Хроника изучения недостаточности рецепторов к гормону роста (синдром Ларона)

Этиология синдромов нечувствительности к гормону роста (ГР) представлена различными факторами, одним из которых является недостаточность рецепторов к гормону роста (НРГР). В настоящее время принято не употреблять ранее применявшиеся термины — «карлик» и «карликовость», поэтому для обозначения недостаточности рецепторов к ГР рекомендуется употреблять эпонимическое название «синдром Ларона».

' Сообщено на XIII Международном симпозиуме по проблемам роста, проводимом фирмой «Каби Фармация» (Гаага, Нидерланды, апрель 1992 г.).

Клинические исследования

В своей статье «Генетический гипофизарный нанизм с высокой концентрацией в крови ГР — скрывается ли под этим заглавием новое врожденное нарушение метаболизма?». Z. Laron и соавт. [3] описали трех детей сибсов с гипогликемией и другими клиническими и лабораторными признаками недостаточности ГР, но с очень высокой концентрацией иммунореактивного ГР в сыворотке крови. Эти дети были йеменитскими евреями, дедушка и бабушка которых являлись двоюродными братом и сестрой. В 1968 г. исследователи из Израиля сообщили о 20 больных с высокой степенью родства, наследовавших заболевание по аутосомно-рецессивному типу. Это заболевание встречалось только у евреев, проживающих на Ближнем Востоке [4]. В том же году появилось сообщение о лечении ГР 22 больных из 14 семей, лечение сопровождалось заметной мобилизацией свободных жирных кислот, ретенцией азота и улучшением роста больных. У взрослых и подростков выявили нормальное содержание ГР. Предполагалось наличие у некоторых родителей гетерозиготных эффектов, таких, как патологически низкий рост либо повышенный уровень ГР [5]. Т. Merimee и соавт. в 1968 г. описали первого больного, проживающего не на территории Израиля. Им оказался мужчина ЗОлет, у которого отсутствовал метаболический ответ на экзогенный ГР [6]. Предположили, что дефект может находиться в области периферических рецепторов для ГР.

В 1969 г. W. Daughaday и соавт. сообщили о нарушенной активации ГР сульфирующего фактора у 6 больных с синдромом Ларона из Израиля [7]. В 1971 г. появилось сообщение еще о двух больных, также являвшихся жителями Израиля, это были сибсы арабского происхождения, проживающие в области с высокой частотой родственных браков. У этих пациентов не смогли выявить ни коротких, ни долговременных метаболических ответов на экзогенный ГР [8]. В том же году Z. Laron и соавт. вновь выявили у этих больных типичный, но менее выраженный по сравнению с больными с недостаточностью ГР метаболический ответ на экзогенный ГР и продемонстрировали отсутствие реакции сульфирующего фактора на ГР.

Биохимические исследования

В 1973 г. было показано, что уровень сывороточного ГР у больных с синдромом Ларона не отличается от нормального. R. Bala и J. Beck описали нормальную картину, полученную при фракционировании ГР от двух больных из Канады [10], однако в ней отсутствовал пик связанного ГР. В то же время считали, что связанная фракция представляет незначительный артефакт [11]. Нормальное связывание ГР с различными антителами, используемыми для радио- иммунологического анализа ГР, также было продемонстрировано у 22 больных [12]. В дальнейших исследованиях L. Jacobs и соавт. показали, что ГР от 7 больных с синдромом Ларона функционировал нормально при проведении ра- диорецепторного анализа, что подтверждало предположение о наличии дефекта на рецепторном уровне [13].

