 были восприимчивы к апоптозу, вызванному Fas, делая вывод, что апоптоз играет важную роль в процессе неврологического повреждения ЛГОН и что это Чтобы выяснить, могут ли окислительный стресс и апоптоз вызывать клинические изменения у пациентов с этим заболеванием, Машима обнаружил, что у пациентов с этим заболеванием, несущих чистый His113 в гене EPHX1 и чистый Arg 72 в гене TP53, начало заболевания наступает раньше, чем у пациентов без этих генотипов, что позволяет предположить, что полиморфизмы, регулируемые ядерными генами, связанные с окислительным стрессом и апоптозом, могут быть более ранними. Floreani et al. обнаружили, что, несмотря на снижение супероксиддисмутазы в цитоплазме всех больных ЛГОН и снижение активности GPx и GR в клетках крови больных ЛГОН с тяжелыми мутациями 3460 и 11778, наблюдалось снижение активности GR и MnSOD в цитоплазме всех больных ЛГОН. Эти результаты предполагают, что существует снижение антиоксидантной функции в клетках с мутировавшими локусами в LHON, особенно в клетках со значительными клинически фенотипическими мутациями, и что это нарушение более выражено в среде, подверженной окислительному стрессу, такому как галактоза.Battisti и др. использовали электронную микроскопию, реологию крови, электрофорез агарового геля и анализ мембранного потенциала митохондрий для исследования 6 пациентов LHON и 6 нормальных людей, и результаты показали, что LHON у пациентов наблюдался более высокий уровень апоптоза, чем в контрольной группе, причем в апоптотический процесс были вовлечены митохондрии. Таким образом, предполагается, что существует линейная взаимосвязь между различными окислительными повреждениями и важной ролью окислительно-восстановительного динамического баланса в проявлении мутаций у разных индивидуумов.
OzawaT предполагает, что окислительное повреждение мтДНК и вызываемые им мутации повреждают гены окислительного фосфорилирования, что в свою очередь приводит к нарушениям в ферментах, связанных с дыхательной цепью, в результате чего возникает дисфункция митохондриального окислительного фосфорилирования, способствующая выработке реактивных видов кислорода (ROS) и дальнейшему нарушению функции дыхательной цепи. Этот цикл в конечном итоге приводит к гибели клеток. Свободные радикалы атакуют основания мтДНК в основном путем прямой окислительной модификации оснований, а окислительно модифицированные основания склонны к несоответствиям во время репликации, что приводит к мутациям. Wang Jianyong и др. исследовали сывороточный оксид азота (NO) и синтазу оксида азота (NOS) в семьях ЛГОН с 11778 точечными мутациями и обнаружили, что у пациентов NOS выше, чем у носителей. При изучении изменений свободных радикалов и антиоксидантов в семье ЛГОН было обнаружено, что уровень супероксиддисмутазы (SOD) в сыворотке крови был значительно выше как у пациентов, так и у носителей нормы по сравнению с группой нормы, а уровень глутатиона (GSH) у пациентов был значительно выше, чем в группе нормы, в то время как уровень глутатион-трансферазы (GST) и GSH в сыворотке крови у носителей нормы ЛГОН был ниже, чем в группе нормы. исследования еще предстоит проследить.
3. Лабораторные исследования.
До настоящего времени не сообщалось о ранней патологии зрительного нерва при ЛГОН, поэтому локализация и первоначальное повреждение не вполне понятны.Kerrison et al. обнаружили волокна зрительного нерва, слой ганглиозных клеток зрительного нерва и атрофию зрительного нерва у 81-летней австралийской пациентки с ЛГОН при вскрытии. Электронная микроскопия выявила кальций, ограниченный бислоем во включениях ганглиозных клеток, что свидетельствует о наличии митохондриальной кальцификации. Гистопатологический и морфологический анализ трех пациентов с многолетней острой потерей зрения выявил тяжелую и обширную потерю волокон зрительного нерва. Остаются только периферические и первичные пучки нервных волокон большего диаметра. Волокна были кистозно рубцовыми, с рассеянной дегенеративной пылью и незначительными воспалительными проявлениями. Этот исследователь предполагает потерю селективных ганглиозных клеток (P-клеток — primordial cells, immortal cells, persistent cells).
Не существует подходящей животной модели для изучения заболевания, вызванного митохондриальной мутацией. С другой стороны, трансмитохондриальная клеточная модель является основным современным инструментом для изучения заболеваний, вызванных митохондриальными мутациями. В 1996 году Джун использовал трансмитохондриальную клеточную модель для изучения функциональной экспрессии и биологического патогенеза экзогенной целевой мтДНК у пациентов с мутацией 14459 локуса LHON. Активность фермента I митохондриального комплекса была снижена на 39%.
4. Лечение и прогноз.
