Клинические, гормонально-биохимические и молекулярно-генетические характеристики у 75 пациентов с гипофосфатемическим рахитом

Цель исследования — выявление генетической причины гипофосфатемического рахита (ГФР), а также оценка клинических, гормонально-биохимических характеристик этого заболевания. 

Материал и методы. Обследованы 75 пациентов (38 женщин и 37 мужчин в возрасте от 3 мес до 57 лет) с клиническими и рентгенологическими признаками рахита, низким уровнем фосфора в крови и низким показателем тубулярной реабсорбции фосфора. Молекулярно-генетический анализ проводился методом высокопроизводительного параллельного секвенирования с использованием панели Custom Ion ampliseq («Life Technologies», США), включавший праймеры для мультиплексной амплификации 22 генов, ассоциированных с наследственными нарушениями фосфорно-кальциевого обмена. Найденные миссенс-мутации аннотировались с помощью программ TorrentSsuite (Ion Torrent) и ANNOVAR. 

Результаты. Семейная форма ГФР диагностирована у 36 пациентов, спорадический характер патологии — у 39 пробандов. Наиболее распространенными симптомами заболевания являлись деформации нижних конечностей с момента начала ходьбы (94,5%), гипотония на первом году жизни (70,2%), множественный кариес (58%). У 68 пациентов (90,5%) были обнаружены дефекты в гене PHEX, в том числе 40 новых. При семейной форме патологии мутации выявлены в 100% случаев, при спорадической — в 82%. У одного пациента дефект гена PHEX сочетался с гетерозиготной мутацией в DMP1. В других генах-кандидатах (FGF23, ENPP1, SLC34A1, SLC34A3, SLC9A3R1, SLC2A2, KL) мутаций не выявлено. 

Выводы. Основной причиной ГФР являются инактивирующие мутации гена PHEX. Определение этиологического фактора имеет большое значение для пренатальной диагностики при семейных формах ГФР и своевременного начала консервативного лечения.

1. Amatschek S, Haller M, Oberbauer R. Renal phosphate handling in human — what can we learn from hereditary hypophosphataemias? Eur J Clin Invest. 2010;40(6):552-560. doi: 10.1111/J.1365-2362.2010.02286.X.

2. Carpenter TO. The expanding family of hypophosphatemic syndromes. J Bone Miner Metab. 2011;30(1):1-9. doi: 10.1007/S00774-011-0340-2.

3. Francis F, Hennig S, Korn B, et al. A gene (PHEX) with homologies to endopeptidases is mutated in patients with X–linked hypophosphatemic rickets. Nat Genet. 1995;11(2):130-136. doi: 10.1038/Ng1095-130.

4. Chong WH, Molinolo AA, Chen CC, Collins MT. Tumor-induced osteomalacia. Endocrine Related Cancer. 2011;18(3):R53-R77. doi: 10.1530/Erc-11-0006.

5. Adzhubei IA, Schmidt S, Peshkin L, et al. A method and server for predicting damaging missense mutations. Nat Methods. 2010;7(4):248-249. doi: 10.1038/Nmeth0410-248.

6. Beck-Nielsen SS, Brock-Jacobsen B, Gram J, et al. Incidence and prevalence of nutritional and hereditary rickets in Southern Denmark. Eur J Endocrinol. 2008;160(3):491-497. doi: 10.1530/Eje-08-0818.

7. Carpenter TO. New perspectives on the biology and treatment of X-Linked hypophosphatemic rickets. Pediatr Clin North Am. 1997;44(2):443-466. doi: 10.1016/S0031-3955(05)70485-5.

8. White KE, Evans WE, O’riordan JLH, et al. Autosomal dominant hypophosphataemic rickets is associated with mutations in FGF23. Nat Genet. 2000;26(3):345-348. doi: 10.1038/81664.

9. Feng JQ, Ward LM, Liu S, et al. Loss of DMP1 causes rickets and osteomalacia and identifies a role for osteocytes in mineral metabolism. Nat Genet. 2006;38(11):1310-1315. doi: 10.1038/Ng1905.

10. Levy-Litan V, Hershkovitz E, Avizov L, et al. Autosomal-recessive hypophosphatemic rickets is associated with an inactivation mutation in the ENPP1 Gene. Am J Hum Genet. 2010;86(2):273-278. doi: 10.1016/J.Ajhg.2010.01.010.

11. Lorenz-Depiereux B, Schnabel D, Tiosano D, et al. Loss-of-function ENPP1 mutations cause both generalized arterial calcification of infancy and autosomal-recessive hypophosphatemic rickets. Am J Hum Genet. 2010;86(2):267-272. doi: 10.1016/J.Ajhg.2010.01.006.

12. Bergwitz C, Roslin NM, Tieder M, et al. SLC34A3 mutations in patients with hereditary hypophosphatemic rickets with hypercalciuria predict a key role for tht sodium-phosphate cotransporter NaPi-IIc in maintaining phosphate homeostasis. Am J Hum Genet. 2006;78(2):179-192. doi: 10.1086/499409.

13. Cho HY, Lee BH, Choi HJ, et al. Renal manifestations of dent disease and lowe syndrome. Pediatr Nephrol. 2007;23(2):243-249. doi: 10.1007/S00467-007-0686-9.

