Молекулярная диагностика болезни Краббе у российских детей

Введение. Болезнь Краббе (БК) – заболевание из группы лизосомных болезней накопления, возникающее вследствие снижения активности фермента галактозилцереброзидазы, обусловленной мутациями в гене GALC и приводящей к нарушению функционирования миелинобразующей ткани олигодендроцитов и леммоцитов. В настоящее время единственным возможным лечением БК является трансплантация гематопоэтических клеток, которую необходимо проводить до появления симптомов болезни, поэтому ранняя постановка диагноза имеет особую значимость.

Цель работы — изучить клинические, географические, биохимические и молекулярно-генетические характеристики российских больных с БК.

Материалы и методы. В исследование были включены 190 пациентов, поступивших на диагностику в лабораторию молекулярной генетики и медицинской геномики ФГАУ «НМИЦ здоровья детей» в 2012–2019 гг. для исключения БК. Всем пациентам измерялась активность галактозилцереброзидазы в сухих пятнах крови с последующим поиском патогенных вариантов в гене GALC в случае выявления сниженной активности фермента. Концентрацию биомаркера гликозилсфингозина (лизо-Гл1) измеряли у 90 пациентов, включенных в исследование с 2016 г.

Результаты. У 9 пациентов активность фермента (0,32 ± 0,13 мкмоль/л/ч) была снижена по сравнению с контрольной группой (2,95 ± 0,24 мкмоль/л/ч; p < 0,001). У 5 пациентов выявлено завышение концентрации лизо-Гл1 (12,50 ± 1,57 нг/мл) по сравнению с контрольной группой (1,8 ± 0,33 нг/мл; p < 0,005). При подтверждении диагноза БК молекулярно-генетическими методами исследования у 3 пациентов из 9 выявлены патогенные варианты гена GALC, не описанные ранее: c.265-2A>G, c.1036del и c.2037_2040del. 

Заключение. Измерение концентрации лизо-Гл1 может быть использовано в качестве дополнительного метода диагностики БК. Продемонстрирована высокая эффективность используемого алгоритма диагностики БК у российских детей.

1. Suzuki K., Suzuki Y. Globoid cell leucodystrophy (Krabbe’s disease): deficiency of galactocerebroside beta-galactosidase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1970; 66(2): 302-9. https://doi.org/10.1073/pnas.66.2.302

2. Wenger D.A., Rafi M.A., Luzi P. Molecular genetics of Krabbe disease (globoid cell leukodystrophy): Diagnostic and clinical implications. Hum. Mutat. 1997; 10(4): 268-79. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-1004(1997)10:4<268::AID-HUMU2>3.0.CO;2-D

3. Ткачева Н.В., Сопрунова И.В., Белопасов В.В, Казьмирчук О.Н., Цоцонава Ж.М. Лейкодистрофия Краббе (Наблюдение из практики). Астраханский медицинский журнал. 2014; 9(2): 141-4. Tkacheva N.V., Soprunova I.V., Belopasov V.V. Kaz’mirchuk O.N., Tsotsonava Zh.M. Krabbe disease (Case report). Astrakhanskiy meditsinskiy zhurnal. 2014; 9(2): 141-4. (in Russian)

4. Pannuzzo G., Graziano A.C.E., Avola R., Drago F., Cardile V. Screening for Krabbe disease: the first two years’ experience. Acta Neurol. Scand. 2019; 140(5): 359-65. https://doi.org/10.1111/ane.13153

5. Nashabat M., Al-Khenaizan S., Alfadhel M. Report of a case that expands the phenotype of infantile Krabbe disease. Am. J. Case Rep. 2019; 20: 643-6. https://doi.org/10.12659/AJCR.914275

6. Bascou N.A., Marcos M.C., Beltran Quintero M.L., Roosen-Marcos M.C., Cladis F.P., Poe M.D., et al. General anesthesia safety in progressive leukodystrophies: A retrospective study of patients with Krabbe disease and metachromatic leukodystrophy. Paediatr. Anaesth. 2019; 29(10): 1053-9. https://doi.org/10.1111/pan.13714

