Миотоническая дистрофия 2 типа: теории патогенеза и клинико-диагностические критерии (описание двух клинических случаев)

Введение

Миотоническая дистрофия второго типа (МД2) — это мультисистемное аутосомно-доминантное заболевание, проявляющееся широким спектром клинических симптомов, включающих миотонический синдром, мышечную дегенерацию, миалгию, катаракту, нарушения сердечной проводимости, инсулинорезистентность и другие эндокринные дисфункции [1].

Глобальная распространённость миотонической дистрофии оценивается в 9,99 случаев на 100 000 населения, при этом распространённость МД1 и МД2 составляет 9,27 и 2,29 случаев на 100 000 соответственно [2]. Согласно данным Национального реестра миотонической дистрофии США, соотношение МД2 к МД1 составляет примерно 1:5 [3]. Однако большая часть пациентов с МД2 остаётся без установленного диагноза [4].

В России МД2 встречается примерно в пять раз реже, чем МД1. Соотношение может варьироваться в зависимости от региона. Например, в Якутии МД1 диагностируется значительно чаще, составляя подавляющее большинство случаев МД [5].

МД2 наиболее распространена в странах Европы. В Италии частота встречаемости составляет 1 на 100 000 жителей [6], в то время как в Финляндии 55 из 100 000 жителей являются носителями мутации МД2 [7]. На данный момент были идентифицированы только отдельные представители неевропейского происхождения (Афганистан, Марокко, Япония) [8].

Генетической основой МД2 является нестабильный повтор нуклеотидов цитозин-цитозин-тимин-гуанин (CCTG) на хромосоме 3q21 в первом интроне гена клеточного белка, связывающего нуклеиновые кислоты (CNBP), ранее известного как белок цинкового пальца 9 (ZNF9). В норме количество повторов — менее 30, при МД2 — от 75 до 11 000 повторов. Было зарегистрировано несколько случаев МД2 с менее чем 75 повторами, что позволяет предположить, что у пациентов с 25–75 повторами CCTG может наблюдаться неполная пенетрантность [9].

Тетрануклеотидный CCTG-повтор при миотонической дистрофии 2-го типа является частью сложного мотива (TG)n (TCTG)n (CCTG)n. Причина нестабильного расширения неизвестна. Размер повтора CCTG, по-видимому, увеличивается со временем у одного и того же человека [4].

В отличие от МД1, при МД2 потомство имеет более короткие экспансии по сравнению с их родителями, а количество повторов не коррелирует с возрастом и тяжестью на момент начала заболевания (феномен «обратной антиципации» — число повторов уменьшается при передаче патогенного варианта следующему поколению). Пенетрантность зависит от возраста и со временем достигает 100%. При МД2 не существует врождённой формы или формы, начинающейся в детском возрасте, даже при очень большом количестве повторов CCTG. Это указывает на то, что в развитии миотонических дистрофий, помимо количества повторов, играют роль и другие факторы [10].

В течение жизни у одного индивидуума может увеличиваться количество CCTG-повторов вследствие соматического мозаицизма. Из-за гонадного мозаицизма в пределах одной родословной может варьировать размер экспансии CCTG-повторов.

К патогенетическим механизмам развития МД2 относят следующие теории:

1. Образование ядерных включений и дефекты альтернативного сплайсинга: цитозин-урацил-гуанин (CUG) / цитозин-цитозин-урацил-гуанин (CCUG) — содержащие РНК образуют рибонуклеарные очаги, которые изолируют и разрушают ядерные факторы, необходимые для надлежащего развития и функционирования мышц, включая те, которые участвуют в регуляции альтернативного сплайсинга.

Альтернативный сплайсинг — это регуляторный механизм экспрессии генов, позволяющий получать более одной уникальной матричной РНК (мРНК) из одного гена. Регуляция сплайсинга в скелетных мышцах имеет решающее значение для нормального миогенеза и адаптации к изменениям метаболических и функциональных потребностей [10]. 

Расширенный (CCUG)n-участок РНК образует «шпильку», несовершенную двухцепочечную структуру, что приводит к нарушению регуляции РНК-связывающего белка, Muscleblind Like Splicing Regulator 1 (MBNL1), который является одним из регуляторов альтернативного сплайсинга различных генов. Очаги, содержащие MBNL1 в клетках больных, секвестрируют малые ядерные рибонуклеопротеины (мяРНП) и гетерогенные ядерные рибонуклеопротеиды (гяРНП), факторы сплайсинга, участвующие на ранних стадиях процессинга транскриптов. Это приводит к аномальной экспрессии эмбриональных изоформ во взрослых тканях (неадекватных для конкретной ткани или стадии развития) [4].

