perinatologyРоссийский вестник перинатологии и педиатрииRossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics)1027-40652500-2228Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”10.21508/1027-4065-2017-62-3-71-78perinatology-502Research ArticleНАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИHEREDITARY DISEASESКЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МУКОЛИПИДОЗА II И IIIA ТИПОВ У ДЕТЕЙCLINICAL AND GENETIC CHARACTERISTICS OF MUCOLIPIDOSIS II AND IIIA TYPES IN CHILDRENСемячкинаА. Н.SemyachkinaA. N.

Семячкина Алла Николаевна – доктор медицинских наук, гл. научн. сотр. отдела психоневрологии и наследственных заболеваний с нарушением психики 

125412 Москва, ул. Талдомская, д. 2

ВоскобоеваЕ. Ю.VoskoboevaE. Yu.

Воскобоева Елена Юрьевна – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории генетики наследственных болезней обмена веществ 

115478 Москва, ул. Москворечье, д. 1

БукинаТ. М.BukinaТ. M.

Букина Татьяна Михайловна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории генетики наследственных болезней обмена веществ 

115478 Москва, ул. Москворечье, д. 1

БукинаА. Н.BukinaA. M.

Букина Анна Михайловна – научный сотрудник лаборатории генетики наследственных болезней обмена веществ 

115478 Москва, ул. Москворечье, д. 1

НиколаеваЕ. А.NikolaevaE. A.

Николаева Екатерина Александровна – доктор медицинских наук, рук. отдела психоневрологии и наследственных заболеваний с нарушением психики 

125412 Москва, ул. Талдомская, д. 2

ДанцевИ. С.DantsevI. S.

Данцев Илья Сергеевич – врач отделения врожденных и наследственных заболеваний с поражением центральной нервной системы с нарушением психики у детей 

125412 Москва, ул. Талдомская, д. 2

ХарабадзеМ. Н.KharabadzeM. N.

Харабадзе Малвина Нодариевна – кандидат медицинских наук, зав. отделением врожденных и наследственных заболеваний с поражением центральной нервной системы с нарушением психики у детей 

125412 Москва, ул. Талдомская, д. 2

ДавыдоваЮ. И.DavydovaYu. I.

Давыдова Юлия Игоревна – врач отделения врожденных и наследственных заболеваний с поражением центральной нервной системы с нарушением психики у детей 

125412 Москва, ул. Талдомская, д. 2

ОСП «Научно-исследовательский клинический институт педиатрии им. академика Ю.Е. Вельтищева» ФГБОУ ВО «РНИМУ им. Н.И. Пирогова» Минздрава РоссииРоссияAcademician Yu.E. Veltishchev Research Clinical Institute of Pediatrics, N.I. Pirogov Russian National Research Medical UniversityRussian FederationФГБУ «Медико-генетический научный центр»РоссияMedical Genetics Research CenterRussian Federation2017290620176237178Copyright © Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”, 20172017Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”Ltd. “The National Academy of Pediatric Science and Innovation”https://www.ped-perinatology.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ped-perinatology.ru/jour/article/view/502

Статья посвящена редкой патологии из группы болезней накопления с аутосомно-рецессивным типом наследования – муколипидозу II и IIIA типов. Заболевание отличается большим фенотипическим сходством с мукополисахаридозом.

Цель работы: анализ генофенотипических показателей у российских больных с муколипидозом II и IIIA типов. Активность лизосомных ферментов в плазме (β-глюкуронидазы, общей гексозаминидазы и N-ацетил-альфа-D-глюкозаминидазы) измерялась по стандартной методике с использованием хромогенных и флюорогенных субстратов. Геномная ДНК лейкоцитов периферической крови выделялась с помощью набора реактивов Preb 100 (DIAtomTM). Амплификация всех экзонов гена GNPTAB проводилась методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим прямым нерадиоактивным секвенированием по Сэнгеру.

Обследованы 50 больных в возрасте от 1,5 до 10 лет. Клиническая симптоматика болезни включала: Гурлер-подобный фенотип, задержку роста, поражение скелета, сердца и сосудов, ЦНС. Муколипидоз II типа (I-клеточная болезнь) отличался более тяжелым течением. Клинический диагноз был подтвержден результатами лабораторных методов исследования: нормальными показателями почечной экскреции гликозаминогликанов (ГАГ), высокой (в 5–15 раз выше нормы) активностью лизосомных гидролаз в плазме крови и выявлением мутаций в гене GNPTAB.

Полностью генотипированы 35 пробандов. У 8 больных выявлено только 8 мутантных аллелей; у 7 – мутации не обнаружены. Найдено 6 новых мутаций в экзонах 1 (p.I31N; p.Q36P), 10 (p.L398P), 11 (p.W446X) и 13 (p.S738X; c.2250delT), в том числе частая для российских больных мутация p.S738X (21% аллелей). Наиболее частой (31,4% аллелей) в российской когорте пациентов оказалась известная мелкая делеция c. 3503_3504delTC, приводящая к сдвигу рамки считывания.