7. Human Gene Mutation Database. HGMD® Professional 2019.3. Available at: https://portal.biobase-international.com

8. Breiden B., Sandhoff K. Lysosomal glycosphingolipid storage diseases. Annu. Rev. Biochem. 2019; 88: 461-85. https://doi.org/10.1146/annurev-biochem-013118-111518

9. Wenger D.A., Rafi M.A., Luzi P., Datto J., Costantino-Ceccarini E. Krabbe disease: genetic aspects and progress toward therapy. Mol. Genet. Metab. 2019; 70(1): 1-9. https://doi.org/10.1006/mgme.2000.2990

10. Dever D.P., Scharenberg S.G., Camarena J., Kildebeck E.J., Clark J.T., Martin R.M., et al. CRISPR/Cas9 genome engineering in engraftable human brain-derived neural stem cells. iScience. 2019; 15: 524-35. https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.04.036

11. Duffner P.K., Caggana M., Orsini J.J., Wenger D.A., Patterson M.C., Crosley C.J., et al. Newborn screening for Krabbe disease: the New York State model. Pediatr. Neurol. 2009; 40(4): 245-52. https://doi.org/10.1016/j.pediatrneurol.2008.11.010

12. Orsini J.J., Kay D.M., Saavedra-Matiz C.A., Wenger D.A., Duffner P.K., Erbe R.W., et al. Newborn screening for Krabbe disease in New York State: the first eight years’ experience. Genet. Med. 2016; 18(3): 239-48. https://doi.org/10.1038/gim.2015.211

13. Madsen A.M.H., Wibrand F., Lund A.M., Ek J., Dunø M., Østergaard E. Genotype and phenotype classification of 29 patients affected by Krabbe disease. JIMD Rep. 2019; 46(1): 35-45. https://doi.org/10.1002/jmd2.12007

14. Luzi P., Rafi M.A., Wenger D.A. Characterization of the large deletion in the GALC gene found in patients with Krabbe disease. Hum. Mol. Genet. 1995; 4(12): 2335-8. https://doi.org/10.1093/hmg/4.12.2335

15. Fu L. Inui K. Nishigaki T. Tatsumi N. Tsukamoto H. Kokubu C. et al. Molecular heterogeneity of Krabbe disease. J. Inherit. Metab. Dis. 1999 Apr;22(2):155-62.

16. De Gasperi R. Gama Sosa MA. Sartorato EL. Battistini S. MacFarlane H. Gusella JF., et al. Molecular heterogeneity of late-onset forms of globoid-cell leukodystrophy. Am. J. Hum. Genet. 1996 Dec;59(6):1233-42.

17. Elliott S., Buroker N., Cournoyer J.J., Potier A.M., Trometer J.D., Elbin C., et al. Pilot study of newborn screening for six lysosomal storage diseases using Tandem Mass Spectrometry. Mol. Genet. Metab. 2016; 118(4): 304-9. https://doi.org/10.1016/j.ymgme.2016.05.015

18. Рыжкова О.П., Кардымон О.Л., Прохорчук Е.Б., Коновалов Ф.А., Масленников А.Б., Степанов В.А. и др. Руководство по интерпретации данных последовательности ДНК человека. полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS) (редакция 2018. версия 2). Медицинская генетика. 2019; 18(2): 3-23. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2019. 02.3-23 Ryzhkova O.P., Kardymon O.L., Prokhorchuk E.B., Konovalov F.A., Maslennikov A.B., Stepanov V.A., et al. Guidelines for the interpretation of human DNA sequence data obtained by method of massive parallel sequencing (MPS) (revision of 2018. 2nd version). Meditsinskaya genetika. 2019; 18(2): 3-23. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2019.02.3-23 (in Russian)

19. Wenger D.A. Krabbe disease. In: Adam M.P., Ardinger H.H., Pagon R.A., Wallace S.E., Bean L.J.H., Stephens K., et al. GeneReviews®. Seattle. WA: University of Washington; 1993.

20. Savostyanov K.V., Pushkov A.A., Murav’ova L.V., Movsisyan G.B., Rykunova A.I., Ponomarev R.V., et al. Glucosylfingosine (Lyso-GL1) may be the primary biomarker for screening Gaucher disease in Russian patients. Mol. Genet. Metab. 2019; 126(2): S130. https://doi.org/10.1016/j.ymgme.2018.12.334