Диагностика и профилактика ядерно-кодируемых митохондриальных заболеваний у детей
Аннотация
Представлен анализ публикаций последних лет, посвященных клиническим проявлениям, вопросам диагностики митохон-дриальной патологии, обусловленной дефектами ядерных генов. В научный анализ были включены около 100 генов. В соответствии с кодируемым белком и его функцией выделены 9 групп генов, оказывающих влияние на процессы клеточной биоэнергетики. По срокам манифестации заболевания разделены на группы: болезни раннего возраста (в том числе новорожденных), детского возраста, подростков и взрослых. Обращено внимание на трудность идентификации отдельных форм заболеваний в силу клинического полиморфизма проявлений мутаций отдельных генов и в то же время большого сходства клинических симптомокомплексов, обусловленных разными энзимными и генными дефектами. Представлены дополнительные критерии дифференциальной диагностики заболеваний: 3-метилглутаконовая ацидурия, деплеция и множественные делении митохондриальной ДНК. Сделан вывод о необходимости более широкого внедрения метода полного экзомного секвенирования, позволяющего выявлять не только часто встречающиеся, но и редкие генные мутации ядерной ДНК. Идентификация генного дефекта дает возможность медико-генетического консультирования и профилактики распространения тяжелой патологии в семье.
Об авторе
Е. А. Николаева
Научно-исследовательский клинический институт педиатрии, Москва
Россия
Россия
д.м.н., гл.н.с. отделения психоневрологии и наследственных заболеваний с нарушением психики Научно-исследовательского клинического института педиатрии
Список литературы
1. Schaefer A.M., McFarland R., Blakely E.L. et al. Prevalence of mitochondrial DNA disease in adults. Ann Neural 2008; 63: 35-39.
2. Chinnery P.F. Elliott H.R., Hudson G. et al. Epigenetics, epidemiology and mitochondrial DNA diseases. Int J Epidemiol 2012; 41: 1: 177-187.
3. Bannwarth S., Procaccio V., LebreA.S. et al. Prevalence of rare mitochondrial DNA mutations in mitochondrial disorders. J Med Genet 2013; 50: 10: 704-714.
4. Rahman S., Leonard J.V. Mitochondrial disorders. Curr Pediatr 1997; 7: 123—127.
5. Loeffen J., Smeitink J., Triepels R. et al. The first nuclear-encoded complex I mutation in a patient with Leigh syndrome. Am J Hum Genet 1998; 63: 1598-1608.
6. Finsterer J. Overview on visceral manifestations of mitochondrial disorders. Netherland J Med 2006; 64: 3: 61-71.
7. Shchelochkov O.A.. Li F.Y., Wang J. et al. Milder clinical course of type IV 3-methylglutaconic aciduria due to a novel mutation in TMEM70. Mol Genet Metab 2010; 101: 2—3: 282-285.
8. Calvo S.E., Tucker E.J., Compton A.G. et al. High-throughput, pooled sequencing identifies mutations in NUBPL and FOXRED1 in human complex I deficiency. Nat Genet 2010; 42: 10:851—858.
9. Rahman S., Thorburn D.R. 189th ENMC International workshop Complex I deficiency: Diagnosis and treatment. 20— 22 April 2012, Naarden, The Netherlands. Neuromuscular Disorders 2013; 23:6:506—515.
10. Taylor R.W., Swalwell H, Kirby D.M. et al. The molecular genetic basis of respiratory chain complex I deficiency: clinical presentations and mtDNA mutations. J Inherit Metab Dis 2006; 29: Suppl. 1: 16.
11. Honzik Т., Tesarova M., Magner M. et al. Neonatal onset of mitochondrial dosorders in 129 patients: clinical and laboratory characteristics and a new approach to diagnosis. J Inherit Metab Dis 2012; 35: 749-759.
12. Prokisch H, Andreoli C, Ahting U. et al. MitoP2: the mitochondrial proteome database—now including mouse data. Nucleic Acids Res 2006; 34: 705—711.
13. Scharfe C, Homg-ShingLu H., NeuenburgJ.K. etal. Mapping gene associations in human mitochondria using clinical disease phenotypes. PLOS Computational Biology 2009; 5: 4: el000374.
