Общее название наследственных заболеваний, связанных с нарушением функции лизосом - внутриклеточных органелл, которые осуществляют переваривание экзогенного материала или отработавших органелл клетки с помощью ферментов. Генетически детерминированное нарушение синтеза одного или нескольких ферментов лизосом приводит к накоплению в них специфического субстрата этих ферментов. Проявляются прогресирующим отложением вещества определенного типа (например, гликогена , гликозаминогликанов (мукополисахаридов)) в клетках различных тканей. Примерами таких заболеваний являются гликогенозы , мукополисахаридозы .

Болезни накопления липидов характеризуются рядом постоянных признаков:

1) в тканях накапливаются сложные липиды, структурным компонентом которых является церамид ;

2) скорость синтеза запасаемого липида сравнима со скоростью его биосинтеза у здоровых людей;

3) при этих заболеваниях наблюдается недостаток специфичного фермента в лизосомах , необходимого для гидролиза липида;

4) степень снижения активности фермента во всех тканях одинакова. С учетом всех вышеизложенных признаков были разработаны специальные методы диагностики данных заболеваний. Стало возможным также выявлять гетерозиготных носителей дефектных генов, ответственных за развитие этих заболеваний, и определять сфинголиподистрофию у плода.

Лизосомные болезни накопления сыграли решающую роль в раскрытии механизма сортировки лизосомных гидролаз . Эти болезни обусловлены генетическими нарушениями, в результате которых одна или несколько лизосомных гидролаз оказываются дефектными. Нерасщепленный субстрат такой гидролазы накапливается в лизосомах, что и обусловливает патологию. Обычно такие болезни вызываются мутацией в структурном гене, кодирующем отдельную гидролазу. Наиболее тяжелые симптомы характеризуют редкую форму патологии, называемую I-клеточной болезнью (inclusion cell disease). У таких больных в лизосомах фибробластов отсутствуют почти все гидролитические ферменты, а соответствующие нерасщепленные субстраты накапливаются в клетках в виде крупных "включений. I-клеточная болезнь обусловлена рецессивной мутацией единственного гена. Это означает, что она проявляется только у людей, получивших дефектные копии гена от обоих родителей.

При изучении I-клеточной болезни оказалось, что в лизосомах все гидролазы отсутствуют, но в крови они обнаруживаются. Из этого следует, что структурные гены, кодирующие их, не повреждены. Аномалия в данном случае вызвана нарушениями процесса сортировки в аппарате Гольджи , в результате чего гидролазы вместо того, чтобы поступать в лизосомы, секретируются. Неправильная сортировка происходит из-за повреждения или отсутствия GlcNAc-фосфотрансферазы . Лизосомные ферменты в таких клетках не фосфорилируются и маннозофосфатный рецептор не может собрать их окаймленные пузырьки в транс-сети Гольджи . Вместо этого они доставляются к клеточной поверхности и секретируются. Те олигосахариды, которые у нормальных лизосомных ферментов содержали бы М6Ф , превращаются в олигосахариды "сложного" типа, содержащие GlcNAc, галактозу и сиаловую кислоту. Это показывает, что в норме фосфорилирование маннозы в цис- компартменте Гольджи предотвращает последующий процессинг олигосахаридов гидролаз в сложные формы в промежуточном компартменте Гольджи и транс- компартменте Гольджи.

Установлено, что все лизосомные ферменты имеют общий маркер - маннозо-6-фосфат ; выделены и очищены рецептор маннозо-6-фосфата, GlcNAc- фосфотрансфераза, кроме того была выяснена роль аппарата Гольджи в механизме сортировки лизосомных гидролаз.

При I-клеточной болезни лизосомы в клетках некоторых типов, например, в

К лизосомным болезням накопления (ЛБН) относят состояния, при которых 1) регистрируется недостаточность какого–либо лизосомного энзима и 2) внутри связанных с этими органоидами вакуолей появляются необычные отложения субстратов данного фермента. Некоторые гидролазы обладают специфичностью к той или иной функциональной группе и её конфигурации (α или β), что позволяет им расщеплять соответствующие связи в разных полимерах: гликосфинголипидах, гликозаминогликанах, гликопротеинах . В связи с этим при наличии блока возможно накопление не одного, а нескольких различных субстратов. Данный процесс сопровождается нарушениями функций тех органов, которые обычно являются местами разрушения той или иной макромолекулы. Например, генерализованное повреждение тканей наблюдается при подавлении гидролиза вездесущих мукополисахаридов (синдром Пфаундлера-Хюрлера): белое вещество головного мозга поражается при угнетении распада миелина; гепатоспленомегалия (болезнь Гоше) сопровождает замедление разрушения эритроцитарных гликолипидов. Накапливающийся при этом материал может вызвать как увеличение размеров внутренних органов (висцеромегалию или макроцефалию) , так и вторичную атрофию, особенно мозга (липофусцинозы) и мышц. Например, при болезни Тея-Сакса масса накопленного ганглиозида достигает 10-15% по отношению ко всей массе головного мозга, а при лейкодистрофии Краббе макроскопически заметна атрофия белого вещества подкорки, мозжечка, продолговатого и спинного мозга.

Все эти патологические состояния по мере взросления организма прогрессируют, многие заканчиваются смертью в детском или юношеском возрасте. Для окончательного диагноза особенно важны результаты определения активности соответствующих ферментов в сыворотке, лейкоцитах или культивируемых фибробластах кожи. В последние годы стало возможным выявлять также гетерозиготных носителей дефектных генов или же верифицировать их у плода.

ЛБН характеризуются клинической и биохимической гетерогенностью, которая определяется разными локусами мутаций генов лизосомных энзимов, что может или полностью лишить фермент активности, или только снизить ее. Фенотипические колебания часто связаны с возрастом, поэтому обычно выделяют инфантильную, ювенильную и взрослую формы ЛБН. Кроме того они различаются по степени тяжести, по сочетанию висцеральных, скелетных, неврологических, глазных и других проявлений одного и того же недуга.

В зависимости от характеристики накапливающегося субстрата и поврежденных ферментов и строится основная классификация ЛБН, в соответствии с которой выделяют:

гликогенозы (11 типов) (гл. 3.1.1),

мукополисахаридозы (7 типов) (гл. 3.3.2),

гликопротеинозы (гл. 3.3.3)

липоидозы (ганглиозидозы, болезни Гоше, Краббе, Сандгоффа ) (гл. 4.2)

муколипоидозы (4 типа) (гл. 4.2)

нарушения обмена аминокислот (тирозиноз, цистиноз, охроноз и др.) (гл. 5.1)

Суммарная частота лизосомных болезней, представленных более чем 40 нозологическими формами, достигает по последним данным 1:5000 новорожденных. В США ежегодно рождается до 200000 детей с подобной патологией. В России точная частота ЛБН неизвестна вследствие неполной диагностики.

Болезни накопления гликопротеинов (фукозидоз, маннозидоз, сиалидоз, аспартилглюкозаминурия ) представляют собой редкие аномалии, наследуемые как аутосомно-рецессивные признаки и связанные с недостаточностью гидролаз , расщепляющих связи в гетерополисахаридах. Причем в тканях могут кумулироваться не только гликопротеины, но и гликолипиды (при фукозидозе). Все эти аномалии характеризуются неврологическими нарушениями и разнообразными соматическими проявлениями. Некоторые из них приводят к смерти чаще в детском возрасте, тогда как аспартилглюкозаминурия начинается поздно и имеет более продолжительное течение. Каждую из болезней накопления гликопротеинов можно диагностировать путем определения соответствующих ферментов.

Судя по названию, генетический дефект, провоцирующий развитие альфа-маннозидоза, заключается в повреждении альфа-маннозидазы. По тяжести клинических признаков условно различают 2 типа: первый (тяжелый) развивается рано, в грудном возрасте и характеризуется прогрессирующей умственной отсталостью, гепатоспленомегалией, множественным дизостозом, изменениями лица по типу гаргоилизма, тугоухостью, катарактой. Тип II (легкий) обнаруживает себя позже, в возрасте от 1-4 лет, течение медленное, хотя симптомы сходные, но слабее проявляющиеся.

В основе бета-маннозидоза лежит мутация энзима бета-маннозидазы. В результате нарушается катаболизм части гликопротеинов и в клетках мозга, печени накапливаются олигосахариды, богатые маннозой. Встречается крайне редко. Клинический фенотип больных чрезвычайно вариабелен, регистрируется в возрасте 1-6 лет, включает умственную отсталость, частые инфекции дыхательных путей. Фиксируются также гепатоспленомегалия, небольшие лицевые дизморфии и скелетные аномалии, ангиокератомы, возможны судороги, агрессивное поведение. Смерть в дошкольном возрасте.

Фукозидоз (гл. 3.3.3), как и альфа-маннозидоз, условно делится на 2 типа. Тип I (тяжелый) начинается в младенчестве задержкой психического и физического развития, появлением неврологической симптоматики, признаков гаргоилизма, реже гепатоспленомегалией, кардиомегалией. Тип II (легкий) манифестирует в более старшем возрасте и включает менее выраженную картину. Отличительным признаком этой формы служат ангиокератомы . В диагностике используют обнаружение фукозидов в моче.