Представлено клиническое наблюдение ребенка с муколипидозом II типа (I-клеточная болезнь) с типичной симптоматикой заболевания, обусловленной двумя нонсенс-мутациями гена GNPTAB: p.S738X/p.R375X.

В заключение подчеркивается, что идентификация мутаций гена GNPTAB обеспечивает прогнозирование тяжести течения болезни, понимание механизмов ее развития, что будет способствовать разработке методов патогенетического лечения, улучшению качества жизни больных и эффективному медико-генетическому консультированию. 

The article is devoted to a rare pathology from a group of accumulation diseases with an autosomal recessive type of inheritance – mucolipidosis II and IIIA types. The disease is characterized by a greater phenotypic similarity to mucopolysaccharidosis.

Objective

Objective: analysis of genophenotypic parameters in Russian patients with mucolipidosis II and IIIA types. The activity of lysosomal enzymes in plasma (β-glucuronidase, total hexosaminidase and N-acetyl-α-D-glucosaminidase) was measured using a standard technique using chromogenic and fluorogenic substrates. Genomic DNA of peripheral blood leukocytes was isolated using a set of reagents Preb 100 (DIAtomTM). Amplification of all exons of the GNPTAB gene was carried out by polymerase chain reaction (PCR) followed by direct non-radioactive sequencing by Sanger.

50 patients aged from 1

50 patients aged from 1.5 to 10 years were examined. The clinical symptoms of the disease included: a Hurler-like phenotype, growth retardation, skeletal, cardiac and vascular damage, and CNS. Mucolipidosis type II (I-cell disease) was characterized by a more severe course. The clinical diagnosis was confirmed by the results of laboratory methods of investigation: normal parameters of renal excretion of glycosiminoglycans (GAG), high (5-15 times higher than normal) activity of lysosomal hydrolases in blood plasma and detection of mutations in the GNPTAB gene.

35 probands are completely genotyped. In 8 patients only 8 mutant alleles were detected; 7 mutations were not detected. Six new mutations in exons 1 (p.I31N; p.Q36P), 10 (p.L398P), 11 (p.W446X) and 13 (p.S738X; c.2250delT) were found, including a frequent mutation for Russian patients P.S738X (21% alleles). The most common (31.4% alleles) in the Russian cohort of patients was a known small deletion c. 3503_3504delTC, leading to a reading frameshift.

A clinical observation of a child with type 2 mucolipidosis (I-cell disease) with typical symptomatology of the disease caused by two nonsense mutations of the GNPTAB gene is presented: p.S738X / p.R375X.

In conclusion, it is emphasized that the identification of mutations of the GNPTAB gene provides prediction of the severity of the disease course, an understanding of the mechanisms of its development that will contribute to the development of pathogenetic treatment methods, improving the quality of life of patients and effective medical and genetic counseling.