14. Valente L., Tiranti V., Marsano R.M. et al. Infantile encephalopathy and defective mitochondrial DNA translation in patients with mutations of mitochondrial elongation factors
15. EFG1 and EFTu. Am J Hum Genet 2007; 80: 44—58.
16. Cope land W.C. Inherited mitochondrial diseases of DNA replication. Annu Rev Med 2008; 59: 131—146.
17. Angelini C, Bello L., Spinazzi M., Ferrati С Mitochondrial disorders of the nuclear genome Acta myologica 2009; 28: 16-23.
18. Smith P., Smeitink J., van den Heuvel L. Mitochondrial Translation and Beyond: Processes Implicated in Combined Oxidative Phosphorylation Deficiencies. J Biomed Biotechnol 2010; 2010: 737385. doi: 10.1155/2010/737385.
19. Chrzanowska-Lightowlers Z.M.A., Horvath R, Lightowlers R.N. 175th ENMC International Workshop: Mitochondrial protein synthesis in health and disease. 25—27th June 2010, Naarden, The Netherlands. Neuromuscular Disorders 2011; 21:2:142—147.
20. DiazF., Kotarsky H., Fellman V., Moraes C.T. Mitochondrial disorders caused by mutations in respiratory chain assembly factors. Semin Fetal Neonatal Med 2011; 16: 4: 197—204.
21. Kemp J.P., Smith P.M., Pyle A. et al. Nuclear factors involved in mitochondrial translation cause a subgroup of combined respiratory chain deficiency. Brain 2011; 134: Pt 1: 183—195.
22. Koene S., Rodenburg R.J., van der Knaap M.S. et al. Natural disease course and genotype-phenotype correlations in Complex I deficiency caused by nuclear gene defects: what we learned from 130 cases. J Inherit Metab Dis 2012; 35: 5: 737-747.
23. Wedatilake Y., Brown R.M., McFarland R. et al. SURF1 deficiency: a multi-centre natural history study. Orphanet J Rare Dis 2013; 8: 96. doi: 10.1186/1750-1172-8-96.
24. PatelK.P, O'Brien T.W., Subramony S.H. et al. The spectrum of pyruvate dehydrogenase complex deficiency: clinical, biochemical and genetic features in 371 patients. Mol Genet Metab 2012; 105: 1:34-43.
25. Spinazzola A., Viscomi C, Fernandez-Vizarra E. et al. MPV17 encodes an inner mitochondrial membrane protein and is mutated in infantile hepatic mitochondrial DNA depletion. Nat Genet 2006; 38: 570-575.
26. Rodenburg R. Biochemical diagnosis of mitochondrial disorders. J Inherit Metab Dis 2011; 34: 2: 283—292.
27. Николаева Е.А., Козина А.А., Леонтьева И.В. и др. Системное митохондриалыюе заболевание: проблема дифференциальной диагностики и лечения. Рос вестн пери-натол и педиат 2012; 4: 2: 36—43. (Nikolaeva E.A., Kozina А.А., Leont'eva I.V. et al. System mitochondrial disease: differential diagnosis and treatment problems. Ros vestn perinatol i pediatr 2012; 4: 2: 36—43).
28. Wortmann S.B., Kluijtmans L.A., Rodenburg R.J. et al. 3-Methylglutaconic aciduria-lessons from 50 genes and 977 patients. J Inherit Metab Dis 2013; 36: 6: 913—921.
29. Wortmann S.B., Rodenburg R.J., Jonckheere A. et al. Biochemical and genetic analysis of 3-methylglutaconic aciduria type IV: a diagnostic strategy. Brain 2009; 132: 1: 136-146.
30. Wortmann S.B., Kluijtmans L.A., Engelke U. et al. The 3-methylglutaconic acidurias: what's new? J Inherit Metab Dis 2012; 35: 1:13-22.
31. Spencer СТ., Bryant R.M., Day J. et al. Cardiac and clinical phenotype in Barth syndrome. Pediatrics 2006; 118:2: e337—346.
32. Riley L.G., Cooper S., Hickey P. et al. Mutation of the mitochondrial tyrosyl-tRNA synthetase gene, YARS2, causes myopathy, lactic acidosis, and sideroblastic anemia—MLASA syndrome. Am J Hum Genet 2010; 87: 1: 52—59.
33. Николаева Е.А., Мамедов И.С. Дефицит коэнзима Q10 у детей: клинико-генетические варианты, диагностика и лечение. Рос вестн перинатол и педиатр 2012; 2: 77—83. (Nikolaeva E.A., Mamedov I.S. Q10 deficiency in children: clinical and genetic variants, diagnosis and treatment. Ros vestn perinatal i pediatr 2012; 2: 77—83).