Термином сиалидоз объединяют группу заболеваний, связанных общим генетическим дефектом, приводящим к блоку гликопротеиннейраминидазы . Различают клинические фенотипы – тип I и тип II . Симптомы первой формы могут появляться в различных возрастах (от 8 до 30 лет), в виде тяжелой эпилепсии, генерализованных судорог, нейропатий, слепоты. В пределах типа II выделяют врожденную форму, характеризующуюся водянкой и гибелью плода или недоношенностью, неонатальным асцитом, паховыми грыжами, гепатоспленомегалией. Кроме того регистрируются инфантильная и ювенильная формы, различающиеся сроками манифестации (0-12 месяцев и 2-20 лет, соответственно), тяжестью течения, включающего краниофациальные аномалии по типу гаргоилизма, множественный дизостоз, гепатоспленомегалию, умственную отсталость. При ювенильном варианте могут наблюдаться эпилепсия, дегенерация сетчатки.

Очень редко встречается аспартилглюкозаминурия , в основном среди жителей Финляндии. Мутантный фермент аспартилглюкозаминидаза . У грудных младенцев появляются частая диарея, симптомы инфицирования, затем обнаруживаются слабо выраженные черты гаргоилизма, множественный дизостоз, отставание в физическом и умственном развитии, реже гепатомегалия, помутнение хрусталика, макроглоссия, угреватая сыпь, фотофобии, ангиокератомы, хриплый голос, пороки сердца.

Болезнь Шиндлера (morbus Schindler) имеет тот же тип наследования (аутосомно-рецессивный), как и все гликопротеинозы. В её основе лежит недостаточность N-ацетилгалактозаминидазы. По срокам начала и тяжести течения выделяют два типа. Симптомы типа I возникают на втором году жизни и характеризуются небольшой задержкой умственного и физического развития, которая быстро сменяется психомоторным регрессом, сопровождающимся слепотой, глухотой, эпилепсией, сгибательными контрактурами, декортикационной позой. Клиника II типа начинается позже (на втором десятилетии), но тоже проявляется мягкой умственной отсталостью, слабо выраженным гаргоилизмом, ангикератомой.

Единичные описанные случаи не позволили разработать эффективную терапию.

Среди муколипидозов (гл. 4.2) несколько особняком стоит псевдополидистрофия Гурлера (morbus Hurler) (табл. 5), т.к. сочетает накопление гликолипидов и мукополисахаридов. Первичный дефект заключается в недостаточности АДФ-N-ацетилглюкозамин-гликопротеин-1-фосфотрансферазы , принимающей участие в посттрансляционном синтезе олигосахаридной части лизосомальных ферментов. Начинается в первые 10 лет жизни, основные симптомы заключаются в тугоподвижности суставов, деформации кистей и дисплазии бедер, отсюда прогрессирующая физическая инвалидизация. Нередко задерживается психическое развитие. Хотя возможны и аномалии аортального или митрального клапанов сердца, больные обычно доживают до зрелого возраста.

В культивируемых фибробластах обнаруживаются отчетливые включения, а в сыворотке – повышенный уровень лизосомных гидролаз.

Терапия симптоматическая.

К наследственным болезням нервной системы (гл. 7.4) принадлежат восковидные липофусцинозы , которые включают широкий спектр клинических состояний, характеризующихся признаками поражения функций и атрофией головного мозга, судорожными припадками. При инфантильной и ювенильной формах отмечают глазную аномалию с поражением зрительного нерва, пигментным ретинитом, макулярной дегенерацией, но при взрослом варианте эти признаки часто отсутствуют. Несмотря на почти исключительно неврологическую симптоматику, электронная микроскопия позволяет обнаружить патологические включения в лизосомах многих тканей.

Прогноз чаще неблагоприятен. Попытки коррекции неэффективны.

Митохондриальныезаболевания - группа наследственных заболеваний, связанных с дефектами в функционировании митохондрий, приводящими к нарушениям энергетических функций в клетках эукариотов, в частности - человека.Митохондриальные заболевания обусловлены генетическими, структурными, биохимическими дефектами митохондрий, приводящими к нарушениям тканевого дыхания. Они передаются только по женской линии, к детям обоих полов, так как сперматозоиды переносят половину геномной информации, а яйцеклетка - поставляет и вторую половину генома, и митохондрии. Патологические нарушения клеточного энергетического обмена могут проявляться в виде дефектов различных звеньев в цикле Кребса, в дыхательной цепи, процессах бета-окисления и т. д.Дефекты и симптомы

Эффекты митоходриальных заболеваний очень разнообразны. Из-за различного распределения дефектных митохондрий в разных органах, мутация у одного человека может привести к заболеванию печени, а у другого - к заболеванию мозга. Величина проявления дефекта может быть большой или малой, и она может существенно изменяться, медленно наростая во времени. Некоторые небольшие дефекты приводят лишь к неспособности пациента выдерживать физическую нагрузку, соответствующую его возрасту и не сопровождаются серьёзными болезненными проявлениями. Другие дефекты могут быть более опасны, приводя к серьёзной патологии.

В общем случае митоходриальные заболевания проявляются сильнее при локализации дефектных митохондрий в мышцах, мозге, нервной ткани, поскольку эти органы требуют больше всего энергии для выполнения соответствующих функций.

Несмотря на то, что протекание митохондриальных заболеваний сильно отличаются у разных пациентов, на основании общих симптомов и конкретных мутаций, вызывающих болезнь, выделено несколько основных классов этих заболеваний. (Сахарный диабет)

Пероксисомные болезни - группа наследственных заболеваний, связанных с нарушением функционирования пероксисом - клеточных органелл, в которых осуществляются окисление жирных кислот с длинной цепью, синтез желчных кислот, холестерина, а также эфиросодержащих липидов, участвующих в построении миелиновой оболочки нервных волокон, метаболизме фетановой кислоты и т.д.

К этой группе относятся синдром Цельвегера,ризомелическая точечная остеохондродисплазия, неонатальная адренолейкодистрофия, болезнь Рефсума (младенческая форма), акаталазия и др. К концу 90-х описано 18 нозологических форм. Основное патологическое звено при всех пероксисомных болезнях локализовано в пероксисомах в виде биохимических нарушений, обусловленных генными мутациями. Биохимическая сущность многих пероксисомных болезней уже раскрыта на уровне мутантных ферментов. Клинически болезни проявляются в виде множественных врожденных пороков развития, в целом сходных при разных нозологических формах (множественные черепно-лицевые дизморфии, катаракта, кожные складки на шее, почечные кисты и др.). Пероксисомные болезни являются примером наследственных болезней обмена, при которых множественные пороки развития объясняются молекулярным дефектом.

Лизосомные болезни накопления

Концепция лизосомных болезней накопления сложилась в результате изучения гликогеноза II типа (Помпе). Факт накопления гликогена в лизосомах вследствие недостаточности a-глюкозидазы, а также данные, полученные при исследовании других аномалий, позволили Эру определить врожденную лизосомную болезнь как такое состояние, при котором:

1) определяется недостаточность какого-либо одного лизосомного фермента

2) внутри связанных с лизосомами вакуолей появляются необычные отложения (субстрат).

Это определение можно видоизменить, включив в него дефекты одиночных генов, влияющие на один лизосомный фермент или более, и тем самым распространить на такие болезни, как муколипидозы и множественная сульфатазная недостаточность. Определение можно расширить и далее с тем, чтобы оно распространялось на недостаточность и других белков, необходимых для функционирования лизосом (активирующие ферменты разрушения сфинголипидов). Данные биохимических и генетических исследований свидетельствуют о том, что эти активирующие белки принимают участие в гидролизе некоторых субстратов.

Лизосомные болезни накопления объединяют большинство болезней накопления липидов, мукополисахаридозы, муколипидозы, болезни накопления гликопротеинов и другие. Недостаточность ферментов имеет аутосомно-рецессивную основу, за исключением мукополисахаридоза II (МПС II) Хантера, который наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак, и болезни Фабри, которая сцеплена с Х-хромосомой и часто проявляется у женщин. Органами-мишенями оказываются обычные места разрушения той или иной макромолекулы. Например, у лиц с нарушением процесса разрушения миелина в процесс вовлекается белое вещество головного мозга, при нарушении процесса разрушения гликолипидов стромы эритроцитов развивается гепатоспленомегалия, а при нарушении процесса разрушения вездесущих мукополисахаридов - генерализованное повреждение тканей. Накапливающийся материал часто вызывает висцеромегалию или макроцефалию, но может развиться и вторичная атрофия, особенно мозга и мышц. Вообще симптоматика соответствующих болезней обусловливается повреждающим действием накапливающихся веществ, но часто неясно, каким именно образом они вызывают гибель или дисфункцию клеток. Все эти болезни прогрессируют, и многие из них заканчиваются смертью в детском или юношеском возрасте. Для окончательного диагноза наиболее важны результаты определения конкретных ферментов в сыворотке, лейкоцитах или культивируемых фибробластах кожи; соответствующие тесты выбирают, исходя из клиники заболевания. Эти болезни имеют широкие фенотипические колебания, причем многие из них связаны с возрастом, т. е. различают инфантильные, ювенильные и взрослые их формы. Кроме того, при болезнях, обусловленных дефектом одиночного гена, возможны различные сочетания висцеральных, костных и неврологических аномалий.

