Чжоу Янь и Цзе Шэнхуа, отделение инфекций, больница медицинского колледжа Уханьского союза Цзе Шэнхуа Существует широкий спектр генетических метаболических заболеваний, с более чем 1000 идентифицированных, большинство из которых являются аутосомно-рецессивными. Среди них большая доля генетических метаболических заболеваний печени характеризуется желтухой, гепатомегалией, повышением уровня печеночных ферментов и гипогликемией, включая нарушения обмена билирубина, липидного обмена, углеводного обмена, нарушения обмена аминокислот, белков и ферментов, а также обмена металлических элементов. Достижения в области молекулярно-биологических методов диагностики облегчили исследования в области диагностики и лечения генетических нарушений обмена веществ, а такие тесты, как полимеразная цепная реакция (ПЦР), денатурирующий градиентный гель-электрофорез (DGGE), анализ однонитевого конформационного полиморфизма (SSCP), денатурирующая высокоэффективная жидкостная хроматография (DHPLC) и секвенирование генных клонов постепенно стали рутинными методами диагностики молекулярно-генетических нарушений, что привело к значительному росту диагностики врожденных дефектов обмена веществ. Частота диагностики врожденных дефектов обмена веществ значительно возросла. Соматическая гипербилирубинемия (также известная как соматическая желтуха) — это аномалия метаболизма билирубина, вызванная аутосомно-доминантным или рецессивным генетическим вариантом, который приводит к дефекту метаболизма определенных ферментов, в основном врожденной гипербилирубинемии. Среди них синдром Жильбера, синдром Криглера-Наджара и синдром Люси-Дрисколла характеризуются повышением уровня неконъюгированного билирубина, а синдром Дубина-Джонсона и синдром Ротора — повышением уровня конъюгированного билирубина. Синдром Жильбера (СЖ) Синдром Жильбера был впервые зарегистрирован Жильбером и Леребуле в 1901 году и представляет собой негемолитическую, интермиттирующую, неконъюгированную гипербилирубинемию без органического заболевания печени. Повышение уровня неконъюгированного билирубина часто находится в пределах пятикратной верхней границы нормы, что является важным показателем, отличающим синдром Криглера-Наджара. Болезнь может обостриться или быть спровоцирована голоданием, операцией, лихорадкой, инфекцией, нагрузками, употреблением алкоголя или другими сопутствующими заболеваниями. Он чаще встречается в возрасте от 18 до 30 лет, соотношение мужчин и женщин составляет примерно 4:1, а частота заболеваемости — от 2% до 6%. GS вызывается дефектом в гене уридиндифосфатной глюкуронозилтрансферазы 1A1 (UGT1A1) на хромосоме 2q37, который значительно снижает уровень экспрессии или активность глюкуронозилтрансферазы (UGT), и полиморфизм этого гена является молекулярно-генетической основой GS. Выявлены три формы дефектов экспрессии гена UGT1A1: ① Мутации одного основания (миссенс-мутации) в кодирующей области. Они расположены в 5 парах экзонных областей, включая G71R, G493R, P364L, P229Q, F83L, R367G и Y486D, причем точечная мутация G→A на нуклеотиде 211 (G71R) является наиболее частой и часто встречается у азиатов. ② промоторный TATA-бокс TA инсерционного типа. Это проявляется как вставка динуклеотида (TA) в коробку TATA примерно на 25-35 п.н. выше по течению от промотора гена UGT1A1, в результате чего нормальный дикий тип A(TA)6TAA мутирует в A(TA)7TAA, а у некоторых пациентов наблюдаются полиморфизмы, такие как (TA)5 или (TA)8, характерные для западных белых. (iii) мутация gtPBREM T-3279G. gtPBREM расположен примерно в 3 кб вверх по течению от TATA в области -3483/-3194. Shen Jian и др. сообщили о первом пациенте в Китае с мутацией T-3279G в области gtPBREM в сочетании с A(TA)7TAA, и эта мутация была значительно связана с повышением уровня билирубина из-за снижения транскрипционной активности гена. Кроме того, была обнаружена высокая степень неравновесия связей между локусом -3279 гена UGT1A1 и кассетой ТАТА, а их сочетание снижало транскрипционную активность UGT1A1 до 30% или менее. Диагноз GS может быть поставлен с помощью иммуногистохимии ткани печени с поликлональными антителами к UGT1A для определения степени активности UGT в печени или с помощью молекулярно-биологических методов. генетический полиморфизм последовательности TATAA в промоторной области связанного гена UGT1A. Синдром Криглера-Наджара (СНН) Синдром Криглера-Наджара — это редкая генетическая гипербилирубинемия, вызванная врожденным дефицитом глюкуронозилтрансферазы, которая встречается у новорожденных и грудных детей. В зависимости от степени