2. RAN-трансляция (repeat associated non-AUG translation, не-AUG (аденин-урацил-гуанин) повтор-зависимая трансляция).

AUG — это старт-кодон. Т. Зу и соавт. [11] описали новый вид AUG-независимой трансляции, характерной для генов, содержащих несколько нуклеотидов. RAN-трансляция — это трансляция проходит через экспансию повторов во всех рамках считывания, что приводит к образованию потенциально токсичных гомополимерных белков.

Экспансия CCTG-повторов приводит к продукции одних и тех же тетрапептидных повторов в трёх рамках считывания: лейцин–пролин–аланин–цистеин (LPAC) и глутамин–аланин–глицин–аргинин (QAGR) Но С-концевые области в каждой рамке считывания различаются, что приводит к экспрессии шести уникальных белков. [12]. Белки LPAC и QAGR (токсичные для клеток ЦНС) накапливаются в мозге пациентов с МД2, при этом LPAC в основном обнаруживается в сером веществе, а QAGR - в белом веществе мозга [13].

3. Нарушение регуляции микроРНК.

МикроРНК (miR) — это небольшие некодирующие РНК, которые модулируют экспрессию генов на посттранскрипционном уровне, а также способствуют деградации, дестабилизации или блокированию трансляции мессенджерной РНК при участии дополнительных белковых факторов, образуя комплекс РНК-индуцированного сайленсинга (подавление экспрессии генов) [10].

4. Нарушение регуляции кольцевых РНК (circRNAs).

Кольцевые РНК (circRNAs) — это большой класс эндогенных некодирующих и стабильных РНК. В исследовании Czubak и соавт. повышенные уровни кольцевых РНК коррелировали с тяжестью мышечного фенотипа пациентов [14].

Поскольку кольцевые РНК обладают высокой устойчивостью к экзонуклеазам и могут быть получены из сыворотки или плазмы, они потенциально могут быть полезными биомаркерами заболевания [10].

5. Гаплонедостаточность клеточного белка, связывающего нуклеиновые кислоты (CNBP) / белка цинкового пальца 9 (ZNF9):

Гаплонедостаточность — это состояние, возникающее, когда для нормального фенотипа требуется белковый продукт обеих аллелей, а снижение функции гена на 50% приводит к аномальному фенотипу (+/-).

В исследовании Wei Chen и соавт. охарактеризованы мыши ZNF9+/- со значительно сниженной экспрессией ZNF9, у которых выявлен фенотип, отражающий многие аспекты миотонической дистрофии 2 типа, включая гистологические изменения в мышцах, миотонический феномен и нарушения сердечной проводимости, зафиксированные с помощью электромиографии и электрокардиографии соответственно. Полученные данные подтверждают вклад гаплонедостаточности ZNF9 в развитие фенотипа миотонической дистрофии у мышей ZNF9+/- [15].

6. Мутации генов CLCN1 ((Chloride Channel 1, Skeletal Muscle) — ген белка мышечных хлорных каналов), SCN4A ((Sodium Channel, Voltage-Gated, Type IV, Alpha Subunit) — ген белка α - субъединицы натриевого канала) как модифицирующие факторы:

Мутации в генах CLCN1 и SCN4A связаны с недистрофическими миотоническими миопатиями (каналопатиями скелетных мышц); однако исследования этих генов в сериях наблюдений пациентов с МД2 из Германии и Италии предположили их возможную роль в развитии или тяжести миотонии и/или миалгии у некоторых пациентов с МД2 [16-18]. Сосуществующие мутации в генах CLCN1 и SCN4A, по-видимому, усиливают миотонию и / или миалгию у пациентов с МД2 [10].

Миотоническая дистрофия 2 типа дебютирует в 20–50 лет. Женский пол и поздний дебют заболевания являются неблагоприятными прогностическими факторами [19].

Ранняя катаракта зачастую предшествует основным симптомам МД2 [20].

Клинически МД2 проявляется миопатическим синдромом, миотоническим феноменом и прогрессирующей атрофией мышц [1].

Одним из ключевых признаков миопатического синдрома является поражение мышц проксимальных отделов нижних конечностей [4], в некоторых случаях может наблюдаться лёгкая слабость проксимальных мышц верхних конечностей [8]. Часто отмечается слабость сгибателей шеи. Возможна гипертрофия икроножных мышц. Пациентами отмечается лёгкая дисфагия, не приводящая к потере веса, аспирационной пневмонии. Вовлечение мимических мышц для нехарактерно [4].

Миотонический феномен обычно предшествует миопатии, но может быть лёгким, и многие больные обращаются к врачу лишь с появлением слабости [8].

Миалгия зачастую является ведущей жалобой, она не имеет постоянной связи с физической нагрузкой или тяжестью миотонии, обычно локализуется в конечностях, пояснице и мышцах шеи, колеблется по интенсивности, может длиться от нескольких дней до нескольких недель [4, 21]. У многих пациентов изначально ошибочно может быть диагностирована фибромиалгия [8][10].