Данная информация предназначена для специалистов в области здравоохранения и фармацевтики. Пациенты не должны использовать эту информацию в качестве медицинских советов или рекомендаций.

Лизосомные болезни накопления

Н. В. Ольхович
Заведующая биохимической лабораторией медико-генетического центра УДСБ ОХМАТДЕТ, г. Киев

Лизосомные болезни накопления (ЛБН) - это обширный класс наследственных болезней обмена веществ, который включает около 40 нозологических форм. Молекулярные механизмы этиопатогенеза ЛБН сходны. Все они обусловлены генетическими изменениями лизосомных ферментов, контролирующих процесс внутриклеточного расщепления таких макромолекул, как гликозаминогликаны, гликолипиды, гликопротеины. Патогенетическими следствиями этих изменений являются внутрилизосомное накопление нерасщепленных макромолекул и увеличение числа лизосом в клетках различных тканей организма, что морфологически выявляется как наличие так называемых «пенистых» клеток в этих тканях. Такое накопление приводит к нарушению нормального функционирования клеток и их гибели. Чем сильнее функция фермента нарушена мутацией, тем быстрее наступает гибель клеток в тканях и тем быстрее прогрессирует заболевание.

Накопление нерасщепленных макромолекул при ЛБН может достигать значительных размеров, обусловливая в большинстве случаев несовместимость этих заболеваний с жизнью. Например, при болезни Тея-Сакса вес накопленного ганглиозида достигает 10-15% по отношению к сухой массе головного мозга. Однако известны и обратные примеры, к числу которых принадлежат болезни Краббе и Фабри. Накопление нерасщепленных метаболитов при этих заболеваниях носит умеренный характер и даже не является надежным диагностическим признаком.

В зависимости от природы накапливаемых макромолекул различают четыре группы ЛБН: мукополисахаридозы, муколипидозы, гликопротеинозы и сфинголипидозы.

Клиническая характеристика, возраст возникновения и тяжесть протекания отдельных заболеваний этих групп варьируют в довольно широких пределах. Они определяются генетическими особенностями нарушений, физиологической значимостью пораженного мутацией метаболического пути, а также тканью-мишенью, в которой нерасщепленные макромолекулы накапливаются.

Так, накопление метаболитов в паренхиматозных органах при некоторых заболеваниях приводит к развитию у больных гепатоспленомегалии с появлением таких признаков гиперспленизма, как анемия и тромбоцитопения (болезнь Гоше, мукополисахаридозы); тогда как ряд болезней протекает без вовлечения печени и селезенки в патологический процесс накопления (метахроматическая лейкодистрофия, болезни Фабри и Краббе).

Накопление метаболитов в костной ткани способствует развитию широкого спектра нарушений, обозначаемых термином «множественный дизостоз». Отмечаются также изменения в суставах, часто с ограничением объема движений в них (мукополисахаридозы, муколипидозы, болезнь Гоше). Хотя некоторые заболевания не имеют признаков поражения костной ткани (метахроматическая лейкодистрофия, болезни Фабри и Краббе).

Накопление нерасщепленных макромолекул в нервной ткани, как правило, обусловливает дегенеративные изменения в центральной нервной системе и развитие умственной отсталости у пациентов (метахроматическая лейкодистрофия, болезнь Краббе, мукополисахаридозы, муколипидозы, гликопротеинозы). Однако некоторые заболевания протекают без вовлечения нервной ткани в патологический процесс накопления и характеризуются нормальным интеллектуальным развитием пациентов (болезни Гоше I типа и Фабри).

Целый ряд заболеваний из групп мукополисахаридозов, муколипидозов и гликопротеинозов отличаются характерным внешним видом пациентов. Большинству таких больных свойственны грубые, гротескные черты лица, с чем связано использование в прошлом названия этих заболеваний «гаргоилизм». Внешний вид пациентов, страдающих другими лизосомными болезнями, такими как болезнь Гоше, метахроматическая лейкодистрофия, болезнь Фабри, не имеет особенностей.

Таким образом, достаточно четко выражен клинический полиморфизм лизосомных болезней накопления. Однако, несмотря на это, существуют признаки, характерные для всех заболеваний этого класса, а именно:

Полисистемность, то есть вовлечение в патологический процесс многих органов и тканей;
прогредиентное течение - возникновение и прогрессирование заболевания после некоторого периода нормального развития.
В большинстве своем эти болезни приводят к ранней инвалидизации и преждевременной смерти. Лишь немногие формы болезней характеризуются близкой к норме продолжительностью жизни. Говорят, что такие дети умирают трижды: сначала в умах родителей, когда поставлен диагноз, затем при помещении ребенка в специализированное учреждение, если его туда направляют, и, наконец, когда больной действительно умирает. Безысходность заболевания и серьезные генетические прогнозы формируют сложную психологическую проблему в семье. Отсутствие эффективных способов лечения этих изнуряющих нейродегенеративных заболеваний требует от врача, имеющего дело с родителями больных детей, огромного такта. Трудно передать то опустошающее влияние на семью, которое оказывают быстрое ухудшение состояния и неизбежная гибель ранее здорового ребенка.

Именно поэтому разработка эффективного метода лечения, хотя бы одного заболевания из этой группы фатальных болезней, в высшей степени важна. Первым реальным шагом, предпринятым в этом направлении, стало появление в 1991 году метода лечения болезни Гоше с помощью модифицированной формы недостающего при этом заболевании фермента.

Болезнь Гоше - наследственное заболевание из группы сфинголипидозов, обусловленное недостаточной активностью одного из лизосомных ферментов - глюкоцереброзидазы, которая участвует в гидролизе глюкоцереброзида. В результате, глюкоцереброзид накапливается в лизосомах макрофагов с образованием клеток Гоше, являющихся отличительной особенностью данного заболевания. Этими клетками изобилует красная пульпа селезенки, синусоиды печени, лимфатические узлы, костный мозг, а также многие другие ткани.

Безболезненная спленомегалия - обычно самый ранний симптом болезни Гоше. Если в норме объем селезенки находится в пределах 50-200 см3, то у пациентов, страдающих болезнью Гоше, он составляет 1500-3000 см3, в отдельных случаях - до 10000 см3 и более. В самых тяжелых случаях вес селезенки может достигать 20% веса тела пациента. У большинства больных гиперспленизм развивается параллельно с панцитопенией и геморрагическим диатезом.

Хотя увеличение печени и ее дисфункция при болезни Гоше являются обычными для всех типов болезни, но случаи тяжелой печеночной недостаточности встречаются редко. Объем печени, как правило, в 1,5-2 раза больше нормы, но в тяжелых случаях может увеличиваться в 10 раз.

Основной причиной стойкой инвалидизации при этом заболевании является одно из главных осложнений - поражение скелета. Изменения в костной ткани - следствие замещения нормальных элементов костного мозга инфильтратами клеток Гоше, которое сопровождается нарушением нормальных физиологических процессов. Костная патология наблюдается приблизительно у 75% пациентов, страдающих болезнью Гоше. В первую очередь обычно поражается бедренная кость, затем другие трубчатые кости и позвоночник. Накопление клеток Гоше в костном веществе вызывает появление остеолитических очагов, что приводит к отеку, увеличению внутрикостного давления и острым болевым ощущениям, которые известны как «костные кризы».

Следует отметить, что болезнь Гоше представляет собой группу из трех клинически различных, но генетически общих нозологических форм. Кроме вышеприведенных симптомов, характерных, как правило, для всех типов болезни Гоше, существует и принципиальное различие между типами, которое состоит в наличии и скорости прогрессирования неврологических осложнений. Так, первый, самый распространенный тип этого заболевания не затрагивает нервной системы; на первый план выступает увеличение паренхиматозных органов с преимущественным поражением селезенки. Второй и третий типы характеризуются развитием неврологических осложнений у пациентов в разном возрасте.

Таким образом, в случае неясной спленомегалии (с геморрагическим диатезом и без него) у пациента любого возраста, особенно в случаях безболезненного увеличения селезенки в сочетании с другими патологическими проявлениями со стороны печени и скелета, всегда нужно помнить о вероятности наличия у больного болезни Гоше.

Наличие клеток Гоше в костном мозге и других тканях с высокой степенью вероятности подтверждает диагноз болезни Гоше. Однако он не может быть принят как основополагающий, так как подобные клетки встречаются и при других лизосомных болезнях (болезнь Нимана-Пика и другие). Поэтому для подтверждения диагноза, наряду с гистологическим исследованием костного мозга, необходимо определять активность мутантного фермента в клетках периферической крови.

Программа диагностики наследственных лизосомных болезней накопления, включая болезнь Гоше, существует в лаборатории Киевского медико-генетического центра Украинской детской специализированной больницы ОХМАТДЕТ. В тесном сотрудничестве с Центром детской онкогематологии УДСБ ОХМАТДЕТ региональные медико-генетические центры и другие медицинские учреждения Украины проводят комплексное клинико-лабораторное обследование пациентов с этой патологией.

