MODY тип 2: клинические и молекулярно-генетические характеристики 13 случаев заболевания. Первое описание МОDY в России

Распространенность сахарного диабета (СД) во всем мире увеличивается в эпидемических масштабах, причем диабет остается одной из главных причин инвалидизации и преждевременной смертности. Приоритетные направления в управлении СД включают разработку стратегии, профилактики болезни и дифференцированных, патогенетически обоснованных подходов к ее лечению с целью уменьшения частоты и замедления начала и прогрессирования осложнений. В этой связи чрезвычайно важно своевременно верифицировать правильный вариант СД, поскольку наряду с классическими, широко распространенными 1-м и 2-м типами СД существуют более редкие формы, отличающиеся от них клиническим течением и прогнозом. Среди последних лидируют монотонные формы, известные под общим названием "сахарный диабет зрелого типа у молодых" (Maturity-Onset Diabetes of the Young — MODY). MODY — гетерогенная группа заболеваний с аутосомно-доминантным типом наследования и обусловленная мутациями генов, приводящих к дисфункции Д-клеток поджелудочной железы. Впервые термин "диабет зрелого типа у молодых" и аббревиатуру MODY ввели S. Fajans и R. Tattersail в 1975 г. [18, 19] для определения непрогрессирующего или малопрогрессирующего диабета у молодых пациентов с отягощенным семейным анамнезом. Были описаны 3 семьи с аутосомно-доминантной формой СД, характеризующегося ранним началом и относительно нетяжелым течением: у 7 из 12 больных, диагноз которым был поставлен до 30 лет, не было ретинопатии спустя в среднем 37 лет.

Обычно MODY развивается в детстве, подростковом возрасте или у молодых взрослых. При этом достоверно определить тип диабета возможно лишь на основании данных молекулярно-генетического исследования, подтверждающего наличие мутаций в том или ином гене. Исследования последних лет показали, что частота наследственных форм СД не столь редка, как принято считать. В среднем MODY выявляется в 2—5% случаев СД 1-го и 2-го типов и в половине случаев при гестационном диабете [2, 6, 13]. На сегодняшний день известны мутации 8 генов, приводящие к развитию разных типов MODY, которые различаются между собой частотой выявления, клинической картиной и терапевтической тактикой.

Один из самых частых вариантов MODY — тип MODY 2 — связан с мутациями в гене глюкокиназы (GCK) [1, 3, 4, 14]. Ген GCK картирован на хромосоме 7р13, имеет 12 кодирующих экзонов и кодирующую последовательность из 1398 пар нуклеотидов. Глюкокиназа (гексозо-6-фосфотрансфера- за) принадлежит к семейству гексокиназ и катализирует фосфорилирование глюкозы в глюкозо-6- фосфат (Г-6-Ф) в присутствии АТФ и ионов Mg, тем самым повышая чувствительность р-клеток к глюкозе. Глюкокиназа представляет собой белок с мол. массой около 52 000 и состоит из 465 аминокислотных остатков. В отличие от других гексокиназ, глюкокиназа (гексокиназа типа 4) экспрессируется только в клетках, участвующих в регуляции метаболизма глюкозы, в частности в гепатоцитах и Р-клетках островков поджелудочной железы. Этот фермент играет важнейшую роль в поддержании нормальной концентрации глюкозы в организме [3, 4]. Способность моно- и дисахаридов подвергаться фосфорилированию и, следовательно, гликолизу коррелируется с их способностью стимулировать секрецию инсулина. Иными словами, глюкокиназа имеет низкое сродство к глюкозе и ее секреция не подавляется глюкозо-6-фосфатом,"поэтому скорость фосфорилирования глюкозы в р-клетках и гепатоцитах прямо пропорциональна концентрации глюкозы. Обнаружение мутаций в гене глюкокиназы упрочило гипотезу о том, что этот фермент служит своеобразным датчиком концентрации глюкозы [16]. Мутации гена GCK приводят к нарушению способности глюкокиназы фосфорилировать глюкозу и, как следствие, увеличению минимальной концентрации глюкозы, при которой стимулируется секреция инсулина [8, 12, 15]. Снижение скорости секреции инсулина при дефекте глюкокиназы зависит от типа мутации и может достигать 60% [13, 14]. В результате полной или частичной потери активности фермента снижается чувствительность р-клеток к глюкозе с последующим повышением порогового уровня глюкозы в крови, необходимого для активации секреции инсулина [16]. Кроме того, изменяется функция АТФ-зависимых калиевых каналов, что приводит к уменьшению или отсутствию секреции инсулина после стимуляции глюкозой. Активность глюкокиназы может снижаться также вследствие недостаточной аккумуляции гликогена в клетках печени за счет активации вторичных путей глюкогенеза. В отечественной литературе отсутствуют описания подтвержденных случаев MODY. В данной статье мы приводим собственные наблюдения MODY 2. Во всех описанных ниже случаях были выявлены мутации гена глюкокиназы (см. таблицу).

