Синдром Кальмана у монозиготных близнецов как изолированное проявление дефекта гена SOX10

ВВЕДЕНИЕ

Изолированный гипогонадотропный гипогонадизм (иГГ) — генетически гетерогенная группа заболеваний, объединенных общей клинической картиной: отсутствие признаков полового развития или незавершенный пубертат к возрасту 18 лет в сочетании с низкими уровнями гонадотропинов и половых стероидов в крови и нормальной продукцией остальных гормонов передней доли гипофиза.

Механизмы развития иГГ можно условно разделить на три группы: нарушение миграции в гипоталамус нейронов, продуцирующих гонадотропин-рилизинг-гормон (ГнРГ), нарушение синтеза или активности ГнРГ и, наконец, резистентность к ГнРГ гонадотрофов передней доли гипофиза. Фенотипически все пациенты с иГГ подразделяются на две группы: с нарушениями обоняния (синдром Кальмана (СК)) и нормосмическим ГГ. ­Фенотип СК ассоциирован с дефектами генов нейрональной миграции [1].

На сегодняшний день известно более 30 генов, дефекты в которых приводят к развитию заболевания, и, тем не менее, до 50% случаев иГГ все еще не находят молекулярно-генетического объяснения [1]. Внедрение в повседневную клиническую практику секвенирования следующего поколения (NGS) положило начало новому этапу в изучении молекулярно-генетической природы иГГ, значительно упростив и ускорив обследование. В группе пациентов с клинической картиной иГГ, не имеющих дефектов генов-кандидатов по NGS, целесообразно продолжение клинического и молекулярно-генетического обследования, в частности — полноэкзомного секвенирования.

В структуре заболевания выделяют ряд синдромальных форм — сочетаний иГГ с нерепродуктивными проявлениями: неврологическими нарушениями (бимануальные гиперкинезы при нарушении развития проводящих путей, врожденные лейкодистрофии), нейросенсорной тугоухостью, аномалиями опорно-двигательного аппарата, агенезией почки и множественными пороками развития (сочетание нескольких пороков развития, обусловленных дефектом одного гена, как и при полной CHARGE-ассоциации, когда все пороки обусловлены дефектом гена CHD7). Наличие в фенотипе таких нерепродуктивных патологий могло бы стать ключом в поиске генов-кандидатов. Так, у 5% пациентов с СК отмечается снижение слуха, а для сочетания нейросенсорной тугоухости с иГГ известно, что в 30% случаев в его основе лежат мутации в гене SOX10 и в 30–40% — в гене CHD7 [2]. У большинства ранее описанных пациентов с дефектами SOX10 отмечено снижение слуха [2–7]. Однако для иГГ характерно отсутствие четкой корреляции генотип/фенотип, велик вклад в развитие фенотипа эпигенетических механизмов, и наличие характерных нерепродуктивных проявлений непостоянно [1]. В данной статье мы описываем случай СК у монозиготных близнецов, обусловленного гетерозиготной мутацией c.462C>G:p.I154M в гене SOX10, не ассоциированного с нарушениями слуха. Мутация выявлена в ходе полноэкзомного секвенирования.

ОПИСАНИЕ КЛИНИЧЕСКОГО СЛУЧАЯ

Семейный анамнез по эндокринным заболеваниям не отягощен. Со слов матери, у отца отмечается аносмия.

Пробанды от третьей беременности, данная беременность двойней, протекала без особенностей, роды на 36-й неделе. При рождении масса 2600 г и 2630 г, длина 46 см и 47 см. При рождении у обоих мальчиков яички в мошонке отсутствовали. В раннем возрасте осмотрены урологом, констатирован высокий кремастерный рефлекс с двух сторон.

У обоих пробандов отмечается аносмия.

Впервые обратились к эндокринологу в возрасте 14 лет с жалобами на неудовлетворительные темпы полового развития, по проведенному обследованию: ­пробанд 1: рост 160 см, вес 50 кг, половое развитие Таннер II (G1P2); яички в мошонке по 1 мл, костный возраст 14 лет, лютеинизирующий гормон (ЛГ) 0,1 Ед/л, фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) 0,4 Ед/л, тестостерон 0,7 нмоль/л, антимюллеров гормон (АМГ) 60,64 нг/мл (3,8–159,8), ингибин В 45,9 пг/мл (35–475).

Пробанд 2: рост 161 см, вес 50 кг, костный возраст 14 лет, объем гонад 1 мл, ЛГ 0,1 ед/л, ФСГ 0,43 ед/л, тестостерон 0,8 нмоль/л, АМГ 52,12 нг/мл (3,8–159,8), ингибин В 44,5 пг/мл (35–475).