До недавнего времени медицина предлагала только симптоматические методы лечения болезни Гоше. Единственным способом облегчить такие тяжелые проявления гиперспленизма, как анемия и тромбоцитопения, было удаление селезенки. Проведение спленэктомии у этих пациентов позволяло достичь временного облегчения. Однако накопление нерасщепленного глюкоцереброзида в организме не прекращалось, и основная нагрузка при отсутствии селезенки ложилась на костную ткань. Таким образом, эта операция приводила к ускорению деструктивных изменений в костной системе.

С выделением и очисткой глюкоцереброзидазы стало возможным замещение мутантного фермента у больных. Десятилетний опыт применения ферментозаместительной терапии во всем мире свидетельствует о том, что этот метод лечения останавливает прогрессирование заболевания, способствует обратному развитию симптомов болезни Гоше и значительно улучшает качество жизни больных. Сегодня во всем мире тысячи больных с болезнью Гоше получают внутривенные инъекции модифицированной человеческой глюкоцереброзидазы. В Украине двум детям проводится специфическое лечение в качестве гуманитарной помощи фирмы Джензайм.
Благодаря успехам генетики и современной медицинской науки эффективное лечение наследственных болезней становится реальностью, уменьшает боль и страдания многих людей, дарит ранее безнадежным пациентам надежду на полноценную жизнь.

Артур Л. Боде (Arthur L. Beaudet)

Общие признаки

Определение. Лизосомы представляют собой цитоплазматические органеллы, в кислой среде которых содержатся многочисленные ферменты, гидролизующие большинство биологических макромолекул (рис. 316-1). Первичные лизосомы представляют собой особые тельца, образующиеся из пластичного комплекса (аппарат Гольджи). Они могут сливаться с другими окруженными мембраной пузырьками, формируя вторичные лизосомы. Последние содержат материал, попавший в клетку извне в результате эндоцитоза, или внутриклеточный материал, поглощаемый в процессе аутофагии. Основная функция лизосом заключается в разрушении использованных макромолекул по ходу их нормального кругооборота и тканевой перестройки. Исследования метаболизма витамина В 12, липопротеинов, пептидных гормонов и факторов роста свидетельствуют о роли лизосом в поглощении этих молекул путем адсорбтивного эндоцитоза. Начальная клеточная вакуоль, образующаяся при адсорбтивном эндоцитозе (рецептосома, или эндосома) сливается с лизосомами. Лизосомные ферменты представляют собой гликопротеины, синтезирующиеся в эндоплазматической сети. Исходные продукты белкового синтеза подвергаются существенным изменениям, в том числе протеолитическому отщеплению, присоединению комплекса олигосахаридов, синтезу маркеров распознавания (в некоторых случаях маннозо-6-фосфата) и компартментализации в первичные лизосомы. Эти процессы протекают в эндоплазматической сети, пластинчатом комплексе и, вероятно, в первичных, если не вторичных, лизосомах.

Концепция лизосомных болезней накопления сложилась в результате изучения гликогеноза II типа (Помпе). Факт накопления гликогена в лизосомах вследствие недостаточности?-глюкозидазы, а также данные, полученные при исследовании других аномалий, позволили Эру определить врожденную лизосомную болезнь как такое состояние, при котором: 1) определяется недостаточность какого-либо одного лизосомного фермента и 2) внутри связанных с лизосомами вакуолей появляются необычные отложения (субстраст). Это определение можно видоизменить, включив в него дефекты одиночных генов, влияющие на один лизосомный фермент или более, и тем самым распространить на такие болезни, как муколипидозы и множественная сульфатазная недостаточность. Определение можно расширить и далее с тем, чтобы оно распространялось на недостаточность и других белков, необходимых для функционирования лизосом (активирующие ферменты разрушения сфинголипидов). Данные биохимических и генетических исследований свидетельствуют о том, что эти активирующие белки принимают участие в гидролизе некоторых субстратов.

Рис. 316-1. Биология лизосом;

Лизосомные ферменты, в том числе их предшественники (Ф), синтезируются в эндоплазматической сети и затем подвергаются посттрансляционному процессингу, который заключается в их упаковке в первичные лизосомы. Первичные лизосомы могут затем вступать в любой из указанных путей.

Лизосомные болезни накопления объединяют большинство болезней накопления липидов, мукополисахаридозы, муколипидозы, болезни накопления гликопротеинов и другие, перечисленные в табл. 316-1. Недостаточность ферментов имеет аутосомно-рецессивную основу, за исключением мукополисахаридоза II (МПС II) Хантера, который наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак, и болезни Фабри, которая сцеплена с Х-хромосомой и часто проявляется у женщин. Органами-мишенями оказываются обычные места разрушения той или иной макромолекулы. Например, у лиц с нарушением процесса разрушения миелина в процесс вовлекается белое вещество головного мозга, при нарушении процесса разрушения гликолипидов стромы эритроцитов развивается гепатоспленомегалия, а при нарушении процесса разрушения вездесущих мукополисахаридов - генерализованное повреждение тканей. Накапливающийся материал часто вызывает висцеромегалию или макроцефалию, но может развиться и вторичная атрофия, особенно мозга и мышц. Вообще симптоматика соответствующих болезней обусловливается повреждающим действием накапливающихся веществ, но часто неясно, каким именно образом они вызывают гибель или дисфункцию клеток. Все эти болезни прогрессируют, и многие из них заканчиваются смертью в детском или юношеском возрасте. Для окончательного диагноза наиболее важны результаты определения конкретных ферментов в сыворотке, лейкоцитах или культивируемых фибробластах кожи; соответствующие тесты выбирают, исходя из клиники заболевания. Эти болезни имеют широкие фенотипические колебания, причем многие из них связаны с возрастом, т. е. различают инфантильные, ювенильные и взрослые их формы. Кроме того, при болезнях, обусловленных дефектом одиночного гена, возможны различные сочетания висцеральных, костных и неврологических аномалий.

Таблица 316-1. Лизосомные болезни накопления

Диагностика. Подозрение на лизосомную болезнь появляется обычно при прогрессирующей дисфункции нервной системы, висцеромегалии, нарушениях скелета или каких-то более специфических аномалиях (см. табл. 316-1). Отличительной особенностью этих болезней служат прогрессирующие или дегенеративные процессы. Дегенеративные процессы у нормально развивающегося ребенка приводят к замедлению развития, а затем уже к утрате им ранее приобретенных навыков. При сборе анамнеза необходимо обращать особое внимание на развитие в детстве, неврологические симптомы, включая судороги, а также нарушения зрения и слуха, физический рост и более специфические показатели, такие как огрубение черт лица, помутнение роговицы, усиление ранних рефлюксов, растяжение живота, боли в суставах, их тугоподвижность, грыжи и рецидивирующие инфекции. При сборе семейного анамнеза в случае аутосомных рецессивных заболеваний можно выявить аналогичные симптомы у сиблингов или других кровных родственников, а в случае Х-сцепленных аномалий обнаружить других больных членов семьи мужского пола. Целесообразно учитывать этническую принадлежность больного, так как ряд болезней накопления липидов чаще регистрируется у евреев ашкенази, а маннозидозы и аспартилглюкозаминурия - у жителей Скандинавии. Ювенильная форма сиалидоза распространена в Японии.

При осмотре можно обнаружить увеличение окружности черепа. В начале развития некоторых мукополисахаридозов и гликогенозов отмечается гигантизм, тогда как более поздним проявлением многих заболеваний служит низкорослость. При офтальмологическом обследовании с помощью щелевой лампы тщательно осматривают глазное дно. Могут увеличиваться размеры языка, черты лица становятся грубыми, присоединяется гепатоспленомегалия. Аномалии скелета могут заключаться в кифозе, ширококостности и тугоподвижности суставов. Изменения кожи встречаются редко, обычно только при фукозидозе, сиалидозе, болезнях Фабри и болезни Гунтера. При тщательном неврологическом обследовании необходимо попытаться определить степень повреждения серого и белого вещества мозга, а также периферических нервов. Предварительные диагностические исследования должны включать изучение мазков периферической крови для выявления вакуолизированных или гранулированных лейкоцитов, пробу на мукополисахариды в пятне мочи и обзорную рентгенографию скелета. Предпочтительный алгоритм диагностики заключается в использовании всех этих методов для выбора фермента, активность которого требует проверки при исследовании сыворотки, лейкоцитов или культуры фибробластов кожи. При положительном скрининг-тесте на мукополисахариды или при убедительных клинических данных можно провести количественный анализ ^на мукополисахариды. При неопределенности результатов обследования целесообразно произвести биопсию кожи, костного мозга, слизистой оболочки прямой кишки, печени, периферического нерва, конъюнктивы или других тканей для проведения световой и электронной микроскопии. Результаты электронно-микроскопического исследования в зависимости от наличия или отсутствия переполненных лизосом могут подтвердить или отвергнуть общее предположение о лизосомной болезни. И в этих случаях определение ферментов - наиболее подходящий способ диагностики. Если получены веские данные в пользу лизосомной болезни накопления, но не выявлена недостаточность какого-либо фермента, целесообразно начать дальнейшие исследования с химического анализа биоптатов печени или мозга.

