Заболевание, обусловленное патогенными вариантами гена филамина А (FLNA): результаты многоцентрового исследования

Введение

Мутации в генах, кодирующих структурные белки цитоскелета, оказывают фундаментальное воздействие на организм. Одним из таких белков является филамин А. При повреждении гена FLNA, кодирующего белок филамин А (OMIM #300017), возникают множественные врождённые пороки и аномалии опорно-двигательного аппарата, головного мозга, сердца, лёгких и других органов. До эпохи молекулярно-генетического анализа описываемое заболевание относили к X-сцепленным болезням соединительной ткани с неврологическими, кожными или сосудистыми проявлениями [1]. После внедрения в рутинную практику технологии секвенирования были верифицированы мутации гена, отвечающие за разнообразные структурные нарушения, происходящие в эмбриогенезе. Ген FLNA состоит из 46 кодирующих экзонов. Между 9-м и 10-м экзонами находится специфический терминирующий так называемый «ядовитый экзон», при активации которого в определённых тканях возможно прекращение синтеза белка. Мутации в этой области приводят к тяжёлому фенотипу болезни [2]. В зависимости от типа мутации может возникнуть преждевременная терминация продукции филамина А, в таких случаях развивается перивентрикулярная нодулярная гетеротопия (ПНГ), врождённые пороки сердца (ВПС), дисплазия клапанов сердца [1, 3]. В других случаях мутация приводит к избыточному добавлению 28 аминокислотных остатков на N-конце белка, что при нормальном развитии сердца и мозга вызывает гастроэнтерологические проявления в виде хронического запора, в тяжёлых случаях — мальротации кишечника [4].

Причиной ПНГ является нарушение миграции нейронов в эмбриональном периоде, приводящее к образованию узлов серого вещества перивентрикулярно, что сопровождается эпилепсией и когнитивными нарушениями [5]. Диагноз подтверждается данными магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга. Описаны другие аномалии головного мозга: гипоплазия или агенезия мозолистого тела, гипоплазия мозжечка, микроцефалия и др. [6]. Патология сердечно-сосудистой системы, в том числе лёгочного сосудистого русла, разнообразна. Описаны ВПС, такие как открытый артериальный проток, дефекты межпредсердной и межжелудочковой перегородок, патология клапанного аппарата сердца и магистральных сосудов [7]. Лёгочная артериальная гипертензия (ЛАГ) — нередкая патология у пациентов с патогенными вариантами гена FLNA [8]. Симптомы лёгочной патологии могут варьировать от рецидивирующих инфекций нижних дыхательных путей до тяжёлой дыхательной недостаточности (ДН), требующей искусственной вентиляции лёгких (ИВЛ), длительной кислородотерапии, вплоть до потребности в трансплантации лёгких [9, 10]. Хроническая ДН из-за паренхиматозного поражения лёгких приводит к персистирующей гипоксемии, которая, в свою очередь, потенциирует вазоконстрикцию сосудов малого круга кровообращения с последующим ремоделированием артерий и артериол, приводя таким образом к ЛАГ [11]. В наиболее тяжёлых случаях, когда поражён протяжённый участок гена FLNA, манифестация происходит с рождения в виде выраженной ДН, отставания физического и психомоторного развития, а также недостаточности кровообращения на фоне ВПС, ЛАГ. Выполнение инструментальных методов обследования, в том числе МРТ головного мозга, визуализация фенотипа сердца по данным эхокардиографии (ЭхоКГ) позволяют клиницистам заподозрить системный процесс повреждения внутренних органов и головного мозга и отправить ребёнка на генетическое обследование.

Цель исследования — генетическая, клиническая, лабораторно-инструментальная характеристика пациентов с патогенными вариантами гена FLNA.

Материалы и методы

Многоцентровое описательное исследование проводилось на базе нескольких медицинских учреждений, где проходили обследование и лечение 6 детей с выявленными патогенными вариантами гена FLNA. Критериями включения являлись респираторная патология, недостаточность кровообращения на фоне некорригированных ВПС или лёгочной гипертензии (ЛГ), структурная патология головного мозга, подтверждённая данными МРТ у детей с верифицированными патогенными вариантами в гене FLNA. Критериями исключения были отсутствие выполненного молекулярно-генетического исследования или отсутствие патогенного варианта в гене FLNA.