Проведена проба с люлиберином, у обоих пробандов в ходе пробы получены допубертатные значения гонадотропинов. Обоим пробандам проведен курс терапии хорионическим гонадотропином человека (ХГЧ) по схеме: ХГЧ 1,5 тыс. Ед 2 раза в неделю N 20. Через 1 мес повторно проведен курс ХГЧ 2 тыс. Ед 2 раза в неделю N10, по завершении второго курса тестостерон пробанда 1 — 0,721 нмоль/л, пробанда 2 — 1,24 нмоль/л, объем гонад 4 мл, что не противоречит диагнозу ГГ. В связи с неудовлетворительным ответом на терапию ХГЧ у обоих братьев начата терапия препаратами тестостерона с наращиванием дозы со 100 мг на введение до 250 мг на введение каждые 28 дней в течение 6 мес, далее 1 год в дозе 250 мг/28 дней, получен ответ в виде прогрессии полового развития до 4-й стадии по Таннеру в течение 12 мес, отмечено увеличение объема тестикул до 8 мл, закрытие зон роста по данным рентгенограммы кисти. Конечный рост пробанда 1 — 172 см, пробанда 2 — 174 см. В дальнейшем семья отказалась от терапии препаратами тестостерона, спустя 12 мес от последней инъекции вновь отмечены допубертатные значения тестостерона и гонадотропинов у обоих пробандов (уровни тестостерона 0,59 и 0,73 нмоль/л у пробанда 1 и 2 соответственно), объем тестикул 4 мл.

Молекулярно-генетическое исследование проведено методом высокопроизводительного параллельного секвенирования. Использовалась разработанная в отделении наследственных эндокринопатий ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» панель праймеров Ion Ampliseq Custom DNA Panel (Life technologies, США), охватывающая кодирующие области следующих генов: CHD7, DNMT3L, DUSP6, FGF17, FGF8, FGFR1, FLRT3, GNRH1, GNRHR, HS6ST1, IL17RD, INSL3, KAL1, KISS1, KISS1R, LHB, NELF, POLR3B, PROKR2, RBM28, SEMA3A, SPRY4, TACR3, WDR11, GREAT, TAC3, KAL4, NR0B1, POLR3A, MKRN3. Секвенирование осуществлялось на полупроводниковом секвенаторе PGM (Ion Torrent, Life Technologies, США).

Значимых изменений последовательности 30 включенных генов не выявлено. Проведено полноэкзомное секвенирование, выявившее гетерозиготную мутацию в гене SOX10, мутация ранее не описана, с неопределенной патогенностью. Эта же мутация выявлена у отца пробандов.

Нарушений пигментации у пробандов нет, снижения слуха по результатам аудиометрии не выявлено.

ОБСУЖДЕНИЕ

Ген SOX10 кодирует фактор транскрипции, участвующий в развитии нервного гребня и олигодендроцитов, периферических нервов, дифференцировке меланоцитов. Относится к семейству SOX-генов, объединенных идентичным с SRY-геном ДНК-связывающим доменом, известным как HMG (high mobility group).

В 1998 г. V. Pingault и соавт. выделили ДНК гена SOX10, кодирующую 466 аминокислот с высококонсервативным HMG-доменом, и установили, что ген SOX10 состоит из 5 экзонов [8]. Используя нозерн-блоттинг, было показано, что мРНК SOX10 выявляется в головном мозге плода, сердце, мозге, тонкой и толстой кишке взрослого. У мышей экспрессия SOX10 показана в периферической нервной системе, а наиболее выражена в тройничном, коленчатом и акустическом ядрах ствола головного мозга [9–12].

К. Kuhlbrodt и соавт. (1998) клонировали SOX10 крысы и показали, что в ходе развития эмбриона его экспрессия, впервые выявляясь в формирующемся нервном гребне, обеспечивает формирование периферической нервной системы и в конечном итоге — дифференцировку клеток в шванновские клетки. В центральной нервной системе SOX10 экспрессируется в предшественниках глиальных клеток и позднее выявляется в олигодендроцитах мозга взрослого. Белок SOX10 реализует свое действие путем активации фактора транскрипции MITF (melanocyte inducing transcription factor — фактор транскрипции, индуцирующий развитие меланоцитов) в синергизме с фактором транскрипции PAX3 (paired box3).

Известна ассоциация мутаций в гене SOX10 с развитием различных форм синдрома Варденбурга–Шаха (ВШ — сочетание нарушений пигментации с нейросенсорной тугоухостью) [1][8][9][12]. Выделяют тип 4С (ВШ4С), сочетающийся с болезнью Гиршпрунга, а также особый тип, ассоциированный с тяжелой периферической полинейропатией, лейкодистрофией и болезнью Гиршпрунга. Роль SOX10 в дифференцировке нейронов, продуцирующих ГнРГ, описана на животных моделях K. Whitlock [13].

Впервые предположение о возможной связи мутаций в SOX10 с СК возникло в ходе исследования МР-изображений головы, полученных в группе пациентов с фенотипом синдрома ВШ, исследование проводилось в связи с тугоухостью с целью оценки морфологии височных костей. У 16 из 17 обследованных была отмечена аплазия или гипоплазия обонятельных луковиц. У одного из пациентов был ранее установлен диагноз иГГ [3].