Гетерогенность. Лизосомные болезни накопления значительно различаются по клиническим и биохимическим признакам. Биохимические и генетические основы этих различий обсуждались в гл. 57 и 305. Коротко говоря, структурный ген лизосомного фермента производит продукты, которые после посттрансляционной модификации превращаются в гликопротеины, но при этом часто образуется несколько вариантов последних с разными электрофоретическими свойствами - изоферменты. Эти изоферменты способны гидролизовать один или несколько субстратов, причем субстратная специфичность разных изоферментов может различаться. Различия в субстратной специфичности обусловлены также присутствием сходных, но генетически разных ферментов, например?-галактозидаз. Мутация гена может полностью лишить фермент активности или только снизить ее, изменить способность фермента к посттрансляционной модификации или его активность по отношению к конкретным субстратам.

В большинстве случаев различия в тяжести заболевания у разных больных, равно как и разные сочетания висцеральных, скелетных, неврологических, глазных и других проявлений одной и той же болезни, определяются разными мутациями структурных генов лизосомных ферментов. Гетерогенность еще больше увеличивается из-за рецессивной природы большинства этих болезней, так как у каждого больного должно быть два мутантных гена в одном локусе. Точный характер мутаций в двух копиях одного гена может быть неодинаковым, что делает больного генетически компаунд-гетерозиготой. В этом случае один или оба гена могут кодировать фермент с некоторой остаточной активностью по отношению к одному или нескольким субстратам. Вероятными примерами компаунд-гетерозигот могут служить больные с промежуточными клиническими фенотипами мукополисахаридоза I типа (МПС I). На молекулярном уровне большинство больных с лизосомными болезнями накопления можно, вероятно, отнести к компаунд-гетерозиготам. Несмотря на то что с клинической точки зрения целесообразно различать инфантильный, ювенильный, взрослый, нейропатический или ненейропатический фенотипы болезни, существование разных мутантных аллелей и генетических комбинаций объясняет случаи аберрантности или промежуточности состояний по сравнению с их обычным фенотипом. Другой тип гетерогенности подтверждают МПС III А, В, С и D, представляющие собой весьма сходные болезни, но обусловленные дефектами разных генов. Таким образом, в основе внешней клинической гомогенности может лежать биохимическая гетерогенность.

Еще большую сложность проблеме придает тот факт, что активность некоторых ферментов определяется сочетанием неодинаковых субъединиц молекулы. В результате недостаточность одного и того же фермента может быть обусловлена разными мутациями (например, недостаточность гексаминидазы А при болезнях Тея- Сакса и Сендхоффа), которые объясняют также множественную недостаточность ферментов при дефекте одиночного гена, например при болезни Сендхоффа. Лизосомные болезни накопления могут быть результатом генетических аномалий и на уровне посттрансляционной модификации лизосомных ферментов, равно как и общих дефектов целостности и функции лизосом. Муколипоидозы II и III отражают ситуацию, при которой дефект одиночного гена меняет способность ряда лизосомных ферментов проникать в лизосомы. Таким образом, гетерогенность может обусловливаться и мутациями, не затрагивающими структурные гены самих ферментов. Лучшему пониманию природы фенотипической и генотипической гетерогенности должна способствовать дальнейшая расшифровка биохимической идентичности, структуры субъединиц, посттрансляционного процессинга и субстратной специфичности лизосомных ферментов.

Установлению клинического диагноза способствует, но в то же время в чем-то и осложняет широкое использование синтетических субстратов при определении активности лизосомных ферментов. С помощью таких субстратов зачастую регистрируется активность группы близких, но разных ферментов. Так, при использовании искусственного субстрата активность р-галактозидазы на самом деле может отражать сумму действия разных?-галактозидаз, кодируемых разными структурными генами и имеющих разную субстратную специфичность. Для того чтобы придать клиническую значимость результатам этих определений, приходится варьировать условия in vitro для того, чтобы вычленить действие именно того фермента, недостаточность которого характерна для данного заболевания. Однако генетическая гетерогенность проявляется в том, что мутантный фермент либо гидролизует природный, но не искусственный субстрат, либо наоборот. Например, если использовать искусственный субстрат, то у здорового человека можно обнаружить недостаточность гексозаминидазы А, а у больного с синдромом Тея- Сакса - весьма высокую ее активность. Патология коррелирует со способностью фермента гидролизовать только природный субстрат - ганглиозид GM2. Все это очень важно для скрининга гетерозигот и для пренатальной диагностики. Эти феномены требуют не ограничиваться определением активности ферментов в отношении искусственных субстратов, если результаты определений противоречат отчетливым клиническим, электронно-микроскопическим или химическим признакам болезни.

Лечение и профилактика. В настоящее время отсутствуют эффективные специфические средства лечения, поэтому оно остается в основном симптоматическим. Во многих случаях болезнь неумолимо прогрессирует, и облегчить состояние больного невозможно. При болезни Фабри, часто сопровождающейся почечной недостаточностью, помогает пересадка почки, а у взрослых при болезни Гоше - спленэктомия. Большое внимание привлекла возможность заместительной терапии ферментами путем трансплантации органов или фибробластов, инфузии плазмы, лейкоцитов и ферментов в чистом виде или заключенных в эритроциты или липосомы. Несмотря на то что эти мероприятия могли бы смягчить симптоматику, не связанную с повреждением центральной нервной системы, их эффективность остается недоказанной. Наибольшие проблемы при лечении связаны именно с повреждением центральной нервной системы, поскольку гематоэнцефалический барьер служит дополнительным препятствием для проявления эффекта при заместительной ферментной терапии.

Важно при этих болезнях генетическое консультирование. Все лизосомные болезни накопления, при которых известна недостаточность конкретного фермента, могут или могли бы быть диагностированы in utero, поскольку активность лизосомных ферментов экспрессируется в культивируемых клетках амниотической жидкости, равно как и в культуре фибробластов кожи. Для пренатального диагноза можно также прибегать к помощи биопсии ворсинок плаценты. Несмотря на то что при этом несколько повышается частота выкидышей, члены семей с высоким генетическим риском очень заинтересованы в возможности ранней диагностики. Иногда удается выявить гетерозигот среди близких родственников, но обычно трудно получить согласие достаточного для статистического анализа числа лиц. Выявление гетерозигот осложняет также случайная инактивация Х-хромосом у 46 ХХ-носителей болезней, сцепленных с Х-хромосомой, но следует настойчиво проводить генетическое консультирование женщин из группы риска. Более эффективным профилактическим методом служит выявление гетерозигот перед их вступлением в брак и рождением детей. Реальность этого подхода доказана программами выявления гетерозигот по болезни Тея-Сакса. Эти программы способствовали снижению частоты соответствующих болезней, вероятно, в связи с широким тестированием и влиянием на планирование рождения детей супружескими парами из группы риска по рождению больных детей; высокая частота гетерозигот среди евреев ашкенази и доступность биохимических методов выявления носительства гена болезни Тея-Сакса облегчили проведение этой программы. Распространение этого подхода при других болезнях и в популяциях с меньшей частотой гетерозигот требует разработки надежных методов выявления последних. Даже в оптимальных условиях генетические варианты могут обусловливать ложноположительные или ложноотрицательные результаты любой программы скрининга.

Клонирование генов лизосомных ферментов. Сообщается о клонировании ДНК, кодирующих ряд лизосомных ферментов, и в конце концов большинство этих генов будет клонировано. Работа в этом направлении должна обеспечить лучшее понимание биохимии и генетики лизосомных болезней. Основная надежда возлагается на то, что доступность клонированных генов позволит осуществить генную заместительную терапию в той или иной форме.

Отдельные заболевания

Сфинголипозы. GMI-Ганглиозидоз. Смгганглиозидоз обусловлен недостаточностью р-галактозидазы. Инфантильная форма болезни проявляется уже при рождении или вскоре после него (отставание развития, судорожные припадки, грубые черты лица, отеки, гепатоспленомегалия, макроглоссия, вишнево-красные пятна на сетчатке и явный мукополисахаридозоподобный множественный дизостоз). Смерть наступает обычно в возрасте 1-2 лет. Ювенильная форма характеризуется более поздним началом, большей продолжительностью жизни (более 5 лет), неврологическими нарушениями и судорогами и менее тяжелыми повреждениями.скелета и глаз. При взрослой форме часто отмечают спондилоэпифизарную дисплазию, сходную с таковой при МПС IV, помутнение роговицы и нормальный интеллект. Могут быть выражены спастичность мышц и атаксия с незначительными костными аномалиями. Требуется особая настороженность, чтобы распознать разные фенотипы болезни, обусловленной недостаточностью р-галактозидазы, в юношеском и зрелом возрасте, так как при этом может отмечаться практически любое сочетание костных, глазных, неврологических и висцеральных симптомов. Существуют изоферменты р-галактозидазы, и разнообразие фенотипов связано с различными мутациями одного и того же структурного гена. Все формы Смгганглиозидоза наследуются как аутосомный рецессивный признак. Представители разных этнических групп заболевают с равной частотой. Она довольно низкая, всего известно менее 50 лиц с каждым фенотипом болезни. В ряде случаев у больных, у которых вначале предполагали недостаточность р-галактозидазы, впоследствии была обнаружена сочетанная недостаточность нейраминидазы и р-галактозидазы.