Материалы и методы

Гормональные исследования. Уровни иммунореактивного инсулина (ИРИ) и С-пептида определяли с использованием коммерческих наборов.

Молекулярно-генетические исследования. Геномную ДНК выделяли из периферических лейкоцитов с применением стандартных методов. С помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) ампли- фицировали 4 фрагмента геномной ДНК, охватывающие кодирующую последовательность гена GCK и примыкающие участки экзонов: фрагмент Е1 (474 п. н., экзон 1), фрагмент Е2—3 (1490 п. н., экзоны 2—3), фрагмент Е4—6 (1572 п. н., экзоны _г 4—6) и фрагмент Е7—10 (2921 п. н., экзоны 4—6) f (см. рисунок). После электрофореза в 1% агарозном геле продукты ПЦР очищали с использованием набора PCR Purification Kit ("Promega", США), а затем секвенировали на автоматическом секвенаторе ABI PRISM Model 310 ("Applied Biosystems", США).

Клинические данные обследованных пациентов

Примечание. НТГ — нарушение толерантности к углеводам; ГД — гестационный диабет; ГГН — гипергликемия натощак; Д — диабет; прочерк — исследование не проводилось.

При проведении ПЦР и последующем секвенировании соответствующих экзонов и примыкающих участков интронов использовали следующие олигонуклеотиды:

5'-САА TGG ССС TGC CTG GAG ААС-3', E1F 5 -GAT GGG ТСТ GCC AGG CAG TAG-3', E1R, 5'-CGG GGT CAG AAG АСА GAA G-3', E2F, 5'-GGC СТС CAG CTG CCT CTG A-3', E3R, 5'-GGA CAG GCC TGG CAT TCA G-3', E4F, 5’-CAG GCT CTG CTC TGA CAT C-3', E6R, 5'-CCA GGG AGA GCC GCC TTT C-3', E7F, 5'-CCG CCT CGT GAC CTC AGT-3', E8F, 5'-GCT CAG CGA GGG AAA GAG-3’, E9F, 5'-GCA CGT GTG GGG AGC ACT TC-3', E10R

Описание клинических случаев

Семья I

Прабабушка по линии отца. Отмечалось периодическое повышение гликемии натощак.

Дедушка по линии матери, 64 года (1.1). Диагноз сахарного диабета установлен в возрасте около 40 лет на основании повышения уровня гликемии натощак до 8,1 ммоль/л. Лечения никогда не получал, диету не соблюдал. При длительности диабета более 30 лет не имеет сосудистых осложнений.

Мать В. Д., 39 лет (1.2). В возрасте 38 лет (апрель 2007 г.) при рутинном исследовании впервые выявлена гипергликемия натощак 7,8 ммоль/л. Верифицирован латентный аутоиммунный СД взрослых (LADA-диа- бет), назначено 8 Ед инсулина продленного действия (протафан) на ночь. На фоне терапии и соблюдения диеты уровни НЬА_1С и гликемии в пределах нормы.

Тетя Л. 3. по линии матери, 34 года (1.3). В подростковом возрасте при рутинном исследовании периодически фиксировалась гипергликемия натощак до 6,4 ммоль/л. В течение первой беременности стабильная нормогликемия. Во время второй беременности верифицирован "гестационный диабет", получала инсулинотерапию. Показатели НЬА_|С в дебюте и на протяжении всей беременности оставались в пределах нормы, отмечалось повышение содержания фруктозамина до 320 мкмоль/л.