V. Pingault и соавт. (2013) исследовали ген SOX10в группе из 17 пациентов с ГГ и аносмией (СК) и как минимум одним симптомом, характерным для синдрома ВШ (нарушение пигментации и/или нейросенсорная тугоухость). В ходе исследования у 6 пациентов были выявлены гетерозиготные мутации в гене SOX10(30% обследованных). Далее ген SOX10 исследован в группе из 86 пациентов с СК, у 20 из которых отмечались различные ассоциированные нерепродуктивные аномалии. У 2 пациентов были выявлены гетерозиготные мутации в SOX10, у одного из пациентов был снижен слух, у второго слух был в норме [3]. Автор отметила, что вероятна гиподиагностика иГГ и аносмии в группе больных с синдромом ВШ, который, как правило, диагностируется в раннем возрасте, и пациенты активно не жалуются на аносмию и задержку полового развития [6][11].

V. Pingault и соавт. (2013) выявили экспрессию SOX10 в предшественниках обонятельных нервов в ходе их развития у мышей и человека. Авторами была показана практически полная аплазия предшественников обонятельных луковиц у SOX10-нокаутных мышей и неправильное развитие нейронов, продуцирующих ГнРГ, что подтверждало связь дефектов SOX10и СК [3][14].

За прошедшие с первого описания ассоциации СК с дефектами SOX10 7 лет выявлено более 20 мутаций в гене SOX10, приводящих к развитию гипогонадизма. У большинства описанных пациентов отмечается нарушение слуха (уни- или билатеральное снижение слуха, чаще — на высоких частотах) [2–7].

Интересен тот факт, что среди пациентов со всеми типами синдрома ВШ гипогонадизм описан всего в нескольких случаях. Вероятно, это связано с гиподиагностикой этого состояния, отчасти объяснимой возрастом пациентов на момент постановки диагноза. Однако в ходе исследований на мышиных моделях установлено, что при мутациях, характерных для синдрома ВШ, в гетерозиготном положении у особей, сформировавших фенотип синдрома ВШ (аганглиоз кишки и нарушения пигментации), не отмечалось проявлений СК. И только у гомозигот по мутантному аллелю отмечена гипоплазия обонятельных луковиц [11].

В 2016 г. впервые описан случай спонтанного стойкого (по крайней мере в течение 10 лет) восстановления синтеза гонадотропинов у мужчины с мутацией в SOX10 [6].

W. Dai и соавт., проведя полноэкзомное секвенирование в смешанной группе из 145 пациентов с ГГ, 60% из которых имели фенотип СК, обнаружили 3 новых мутации в экзоне 2 гена SOX10, у одного из пробандов — в гомозиготном положении, и провели функциональное исследование выявленных мутаций. Степень нарушений слуха варьировала от полной глухоты (у носителя гомозиготной мутации) до нормального слуха (у носителя гетерозиготной мутации с остаточной активностью фермента 30%). У третьего пробанда с гетерозиготной мутацией с полной утратой функции продукта мутантного аллеля отмечалось унилатеральное снижение слуха. Авторами выдвинуто предположение о связи остаточной активности фермента с наличием тугоухости [7].

У наших пациентов выявлена гетерозиготная миссенс-мутация c.462C>G:p.I154M, унаследованная от отца, который страдает аносмией. В литературе есть описания случаев гипогонадизма, при которых у родителей отмечаются лишь нерепродуктивные проявления дефекта SOX10 [3]. В качестве объяснения такой вариабельности фенотипа при одной и той же мутации предложен вклад эпигенетических механизмов [3].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, нами представлен клинический случай ранее не описанной гетерозиготной мутации c.462C>G:p.I154M в гене SOX10 у монозиготных сибсов с СК. Данное наблюдение демонстрирует вариабельность фенотипа при синдромальных формах ГГ, которые могут проявляться лишь отдельными клиническими компонентами (в нашем случае: гипогонадизм и аносмия без других проявлений синдрома ВШ), и подчеркивает роль полноэкзомного секвенирования в диагностике редких вариантов ГГ.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Информация о финансировании. Работа выполнена при содействии Фонда поддержки и развития филантропии «КАФ».

Конфликт интересов Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Согласие пациента. Добровольные информированные согласия пациентов и их законных представителей на публикацию в журнале «Проблемы эндокринологии» получены.

Участие авторов: Фролова Е.Б. — анализ полученных данных, написание текста статьи; Пилипенко О.В. — сбор материала; Макрецкая Н.А. — анализ полученных данных; Васильев Е.В. — проведение молекулярно-генетического исследования; Петров В.М. — проведение молекулярно-генетического исследования; Тюльпаков А.Н. — концепция и дизайн исследования, анализ полученных данных, проведение молекулярно-генетического исследования.

Благодарности. Выражаем благодарность Фонду поддержки и развития филантропии «КАФ» за помощь в проведении исследования.