дефицита UGT он подразделяется на тип I и тип II. ХСН I типа встречается редко, впервые о ней сообщил Криглер-Наджар в 1952 году, и является чистой формой гена, вызывающего ХСН, наследуется аутосомно-рецессивно, при этом большинство родителей являются кровнородственными. ЦНС II типа встречается редко, но чаще, чем I типа. Это гетерозигота по гену, вызывающему ЦНС, и был открыт Ариасом в 1962 году, отсюда и название — синдром Ариаса. Считается, что ХСН II типа является аутосомно-доминантной, с неполной эписомальной передачей, и что родители редко вступают в кровосмесительный брак. ХСН вызывается мутациями в кодирующей области гена UGT1A1, при которых происходит полная (тип I) или частичная потеря активности UGT (тип II), которая направляет синтез гена. Мутации могут происходить в любом из пяти экзонов гена UGT1A1 и вызывать преждевременное прекращение трансляции или мутации со сдвигом кода, что приводит к изменению последовательности аминокислот или делеции и потере активности фермента. Сообщалось о более чем семидесяти мутациях экзонов UGT1A1. Мутации, связанные с ХСН I типа, включают C1070G, T877A, G377V, Q357R, S375F, G308E, A291V, H39D и Q239fsX256. Было обнаружено почти двадцать локусов мутации гена UGT1A1, связанных с ХСН II типа в Китае и за рубежом, включая Y486D, P229G, Q331R, V225G, P387S, G395V, W354R, R336Q, R336L, R336W, N279Y и W461R. Различные локусы мутации гена UGT1A1 существуют в разных этнических и расовых группах и в разных семейных линиях ХСН. Недавно было сообщено о двух новых мутациях у беременной женщины с ХСН II типа: IVS1+5 и C1175T. Помимо вариантов экзонов, приводящих к потере активности фермента, мутации в интронах и сайтах сдвига также могут приводить к мутациям сдвига кода, вызывающим потерю активности фермента. Биопсия печени для определения остаточной глюкуронидной активности билирубина или анализ состава желчи надежны для диагностики ХСН, но оба эти исследования являются инвазивными, а генетические тесты в настоящее время становятся все более распространенными. Синдром Люси-Дрисколла (синдром Л-Д) Синдром Л-Д, также известный как транзиторная семейная неонатальная гипербилирубинемия, является редкой формой врожденной негемолитической желтухи, при которой желтуха у младенца развивается в течение 48 часов после рождения, а уровень неконъюгированного билирубина в крови может достигать 340 мкмоль/л или более. Считается, что патогенез связан с присутствием в плазме матери в последнем триместре беременности ингибитора глюкуронозилтрансферазы — возможно, стероида прогестерона (прогестагена), вызывающего нарушение поглощения и конъюгации билирубина гепатоцитами, хотя точный патогенез до конца не изучен. Заболевание является агрессивным, и некоторые дети могут умереть от керниктеруса в течение короткого периода времени. Однако желтуха носит лишь временный характер, и билирубин сыворотки крови часто приходит в норму в течение месяца после трансфузионной терапии и фототерапии. Как и синдром Жильбера и синдром Криглера-Наджара, синдром L-D вызывается дефектом в гене UGT1A1. Синдром Дубина-Джонсона (СДЖ) СДЖ, также известный как хроническая идиопатическая желтуха, представляет собой легкую хроническую интермиттирующую гипербилирубинемию, о которой впервые сообщили Дубин и др. в 1954 году, и является аутосомно-рецессивным заболеванием. Заболевание характеризуется хронической гиперконъюгированной билирубинемией, нарушением выведения селективно связанных анионов и темно-коричневой печенью вследствие пигментации, а пациенты являются чистыми сородичами гена, ответственного за синдром Дубина-Джонсона. Заболевание чаще встречается у мужчин и может возникнуть в нескольких семьях. Хотя заболевание присутствует с рождения, оно часто обнаруживается случайно в подростковом возрасте или хронически ошибочно диагностируется как другое заболевание печени или желчного пузыря. В настоящее время общепризнано, что аномальный транспорт органических анионов, особенно амфотерных соединений, таких как диглюкозид билирубина, по капиллярным желчным протокам обусловлен мутацией в кодоне 1066 гена ABCC2, который кодирует ассоциированный с множественной лекарственной устойчивостью белок (MRP)2 или мультиспецифический белок транспорта органических анионов (MRP2/cMOAT) в печени. MRP2 (кодирующий ген ABCC2), важный транспортер АТФ-зависимых органических анионов, таких как диглюкозилат билирубина, сульфат и восстановленный глутатион, является важным фактором в формировании не зависящего от солей желчных кислот потока желчи. Ген ABCC2 расположен на хромосоме 