Сын Д. С., 16 лет (1.4). Впервые повышение уровня сахара в крови натощак до 6,5 ммоль/л выявлено в возрасте 15 лет при случайном опре делении с помощью глюкометра. В дальнейшем при неоднократном измерении фиксировалась гипергликемия в пределах 6,2—7,5 ммоль/л. При этом классических клинических признаков СД (полиурия, полидипсия, похудание) не отмечалось. У сына, матери и тети аутоиммунные маркеры СД (антитела (АТ) к GAD, инсулину, островковым клеткам) отрицательные.

Семья II

В семье нет родственников, у которых когда-либо были верифицированы нарушения углеводного обмена.

Мать И. М., 35 лет (II. 1). В возрасте 25 лет впервые случайно была выявлена гликемия натощак до 6,4 ммоль/л. Обследования не проходила. Во время беременности (30 лет) на 23-й неделе выявлена гликемия натощак до 6,3 ммоль/л, после еды — до 10 ммоль/л. Получала инсулинотерапию. Уровни НЬА_1с, инсулина, С-пептида в дебюте, на протяжении беременности и в дальнейшем не определялись.

Сын И. М., 4,5 года (II.2). На 2-м месяце жизни  однократно выявлена гипергликемия натощак 8 ммоль/л. Постоянно наблюдался эндокринологом, проводился самоконтроль гликемии. Однако в дальнейшем повышения уровня сахара крови выявлено не было. Аутоиммунные маркеры СД (АТ к GAD, инсулину, островковым клеткам) отрицательные.

Семья III

У дедушки (III.1) и прабабушки по линии матери — СД (до момента обследования ребенка тип не установлен).

Мать Н. П., 25 лет (Ш.2). В возрасте 20 лет при периодическом измерении гликемии в домашних условиях отмечалась гипергликемия натощак 6,2— 7,0 ммоль/л. Обследования не проходила, соблюдала диету. Во время беременности (23 года) на 10-й неделе при проведении орального глюкозотолерантного теста (ОГТТ) выявлено: гликемия натощак 6,47 ммоль/л, на 120-й минуте — 9,81 ммоль/л. НЬА_1С — 7,1%, уровень С-пептида в норме, аутоиммунные маркеры СД отрицательные. Получала ин- сулинотерапию.

Дочь С. П., 2 мес (III.3). У девочки с первых месяцев жизни — гипергликемия натощак до 7,6 ммоль/л. В последующем отмечалась тенденция к повышению гликемии после еды до 8— 9 ммоль/л.

Семья IV

Мать, 23 года (IV. 1). На 21-й неделе беременности однократно отмечено повышение гликемии натощак до 8,2 ммоль/л в сочетании с глюкозурией. Однако при проведении ОГТТ нарушений углеводного обмена обнаружено не было. Через 8 мес после родов вновь выявлена гипергликемия натощак 7,3 ммоль/л. Мониторинг в течение нескольких дней показал повышение гликемии натощак в пределах 6,8—7,4 ммоль/л. Уровень С-пептида 4,9 (норма 0,53—3,2 нг/мл), ИРИ — 156,85 (29—180) пмоль/л. На фоне диетотерапии показатели гликемии в пределах нормы.

Сын К. М., 9мес (IV.2). В возрасте 9 мес при случайном исследовании гликемии натощак выявлено ее повышение до 9,2 ммоль/л. Значения НЬА_1с 7,57 (3,8—6,2)%, ИРИ — менее 2 (4,3—15,3) мкЕд/мл. При неоднократном мониторинге гликемии в течение суток гликемия натощак колебалась в пределах 5,4—7,8 ммоль/л, после еды — до 6,4—8,3 ммоль/л с повышением до 9,8 ммоль/л на фоне приема легкоусвояемых углеводов.

Семья V

СД у прабабушки по линии матери (выявлен после 60 лет, ожирение) и у прабабушки по линии отца (после 65 лет, ожирение).

Дедушка по линии отца Н. В., 53 года (V. 1). Впервые повышение гликемии натощак выявлено в 52 года при рутинном исследовании. Дальнейших попыток установить генез гипергликемии не предпринимал. Диеты не придерживался. При обследовании в возрасте 53 лет гликемия натощак 6,78 ммоль/л, НЬА_1С — 7,3% (норма до 6,4%).