GM2-ганглиозидоз. Болезнь (или синдром) Тея-Сакса - сравнительно часто встречающаяся врожденная аномалия метаболизма: доказано уже несколько тысяч случаев заболевания. Несмотря на то что по клинике этот синдром напоминает болезнь Сендхоффа, генетически они различаются: в первом случае отмечена недостаточность гексозаминидазы А, а во втором - гексозаминидаз А и В. Еще один вид патологии (АВ-вариант GM2-ганглиозидоза) характеризуется нормальной активностью гексозаминидаз А и В. Он обусловлен недостаточностью белкового фактора (активатор), необходимого для реализации активности фермента по отношению к природному субстрату. Клинические признаки всех вариантов болезни, проявляющихся в младенчестве (инфантильные формы), сходны и заключаются в отставании развития, что становится явным в возрасте 3-6 мес, и последующей быстро прогрессирующей неврологической симптоматике. Подозрения на болезнь вызывают макроцефалия, судорожные припадки, вишнево-красные пятна на сетчатке и резко выраженная реакция (чрезмерный испуг) на звук. Диагноз подтверждается результатами определения ферментов. В большинстве случаев недостаточность гексаминидазы, проявляющаяся позднее (ювенильная форма), характеризуется деменцией, судорожными припадками и глазными симптомами, а у некоторых больных развиваются атипичные дегенеративные изменения в спинном мозге и мозжечке. У некоторых больных с ювенильной и взрослой формой появляются признаки атрофии мышц спинального происхождения.

Болезнь Сендхоффа неаллельна болезни Тея-Сакса, тогда как ювенильные формы недостаточности гексозаминидазы обычно аллельны последней. Болезнь Тея-Сакса-наиболее частая форма недостаточности гексаминидазы; среди евреев ашкенази риск этого заболевания примерно в 100 раз выше, чем среди представителей других этнических групп. Все формы GM2-ганглиозидоза наследуются как аутосомный рецессивный признак. Гексозаминидаза В состоит из?-субъединиц, структурный ген которых расположен на 5-й хромосоме, тогда как гексозаминидаза А включает и а-, и р-субъединицы, причем структурный ген?-субъединицы локализуется на 15-й хромосоме. Таким образом, для синдрома Тея - Сакса типичен дефект а-субъединицы, а при синдроме Сендхоффа - р-субъединицы.

Несмотря на отсутствие специфических средств лечения, во всем мире осуществляются широкие программы выявления гетерозигот с целью профилактики синдрома Тея-Сакса. С 1982 г. обследовано более 400000 человек и выявлено более 15000 гетерозигот и 333 супружеские пары с риском болезни Тея-Сакса для потомства. Пренатальная диагностика проведена у 667 беременных, у которых уже были рождены больные дети, и у 391 беременной, исходя из результатов скрининга на носительство в 1982 г.

Лейкодистрофии. Галактозилцерамидный липидоз Краббе, или шаровидно-клеточная лейкодистрофия, проявляется в младенчестве из-за недостаточности галактозилцерамид-?-галактозидазы. Для него типичны начало в возрасте 2-б мес, легкая возбудимость, гиперестезия, повышенная чувствительность к внешним воздействиям, лихорадка неизвестного происхождения, атрофия зрительного нерва и иногда судорожные припадки. Количество белка в спинномозговой жидкости обычно увеличено. Тонус мышц и рефлексы с глубоких сухожилий вначале усилены, но затем мышечный тонус снижается. Через 1-2 года резко усугубляется неврологическая симптоматика и наступает смерть. Прижизненный диагноз основан на результатах определения ферментов. Характерным и, возможно, специфическим признаком служат шаровидные клетки в тканях нервной системы. Функция галактозилцерамид-?-галактозидазы заключается в разрушении сульфатидов, образующихся из миелина. Повреждение тканей настолько нарушает синтез миелина, что при аутопсии обычно не выявляют увеличения абсолютного количества галакто-цереброзидного субстрата в тканях. Галактозилцерамид-р-галактозидаза генетически отличается от р-галактозидазы, недостаточность которой типична для GM1-ганглиозидоза.

Больные с синдромом Краббе встречаются сравнительно редко. Выявлено всего около 150 больных. Синдром наследуется как аутосомный рецессивный признак, несколько чаще заболевают жители Скандинавских стран. Несмотря на отсутствие специфических средств лечения, возможна пренатальная диагностика.

Причиной метахромной лейкодистрофии (болезнь накопления липидов), встречающейся с частотой 1:40000, служит недостаточность арилсульфатазы А (цереброзидсульфатаза). Она проявляется в более позднем возрасте, нежели синдром Тея-Сакса или Краббе. Больные дети начинают ходить, но в возрасте 2-5 лет походка у них часто нарушается. Вначале мышечный тонус и рефлексы с глубоких сухожилий снижены, что связано с повреждением периферических нервов. В первые 10 лет жизни болезнь прогрессирует и проявляется атаксией, повышением тонуса мышц, декортикальным или децеребральным статусом и в конце концов утратой всех контактов с окружающим миром. Продолжительность жизни зависит от тщательности ухода и кормления через носовой зонд или через гастростому.

Несмотря на то что для диагностических исследований использовалась и моча, ферменты предпочтительнее определять в лейкоцитах или фибробластах. Изменения, выявляемые при метахромном окрашивании нервной ткани, неспецифичны и не могут заменить результатов определения фермента. Иногда метахромная лейкодистрофия начинается в возрасте 4-20 лет, в этом случае она прогрессирует медленнее. Взрослая форма заслуживает специального упоминания как пример диагностических трудностей при легких, медленно прогрессирующих формах лизосомных болезней накопления. Она начинается в возрасте 10-40 лет и проявляется медленно развивающейся деменцией. Часто определяются эмоциональные и двигательные нарушения, речь неотчетливая. Несмотря на снижение скорости проведения возбуждения по периферическим нервам, нередко усиливаются глубокие сухожильные рефлексы. Прижизненно обычно ставят диагноз органической деменции, шизофрении или рассеянного склероза; правильный диагноз при жизни устанавливают редко.

Активность арилсульфатазы А регистрируют, как правило, по отношению к искусственному субстрату, а диагностические трудности связаны с низкой активностью фермента у здоровых и его остаточной активностью у больных с симптомами болезни. Она может быть гетерогенной, что объясняется мутациями множественных компонентов цереброзидсульфатазы, но у большинства больных, вероятно, болезнь связана с простыми аллельными нарушениями и наследуется как аутосомный рецессивный признак. Иногда при фенотипе метахромной лейкодистрофии выявляют недостаточность белкового активатора разрушения сфинголипидов. Недостаточность арилсульфатазы А определяют и при множественной сульфатазной недостаточности, обсуждаемой далее.

Болезнь Нимана-Пика. Болезнь Нимана - Пика представляет собой сфингомиелиновый липидоз. При болезни типа А и В имеется явная недостаточность сфингомиелиназы-фермента, гидролизующего сфингомиелин с образованием церамида и фосфорилхолина. Наиболее частая форма А проявляется вскоре после рождения гепатоспленомегалией, плохим самочувствием и неврологическими симптомами. На сетчатке могут появиться вишнево-красные пятна, но судорожные припадки и гиперспленизм редки. Диагноз можно установить, обнаружив своеобразные клетки Нимана - Пика в костном мозге, но подтверждают его результатами определения фермента. Форма В синдрома-сравнительно доброкачественный процесс, проявляющийся гепатоспленомегалией, недостаточностью сфингомиелиназы и иногда инфильтратами в легких; однако неврологическая симптоматика при этой форме синдрома отсутствует. Для формы С характерен сфингомиелиновый липидоз, прогрессирующие неврологические нарушения в детском возрасте и сохранность (вплоть до нормы) активности сфингомиелиназы. Тип D синдрома напоминает тип С, но отличается тем, что заболевают преимущественно жители Новой Шотландии (Канада). При синдроме Нимана-Пика типа Е определяют висцеральный сфингомиелиновый липидоз без неврологических нарушений и недостаточности сфингомиелиназы. Биохимическая основа типов С, D и Е синдрома не выяснена. У многих больных с синдромом гистиоцитов цвета морской волны выявляют недостаточность сфингомиелиназы; у других больных с этим синдромом дефекты метаболизма остаются неясными.

Болезнь Гоше. Болезнь Гоше представляет собой глюкозилцерамидный липидоз, обусловленный недостаточностью глюкозилцерамидазы. Инфантильная форма характеризуется ранним началом, выраженной гепатоспленомегалией и выраженными прогрессирующими неврологическими нарушениями, приводящими к ранней смерти. Взрослая форма относится, вероятно, к наиболее частой разновидности лизосомной болезни накопления. Больные с ювенильной и взрослой формами встречались в одних и тех же семьях, но они имеют разных родителей, что свидетельствует об аллельности этих форм.