Молекулярно-генетическое исследование проводили методом высокопроизводительного секвенирования с дальнейшей валидацией выявленных генетических вариантов с помощью секвенирования по Сэнгеру. В отдельном случае заподозренная протяжённая делеция экзонов 7–9 гена FLNA была валидирована при помощи ПЦР в режиме реального времени. Ещё в одном клиническом наблюдении потребовался повторный биоинформатический анализ, т. к. результаты предыдущих исследований не укладывались в клиническую картину заболевания ребёнка.

Проводились клинико-генеалогическое, объективное, неврологическое, лабораторное и инструментальное обследования детей, включавшие МРТ головного мозга, электроэнцефалографию (ЭЭГ), в том числе ночной видео-ЭЭГ-мониторинг, ЭхоКГ, электрокардиографию, катетеризацию правых отделов сердца с определением давления и сопротивления в малом круге кровообращения и давления заклинивания лёгочных капилляров; обзорную рентгенографию, компьютерную томографию органов грудной клетки, трахеобронхоскопию. Были проанализированы назначенная терапия и исходы заболевания.

Данные пациентов сравнивали с результатами, полученными при проведении систематического обзора [12]. Статистическую обработку результатов осуществляли при помощи программы «Microsoft Office Excel» («Microsoft»), данные выражали в процентах.

Результаты

Обобщены данные о 6 детях с диагнозом, верифицированным молекулярно-генетическими методами. Результаты и характеристика пациентов представлены в табл. 1. В табл. 2 приведена характеристика пациентов, обследованных нами, в сравнении с данными систематического обзора [12].

Таблица 1. Результаты генетического анализа и характеристика пациентов
Table 1. Results of genetic analysis and patient characteristics

Примечание. ЛГ — лёгочная гипертензия, ЦНС — центральная нервная система, ПНГ — перивентрикулярная узловая гетеротопия, ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания, ВПС — врождённый порок сердца, ОАП — открытый артериальный проток, ДМЖП — дефект межжелудочковой перегородки, ДМПП — дефект межпредсердной перегородки, ДАК — двустворчатый аортальный клапан, терапия ЛАГ — терапия лёгочной артериальной гипертензии.
Notes. PH — pulmonary hypertension, CNS — central nervous system, PNH — periventricular nodular heterotopia, CVDs — cardiovascular diseases, CHD — congenital heart defect, PDA — patent ductus arteriosus, VSD — ventricular septal defect, ASD — atrial septal defect, BAV — bicuspid aortic valve, PAH therapy — pulmonary arterial hypertension therapy.

Таблица 2. Характеристики пациентов с патогенными вариантами в гене FLNA в сравнении с данными систематического обзора [12], 
число детей (%)
Table 2. Characteristics of patients with pathogenic variants in the FLNA gene compared with data from a systematic review [12], number 
of children (%)

Примечание. ЦНС — центральная нервная система, ПНГ — перивентрикулярная узловая гетеротопия, ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания, ОАП — открытый артериальный проток, ДМЖП — дефект межжелудочковой перегородки, ДМПП — дефект межпредсердной перегородки, ДАК — двустворчатый аортальный клапан, ЛГ — легочная гипертензия.
Notes. CNS — central nervous system, PNH — periventricular nodular heterotopia, CVDs — cardiovascular diseases, PDA — patent ductus arteriosus, VSD — ventricular septal defect, ASD — atrial septal defect, BAV — bicuspid aortic valve, PH — pulmonary hypertension.

У всех 6 пациентов были выявлены каузальные варианты гена FLNA (табл. 1). Нами выявлены один описанный ранее как патогенный миссенс-вариант и один патогенный вариант, приводящий к нарушению сплайсинга, не описанный ранее. В 2 случаях были установлены небольшие делеции, приводящие к сдвигу рамки считывания, одна из которых не была описана ранее. Еще у 2 пациентов выявлены протяжённые делеции: у пациента № 5 делеция затрагивала экзоны 7–9 гена FLNA и описана ранее в нашем исследовании [13], а у пациента № 2 делеция включала весь ген FLNA и не была описана в базах данных ранее. Семейный сегрегационный анализ позволил установить, что у 4 из 6 пациентов мутации в гене FLNA были выявлены de novo, в остальных случаях обследование родителей не проводилось.