Отец Н. С., 35 лет (V.2). К моменту обследования ребенка гликемия исследовалась лишь однократно — 6,9 ммоль/л. Расценена как ошибка при измерении глюкометром. Однако при проведении ОГТТ выявлено нарушение толерантности к углеводам (гликемия натощак 5,91 ммоль/л, на 120-й минуте 8,51 ммоль/л), НЬА_|С — 6,8%.

Сын Н. Н., 3,8 года (V.3). В возрасте 6 мес при случайном исследовании гликемии после еды выявлено ее повышение до 8,2 ммоль/л. При повторном измерении на фоне 5-часового голодания гликемия составила 8,8 ммоль/л. Уровень НЬА_1С 7,0%. В дальнейшем на протяжении 3 лет значения НЬА^ варьировали в пределах 6,5—6,8%, гликемии натощак — в пределах 6,3—6,6 ммоль/л. При обследовании в марте 2008 г. (3 года 6 мес): уровень инсулина 2,65 (норма 2,1—27) мкЕд/мл, С-пептида — 0,2 (0,36—1,7) пмоль/мл. Аутоиммунные маркеры СД (АТ к GAD, инсулину, островковым клеткам) отрицательные.

Результаты и их обсуждение

К настоящему времени в мире выявлено около 200 мутаций гена глюкокиназы (http://www/hg- nid.cf.ac.uk/). Большинство описанных мутаций расположено в 7-м и 8-м экзонах. Описаны многочисленные мутации, приводящие либо к аминокислотным заменам, либо к образованию стоп-кодонов, либо к сдвигу рамки считывания и преждевременной терминации транскрипции вследствие нуклеотидных делеций [3, 9, 10]. Точечные мутации, приводящие к заменам в 228-м (Т228М) и 261-м триплетах (G261R), по всей видимости, влияют на сродство фермента к АТФ и константу его связывания с глюкозой. В нашем случае была выявлена 1 ранее описанная мутация гена GCK C213R и 4 описаны впервые. Гетерозиготные мутации гена глюкокиназы приводят к парциальному дефекту фермента и ассоциированы с MODY 2, гомозиготные — к полному его дефициту и развитию перманентного СД новорожденных [5, 7, 10]. Клиническая картина при гетерозиготных мутациях гена GCK характеризуется умеренной непрогрессирующей гипергликемией натощак и гестационным СД [2, 14]. В семьях таких пациентов родственники I и II степени родства должны иметь либо "мягкий" вариант СД 2-го типа, либо умеренную гипергликемию натощак, либо нарушение толерантности к углеводам. Как правило, повышение гликемии натощак в пределах 5,5—8 ммоль/л выявляется у детей и молодых взрослых, носит бессимптомный характер, не прогрессирует в течение длительного времени, не приводит к сосудистым осложнениям и не требует медикаментозной коррекции. Обычно только в пожилом возрасте гипергликемия сопровождается клиническими симптомами диабета. Значения НЬА_|С, как правило, не превышают 7,5% и не изменяются в динамике [9, 12]. Характерны сохранная секреция инсулина и С-пептида, отсутствие аутоиммунных маркеров СД и сосудистых осложнений. Гестационный диабет может протекать как с повышением гликемии натощак, так и в виде нарушений толерантности к глюкозе, что прослеживается и в обследованных нами семьях II— IV. При этом, как и в нашем наблюдении, персистирующая гипергликемия натощак может отмечаться как до, так и после беременности. Генетический диагноз в данных случаях крайне важен, поскольку помогает не только подобрать оптимальную терапию при гестационном диабете и определить вид родоразрешения, но и адекватно трактовать возможные нарушения углеводного обмена у новорожденных [17]. В исследовании, проведенном в Испании в 22 семьях с мутацией гена GCK, доказано, что только в тех случаях, когда наличие мутации в гене GCK имело место либо только у матери, либо у плода, отмечалась макросомия [1, 11]. Так, в нашем случае у членов семьи III была выявлена ранее описанная миссенс-мутация C213R, в результате которой большой остаток ар- ги н и на замещается на цистеин, что, как предпола- гается, приводит к снижению каталитической активности глюкокиназы. Поскольку данная мутация имела место и у матери, и у ребенка, масса тела девочки при рождении была нормальной. Как видно из приведенного примера, течение MODY 2 в данной семье можно считать классическим. Однако вполне вероятно, что у новорожденного ребенка с показателями гликемии 7,6—8,2 ммоль/л натощак мог быть верифицирован СД 1-го типа и необоснованно назначена инсулинотерапия [16]. Таким образом, тщательный анализ семейного анамнеза и адекватный алгоритм обследования позволили избежать тактических ошибок. Известно, что в результате миссенс-мутации в кодируемом данным геном полипептиде одна аминокислота замещается на другую, поэтому фенотипическое проявление мутации зависит от функциональной значимости затронутого домена. Не всякая замена аминокислоты отразится на функциональной активности белка, вследствие чего происшедшая мутация может остаться не выявленной. Этим объясняется отмечаемое несовпадение реальной частоты мутаций в определенном гене и частоты ее выявления.