До сих пор остается много вопросов относительно выражения фенотипа LHON, при этом различные мутантные локусы демонстрируют схожие клинические проявления и спонтанное восстановление зрения во всех трех основных фенотипах мутантных локусов. Однако скорость восстановления была различной: из 136 пациентов с мутацией в локусе 11778 спонтанное восстановление произошло только у 4%, а у 14484 — у 37-65%. Кроме того, у пациентов с локусом 14484 острота зрения была значительно лучше, чем у пациентов с мутировавшими локусами 11778 и 3460. Oostra [34] изучил зрительный прогноз пациентов с тремя первичными мутантами LHON, 11778, 3460 и 14484, при этом лучший зрительный прогноз был у пациентов с локусом 4484, за которым следовал локус 3460, а худший зрительный прогноз был у пациентов с мутациями в локусе 11778. В Австралии, Нидерландах и США за пациентами с потерей зрения наблюдали в течение 2 лет и обнаружили высокий процент восстановления зрения у пациентов с мутацией локуса 14484. Тонг Эст и др. обнаружили, что наличие или отсутствие мутации Wallace при болезни Лебера не имеет существенного значения для прогноза восстановления зрения, а пациенты с тяжелыми неврологическими осложнениями часто не имели мутации в локусе 11778. В заключение следует отметить, что любые сообщения о неконтролируемой эффективности спонтанного восстановления зрения у некоторых пациентов с ЛГОН следует воспринимать с осторожностью. Механизм этого спонтанного восстановления неясен, и для выяснения того, действительно ли имеет место спонтанное восстановление, необходимы длительные последующие наблюдения.
Специфического лечения LHON не существует. Использование краниэктомии для высвобождения пересеченных арахноидальных спаек у пациентов с ЛГОН, пропагандируемое в Японии в конце 1960-х годов, позволило улучшить зрение в более чем 120 случаях примерно у 80% пациентов, но трудно поверить, что такой эффективности можно достичь путем хирургического изменения сосудистого статуса зрительного нерва. Обычно осознание того, что заболевание может быть связано с ЛГОН, приходит после того, как гормональная шоковая терапия не дала результатов. Некоторые исследования предполагают, что естественные кофакторы митохондриального метаболизма с антиоксидантными свойствами, такие как коэнзим Q10, сукцинат, витамины K1, K3, C, B1 и B2, могут играть роль в восстановлении зрения. По данным Йоулза в 1999 году, 14 из 28 случаев пациентов с ЛГОН лечили идебеноном (гидрохиноном) в сочетании с витаминами В2 и С. Разницы в количестве глаз с точки зрения восстановления зрения не было. Zuo Wei и др. использовали комбинацию китайской и западной медицины для лечения 28 случаев пациентов с ЛГОН и получили общую эффективность 46,5%. Факторы, которые, как считается, обладают нейропротекторным или антинодальным апоптотическим действием, используются для лечения острой потери зрения при ЛГОН, предотвращения появления второго глаза или профилактического лечения членов бессимптомных семей с высоким риском, но эффективность подлежит дальнейшим обсервационным исследованиям.
Гетерозиготная экспрессионная генная терапия для лечения LHON и других митохондриальных заболеваний может стать одним из перспективных терапевтических подходов в будущем. Этот метод лечения включает использование ядерной кодирующей транслокации для синтеза (ND4 содержит сайт нуклеотида 11778) мтДНК, кодируемой нормальным геном, вставленным в инактивированный адено-ассоциированный вирусный вектор, кодирующий белок в цитоплазме, который затем импортируется в митохондрии. Этот белок увеличивает выживаемость цитоплазматических гетерозигот, несущих локус 11778, в 3 раза и сохраняет продукты синтеза АТФ до уровня, содержащегося в нормальной цитоплазме мтДНК, что также требует дальнейшего изучения.
5. Outlook.
Генетические особенности митохондриального гена могут частично объяснить патогенез LHON. Во-первых, все семьи LHON до настоящего времени наследуются по материнской линии; начало заболевания в основном приходится на молодой зрелый возраст, что может быть связано с генетической тенденцией мтДНК накапливать аномальную мтДНК в организме с течением времени из-за наличия внутриклеточной гетерогенности в митохондриях, достигая » пороговый эффект», который приводит к началу заболевания. В то же время зрительный нерв является «мишенью» заболевания из-за его высокой потребности в кислороде. Несмотря на то, что в настоящее время проведено много современных исследований LHON, до сих пор остается много вопросов, на которые нет ответов. Некоторые из этих вопросов особенно актуальны, например, тот факт, что все члены семьи пациентов с ЛГОН по материнской линии несут мутации мтДНК, но у некоторых из них никогда не проявляются клинические симптомы. Таким образом, хотя наличие мутаций мтДНК важно для фенотипического выражения, этого может быть недостаточно для патогенеза; почему мультилокусные мутации мтДНК в разных генах, кодирующих разные белки, приводят к тому, что болезнь выражается одним и тем же клиническим фенотипом, а заболевание ограничивается зрительным нервом; и почему, если исходить из генетических характеристик митохондрий, прогрессивное увеличение количества мутировавших генов с возрастом должно приводить к прогрессивному ухудшению заболевания у пациентов Неполный эпифеномен и тенденция к мужскому началу позволяют предположить, что в патогенезе заболевания играют роль другие факторы, такие как ядерные, митохондриальные гены или факторы окружающей среды; в процессе патогенеза LHON уже наблюдается значительная потеря зрения, сосочки зрительного нерва бледные, и обычно гормональная шоковая терапия неэффективна. Патологический механизм или природа LHON требует дальнейшего изучения с точки зрения генетических, биохимических, физиологических, патологических и клинических аспектов китайской медицины. Терапия.