Все пациенты были женского пола; 5 из 6 детей наблюдались в клиниках с рождения из-за ранней манифестации ДН, длительной потребности в респираторной терапии, кислородотерапии. У всех пациентов по данным МРТ головного мозга была выявлена ПНГ. Диагноз эпилепсии был установлен только 2 детям. У всех наблюдавшихся детей была задержка психомоторного развития различной степени. 4 из 6 детей страдали ВПС, у такого же количества по данным ЭхоКГ была установлена дисплазия клапанов сердца, у 5 детей была диагностирована ЛГ, во всех случаях потребовавшая, кроме кислородотерапии, назначения препаратов ЛАГ-специфической терапии. «Золотым» стандартом оценки давления и сопротивления в сосудах малого круга кровообращения, а также посткапиллярной ЛГ является ангиокардиография [15]. В 4 из 6 случаев это исследование было выполнено после назначения ЛАГ-специфической терапии, т. к. в связи с возрастом, массой тела и тяжестью состояния детей не представлялось возможным выполнить её ранее. В 1 случае исследование не было выполнено из-за тяжести состояния ребёнка, в другом оно не было рекомендовано из-за отсутствия ДН, недостаточности кровообращения и изменений при ЭхоКГ. Дилатация восходящей аорты — грозное проявление патологии, ассоциированной с мутацией в гене FLNA, в основном встречающееся после 5 лет жизни и часто связанное с наличием двустворчатого аортального клапана [10]. В нашей серии наблюдений по данным проведённых ЭхоКГ и компьютерной томографии органов грудной клетки только в 1 случае была выявлена дилатация восходящей аорты, которая могла быть усугублена наличием исходно двустворчатого аортального клапана с умеренной степенью стеноза. Также в исследовании представлен пациент с нерестриктивным дефектом межжелудочковой перегородки, что делает невозможным продолжение ЛАГ-терапии (пациент № 6). Данному пациенту было проведено хирургическое закрытие дефекта межжелудочковой перегородки. У 5 детей по данным компьютерной томографии органов грудной клетки были выявлены очаги консолидации лёгочной паренхимы, эмфизематозные изменения, мозаичная пневматизация, линейные фиброзные тяжи (рис. 1). У пациента № 3 сопутствующей патологией явилась диафрагмальная грыжа, потребовавшая проведения оперативного вмешательства в неонатальном периоде. Пациенты с мутациями в гене FLNA часто испытывают трудности при кормлении. У пациента № 6 из-за сочетанной грубой задержки развития, выраженной дыхательной и неврологической патологии были выполнены гастростомия и трахеостомия. В 2 случаях наступил летальный исход: у пациента № 2 — от ДН, кризовой ЛГ на фоне поражения лёгких респираторно-синцитиальной вирусной этиологии (иммунизация паливизумабом не проводилась) в возрасте 1 года; у пациента № 5 — от сердечной недостаточности на фоне кризового течения ЛГ, усугубившегося в связи со стоматологическим оперативным вмешательством в возрасте 2 лет.

В нашем исследовании особого внимания заслуживает больная с эпилепсией, ассоциированной с ПНГ, и отсутствием поражения сердечно-сосудистой и респираторной систем. Приводим соответствующее клиническое наблюдение.

Рис. 1. Компьютерная томография органов грудной клетки пациента № 1 в возрасте 3 лет. 
а — аксиальный срез; б — фронтальный срез. Эмфизематозные участки округлой формы с чёткими контурами уплотнения по периферии. 
Fig. 1. CT scan of the chest of patient No. 1, 3 years.
а — аxial section; b — frontal section. Emphysematous rounded areas with clear contours of compaction along the periphery.