детимуколипидоз II типамуколипидоз III типаген GNPTABмутации p.S738Xc. 3503_3504delTCлизосомные ферментыдиагностикаchildrentype II mucolipidosistype III mucolipidosisGNPTAB genemutations p.S738Xc. 3503_3504delTClysosomal enzymesand diagnosisReferencesKornfield S., Sly W.S. I-cell disease and pseudo-hurler polydystrophy: disorders of lisosomal enzyme phosphorilation and localization. In: C.R. Sciver, A.L. Beaudet, W.S. Sly, D. Valle (eds)/ The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease. McGraw-Hill, New-York 2001; 3469–3482.Kornfield S., Sly W.S. I-cell disease and pseudo-hurler polydystrophy: disorders of lisosomal enzyme phosphorilation and localization. In: C.R. Sciver, A.L. Beaudet, W.S. Sly, D. Valle (eds)/ The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease. McGraw-Hill, New-York 2001; 3469–3482.Tiede S., Storch S., Lubke T., Henrissat B., Bargal R., Raas- Rothschild A., Braukle T. Mucolipidosis II is caused by mutations in GNPTA enconding the alphabeta GlcNAc- 1-phosphotransferase. Nat Med 2005; 11: 1109–1112. DOI: 10.1038/nm1305.Tiede S., Storch S., Lubke T., Henrissat B., Bargal R., Raas- Rothschild A., Braukle T. Mucolipidosis II is caused by mutations in GNPTA enconding the alphabeta GlcNAc- 1-phosphotransferase. Nat Med 2005; 11: 1109–1112. DOI: 10.1038/nm1305.Kudo M., Brem M.S., Canfield W.M. Mucolipidosis II (I-cell disease) and mucolipidosis IIIA (classical pseudo-hurler polydystrophy) are caused by mutations in the GlcNAc-phosphotransferase alpha/beta -subunits precursor gene. Am J Hum Genet 2006; 78(3): 451–463. DOI: 10.1086/500849 .Kudo M., Brem M.S., Canfield W.M. Mucolipidosis II (I-cell disease) and mucolipidosis IIIA (classical pseudo-hurler polydystrophy) are caused by mutations in the GlcNAc-phosphotransferase alpha/beta -subunits precursor gene. Am J Hum Genet 2006; 78(3): 451–463. DOI: 10.1086/500849 .Tiede S., Cantz M., Raas-Rothschild A., Muschol N., Burger F., Ullrich K., Braulke T. A novel mutations in UDP-N-acetylglucosamine-1-phosphotranserase gamma subunite (GNPTAG) in two siblings with mucolipidosis type III alters a used glucosylation site. Hum Mutat 2004: 24: 535–536. DOI: 10.1002/humu.9293.Tiede S., Cantz M., Raas-Rothschild A., Muschol N., Burger F., Ullrich K., Braulke T. A novel mutations in UDP-N-acetylglucosamine-1-phosphotranserase gamma subunite (GNPTAG) in two siblings with mucolipidosis type III alters a used glucosylation site. Hum Mutat 2004: 24: 535–536. DOI: 10.1002/humu.9293.Tiede S., Muschol N., Reutter G., Cantz M., Ullrich K., Braulke T. Missense mutations in N-acetilglucosamine-1phosphotransferase alphabeta subunite gene in a patient with mucolipidosis III and mild clinical phenotype. Am J Med Genet A 2005; 137A(3): 235–240. DOI: 10.1002/ajmg.a.30868Tiede S., Muschol N., Reutter G., Cantz M., Ullrich K., Braulke T. Missense mutations in N-acetilglucosamine-1phosphotransferase alphabeta subunite gene in a patient with mucolipidosis III and mild clinical phenotype. Am J Med Genet A 2005; 137A(3): 235–240. DOI: 10.1002/ajmg.a.30868Blau N., Duran M., Gibson K.M. Laboratory guide to the methods in biochemical genetics. Springer book, Springer Vertag Berlin Heiderberg, 2008; 860.Blau N., Duran M., Gibson K.M. Laboratory guide to the methods in biochemical genetics. Springer book, Springer Vertag Berlin Heiderberg, 2008; 860.Bell C.J., Dinwiddie D.L., Miller N.A., Hateley S.L., Ganusova E.E., Mudge J., Langley R.J., Zhang L. et al. Carrier testing for severe childhood recessive diseases by next-generation sequencing. Sci Transl Med 2011; 3(65): 65ra4. DOI: 10.1126/ scitranslmed.3001756.Bell C.J., Dinwiddie D.L., Miller N.A., Hateley S.L., Ganusova E.E., Mudge J., Langley R.J., Zhang L. et al. Carrier testing for severe childhood recessive diseases by next-generation sequencing. Sci Transl Med 2011; 3(65): 65ra4. DOI: 10.1126/ scitranslmed.3001756.Plante M., Claveau S., Lepage P., Lavoie E.M., Brunet S., Roquis D., Morin C., Vezina H., Laprise C. et al. Mucolipidosis II: a single causal mutation in the N-acetilglucosamine- 1-phosphotransferase gene (GNPTAB) in a French Canadian founder populations. Clin Genet 2008; 73(3): 236–244. DOI: 10.1111/j.1399-0004.2007.00954.x.Plante M., Claveau S., Lepage P., Lavoie E.M., Brunet S., Roquis D., Morin C., Vezina H., Laprise C. et al. Mucolipidosis II: a single causal mutation in the N-acetilglucosamine- 1-phosphotransferase gene (GNPTAB) in a French Canadian founder populations. Clin Genet 2008; 73(3): 236–244. DOI: 10.1111/j.1399-0004.2007.00954.x.Tappino B., Chuzhanova N.A., Regis S., Dardis A., Corsolini F., Stroppiano M., Tonoli E., Beccari T. et al. Molecular characterization of 22 novel UDP-N-acetylglucosamine-1-phosphate transferase alpha- and beta-subunit (GNPTAB) gene mutations causing mucolipidosis types IIalpha/beta and IIIalpha/beta in 46 patients. Hum Mutat 2009; 30(11): E956– 973. DOI: 10.1002/humu.21099.Tappino B., Chuzhanova N.A., Regis S., Dardis A., Corsolini F., Stroppiano M., Tonoli E., Beccari T. et al. Molecular characterization of 22 novel UDP-N-acetylglucosamine-1-phosphate transferase alpha- and beta-subunit (GNPTAB) gene mutations causing mucolipidosis types IIalpha/beta and IIIalpha/beta in 46 patients. Hum Mutat 2009; 30(11): E956– 973. DOI: 10.1002/humu.21099.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.