10q24 и имеет размер 45 kb, состоящий из 32 экзонов, и различные типы мутаций MRP2/ABCC2 существуют у разных рас. Большинство из них представляют собой одиночные мутации, включая нонсенс-мутации (C974G, Y1275X), делеции генов (2748del136, 3615del229, del3399-3400) или миссенс-мутации (L1441M, E1352Q, C2302T, T2125C), однако в Японии были выявлены множественные мутации на уровне кДНК (например, нонсенс пропуск кодонов и экзонов), C-24T и C3972T являются чистыми мутантами гена ABCC2, а также имеется делеция гена 1008BP (сегмент IVS6-275 — IVS7+498) в экзоне 7 гена ABCC2. Ген ABCC, особенно ген, кодирующий сегмент MRP2, полезен при диагностике DJS, а также при диагностике нарушения транспорта экзогенных амфотерных анионов, таких как сульфобромопептид натрия и индоцианиновый зеленый. Кроме того, при лапароскопии обнаруживается темно-коричневый вид печени. По данным Guo Changji et al. чувствительность лапароскопии в диагностике DJS составила 100%, что является важным методом диагностики и выявления DJS. Синдром Ротора (РС) Синдром Ротора — это наследственное повышение конъюгированного билирубина II типа, о котором впервые сообщил Ротор в 1948 году и который первоначально считался подтипом ДЖС. Единственный известный механизм заключается в том, что РС вызывается врожденным дефектом поглощения неконъюгированного билирубина и выведения конъюгированного билирубина гепатоцитами, с преобладающим повышением уровня конъюгированного билирубина в крови и снижением в тестах на выделение индоцианинового зеленого (ICG), и является аутосомно-рецессивным. Сообщалось о снижении уровня печеночной глутатион S-трансферазы у пациентов с РС, и было предположено, что мутации в гене HGSTA1-1 могут быть связаны с его развитием. Заболевание редкое, доброкачественное и почти всегда наблюдается у людей в возрасте до 20 лет, независимо от пола. Желтуха часто обостряется после употребления алкоголя, инфекции и хирургического вмешательства и может быть подтверждена биопсией печени и визуализацией желчевыводящих путей 99mTc-HIDA с хорошим прогнозом. Прогрессирующий семейный внутрипеченочный холестаз (ПФВХ) ПФВХ — еще одна тяжелая форма холестатической болезни печени у младенцев и детей, которая является аутосомно-рецессивной и в основном вызывается мутациями в специфических генах транспортеров гепатоцитов, что приводит к производству, модификации и регуляции различных функциональных белков в мембранах гепатоцитов и эпителиальных клеток желчных протоков. Основной причиной гепатоцеллюлярного холестаза является дефектная продукция, модификация и регуляция различных функциональных белков в мембранах гепатоцитов и эпителия желчных протоков вследствие мутаций в специфических генах транспортеров гепатоцитов. Неполные мутации в наследуемых генах транспортеров могут повысить восприимчивость человека к приобретенному повреждению печени, приводящему к холестазу. Установлено, что заболевание классифицируется на четыре типа: ① PFIC-1 (болезнь Байлера). Он связан с мутацией в гене ATP8B1 на хромосоме 18q21-22, вызывающей дефект семейного внутрипеченочного холестаз-ассоциированного протеина-1 (FIC1). Мутационный анализ показывает, что большинство мутаций гена ATP8B1 являются нонсенс и делеционными мутациями, которые серьезно нарушают функцию белка FIC1. (ii) Тип PFlC-2. Мутации в гене ABCB11 на хромосоме 2q24 влияют на экспрессию транспортного белка желчных солей (BSEP) в мембране капиллярных желчных протоков, что приводит к снижению секреции желчных солей и, таким образом, вызывает тяжелые повреждения из-за накопления желчных солей в гепатоцитах. Большинство детей с мутациями BSEP, независимо от типа мутации, не экспрессируют белок BSEP в мембране капиллярных желчных протоков гепатоцитов. Тяжелые фенотипы часто связаны с мутациями в генах усечения белка или нарушения производства белка. Миссенс-мутации могут также влиять на сборку и транспорт белка или нарушать структуру функциональной области белка, что приводит к дефектам секреции желчных кислот, поэтому обнаружение экспрессии BSEP не исключает функциональных дефектов BSEP. Механизм может быть связан с мутагенезом желчных солей. (iii) PFIC-3. Мутации в гене MDR3/ABCB4 на хромосоме 7q21 влияют на фосфолипидный транспортер капиллярных желчных протоков, что приводит к нарушению экспорта фосфолипидов. Сообщалось о более чем тридцати мутациях ABCB4, связанных с PFIC-3, причем в большинстве случаев мутации наблюдались на обоих аллелях. Почти в одной трети случаев мутации приводят к образованию усеченного белка, и гликопротеин MDR3 не обнаруживается