Клиническое наблюдение

Диагностический поиск у пациента № 4 начался в возрасте 5 лет из-за трудно поддающейся лечению эпилепсии. Пренатальный и неонатальный анамнезы девочки не отягощены. Развитие до 1,5 лет протекало без особенностей. Дебют приступов в возрасте 1 год 6 мес при повышении температуры тела до 40,5^оС на фоне острой респираторной вирусной инфекции, со слов мамы, в виде билатерального тонико-клонического судорожного приступа. Состояние расценено в рамках фебрильных судорог. Повторный приступ в возрасте 5 лет на фоне энтеровирусной инфекции, приступ афебрильный, купирован диазепамом. Была назначена противосудорожная терапия вальпроевой кислотой, препарат отменён родителями через неделю, на фоне чего отмечалось появление повторного эпилептического приступа с последующим эпилептическим статусом, купирован в условиях отделения реанимации и интенсивной терапии с формированием пареза Тодда справа. Возобновлена терапия вальпроевой кислотой, на фоне чего спустя 6 мес появились жалобы на эпизоды сна в виде открывания глаз, заведения их вправо, в некоторых случаях с последующими клониями в правой руке продолжительностью менее 1 мин. По месту жительства во время проведения ночного видео-ЭЭГ-мониторинга эпизоды расценены в рамках типичных абсансов. При пересмотре исходных данных зарегистрирована генерализованная эпилептиформная активность, преимущественно в виде «медленных» комплексов острая–медленная волна частотой около 1,5–2,0 Гц (рис. 2, а), а также мультирегиональная эпилептиформная активность, индекс представленности варьировал от низких до средних значений (рис. 2, б). Во сне зарегистрированы фокальные тонические эпилептические приступы с региональным началом иктального паттерна в лобных отделах (рис. 2, в, г). По месту жительства к терапии добавлен ламотриджин с отрицательным эффектом в виде увеличения продолжительности приступов до 10 мин. Ламотриджин заменён на этосуксимид и леветирацетам с положительным эффектом в виде ремиссии в течение 2 лет. По результатам МРТ головного мозга выявлена ПНГ (рис. 3). Секвенирование полного экзома выявило патогенный вариант c.7487_7494del в гене FLNA, приводящий к сдвигу рамки считывания p.Leu2496Hfs*58. Родители девочки здоровы. В связи с отсутствием дыхательной или сердечной недостаточности ребёнок ранее никогда не наблюдался пульмонологом или кардиологом. Неврологическое наблюдение за ребёнком продолжается.

а|a

б|b

в|c

г|d

Рис. 2. ЭЭГ пациента № 4. 
а — генерализованная эпилептиформная активность комплексов острая–медленная волна частотой 1,5–2,0 Гц; б — генерализованная и мультирегиональная эпилептиформная активность; в — иктальный паттерн фокального тонического приступа с региональным началом в лобных отделах; г — диффузное распространение иктального паттерна.
Fig. 2. EEG of patient No. 4.
a — generalized epileptiform activity of sharp-slow wave complexes with a frequency of 1.5–2.0 Hz; b — generalized and multiregional epileptiform activity; c — ictal pattern of focal tonic seizure, with regional onset in the frontal lobes; d — diffuse spread of ictal pattern.

Рис. 3. МРТ головного мозга пациента № 4.
a — в аксиальной проекции в режиме Т2 Flair; б — в аксиальной проекции в режиме FSPGR; в — во фронтальной проекции в режиме Т2 Flair. Наружные стенки боковых желудочков неровные, фестончатые. Субэпендимально в стенках боковых желудочков визуализируются участки, имею­щие сигнал, идентичный сигналу от серого вещества мозга, — участки аномально расположенного серого вещества — признаки нодулярной гетеротопии. 
Fig. 3. Magnetic resonance images of the brain of patient No. 4.
a — in the axial projection in the T2 Flair mode; b — in the axial projection in the FSPGR mode; c — in the frontal projection in the T2 Flair mode. The outer walls of the lateral ventricles are uneven, scalloped. Subependymally, in the walls of the lateral ventricles, areas are visualized that have a signal identical to the signal from the gray matter of the brain — areas of abnormally located gray matter — signs of nodular heterotopia.

