Семейный случай врожденного гиперинсулинизма, ассоциированного с мутацией в гене GLUD1

Врожденный гиперинсулинизм (ВГИ) — редкое наследственное заболевание, характеризующееся гиперсекрецией инсулина бета-клетками поджелудочной железы, что приводит к развитию гипогликемий. Поздняя диагностика и неадекватное лечение могут приводить к тяжелым неврологическим осложнениям [1]. Частота встречаемости ВГИ составляет 1:30 000—1:50 000 живых новорожденных [2]. ВГИ является этиологически гетерогенным заболеванием. В настоящий момент описано 9 генов, мутации которых могут приводить к развитию ВГИ [2]. Наиболее часто ВГИ ассоциирован с мутациями генов KCNJ11 и ABCC8, кодирующих белки, структурирующие АТФ-зависимые калиевые каналы в бета-клетках поджелудочной железы, которые в свою очередь играют ключевую роль в механизмах секреции инсулина [2—4].

Активирующие мутации гена GLUD1 являются второй по частоте причиной ВГИ. Мутации этого гена выявляются в 10—15% случаев заболевания [5,6]. Данную форму ВГИ в силу клинической картины называют также гипераммониемийной лейцинчувствительной гипогликемией, или синдромом гиперинсулинизма и гипераммониемии (ГИ/ГА).

Ген GLUD1 расположен на длинном плече хромосомы 10 и содержит 13 экзонов, кодирующих фермент глутаматдегидрогеназу (ГДГ), состоящий из 505 аминокислот [7]. ГДГ — митохондриальный фермент, который в высоких концентрациях экспрессируется в печени, головном мозге, почках, поджелудочной железе, сердце и легких [7]. Этот фермент катализирует превращение глутамата в α-кетоглутарат и аммоний. В бета-клетках α-кето глутарат, участвуя в цикле Кребса, приводит к повышению концентрации внутриклеточной АТФ. Увеличение соотношения АТФ/АДФ влечет за собой закрытие АТФ-зависимых К⁺-каналов, деполяризацию мембраны и открытие вольтажзависимых Са⁺⁺-каналов, что в свою очередь приводит к проникновению Са⁺⁺ в клетку, стимулируя секрецию инсулина [6]. ГДГ играет ключевую роль в глутаминолизе и регулировании индуцированной аминокислотами секреции инсулина [6]. Активность ГДГ регулируется сложным взаимодействием ее аллостерических активаторов и ингибиторов. Активирующим воздействием на ГДГ обладают лейцин и АДФ, тогда как ГТФ является ее потенциальным ингибитором [8]. Аллостерическая активация глутаминолиза является одним из механизмов стимуляции лейцином секреции инсулина [7].

Активирующие мутации в гене GLUD1 снижают чувствительность ГДГ к ее ингибитору ГТФ и в редких случаях приводят к повышению активности самой ГДГ [9—11]. Отсутствие ингибирующего влияния ГТФ при наличии активирующего влияния лейцина влечет за собой гиперсекрецию инсулина. Патофизиологический механизм объясняет клиническую картину ВГИ, ассоциированного с мутациями GLUD1: гипогликемии развиваются преимущественно после еды, содержащей протеины.

К настоящему времени в литературе описано около 30 различных мутаций в гене GLUD1, большинство которых расположены в экзонах 11 и 12, кодирующих ГТФ-связывающий домен фермента [5, 9]. Также существуют описания мутаций каталитического домена (экзоны 6 и 7) [10]. Все они приводят к снижению чувствительности фермента к ингибирующему действию ГТФ. Недавно появились описания мутаций, затрагивающих домен 3 (экзон 10) [10]. Функциональные исследования этих мутаций показали, что они в большей степени повышают активность самого фермента, нежели снижают его чувствительность к ингибирующему влиянию ГТФ [10].

Гипогликемический синдром при данной форме ВГИ, как правило, протекает мягко и хорошо поддается терапии диазоксидом в комбинации с низкопротеиновой диетой [5, 6, 8]. Макросомия при рождении нехарактерна. Манифестация гипогликемического синдрома, как правило, приходится на второе полугодие жизни. Гипогликемии могут развиваться как натощак, так и после протеинового питания. Гипераммониемия является биохимическим маркером синдрома ГИ/ГА и протекает без каких-либо клинических проявлений интоксикации (летаргия, головные боли, рвоты). В отличие от других форм гипераммониемии при ГИ/ГА показатели аминокислотного профиля у пациентов не выходят за пределы нормы [12, 13].

