Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 6 2021

Прогресивна мускулна дистрофия. Диагностика и терапевтични възможности при прогресивна мускулна дистрофия тип Дюшен

виж като PDF
Текст A
доц. д-р Теодора Чамова1, проф. д-р Ивайло Търнев1,2
1Клиника по Нервни болести, УМБАЛ „Александровска”, МУ-София, гр. София, 2Департамент по когнитивна наука и психология, НБУ, гр. София


Дистрофинопатиите пред­ст­а­вляват наследствени за­бо­ля­вания, обусловени от му­та­ии, засягащи дистрофиновия (DMD) ген, локализиран в Х хромозома­та, които се проявяват клинично с про­гресираща мускулна слабост до теж­­­ка инвалидизация, кардиомиопа­тия, а в някои от случаите и с умствено изоставане и нанизъм. Различават се помежду си по началото, те­жест­­­та на клиничната симптоматика и скоростта на прогресия на заболя­ването.

Прогресивната мускулна ди­с­трофия (ПМД) тип Дюшен се среща с честота 1 на 5000 живородени мом­чета, като при 30% от тях мутацията възниква de novo. ПМД тип Бекер се появява с честота 1 на 30 000 живородени момчета. При 50% мутациите са de novo[1,2].

DMD-генът е един от най-големите в човешкия геном, състоящ се от 79 екзона, като разнообразни мутации са отговорни за развитие на ПМД тип Дюшен[3]:

  • Делеции – около 60%.
  • Дупликации – около 10%. Концентрирани са главно в проксималната част на гена, около интрон 7.
  • Точкови мутации: еднонуклеотид­ни замени, инсерции, малки деле­ции и дупликации – около 30%. Точковите мутации могат да бъдат в splice site или в екзона (безсмислени).

    При пациенти с ПМД тип Бекер, 80% от мутациите, отговорни за боле­­ст­­та, са делеции в DMD-гена.

    Дистрофинът е цитоскелетен протеин, намиращ се по вътрешната повърхност на сарколемата. Като хомотетрамер[4-6] се състои от:
  • Глобуларен амино-край, чрез който се свързва със саркомерния бел­тък актин.
  • Централен домен с 24 повтора, подобен на цитоскелетния проте­ин спектрин. Повторите се пре­късват от четири, богати на про­лин неповтарящи се региони, на­ре­чени свързващи.
  • Домен, богат на цистеин.
  • С-терминален домен, образуващ ди­строфин-асоцииран комплекс чрез свързване на дистрофина с β-дистрогликана.

Дистрофин-асоциираният гликопротеинов комплекс е сложна надмолекулна организация, включваща дистрофин, дистрогликанов, саркогликанов и синтрофинов субкомплекси. Този комплекс играе ролята на мост между цитоскелета, сарколемата и базалната мембрана и на стабилизатор на сарколемата при мускулна контракция, като предпазва миофибрилите от некроза.

При ПМД тип Дюшен се установява почти пълна липса на дистрофин. При ПМД тип Бекер той е абнормен или намален. Тези фактори обуславят нарушената стабилност на дистрофин гликопротеин-асоциирания комплекс.

Клиничните прояви на ПМД тип Дюшен най-често започват преди 3-годишна възраст. При някои от пациентите има данни за закъснение в прохождането и тромава походка още преди дебюта на болестта. Клиничното начало се характеризира с прогресираща мускулна слабост, ангажираща предимно проксималната мускулатура първо на долните крайници, а в последствие и на горните крайници (Фиг. 1).

фигура 1:
Клинични прояви при ПМД тип Дюшен. Кога да подозираме ПМД тип Дюшен?

Оплакванията са от трудност в изкачване­то на стълби, чести падания, затруднено изправяне от клекнало положение. Ранна изява на слабостта на тазовата мускулатура е т.нар. феномен на Gowers (при изправяне на пациента от клекнало положение той се опира в бедрата си, катерещо се изправяне с помощта на ръцете).