Обсуждение

Исследование ограничено малой выборкой из-за крайне редкой распространённости данного заболевания и впервые в нашей стране включает 6 пациентов. Предыдущая отечественная публикация содержала описания 2 клинических наблюдений [13].

Все дети, включённые в исследование, были женского пола, что связано с Х-сцепленным характером наследования, частой нежизнеспособностью плодов мужского пола с патогенными вариантами гена FLNA. В литературе встречаются описания этой патологии у мальчиков, однако они, как правило, обусловлены миссенс-вариантами гена FLNA [6].

Манифестация заболевания в неонатальном периоде у подавляющего большинства наблюдавшихся нами пациентов обусловлена поражением лёгочного сосудистого русла и потребностью в респираторной поддержке, длительной кислородотерапии. У 1 пациента в неонатальном периоде была диагностирована и оперирована диафрагмальная грыжа, которая могла быть самостоятельным предиктором недоразвития (гипоплазии) лёгочной ткани и ЛГ. В доступной литературе не встретилось наблюдений пациентов с патогенными вариантами гена FLNA и диафрагмальной грыжей.

Пациент № 2 родился недоношенным с малой массой тела при рождении и также имел гипоплазию лёгких. ЛГ у пациентов с патогенными вариантами в гене FLNA в рамках Панамской классификации носит смешанный характер и обусловлена вовлеченностью лёгочной ткани с развитием гипоксемии, ВПС и патологией лёгочного артериального русла [16]. Отставание в физическом и психомоторном развитии у данных пациентов наиболее выражено на 1-м году жизни и в основном приходится на время, когда осуществлялся диагностический поиск. После оптимизации терапии, в том числе терапии ЛГ, начала реабилитационных мероприятий более чем у половины детей отмечалась положительная весовая кривая и успехи в овладении навыками. Немаловажную роль в этом играют оптимальная домашняя кислородотерапия, обучение родителей и рутинный контроль сатурации кислорода [17].

Эпилепсия выявлена только у 2 наблюдавшихся детей, хотя в систематическом обзоре количество пациентов с эпилепсией превалирует (табл. 2), что, вероятно, связано с относительно коротким наблюдением наших пациентов (до 5 лет). В обзорах данной патологии указана необходимость ежегодного неврологического осмотра и инструментального обследования, включающего проведение ЭЭГ [18, 19]. Наши данные свидетельствуют о том, что в процессе диагностического поиска при необходимости визуализации лёгких посредством компьютерной томографии органов грудной клетки целесообразно выполнить исследование с внутривенным контрастированием сердца и магистральных сосудов, в том числе грудной аорты и сосудов шеи, с целью получения информации о размерах и степени извитости магистральных сосудов. Необходима оценка степени дилатации аорты, которая не всегда достаточно информативна при проведении ультразвукового исследования сердца и сосудов, хотя ЭхоКГ по-прежнему из-за доступности и отсутствия побочных эффектов является хорошим скрининговым инструментом наблюдения за детьми.

У всех 6 пациентов, включённых в наше исследование, были выявлены каузальные варианты гена FLNA с помощью технологии высокопроизводительного секвенирования, что подтверждает целесообразность внедрения данной технологии в рутинную лабораторную практику для экзомного секвенирования, секвенирования панелей генов, а также для секвенирования полной последовательности нуклеотидов отдельных генов, приводящих к развитию различных моногенных заболеваний — как редких [20], так и хорошо изученных [21].

Заключение

Заподозрить патологию, обусловленную патогенными вариантами в гене FLNA, следует при комбинации эмфизематозного заболевания лёгких, приводящего к ДН у младенцев с ВПС, дисплазией клапанов сердца, ЛГ, ПНГ и эпилепсией. Степень выраженности каждого нозологического проявления определяет маршрутизацию пациента по разным отделениям и стационарам, пока не обнаружится общая связь между заболеваниями у пациентов с патогенными вариантами в гене FLNA. Мультидисциплинарный подход у данной категории пациентов имеет решающее значение в постановке диагноза, лечении и реабилитации. Своевременное генетическое консультирование и обследование позволяют консолидировать усилия.