R. Kapoor и соавт. [12] опубликовали данные о 20 пациентах с синдромом ГИ/ГА, ассоциированным с мутациями в гене GLUD1. Все пациенты родились с нормальной массой тела по отношению к гестационному возрасту. Средний возраст манифестации гипогликемии составил 23,4 нед. У 19 пациентов лабораторно зафиксирована гипераммониемия. Хороший терапевтический эффект диазоксида отмечался более чем у 90% пациентов. Наиболее частым клиническим симптомом были судороги (94%), а у 43% детей развивалась генерализованная эпилепсия. Это осложнение чаще отмечалось у пациентов с мутациями в экзонах 6 и 7 гена GLUD1 [12, 14].

Несмотря на относительно мягкое течение и поздний дебют гипогликемического синдрома, для синдрома ГИ/ГА характерна генерализованная эпилепсия и тяжелые неврологические расстройства, механизм развития которых до конца не ясен [15]. Предполагается, что гиперактивность ГДГ в головном мозге приводит к снижению уровня глутамина и глутамата, которые защищают ЦНС от нейроинтоксикации [9, 11].

Как уже отмечалось, ВГИ, ассоциированный с мутациями в гене GLUD1, в подавляющем большинстве случаев поддается терапии диазоксидом. Этот препарат является прямым агонистом АТФ-зависимых К⁺-каналов бета-клеток, предотвращающим деполяризацию мембраны клеток и подавляющим тем самым секрецию инсулина. Дозы диазоксида при синдроме ГИ/ГА колеблются от 5 до 15 мг/кг/сут. В некоторых случаях дополнительно показана диетотерапия с частичным ограничением протеинов [16].

В настоящее время описано несколько прямых ингибиторов ГДГ. К ним относятся, в частности, катехины — органические вещества из группы флавоноидов. Проводятся клинических исследования различных препаратов с оценкой их эффективности в лечении синдрома ГИ/ГА [17, 18].

Нами представлено клиническое описание трех пациентов из одной семьи (две сестры и их мать) с генетически верифицированным синдромом ГИ/ГА.

Описание случая

Пациентка И.

Девочка (см. рисунок) от близкородственного брака (родители троюродные брат и сестра), от второй спокойно протекавшей беременности, первых срочных оперативных родов. Родилась массой тела 3700 г, ростом 54 см, 8—9 баллов по шкале Апгар. Неонатальный период протекал без особенностей. До года росла и развивалась в соответствии с возрастом. В возрасте 1 года утром натощак у ребенка отмечалось развитие клонико-тонических подергиваний конечностей без потери сознания. Была консультирована неврологом по месту жительства, заподозрена эпилепсия и назначена терапия антиконвульсантами (вальпроевая кислота). Несмотря на проводимое лечение, подобные судорожные приступы сохранялись до 3 раз в месяц.

Рисунок. Родословная пациентов.

Черный цвет — наличие клинических проявлений заболевания; белый цвет — отсутствие клинических проявлений заболевания; серый цвет — предположительно наличие заболевания.

В возрасте 1 года 3 мес ребенок был госпитализирован по месту жительства, где впервые была зафиксирована гипогликемия (минимально до 1,4 ммоль/л) без существенных клинических проявлений. При исследовании гликемического профиля в течение нескольких суток выявлены рецидивирующие гипогликемии (1,9—2,5 ммоль/л), которые отмечались как натощак, так и после еды. Была проведена проба с голоданием: через 10 ч после приема пищи развилась субклиническая гипогликемия (2,5 ммоль/л), на фоне которой показатели инсулина и кортизола были в пределах нормы (табл. 1). В спектре аминокислот и ацилкарнитинов отклонений от нормы выявлено не было. При ЭЭГ зафиксирована эпиактивность в лобной области. С диагнозом «гипогликемия неуточненного генеза» девочка была направлена на обследование в ФГБУ ЭНЦ.

Таблица 1. Результаты пробы с голоданием

В 1 год 8 мес впервые обследована в ЭНЦ. Выявлены рецидивирующие гипогликемии, преимущественно в дневные часы. На фоне спонтанно развившейся гипогликемии (1,7 ммоль/л) обнаружено неадекватное повышение уровня инсулина до 4,4 мкЕд/мл, кетоновые тела в моче отсутствовали. На основании полученных результатов (гипокетотическая гипогликемия, отсутствие подавления секреции инсулина) был установлен диагноз врожденного гиперинсулинизма и рекомендована терапия аналогами соматостатина в дозе 20 мкг/кг/сут. На фоне терапии отмечалась некоторая положительная динамика, однако редкие эпизоды гипогликемии (до 2,6 ммоль/л) сохранялись и появились жалобы на частые боли в животе и диарею. Из-за побочных эффектов терапия октреотидом была отменена. Отменены и антиконвульсанты.