На примере семьи I, в которой выявлена новая мутация G170D, можно наблюдать гетерогенность клинических проявлений при одной и той же мутации. Так, у тети пробанда с периодически фиксируемой гипергликемией натощак в пубертате первая беременность протекала без нарушений углеводного обмена, тогда как во время второй развился гестационный диабет, потребовавший назначения инсулинотерапии. Согласно имеющимся данным, нарушения углеводного обмена у носителей мутантного гена GCK могут быть выявлены уже в первые годы жизни и практически у всех к моменту завершения полового развития [4, 11, 15]. Однако у матери пробанда повышение гликемии натощак было впервые зафиксировано лишь в 38 лет. При этом известно, что до 18 лет измерение гликемии проводилось регулярно и ни разу не было зафиксировано ее повышения. Кроме того, достичь компенсации углеводного обмена у нее стало возможным только с помощью инсулинотерапии, тогда как при MODY2 достаточно соблюдения диеты [9]. В то же время дедушка пробанда в течение 30 лет не лечился, не соблюдал диету и при этом не имеет никаких сосудистых осложнений. Тем не менее во всех приведенных нами случаях в анамнезе пациентов прослеживались типичные для M0DY2 клинические симптомы: непрогрессирующая гипергликемия натощак или нарушение толерантности к углеводам, гестационный диабет, отсутствие сосудистых осложнений, доминантный тип наследования. Интересен тот факт, что в семье V, в которой выявлена ранее не описанная мутация L324R, обследование дедушки и отца ребенка проводилось уже после обнаружения гипергликемии у ребенка. Фиксируемые у них ранее повышенные уровни сахара крови они считали ошибочными, а уточнение генеза гипергликемии нецелесообразным. Лишь молекулярно-генетическое подтверждение диагноза убедило их в необходимости проведения самоконтроля и соблюдения рекомендаций по питанию.

Заключение

В заключение целесообразно обозначить наиболее достоверные клинические критерии M0DY2, предложенные в результате консенсуса 24 августа 2007 г. группой европейских ученых [3].

1. Непрогрессирующая гипергликемия натощак в пределах 5,5—8 ммоль/л, выявленная у детей и молодых взрослых без ожирения, а также у женщин до, во время или после беременности.
2. Уровень НЬА_)С стабилен и редко превышает 7,5%.
3. Повышение гликемии на 120-й минуте при проведении ПГТТ менее чем на 4,6 ммоль/л от уровня натощак, в том числе во время и после беременности.
4. Родители пациентов с MODY могут иметь "мягкий" вариант СД 2-го типа, либо нарушение гликемии натощак в пределах 5,5—8 ммоль/л. При этом отсутствие установленных нарушений углеводного обмена в семье не исключает диагноз MODY.

Таким образом, молекулярно-генетическое исследование позволяет значительно улучшить клиническую и доклиническую диагностику вариантов MODY. Генетический скрининг следует включить в рутинный алгоритм обследования при подозрении на наследуемый характер диабета, а выявленную взаимосвязь генотипа и фенотипа (клинический вариант, течение и прогноз заболевания) при данном варианте нарушений углеводного обмена необходимо учитывать при выборе тактики ведения пациентов.