Все формы синдрома Гоше наследуются как аутосомный рецессивный признак. Взрослая форма среди евреев ашкенази встречается примерно в 30 раз чаще, чем среди представителей других этнических групп, и ее частота в этой группе составляет примерно 1:2500 новорожденных. Несмотря на то что этот вариант болезни принято называть взрослой формой синдрома Гоше, он часто проявляется еще в детстве. Критерием взрослой формы служит отсутствие неврологических нарушений. Взрослая форма представляет собой одну из тех лизосомных болезней накопления, которые с наибольшей вероятностью могут встретиться в терапевтической практике, причем диагноз может быть установлен почти в любом возрасте. Клинически эта форма проявляется либо случайно обнаруживаемой спленомегалией, либо тромбоцитопенией, обусловленной гиперспленией. Кроме того, больного могут беспокоить боли в костях или патологические переломы, включая асептический некроз головки бедренной кости и компрессию позвонков. Боли в костях, сопровождающиеся повышением температуры тела. иногда называют псевдоостеомиелитом. Могут выявляться инфильтраты в легких, легочная гипертензия и умеренное нарушение функций печени. Характерно повышение в сыворотке уровня кислой фосфатазы. При всех формах синдрома Гоше в костном мозге встречаются своеобразные «нагруженные» клетки, но определение фермента все же необходимо, так как клетки Гоше могут определяться и у больных с гранулоцитарным лейкозом и миеломой.

Клиническое течение варьирует; вовлечение в процесс легких может привести к ранней смерти, но у многих больных продолжительность жизни не уменьшается. Спленэктомия часто сопровождается кровотечением, связанным с тромбоцитопенией. При угрожающих жизни осложнениях болезни можно подумать о пересадке костного мозга. Из-за распространенности взрослой формы синдрома Гоше и отсутствия неврологических нарушений оправданы усилия по разработке заместительной ферментной терапии.

Болезнь Фабри. При болезни Фабри из-за недостаточности а-галактозидазы А происходит накопление тригексозида - галактозилгалактозилглюкозилцерамида. Синдром наследуется как признак, сцепленный с Х-хромосомой, и особенно выражен у лиц мужского пола. Он развивается обычно в зрелом возрасте. Если симптоматика появляется в детском возрасте, то она, скорее всего, принимает форму болевой нейропатии. В юности и раннем зрелом возрасте часто отмечается гипогидроз, и нередко при прохождении воинской службы молодой человек страдает тепловыми ударами. Опытный офтальмолог может поставить диагноз, обнаружив характерную дистрофию роговицы, но больные обычно не жалуются на изменения зрения. Синдром часто диагностируют лишь после развития прогрессирующего повреждения почек, т. е. в возрасте после 20-40 лет. Тромбозы сосудов могут происходить в детском возрасте. Смерть чаще всего наступает от почечной недостаточности, обычно в возрасте после 30-40 лет. У женщин-гетерозигот болезнь протекает легче. Чаще всего у них выявляют дистрофию роговицы, хотя могут иметь место и все другие проявления. Ожидаемая продолжительность жизни у женщин выше, хотя иногда могут присоединяться осложнения, приводящие к смерти.

Полезным оказывается ряд терапевтических мероприятий. Важно осуществлять консультирование в отношении риска гипогидролиза. Болевая нейропатия часто корригируется фенитоином. При почечной недостаточности прибегают к помощи хронического диализа, а пересадка почки перспективна в случае интактности донорской почки. Синдром Фабри в будущем мог бы оказаться объектом и заместительной ферментной терапии в силу сохранности центральной нервной системы.

Недостаточность кислой липазы. Эта аномалия лежит в основе двух патологий с разным фенотипом. Болезнь Вольмана представляет собой тяжелую аномалию с началом в раннем возрасте, выраженной гепатоспленомегалией, анемией, рвотой, нарушением развития и характерной кальцинацией надпочечников. Неврологическая симптоматика минимальна по сравнению с выраженной соматической. Болезнь накопления эфиров холестерина - это редкое состояние со сравнительно более легкой симптоматикой. К постоянным признакам относятся гепатоспленомегалия и повышенный уровень холестерина в плазме. Могут быть выявлены фиброз печени, варикозное расширение вен пищевода и замедление роста. В одной из семей могла быть промежуточная форма болезни, поскольку две девочки умерли в возрасте 7 и 9 лет от острой печеночной недостаточности невыясненной этиологии, а у третьего сиблинга в ранний период жизни развились кальциноз надпочечников и легочная гипертензия. В тканях больных с недостаточностью кислой липазы не гидролизуются ни триглицериды, ни эфиры холестерина. Не исключено, что многие субстраты гидролизуются одним ферментом, но структура субъединиц и гидролитические свойства различных лизосомных липаз изучены недостаточно. Дефицит кислой липазы обусловливает нарушение процесса разрушения липопротеинов низкой плотности (см. в гл. 315) и может сопровождаться преждевременным развитием атеросклероза. Как болезнь Вольмана, так и болезнь накопления эфиров холестерина наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Болезни накопления гликопротеинов. Фукозидоз, маннозидоз и аспартилглю-козаминурия представляют собой редкие аномалии, наследуемые как аутосомные рецессивные признаки и связанные с недостаточностью гидролаз, расщепляющих полисахаридные связи. При фукозидозе накапливаются как гликолипиды, так и гликопротеины. Все эти аномалии характеризуются неврологическими нарушениями и разнообразными соматическими проявлениями (см. табл. 316-1). Фукозидоз и маннозидоз чаще всего приводят к смерти в детском возрасте, тогда как аспартилглюкозаминурия проявляется как лизосомная болезнь накопления с поздним началом, выраженной психической отсталостью и более продолжительным течением. Для фукозидоза характерны нарушения электролитного состава пота и кожные ангиокератомы, а для маннозидоза - необычные круговые катаракты. При аспартилглюкозаминурии диагностическое значение имеют результаты анализа мочи, в которой выявляют увеличение количества аспартилглюкозамина. Заболевают чаще жители Финляндии. Под названием сиалидоза объединяют группу фенотипов, связанных с недостаточностью гликопротеиннейраминидазы (сиалидаза). К ним относятся взрослая форма, характеризующаяся вишнево-красными пятнами на сетчатке и миоклонусом, инфантильная и ювенильная формы с фенотипом, подобным мукополисахаридозу, а также врожденная форма с водянкой плода. Во многих случаях, ранее относимых к муколипидозу I, был выявлен маннозидоз или сиалидоз. У некоторых больных с сиалидозом определяется недостаточность как?-галактозидазы, так и нейраминидазы. Молекулярная основа сочетанного дефицита?-галактозидазы и нейраминидазы остается неясной, но предполагают дефект «защитного белка». Каждую из болезней накопления гликопротеинов можно диагностировать путем определения соответствующих ферментов.

Мукополисахаридозы. Это общее название разнообразных нарушений, обусловленных недостаточностью одного из группы ферментов, разрушающих мукополисахариды трех классов: гепаран-, дерматин- и кератансульфат. Обобщенный фенотип включает в себя грубые черты лица, помутнение роговицы, гепатоспленомегалию, тугоподвижность суставов, грыжи, множественный дизостоз, экскрецию мукополисахаридов с мочой и метахромное окрашивание периферических лейкоцитов и костного мозга. Отдельные черты фенотипа мукополисахаридоза присущи также муколипидозам, гликогенозам и другим лизосомным болезням накопления. Конкретизировать диагноз помогает тщательное клиническое и рентгенологическое обследование, а также определение типа мукополисахаридов, экскретируемых с мочой. Для окончательного диагноза необходимо определение специфических ферментов в разных тканях, например в культуре фибробластов кожи.

Прототипом мукополисахаридоза служит синдром Гурлер, или мукополисахаридоз IX. В этом случае имеются практически все компоненты упомянутого фенотипа, причем они резко выражены. Ранние симптомы включают переполнение кровью сосудов носа и макроскопически видимое помутнение роговицы. Бурный рост в первые годы жизни по мере прогрессирования болезни замедляется. Рентгенологически выявляют увеличение турецкого седла с характерным подковообразным дном, расширение и укорочение длинных костей, а также гипоплазию и заостренность позвонков в поясничной области. Последнее обусловливает усиленный кифоз или горбатость. Смерть наступает в первые 10 лет; на секции находят гидроцефалию и поражение сердечно-сосудистой системы с закупоркой коронарных артерий. Биохимический дефект заключается в недостаточности?-идуронидазы с накоплением гепаран- и дерматансульфата.

Мукополисахаридоз IS, или синдром Шейе, имеет клинические особенности. Он начинается в детском возрасте, но больной выживает до зрелого возраста. Для него характерны тугоподвижность суставов, помутнение роговицы, регургитация аортальных клапанов и обычно ненарушенный интеллект. Удивительно, что это гораздо более легкое заболевание также обусловлено недостаточностью?-идуронидазы; как показывает отсутствие перекрестной коррекции активности фермента при совместном культивировании фибробластов кожи, оно аллельно синдрому Гурлер. Встречаются явно промежуточные между синдромами Гурлер и Шейе фенотипы. Считают, что больные с промежуточным фенотипом - это генетические химеры с одним аллелем синдрома Гурлер и вторым - синдрома Шейе. В любом случае это трудно отличить от других мутаций, определяющих промежуточную тяжесть болезни.

Синдром Гунтера, или Мукополисахаридоз I, отличается от фенотипа синдрома Гурлер отсутствием макроскопически видимого помутнения роговицы и сцепленным с Х-хромосомой рецессивным наследованием. Инфантильная форма напоминает фенотип синдрома Гурлер, а более легкая форма позволяет больному дожить до зрелого возраста. Тяжелая и легкая формы могут быть аллеяьными, так как обе они сцеплены с Х-хромосомой и обусловлены недостаточностью одного и того же фермента (идуронсульфатсульфатаза).