При повторной госпитализации в 2 года ребенку был назначен диазоксид в дозе 5,5 мг/кг/сут, на фоне чего была достигнута стойкая эугликемия (3,7—6,2 ммоль/л) в течение дня. Исследованы гены KCNJ11, ABCC8 — мутаций не выявлено.

В возрасте 3 лет ребенку было проведено молекулярно-генетическое исследование генов GCK, GLUD1. Выявлена ранее описанная гетерозиготная мутация c.G965A p.R322H (транскрипт NM_005271) [19] в гене GLUD1, что позволило верифицировать диагноз протеининдуцированной гипогликемии.

Девочка ежегодно наблюдается в ЭНЦ, где проводится коррекция дозы диазоксида. В настоящий момент ребенку 7 лет, доза диазоксида составляет 5,56 мг/кг/сут. Режим питания свободный, специфической диеты не придерживается. На фоне приема протеинсодержащих продуктов (мясо, яйца, творог) показатели гликемии в пределах нормы. Психомоторное развитие соответствует возрасту. Судорог не отмечается. При контрольных ЭЭГ — эпиактивности не зарегистрировано.

Пациентка А.

Обследована в возрасте 27 лет в связи с выявлением заболевания у ребенка (см. рисунок). При молекулярно-генетическом исследовании гена GLUD1 была выявлена идентичная гетерозиготная мутация c.G965A p.R322H. Из анамнеза известно, что до 6 лет наблюдалась неврологом с диагнозом эпилепсии, получала терапию антиконвульсантами. В возрасте 6 лет противосудорожные препараты были отменены, судороги не повторялись, диагноз был снят. До выявления генетического дефекта, гликемию не измеряла. Специфической диеты не соблюдала. Родной брат матери умер в возрасте до 1 года по неуточненной причине, родители здоровы, не обследовались.

После молекулярно-генетической верификации диагноза было проведено обследование: гликемия натощак в пределах нормы, однако, после нагрузки белком (проба с протеиновой смесью 1 г на 1 кг массы тела) зафиксирована субклиническая гиперинсулинемическая гипогликемия (табл. 2). На фоне свободного режима питания гипогликемий зафиксировано не было. Учитывая мягкое течение заболевания, терапия диазоксидом не назначена.

Таблица 2. Результаты перорального теста с нагрузкой белком (1 г на 1 кг массы тела) пациентки А., 27 лет

Пациентка М.

Родилась в срок массой тела 3840 г, ростом 51 см, 8—9 баллов по шкале Апгар (см. рисунок). В связи с наличием молекулярно-генетически подтвержденного врожденного гиперинсулинизма у матери и старшей сестры, девочке в неонатальном периоде проводился контроль гликемии – показатели были в пределах нормы. В дальнейшем мама самостоятельно периодически измеряла гликемию, минимальные значения составляли 2,6 ммоль/л; эпизоды гипогликемии протекали без существенной клинической симптоматики, купировались приемом сладкой воды.

В возрасте 8 мес после завтрака творогом впервые была зафиксирована гипогликемия 2,1 ммоль/л, сопровождавшаяся резкой слабостью и потливостью. Купирована приемом сладкого чая. После данного эпизода белковая пища была исключена из рациона. В возрасте 1 года ребенок был впервые госпитализирован в ФГБУ ЭНЦ, где проведено комплексное обследование, по результатам которого был подтвержден диагноз синдрома ГИ/ГА. Стоит отметить, что при пробе с голоданием гипогликемии зафиксировано не было (см. табл. 1), тогда как при пробе с нагрузкой белком гипогликемия развилась через 30 мин и сопровождалась выраженным подъемом уровня инсулина в крови (табл. 3). Молекулярно-генетическое исследование подтвердило наличие у девочки мутации c.G965A p.R322H в гене GLUD1.

Таблица 3. Результаты перорального теста с нагрузкой белком (1 г на 1 кг массы тела) пациентки М., 1 год

Пациентке был назначен диазоксид в дозе 10 мг/кг/сут, однако при проведении контрольной пробы с белком на фоне терапии сохранялись субклинические гипогликемии, в связи с чем было рекомендована диетотерапия с ограничением продуктов с высоким содержанием протеинов.

В возрасте 2 лет при очередном стационарном обследовании в ЭНЦ проводилась попытка выпаивания ребенка зеленым чаем (200—250 мл/сут), на фоне чего существенных изменений в гликемическом профиле замечено не было. При попытке дать белковый продукт (творог) в комбинации с зеленым чаем была зафиксирована субклиническая гипогликемия (3,1 ммоль/л) после еды.