1. Golde и соавт. показали неспособность ГР активировать эритроидные клетки-предшественники, выделенные из периферической крови 2 больных, что указывало на генерализованную нечувствительность клеток к ГР [14]. В 1984 г. было показано, что гепатоциты, полученные при биопсии печени у 2 больных, не связывали радиоактивный ГР, тогда как контрольные клетки печени, полученные от доноров почек (п=6), имели 7,9—24 % связывания радиоактивного лиганда [15]. Эти данные явились первым прямым доказательством недостаточности рецепторов. В 1987 г. М. Geffner и соавт. [16], обследуя тех же больных, что и D. Golde и соавт. [14] за 7 лет до этого момента, обнаружили, что у трансформированных Т-клеток отсутствовал митогенный ответ на ГР, но он появлялся при воздействии на них инсулиноподобным ростовым фактором I (ИРФ-1).
2. S. Ymer и A. Herrington в 1985 г. [17] впервые продемонстрировали сходство между специфическим ГР-связывающим белком (ГРСБ) млекопитающих (кроличьего) в сыворотке крови и ГРСБ цитозоля печени. Через 2 года появились два сообщения, свидетельствующие об отсутствии ГРСБ у больных с НРГР [18, 19]. В том же 1987 г. после пурфикации сывороточного ГРСБ и расшифровки его белковой последовательности стало ясно, что по структуре он идентичен экстрацеллюлярному гормонсвязывающему домену мембраносвязанного рецептора к ГР [20]. В 1990 г. появилось сообщение о значительной концентрации больных с НРГР в изолированной европеоидной популяции, проживающей в одной из провинций Южного Эквадора и характеризующейся малым числом больных мужчин [21]. В последующем было описано нормальное половое распределение [2] в группе больных из клинически и биохимически сходной популяции, проживающей в соседней провинции. Наряду с низким уровнем ИРФ-1 в этой популяции выявили значительно сниженный уровень ИРФ-Н и ИРФ- связывающего белка-3 (ИРФСБ-3), явную активацию синтеза ИРФ и ИРФСБ-3 у подростков и отсутствие изменений содержания ГРСБ в зависимости от возраста. Особенно необходимо отметить обнаружение ГРСБ (вплоть до 30 % от нормального уровня), определенного методом гель-фильтрации, а в поздних работах с помощью лиганд-иммунофункционального анализа [21 — 23]. В связи с обнаружением умеренно сниженного либо нормального уровня ГРСБ при синдроме Ларона возникает вопрос о взаимоотношении между циркулирующим ГРСБ и функционированием рецептора [24,25].

Идентификация молекулярного дефекта

Характеристика D. Leung и соавт. [20] гена рецептора к ГР привела к попыткам определения специфического молекулярного дефекта при НРГР; было обнаружено, что несмотря на редкость этого заболевания, оно отличается генетической гетерогенностью. Даже внутри клинически сходной и приблизительно гомогенной в рассовом отношении популяции в Израиле только у 2 из 9 первоначально обследованных больных была обнаружена делеция эксонов 3, 5 и 6 [26]. Совершенно иного рода нарушение, а именно замена единичного нуклеотида в экстрацеллюлярном домене гена рецептора к ГР, была обнаружена в одной из двух проживающих в Средиземноморье семей [27]. В дальнейших исследованиях была выявлена повторяющаяся абсурдная мутация гена рецептора к ГР, приводящая к делении связывающего домена у 3 из 6 обследованных больных [28]. Отдельный дефект, а именно: мутация 180 кодона в эксоне 6 рецептора к ГР, обусловливающая изменение области сплайсинга и делеции 8 аминокислот из молекулы рецептора, был обнаружен у всех, кроме одного, 37 больных из Эквадора [29]. Взаимосвязь ГРСБ, измеряемого хроматографическим методом или лигандным иммунофункциональным анализом, и функциональной активности клеточной поверхности изучалась в дальнейшем S. Bass и соавт. [30]. Авторы показали, что синтетический мутант с замещенным единичным нуклеотидом, описанный S. Amselem и соавт. [27], нормальным образом связывал ГР при внедрении его в Escherichia coli. Мутантный рецептор был, однако, неактивен в клетках эукариотов [31]. Полученные недавно данные о связывании ГР с рецепторами клеточной поверхности показывают, что одна молекула ГР взаимодействует с двумя рецепторными молекулами, это указывает на существующие различия в связывании ГР в циркуляторном русле и функционировании рецепторов к ГР [32].