при иммуноокрашивании печени. Это связано с быстрой деградацией усеченного белка после синтеза, что приводит к очень низкому уровню белка, или созданием стоп-кодона, который вызывает нестабильность мРНК и распад ABCB4. В остальных 2/3 случаев наблюдаются миссенс-мутации, в основном в высоко консервативных мотивах Walker A и B, участвующих в связывании АТФ, и эти аминокислотные изменения не влияют на АТФазную активность и транспортные процессы, а скорее вызывают неправильную сборку и функциональные дефекты внутриклеточного гликопротеина MDR3. холестериновая желчнокаменная болезнь, затем МКБ и, наконец, билиарный цирроз. (iv) Тип PFIC-4. Патогенез неизвестен, но предполагается, что он связан с наследственным дефектом в пути синтеза желчных кислот, приводящим к нарушению синтеза желчных кислот. Большинству пациентов поможет только трансплантация печени. Нарушения липидного обмена — это качественные и количественные аномалии липидов и их метаболитов в крови и других тканях и органах, вызванные врожденными генетическими факторами. болезнь и болезнь Гоше. Болезнь Нимана-Пика (БНП), также известная как болезнь отложения сфингомиелина, является аутосомно-рецессивным заболеванием. Это системное метаболическое заболевание, вызванное врожденным дефицитом фермента сфингомиелина, который препятствует нормальному распаду сфингомиелина. Он наследуется по чисто менделевской рецессивной схеме и преобладает у маленьких детей, с большим количеством нейросфинголипидсодержащих пенистых клеток (клеток Нимана-Пика) в мононуклеарных макрофагах и нервной системе. Впервые о заболевании сообщил Ниманн в 1914 году, а в 1922 году его идентифицировал Пик, отсюда и название. Сообщается о шести типах болезни НК: инфантильная (A), висцеральная (B), подострая или ювенильная (C), нова-скотия (D), E и F. Типы A и B обусловлены дефектами активности кислой фосфолипазы и содержат шесть экзонов в гене SMPD1, который расположен в 11p15.1-15.4. Существуют региональные и этнические различия в местах мутаций и частоте мутаций в гене SMPD1, включая G21X, C92W, C157R, R376H и R376, H421Y и H422Y. Типы C и D обусловлены дефектами внутриклеточного транспорта холестерина и связаны с генами NPC1 или NPC2. Типы E и F не связаны с мутациями в гене кислой фосфолипазы. Диагностика заболевания по-прежнему основывается на активности нервного сфингомиелина в сыворотке крови, выделении нервного сфингомиелина с мочой, исследовании костного мозга, биопсии печени, селезенки или лимфатических узлов и генетическом анализе биопсий тканей как наиболее точных методах. Болезнь Гоше (БГ) Болезнь Гоше является наиболее распространенной формой лизосомального нарушения хранения гликолипидов и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Впервые об этом заболевании сообщил Гоше в 1882 году. Оно вызвано дефектом кислой бета-глюкозидазы, также известной как глюкоцереброзидаза (ГЦ), в лизосомах, в результате чего глюкоцереброзиды накапливаются в системе мононуклеарных макрофагов различных органов, образуя клетки Гоше, что приводит к потере клеточной функции. Современные ДНК-технологии позволяют диагностировать аллель, кодирующий глюкоцереброзидазу в позиции 1q21 хромосомы человека, с высоко гомологичным псевдогеном в 16 кб ниже по течению от этого гена. Наиболее распространенными мутациями являются миссенс-мутации, сплайс-мутации, мутации со сдвигом кода, делеции, слияния генов и псевдогенов, преобразования генов и т.д. Пятью распространенными сайтами мутаций являются N370S, L444P, R463C, 84GG и IVS2+1G-A. Наиболее распространенными из этих мутаций являются миссенс-мутации, которые приводят к снижению каталитической функции и стабильности синтетического GC. Наиболее распространенными из них являются миссенс-мутации, приводящие к снижению каталитической функции GC и стабильности синтеза. Другие мутации включают F37V, R48Q, S196P, Y205C, R353W, V375L, W179X и S271N. Было установлено, что некоторые генотипы коррелируют с фенотипом, например, аллель N370S в основном связан с пациентами с ГД I типа; аллель L444P в основном связан с нейротипичным фенотипом, и чистые сородичи L444P обычно проявляют III тип, в то время как L444P обычно проявляет II тип в сочетании с другими генами. Другие генотипы, такие как F213I, D409H и G202R, могут быть тесно связаны с неврологическим фенотипом ГД. Анализ ДНК более надежен, чем ферментативная диагностика, но существует большое разнообразие мутаций при этом заболевании, и некоторые до сих пор не идентифицированы, поэтому нормальный результат не может полностью исключить заболевание.