Диастолическая дисфункция встречается достаточно часто, а субклиническое повреждение миокарда выявляется уже при сохраненной фракции выброса левого желудочка [4].

Проблемы с дыханием, вызванные слабостью мышц диафрагмы, брюшных и межреберных мышц, и миотонией этих мышц, отмечаются редко [22].

К когнитивными симптомам относятся зрительно-пространственные нарушения, нарушения памяти, медленно прогрессирующее снижение концентрации внимания [4][9].

В исследовании M. Minnerop и соавт. [23] у пациентов с миотонической дистрофией 2 типа выявлено уменьшение объёма как белого, так и серого вещества в срединных структурах мозга. Белое вещество преимущественно уменьшилось в мозолистом теле, тогда как серое вещество подверглось атрофии в стволе мозга, а также в прилегающих областях таламуса и субталамуса.

Офтальмологические симптомы: ранняя катаракты, двусторонний птоз, неполное смыкание век. При инструментальном обследовании иногда выявляют патологические изменения сетчатки и повышение внутриглазного давления [22].

Нейросенсорная тугоухость — частый симптом у пациентов с МД2 [24].

Гастроинтестинальные проявления: запоры, диарея, метеоризм, слюнотечение, рефлюкс, боли в животе [21][22].

Воздействие МД2 как на гладкую, так и на поперечно-полосатую мускулатуру может осложнить беременность и роды, а также усилить миотонический феномен [4][22].

Другие проявления, такие как повышенное потоотделение, гипогонадизм, нарушение толерантности к глюкозе, гиперлипидемия, гипотиреоз, синдром беспокойных ног, чрезмерная дневная сонливость, обструктивное апноэ во сне также могут возникать и усугубляться с течением времени [4, 10, 21, 22, 25].

Диагностика основана на выявлении экспансии тетрануклеотидных CCTG-повторов в гене CNBP (ZNF9) с помощью методов ПЦР-тройных повторов и фрагментного анализа.

Обязательные диагностические критерии:

• аутосомно-доминантный тип наследования;
• проксимальная мышечная слабость, преимущественно в бедрах;
• миотонические разряды, регистрируемые с помощью игольчатой электромиографии (ЭМГ);
• катаракта;
• нормальный размер CTG-повтора в гене DMPK [26].

Более практичный метод диагностики — гибридизационная диагностика in situ ядерных скоплений CCUG-содержащей РНК в биоптатах мышц с использованием специфических зондов. А поскольку MBNL1 секвестрируется очагами мутантной РНК, можно визуализировать ядерное накопление MBNL1 с помощью иммунофлуоресценции на срезах мышц. Накопление MBNL1 — гистопатологический маркер миотонических дистрофий, однако этот метод не позволяет дифференцировать миотоническую дистрофию 1 типа от 2 типа.

МРТ мышц: на начальных этапах развития МД2 выявляются изменения в передней группе мышц бедра (при относительной сохранности прямой мышцы бедра) [4].

Дифференциальная диагностика миотонической дистрофии 1 и 2 типов представлена в таблице 3.

Описание клиническо случая №1

Пациент П., 1998 г. р. (26 лет), с 2023 г. наблюдается в Неврологическом центре клиники ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России. При поступлении предъявлял жалобы на невозможность расслабить мышцы кистей рук после их активного сокращения.

Анамнез заболевания: дебют заболевания в 20 лет (в 2018 г.), когда впервые заметил замедленное расслабление мышц кистей, невозможность быстро разжать крепко сжатый кулак.

Наследственный анамнез: не отягощён.

При оценке неврологического статуса выявлен миотонический феномен в дистальных отделах верхних конечностей. Сухожильные рефлексы с верхних и нижних конечностей D=S, высокие с расширением рефлексогенных зон. Патологические стопные знаки отсутствуют с двух сторон.

Исследование содержания общей креатининфосфокиназы (КФК) в сыворотке крови выявило повышение КФК до 304 Ед/л (при норме до 195 Ед/л).

Проведено медико-генетическое тестирование на наличие мутации в гене DMPK (ген миотонинпротеинкиназы), выявившее нормальное число CTG-повторов (5±1; 20±1).

Одновременно с этим проведено медико-генетическое тестирование на наличие мутации в гене CNBP (ZNF9). В результате исследования в гене CNBP (ZNF9) на одном аллеле выявлено увеличенное количество нуклеотидов комплекса (TG)n(TCTG)n(CCTG)n (>372), на втором аллеле — нормальное число нуклеотидов комплекса (TG)n(TCTG)n(CCTG)n (138). Таким образом, полученный результат подтверждает миотоническую дистрофию 2 типа у пациента П.