Походката се променя, с характер на клатушкаща се, тип патешка. В последствие претибиалната мускулатура атрофира и пациентите започват да ходят на пръсти. Подбедриците са с увеличен обем, вследствие псевдохипертрофия на m. triceps surae поради разрастване на мастна и съединителна тъкан на мястото на дегенериралите му­с­кулни влакна.

Установява се коле­нна хипо- до арефлексия и по-късно из­чезване на ахиловите рефлекси. Много типично е симетричното ан­гажиране на мускулите. Поради атрофия на параспиналната и коремната мускулатура се развива поясна хиперлордоза с изпъкване на корема. Намалява разстоянието меж­ду долните ребра и илиачните кости. Болният придобива т.нар. ми­опатна поза. Слабостта и атрофи­чните изменения на мускулите на раменния пояс и мишниците се появяват по-късно. Затруднено е повдигането на горни крайници.

Двете скапули са изпъкнали спрямо торакса (scapulae alatae). Мускулната слабост и атрофия води до появата на ставни контрактури, с първона­чално ангажиране на глезенните ста­ви и ахилесовото сухожилие (pes equinovarus), а в последствие и коленни, лакътни, раменни, тазобед­рени и интервертебрални стави. Раз­­виват кифосколиоза. Преди 13 го­дини болните с ПМД тип Дюшен гу­бят способността да ходят само­с­тоятелно[7].

ПМД Дюшен е мултисистемно заболяване[8-10], поради факта че с напредване на възрастта и хода на заболяването, наред с прогресията на мускулната слабост, се добавят рестриктивен тип дихателна не­достатъчност, дилатативна кар­диомиопатия, ставни деформите­ти. Когнитивни и поведенчески на­­рушения и аутизъм също могат да са налице, но те не прогресират. Серу­мната креатин киназа е повишена повече от 10 пъти над нормата и това може да се установи още от ра­ждането[11].

Диференциалната диагноза на ди­строфинопатиите включва след­ни­те заболявания[8]:

  • Други мускулни дистрофии и мио­патии:
  • Мускулни дистрофии тип пояс–крайник.
  • Болест на Pompe – некласическа инфантилна форма или форма с късно начало (гликогеноза тип ІІ с дефицит на кисела алфа-глюкозидаза и натрупване на гликоген в лизозомите на мускулните клетки) поради миопатен синдром със симптом на Гауерс, увеличени стойности на СРК Конгенитална мускулна дистрофия с частичен мерозинов дефицит – леки варианти, поради миопатен синдром с псевдохипертрофии на подбедриците и увеличена СРК.
  • Emery-Dreifuss мускулна дистрофия.
  • Спинална мускулна атрофия тип III
  • Дилатативна кардиомиопатия (ДКМ) може да бъде фамилно или не­фамилно заболяване.

С въвеждането и развитието на стан­­дартите за грижи на заболяването се удължава и преживяемо­ст­та на болните[8,10].

Терапевтичните стратегии за па­то­генетично повлияване в об­лас­тта на ПМД тип Дюшен могат да се класифицират в следните три гру­пи[12]:

  • Намаляване на дистрофичния процес и възпалението.
  • Модулиране на експресията на ут­рофин.
  • Възстановяването на експресията на дистрофин.

фигура 2:
Диагностичен алгоритъм при ПМД тип Дюшен[10]

Противо­възпалителни медикаме­нти
Кортикостероидната (КС) терапия е приета като златен стандарт в лечението на ПМД тип Дюшен[8]. Най-често прилаганият дозов режим включва Prednisone 0.75 mg/kg/ден и Deflazacort 0.9 mg/kg/ден[13], като ранното започване на лечението гарантира по-добър ефект спрямо двигателните, дихателните функции и необходимостта от оперативни интервенции при сколиоза. Необходимо е системно проследяване на нежеланите лекарствени реакции, вкл. на хроничната кортикостероидна те­рапия. Проучват се и нови противовъзпалителни медикаменти с мембрано-стабилизиращ и противовъзпалителен ефект (вкл. инхибиция на NF-κB) без значими имуносупресив­ни и хормонални ефекти[14,15].