34. RahmanS., Clarke СF.,HiranoM. 176thENMCInternational Workshop: Diagnosis and treatment of coenzyme Q10 deficiency. Neuromuscular Disorders 2012; 22: 1: 76—86.
35. Freisinger P., Futterer N., Lankes E. et al. Hepatocerebral mitochondrial DNA depletion caused by deoxyguanosine kinase (DGUOK) mutations. J Inherit Metab Dis 2006; 29: Suppl. 1: 16.
36. Wong L.J., Naviaux R.K., Brunetti-Pierri N. et al. Molecular and clinical genetics of mitochondrial diseases due to POLG mutations. Hum Mutat 2008; 29: 9: E150—172.
37. Михайлова СВ., Захарова Е.Ю., Банин А.В. и др. Клинические проявления и молекулярно-генетическая диагностика лейкоэнцефалопатии с преимущественным поражением ствола мозга, спинного мозга и повышенным лактатом у детей. Журн неврол и психиат 2009; 9: 16—22. (Mikhatlova S.V., Zakharova E.Iu., Banin A.V. et al. Clinical and molecular genetic diagnosis of leukoencephalopathy with brainstem and spinal cord involvement and lactate elevation in children. Zhurn nevrol i psikhiat 2009; 9: 16—22.)
38. Liu Y.T., Hersheson J., Plagnol V. et al. Autosomal-recessive cerebellar ataxia caused by a novel ADCK3 mutation that elongates the protein: clinical, genetic and biochemical characterisation. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2013; doi: 10.1136/jnnp-2013-306483.
39. Milone M., Massie R. Polymerase gamma 1 mutations: clinical correlations. Neurologist 2010; 16: 84—91.
40. Михайлова СВ., Захарова Е.Ю., Цыганкова П.Г. и др. Клинический полиморфизм митохондриальных энце-фаломиопатий, обусловленных мутациями гена поли-меразы гамма. Рос вестн перинатол и педиат 2012; 4: 2: 36—43. (Mikhajlova S.V., Zakharova E.YU., Tsygankova P.G. et al. Clinical polymorphism of mitochondrial encephalomyopathies due to mutation of polymerase gamma gene. Ros vestn perinatal i pediat 2012; 4: 2: 36—43.)
41. Yu-Wai-Man P., Griffiths P.G., Burke A. et al. The prevalence and natural history of dominant optic atrophy due to OPA1 mutations. Ophthalmology 2010; 117: 8: 1538—1546.
42. Ha A.D., Parratt KL, Rendtorff N.D. et al. The phenotypic spectrum of dystonia in Mohr-Tranebjaerg syndrome. Mov Disord2012; 27: 8: 1034-1040.
43. Bohlega S., Van Goethem G., Al SemariA. et al. Novel Twinkle gene mutation in autosomal dominant progressive external ophthalmoplegia and multisystem failure Neuromuscular Disorders 2009; 19: 12: 845—848.
44. Lax N.Z., Whittaker R.G., Hepplewhite P.D. et al. Sensory neuronopathy in patients harbouring recessive polymerase Y mutations. Brain 2012; 135: Ptl: 62—71.
45. Massa R., Tessa A., Margollicci M. et al. Late-onset MNGIE without peripheral neuropathy due to incomplete loss ofthymidine phosphorylase activity. Neuromuscular Disorders 2009; 19: 12: 837—840.
46. Al-Owain M., Colak D., Albakheet A. et al. Clinical and biochemical features associated with BCS1L mutation. J Inherit Metab Dis 2013; 36: 5: 813-820.
47. Flo J.M., Yadavalli S.S., Euro L. et al. Mitochondrial phenylalanyl-tRNA synthetase mutations underlie fatal infantile Alpers encephalopathy. Hum Mol Genet 2012; 21: 20:4521-4529.
Рецензия
Для цитирования:
Николаева Е.А. Диагностика и профилактика ядерно-кодируемых митохондриальных заболеваний у детей. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014;59(2):19-28.
For citation:
Nikolaeva E.A. Diagnostics and prevention of nuclear-encoded mitochondrial diseases in infants. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2014;59(2):19-28. (In Russ.)
Просмотров:
793
Послать статью по эл. почте 