14. Raeder H, Rafaelsen S, Bjerknes R. Monogenic phosphate balance disorders. 2011. doi: 10.5772/17841.

15. Sabbagh Y, Jones AO, Tenenhouse HS. PHEXdb, a locus-specific database for mutations causing X-linked hypophosphatemia. Hum Mutat. 2000;16(1):1-6. doi: 10.1002/1098-1004(200007)16:1<1::Aid-Humu1>3.0.Co;2-J.

16. Tyynismaa H, Kaitila I, Nanto-Salonen K, et al. Identification of fifteen novel PHEX gene mutations in finnish patients with hypophosphatemic rickets. Hum Mutat. 2000;15(4):383-384. doi: 10.1002/(Sici)1098-1004(200004)15:4<383::Aid-Humu18> 3.0.Co;2-#.

17. Holm IA, Nelson AE, Robinson BG, et al. Mutational analysis and genotype-phenotype correlation pf the PHEX gene in X-linked hypophosphatemic rickets. J Clin Endocr Metab. 2001;86(8):3889-3899. doi: 10.1210/Jcem.86.8.7761.

18. Clausmeyer S, Hesse V, Clemens PC, et al. Mutational analysis of the PHEX gene: novel point mutations and detection of large deletions by MLPA in patients with X-linked hypophosphatemic rickets. Calcif Tissue Int. 2009;85(3):211-220. doi: 10.1007/S00223-009-9260-8.

19. Ruppe MD, Brosnan PG, Au KS, et al. Mutational analysis of PHEX, FGF23 and DMP1 in a cohort of patients with hypophosphatemic rickets. Clin Endocrinol (Oxf). 2011;74(3):312-318. doi: 10.1111/J.1365-2265.2010.03919.X.

20. Beck-Nielsen SS, Brixen K, Gram J, Brusgaard K. Mutational analysis of PHEX, FGF23, DMP1, SLC34A3 and CLCN5 in patients with hypophosphatemic rickets. J Hum Genet. 2012;57(7):453-458. doi: 10.1038/Jhg.2012.56.

21. Gaucher C, Walrant-Debray O, Nguyen T-M, et al. PHEX analysis in 118 pedigrees reveals new genetic clues in hypophosphatemic rickets. Hum Genet. 2009;125(4):401-411. doi: 10.1007/S00439-009-0631-Z.

22. Kinoshita Y, Saito T, Shimizu Y, et al. Mutational analysis of patients with FGF23 related hypophosphatemic rickets. Eur J Endocrinol. 2012. doi: 10.1530/Eje-12-0071.

23. Sabbagh Y, Boileau G, Campos M, et al. Structure and function of disease-causing missense mutations in thephexgene. J Clin Endocr Metab. 2003;88(5):2213-2222. doi: 10.1210/Jc.2002-021809.

24. Levine BS, Kleeman CR, Felsenfeld AJ. The journey from vitamin D-resistant rickets to the regulation of renal phosphate transport. Clin J Am Soc Nephrol. 2009;4(11):1866-1877. doi: 10.2215/Cjn.03000509.

25. Strom TM, Francis F, Lorenz B, et al. PHEX gene deletions in Gy and Hyp mice provide mouse models for X-linked hypophosphatemia. Hum Mol Genet. 1997;6(2):165-171. doi: 10.1093/Hmg/6.2.165.

26. Quarles LD. FGF23, PHEX, and mepe regulation of phosphate homeostasis and skeletal mineralization. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2003;285(1):E1-E9. doi: 10.1152/Ajpendo.00016.2003.

27. Rowe PSN. The wrickkened pathways of FGFf23, MEPE and PHEX. Crit Rev Oral Biol Medicine. 2004;15(5):264-281. doi: 10.1177/154411130401500503.

28. Young L, Jernigan RL, Covell DG. A role for surface hydrophobicity in protein-protein recognition. Protein Sci. 2008;3(5):717-729. doi: 10.1002/Pro.5560030501.

29. Ichikawa S, Traxler EA, Estwick SA, et al. Mutational survey of thr PHEX gene in patients with X-Linked hypophosphatemic rickets. Bone. 2008;43(4):663-666. doi: 10.1016/J.Bone.2008.06.002.

30. Pekkarinen T, Lorenz-Depiereux B, Lohman M, Mäkitie O. Unusually severe hypophosphatemic rickets caused by a novel and complex re-arrangement of thephexgene. Am J Med Genet A. 2014;164(11):2931-2937. doi: 10.1002/Ajmg.A.36721.

31. Turan S, Aydin C, Bereket A, et al. Identification of a novel dentin matrix protein-(DMP1) mutation and dental anomalies in a kindred with autosomal recessive hypophosphatemia. Bone. 2010;46(2):402-409. doi: 10.1016/J.Bone.2009.09.016.

32. Pavone V, Testa G, Gioitta Iachino S, et al. Hypophosphatemic Rickets: Etiology, Clinical Features And Treatment. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2014;25(2):221-226. doi: 10.1007/S00590-014-1496-Y.

33. Zhang X, Peyret T, Gosselin Nh, et al. Population pharmacokinetic and pharmacodynamic analyses from a 4-month intradose escalation and its subsequent 12-month dose titration studies for a human monoclonal anti-FGF23 Antibody (KRN23) in adults with X-linked hypophosphatemia. The Journal Of Clinical Pharmacology. 2015:n/a-n/a. doi: 10.1002/Jcph.611.

34. Al K, Farr S, Ganger R, et al. Windswept lower limb deformities in patients with hypophosphataemic rickets. Swiss Med Wkly. 2013. doi: 10.4414/Smw.2013.13904.