В настоящее время девочке 2,5 года; в постоянном режиме получает терапию диазоксидом в дозе 6 мг/кг/сут. На этом фоне показатели гликемии стойко в пределах нормы. Рацион питания расширен; комбинированный прием белковых и углеводных продуктов не приводит к развитию гипогликемий.

Обсуждение

Представлен семейный случай синдрома ГИ/ГА. Диагноз был подтвержден молекулярно-генетически: у всех пациенток была выявлена гетерозиготная мутация c.G965A p.R322H в экзоне 7 гена GLUD1, кодирующем каталический домен ГДГ. Данная мутация ранее описана в литературе. Базальная активность ГДГ в лимфоцитах пациентов с этой мутацией находится в пределах нормы, но чувствительность фермента к ГТФ резко снижена [19]. По данным литературы [12], для пациентов с мутациями в экзоне 7 GLUD1, характерно более мягкое течение гипогликемического синдрома, отсутствие выраженной гипераммониемии, а также частое развитие генерализованной эпилепсии, чем у пациентов с дефектами в аллостерическом домене (экзоны 11 и 12). В нашем случае также было отмечено мягкое течение гипогликемий, однако данных об эпи-активности и неврологическом дефиците у пациентов не получено.

Описанный клинический случай интересен и сточки зрения дифференциальной диагностики. Золотым стандартом диагностики ВГИ является проба с голоданием и оценкой уровня гликемии, инсулина и кетоновых тел [1]. В нашем случае у всех 3 пациенток не отмечалось повышения уровня инсулина при пробе с голоданием (см. табл. 1), что затрудняло диагностику и позволяло усомниться в наличии органического гиперинсулинизма. Однако, несмотря на адекватное подавление секреции инсулина на фоне голодания, у девочек (пациентки И. и М.) не отмечалось нарастания кетоновых тел. Гормональная верификация диагноза была возможна только после проведения теста с нагрузкой белком (см. табл. 2, 3). Это наблюдение указывает на необходимость расширенного диагностического протокола для пациентов с гипокетотическими гипогликемиями.

В описанной семье родители пациенток М. и И. являлись родственниками (см. рисунок), что заставляло исходно предположить аутосомно-рецессивный тип наследования заболевания, тогда как синдром ГИ/ГА наследуется по аутосомно-доминантному типу. В данной ситуации последовательный анализ генов (поиск мутаций был начат с генов KCNJ11 и ABCC8) замедлил молекулярно-генетическую верификацию диагноза. Современные методики генетического анализа, включающие параллельное секвенирование сразу нескольких генов, являются предпочтительными в случаях мягких форм ВГИ.

Синдром ГИ/ГА, как правило, хорошо поддается терапии диазоксидом. В нашем случае у старшей сестры удалось достичь полной компенсации на фоне указанной терапии, у младшей девочки на фоне лечения сохраняется потребность в ограничении протеинов в питании, а маме не требуется медикаментозная терапия вовсе. Исходя из данных литературы, а также основываясь на наших наблюдениях, можно сделать вывод о более мягком течении заболевания у взрослых пациентов и предположить возможность отмены медикаментозной терапии у девочек в будущем.

Показательным является отсутствие существенного влияния аналогов соматостатина на уровень гликемии у пациентки И. Это, вероятно, связано с неселективным действием соматостатина и его неспособностью влиять на протеинзависимый механизм секреции инсулина.

Учитывая данные об ингибирующем воздействии на ГДГ катехинов, мы пробовали использовать зеленый чай (природный источник этих веществ) в качестве дополнительного терапевтического компонента у младшей девочки, однако существенных изменений в гликемии нами отмечено не было. Не исключено, что для подавления активности фермента нужны более высокие дозы катехинов.

Заключение

Следует подчеркнуть особенности клинико-лабораторной картины синдрома ГИ/ГА, характеризующегося относительно мягким течение гипогликемического синдрома и отсутствием гиперпродукции инсулина натощак, что обусловливает необходимость включения в протокол обследования пациентов с ВГИ стимуляционного теста с нагрузкой белком. Учитывая этиологическую гетерогенность ВГИ, предпочтительным методом молекулярно-генетической диагностики в настоящий момент является параллельное секвенирование сразу нескольких генов (секвенирование нового поколения). Препаратом выбора при синдроме ГИ/ГА является диазоксид.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Согласие пациента. Пациенты добровольно подписали информированное согласие на публикацию персональной медицинской информации в обезличенной форме в журнале «Проблемы эндокринологии».

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