Заключительный клинический диагноз: Миотоническая дистрофия 2 типа, ДНК-подтверждённая форма (увеличение числа CCTG-повторов в 1 интроне гена ZNF9). МКБ-10: G71.1.

Описание клинического случая №2

Пациент Б., 1996 г. р. (28 лет), с 2024 г. наблюдается в Неврологическом центре клиники ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России. При поступлении предъявлял жалобы на ноющие боли и скованность в мышцах верхних и нижних конечностей, туловища, ежедневные частые болезненные спазмы в мышца, провоцируемые минимальными физическими нагрузками (при выполнении простых бытовых действий (при письме, откручивании крышки на бутылке), провоцируемые холодом, слабость в мышцах конечностей, снижение зрения вдаль.

Анамнез заболевания: дебют заболевания в 21 лет (в 2017 г.), когда впервые появились жалобы на ноющие боли и болезненные спазмы в мышцах, провоцируемые физической нагрузкой.

Наследственный анамнез: мать и сестра больного страдают ранней формой катаракты.

При оценке неврологического статуса выявлено, что тонус мышц в норме. Слабость разгибателей стоп (не может стоять на пятках). Сухожильные рефлексы верхних и нижних конечностей живые, равные. Патологические рефлексы отрицательные. Определяются миотонические феномены: «разминки», «спазма мышц» — судороги икроножных мышц; миотоническая реакция с тенара. Положительный симптом «валика» и «ролика» при молоточковой перкуссии, феномен «врабатывания». Дистальный гипергидроз. Фиксирован на болезненных ощущениях.

Исследование содержания общей креатининфосфокиназы (КФК) в сыворотке крови (2019 г.) выявило повышение КФК до 6780 Ед/л (при норме до 190 Ед/л). В 2023 г. содержание общей КФК в сыворотке крови — 535,7 Ед/л; лактатдегидрогеназы — 408,7 Ме/г. В 2024 г. содержание общей КФК в сыворотке крови — 318 Ед/л.

ЭНМГ от 10.04.2023 г. б/н (ФГКУ «439 ВГ» МО РФ): игольчатым электродом исследованы передняя большеберцовая и четырёхглавая мышцы справа. В покое выявлена текущая спонтанная активность в виде потенциалов фибрилляций (ПФ), комплексных разрядов высокой частоты (КРВЧ). Параметры потенциалов двигательных единиц (ПДЕ) изменены по миогенному типу. Электрофизиологические данные указывают на текущий первично-мышечный процесс.

Гистологическое исследование от 25.05.2023 г. б/н (ФГКУ «439 ВГ» МО РФ): результат макро: два белесовато-бурых фрагмента размерами 0,6×0,5×0,3 см и 1,0×0,6×0,2 см. Микро: материал представлен фрагментами мышечной ткани с участками фиброзной, в последней большое количество кровеносных сосудов. Мышечная ткань с умеренно выраженными дистрофическими изменениями, гипертрофией мышечных волокон. Отмечаются единичные мелкие участки с атрофией единичных мышечных волокон. Слабовыраженная лимфогистиоцитарная инфильтрация, в одном срезе мелкоочаговая умеренно выраженная лейкоцитарная инфильтрация. Ишемическое повреждение мышечных волокон около 20%.

Проведено медико-генетическое тестирование на наличие мутации в гене CNBP (ZNF9) от 03.06.2023 г.: >372 нуклеотидов комплекса (TG)n(TCTG)n(CCTG)n на первой аллели обнаружен патологический генотип; 142 нуклеотида комплекса (TG)n(TCTG)n(CCTG)n на второй аллели –— норма. Таким образом, полученный результат подтверждает наличие миотонической дистрофии 2 типа у пациента Б.

Матери и сестре больного, страдающим ранней формой катаракты, проведено медико-генетическое тестирование на наличие мутации в гене CNBP (ZNF9), выявившее нормальное количество CCTG-повторов у обеих.

Заключительный клинический диагноз: Миотоническая дистрофия 2 типа (ген CNBP) с выраженным миалгическим синдромом, крампи, выраженным миотоническим синдромом в дистальных отделах рук и ног, слабостью разгибателей стоп. МКБ-10: G71.1.

Заключение

Дебют МД у обследованных нами больных укладывается в третьей десятилетие.

У обследованных больных наследственный анамнез не был отягощён по миотоническому или миалгическому синдромам, однако отмечалась отягощённость по ранней катаракте.

В лабораторном исследовании отмечено незначительное повышение содержания общей КФК в сыворотке крови (до 300-350 Ед/л), но в то же время при физической нагрузке возможно неадекватное повышение её содержания до высоких значений.

Наличие миалгии в клиническом симптомокомплексе МД2 является более инвалидизирующим фактором, чем миотонический и миопатический синдромы.