Перспективы лечения

Клонирование гена человеческого ИРФ-1 в 1983 г. [33] и последующая разработка рекомбинантной технологии по производству ИРФ-1 в терапевтических количествах стали исторически важными событиями для больных [34]. Возможность лечения не только является единственной надеждой 60 больных детей с синдромом Ларона, выявленных во всем мире, но также может иметь большое значение для коррекции нарушений в организме и остеопороза, характерных изменений у взрослых с этим заболеванием [35].

Отдельные даты из истории изучения НРГР (синдрома Ларона)

1966 г.

• Первые три пациента — йеменитские израильские сибсы; дети с высоким уровнем ГР [3]
• г.
• 20 больных, близкие родственники, евреи с Ближнего Востока, аутосомно-рецессивный путь наследования [4]

— Ответ на экзогенный ГР; нормальный уровень ГР у подростков и взрослых [5]

— Первый больной за пределами территории Израиля; нет ответа на экзогенный ГР [6]

• г.

— Отсутствие активации сульфирующего фактора ГР у 6 детей [7] 1971 г.

— Сибсы арабского происхождения; отсутствие короткого и долговременного эффектов на экзогенный ГР [8]

— Более низкий метаболический ответ на ГР по сравнению с недостаточностью ГР; нет повышения уровня сульфирующего фактора [9] 1973 г.

— Нормальное фракционирование ГР [10]

• Неизмененное связывание ГР с антителами [12]

1976 г.

— Активный ГР к рецептору клетки печени [13] 1980 г.

• Неспособность ГР активировать эритроидные клетки-предшественники, полученные от 2 больных

1984 г.

• Отсутствие связывания ^|251-меченного ГР микросомами печени у 2 больных [15]

1987 г.

• Трансформированные Т-клетки от 2 больных отвечают на ИРФ-1, но не на ГР [16]
• Отсутствие ГРСБ [18, 19]
• ГРСБ идентичен экстрацеллюлярному домену рецептора к ГР [20]

1989 г.

• Обнаружение у 2 из 9 больных из Израиля делений эксонов 3, 5 и 6 в гене рецептора ГР [26]
• Обнаружение замены единичного нуклеотида в гене рецептора ГР в одной из двух семей в Средиземноморье [27]

1990—1991 гг.

— Большая концентрация больных из Южного Эквадора. Возрастные (в юношеском возрасте) изменения содержания ИРФ и ИРФСБ-3, но не ГРСБ [2, 21, 22]

• г.
• Трое больных с абсурдной мутацией, большие делеции гена рецептора к ГР [28]
• Синтезированный мутант [27] связывает нормальным образом ГР в Е. coli [30], но не в клетках эукариотов

— Одна молекула ГР связывается с двумя рецепторными молекулами [32]

• г.
• 36 из 37 больных из Эквадора с заменой кодона 180 в эксоне 6, вызывающего сплайсинг [29]

Заключение

Редкое заболевание, такое, как НРГР, представляет собой модель, имеющую большое значение для понимания процессов роста и метаболизма, а также влияния недостаточности ИГР-1 и его замещения [35—37]. В течение первых 20 лет после описания этого состояния было выявлено 29 больных в Израиле и приблизительно такое же количество больных в других странах Средиземноморского региона. В результате 20-лет - них исследований стало/понятным, что дефект располагается в областей связывания ГР с его рецептором на поверхности клетки. За последние 5 лет было выявлено 20—25 спорадических и семейных случаев: приблизительно 30 больных детей зарегистрировано в Европейском исследовании по лечению ИРФ-1, а другие 56 больных идентифицированы в Эквадоре. Наиболее важным представляется тот факт, что за последние 5 лет было показано, что циркулирующий ГРСБ является экстрацеллюлярным доменом рецептора к ГР на поверхности клетки, а также охарактеризован ген рецептора к ГР и описано множество молекулярных дефектов. Особое значение имеют попытки лечения полученным рекомбинантным способом ИРФ-1. Изучение этой увлекательной проблемы с использованием современных биотехнологий способствовало улучшению как ее научного понимания, так и состояния больных.