Мукополисахаридозы Санфилиппо (IIIA, IIIB, IIIC и IIID) отличаются накоплением гепарансульфата без дерматан- или кератансульфата, а также выраженными изменениями со стороны центральной нервной системы с более мягкой соматической симптоматикой. Мукополисахаридоз Санфилиппо диагностируют обычно по отставанию психического развития в детстве. Поскольку соматические проявления выражены слабо, его можно не заметить, если нарушения со стороны центральной нервной системы рассматривать изолированно. Смерть наступает обычно в возрасте после 10-20 лет. Нарушения, объединяемые в группу мукополисахаридозов III, представляют собой близкие генокопии. Другими словами, примерно одинаковые клинические фенотипы, при которых откладывается один и тот же продукт, обусловливаются недостаточностью четырех разных ферментов. Четыре вида мукополисахаридоза III можно диагностировать и различить с помощью определения ферментов (см. табл. 316-1).

Синдром Моркио, или Мукополисахаридоз IV, отличается нормальным психическим развитием и характерной дистрофией костей, которую можно классифицировать как спондилоэпифизарную дисплазию. Резко выраженная гипоплазия зубовидного отростка может вызывать кривошею и приводит обычно к компрессии спинного мозга той или иной степени. Часто выявляют регургитацию аортальных клапанов. В основе синдрома лежит недостаточность N-ацетилгалактозамин-6-сульфатсульфатазы. Изменения костей, несколько напоминающие таковые при синдроме Моркио, могут встречаться и при недостаточности р-галактозидазы и других формах спондилоэпифизарной дисплазии. Синдром Марото-Лами, или мукополисахаридоз VI, характеризуется выраженной костной патологией, помутнением роговицы и сохранным интеллектом. Известны аллельные формы разной тяжести, но с недостаточностью той же арилсульфатазы В (N-ацетилгексозамин-4-сульфатсульфатаза). Мукополисахаридоз VII, или недостаточность р-глюкуронидазы, обнаружен всего у нескольких человек с практически полным фенотипом муко-полисахаридоза. Этот синдром отличается крайним разнообразием форм: от смертельной инфантильной до легкой взрослой.

Множественная сульфатазная недостаточность. Это необычное состояние, хотя и наследуется как аутосомный рецессивный признак, характеризуется недостаточностью пяти клеточных сульфатаз (арилсульфатазы А и В, другие сульфатазы мукополисахаридов и нелизосомная сульфатаза стероидов) или более. В клинической картине объединяются признаки метахромной лейкодистрофии, фенотип мукополисахаридоза и ихтиоз. Последний связан, вероятно, с недостаточностью сульфатазы стероидов, которая может быть изолированной, наследуемой как признак, сцепленный с Х-хромосомой. В последнем случае эта недостаточность проявляется нарушением родовой деятельности и ихтиозом. Биохимические исследования при этом состоянии должны пролить дополнительный свет на биохимическую и клиническую стороны проблемы генетической гетерогенности.

Муколипидозы. Это общее название лизосомных болезней накопления, при которых в определенном сочетании накапливаются мукополисахариды, гликопротеины, олигосахариды и гликолипиды. Муколипидоз I можно, вероятно, опустить, так как большинство лиц или все страдают в действительности той или иной болезнью накопления гликопротеинов.

Муколипидоз II, или 1-клеточная болезнь, начинается в раннем возрасте и проявляется отставанием психического развития и фенотипом мукополисахаридоза. К отличительным особенностям относятся отчетливые включения в культивируемых фибробластах кожи и резко повышенный уровень лизосомных ферментов в сыворотке. Синдром наследуется как аутосомный рецессивный признак и, как установлено в настоящее время, отражает дефект посттрансляционного процессинга лизосомных ферментов. Муколипидоз III, или псевдополидистрофия Гурлер, представляет собой более легкое заболевание с фенотипическими признаками мукополисахаридоза, в частности множественным дизостозом. Оно проявляется в первые 10 лет жизни тугоподвижностью суставов, что нередко заставляет думать о ревматоидном артрите. Основные симптомы заключаются в прогрессирующей физической инвалидизации, особенно в появлении когтеобразной деформации кистей и дисплазии бедер. Нередко задерживается психическое развитие. К обычным признакам относится аномалия аортальных или митрального клапанов сердца, хотя это зачастую и не имеет функциональных последствий. Больные обычно доживают до зрелого возраста, у них возможна стабилизация состояния, причем у мужчин инвалидизирующие деформации выражены сильнее, чем у женщин. В культивируемых фибробластах кожи определяются те же включения, и так же повышается уровень лизосомных ферментов в сыворотке, что и при муколипидозе II. Это свидетельствует об аллельности аномалий. Первичный дефект при муколипидозах II и III заключается в недостаточности УДФ-К-ацетилглюкозамин (GLcNAc)-гликопротеин (GLcNАс)-1-фосфотрансферазы, принимающей участие в посттрансляционном синтезе олигосахаридной части лизосомных ферментов.

Муколипидоз IV характеризуется психической отсталостью, помутнением роговицы и дегенерацией сетчатки без других соматических проявлений. Диагностика основывается прежде всего на результатах электронно-микроскопического исследования. Выявлено небольшое число больных - все из популяции евреев ашкенази. Заболевание может быть обусловлено недостаточностью нейраминидазы, активной по отношению к ганглиозидным субстратам.

Восковидные липофусцинозы нейронов. В эту группу включают широкий спектр клинических состояний, проявляющихся в детском, юношеском и зрелом возрасте. Неясно, представляют ли собой эти состояния истинные лизосомные болезни накопления и обусловливаются ли одним или многими биохимическими и генетическими нарушениями. Симптоматика включает признаки поражения центральной нервной системы с атрофией головного мозга, соответствующей обычно степени клинических нарушений. Присоединяются судорожные припадки, особенно миоклонические конвульсии. При инфантильной и ювенильной формах отмечают глазную аномалию с атрофией зрительного нерва, пигментным ретинитом и макулярной дегенерацией, но при взрослой форме эти признаки часто отсутствуют. В большинстве случаев патология наследуется, вероятно, по аутосомно-рецессивному типу. Болезни этой группы называют в соответствии с изменениями нервной системы. Несмотря на почти исключительно неврологическую симптоматику, электронная микроскопия позволяет обнаружить патологические включения в лизосомах очень многих тканей. Помочь диагностике может обнаружение криволинейных телец, электронно-плотного материала и дактилоподобных профилей при электронной микроскопии лейкоцитов, биоптатов печени или мышц.

Другие лизосомные болезни накопления. Прототипом лизосомной болезни накопления служит гликогеноз II типа (болезнь Помпе). Основные клинические особенности, связанные с повреждением скелетных и сердечной мышц, обсуждаются в гл. 313. Недостаточность кислой фосфатазы и липогранулематоз Фарбера включены в табл. 316-1. Лактозилцерамидоз представляет собой, по-видимому, вариант синдрома Нимана - Пика: гидролиз лактозилцерамида in vitro в зависимости от условий осуществляют ферменты, недостаточность которых определяется при ганглиозидозе GMI или синдроме Краббе. Сообщения о недостаточности N-ацетилглюкозамин-б-сульфатсульфатазы, сопровождающейся мукополисахаридозом VIII типа, могут быть ошибочными. Адренолейкодистрофия представляет собой своеобразное сцепленное с Х-хромосомой заболевание, характеризующееся накоплением в тканях эфиров холестерина с длинноцепочечными жирными кислотами, но оно может и не представлять собой лизосомную болезнь накопления. Выявление женщин с фенотипом синдрома Гунтера (мукополисахаридоз II) и той же ферментной недостаточностью заставляет думать о существовании аутосомной рецессивной формы синдрома Гунтера. Это могло бы быть в том случае, если бы аномальный фермент состоял из неидентичных субъединиц, кодируемых одним аутосомным и одним сцепленным с Х-хромосомой геном, или если бы были заинтересованы регуляторные генетические элементы. С другой стороны, фенотипические проявления у женщин могли бы вызываться разнообразными аберрациями Х-хромосомы. Известна семья, члены которой страдают ганглиозидозом Смз. Этот синдром не представляет собой лизосомную болезнь накопления, он отражает, вероятно, нарушение синтеза ганглиозидов. Его клинические проявления сходны с таковыми при лизосомных болезнях накопления, но несовпадения между сиблингами оставляют открытым вопрос о его генетической природе. Когда-нибудь, возможно, к лизосомным болезням накопления будут отнесены и другие нейродегенеративные синдромы, а именно ювенильный дистонический липидоз, нейроаксональная дистрофия, синдромы Галлервордена - Шпатца, Пелицеуса - Мерцбахера и др. Кроме того, нередко встречаются больные с отчетливыми клиническими признаками липидоза, муколипидоза или мукополисахаридоза, у которых не удается выявить ни одного из известных в настоящее время биохимических нарушений. В связи с этим число лизосомных болезней накопления будет, вероятно, увеличиваться.