Миостатин
Миостатинът е член на семейството на TGF-β, като потискането на неговата активност води до хипертрофия на мускулите. Приложението на инхибитори на миостатина би могло да има терапевтичен ефект при ПМД тип Дюшен[16].

Други
Idebenone е синтетичен късоверижен бензокинон, който като коензим Q10 пренася енергия през електронната транспортна верига. Фаза 3 рандомизирано, плацебо-контролирано проучване демонстрира подобрение на вентилаторните показатели при пациенти, които не са приемали КС[17,18]. Предстои да се оцени ефектът му в комбинация с КС.

Модулиране на експресията на утрофин
Утрофинът е идентифициран като дистрофин-свързан протеин поради значимата му хомология с дистрофина. За разлика от дистрофина той е експресиран в значителни количества в невромускулния синапс[19,20]. Най-често използваният подход за повишаване на експресията на утрофин е чрез използване на адено­асоциирани вирусни вектори.

Възстановяване на експресията на дистрофин

  • Чрез супресия на безсмислените мутации

European Medicines Agency е одобрила Ataluren като перорален медикамент за лечение на пациенти с безсмислени мутации. Той действа на ниво рибозоми, за да осигури игнорирането на стоп кодона и синтеза на пълноверижен протеин[21,22]. Препоръчителната доза е 10 mg/kg телесно тегло сутрин, 10 mg/kg телесно тегло по обед и 20 mg/kg телесно тегло вечер (за обща дневна доза 40 mg/kg телесно тегло). По време на терапията се проследяват АН, бъбречните и чернодробните функции. В България на тази терапия са четири момчета, три от които се проследяват в Експертния център за наследствени нев­рологични и метаболитни заболявания в УМБАЛ „Александровска“.

Чрез прескачане на екзон
Най-често при стратегията за прескачане на екзон се използват антисенс олигонуклеотиди за потискане на участието на определен екзон в сплайсинга. ПМД тип Дюшен по правило е резултат от мутации, нарушаващи рамката на четене, вследствие на което се синтезира бързо разграждащ се дистрофин. Чрез прескачането на екзон се цел възстановяване рамката на четене с последваща синтеза на по-къс, но стабилен дистрофин, което обуслява по-лек фенотип[23,24]. На базата на епидемиологичните данни за честотата на различните делеции на този етап се работи за прескачане на екзони 51, 45 и 53.

Генна терапия
Големият размер на дистрофиновия ген налага използване на големи вирусни вектори, каквито са аденовирусите[25] за генен трансфер. На този етап са налице три клинични проучвания, използващи мускулно-специфичен промотор за стимулиране на експресията на микро/минидистрофини[26-28]. Синтезираният дистрофин при този терапевтичен подход не е напълно пълноценен, което би означавало прогресия на заболяването с времето, макар и значително по-бавна. Други неизя­снени въпроси остават продължителността на ефекта, повторното дозиране, имунният отговор спрямо вирусния вектор.

ПМД тип Дюшен е прогресиращо невромускулно заболяване, при което новите терапии (одобрени и в етап на клинично проучване) дават надежда за модифициране на естествения ход на болестта. Това налага необходимостта от своевременна генетична диагноза на заболяването. Предвид данните за повишени стойности на СРК още от раждането, в различни страни като Китай и Австралия се провеждат пилотни програми за неонатален скрининг[11,29,30].

При тях се изследват нивата на СРК в суха капка кръв, а децата с повишени стойности подлежат на генетично изследване за мутации в DMD-гена[31,32]. Въпреки че чувствителността на повишената СРК е висока при тези скринингови програми, трябва да се има предвид и рискът от фалшиво отрицателни резултати[32]. Този скрининг поставя и някои етични въпроси за психологичните последствия за семействата при поставяне на диагнозата в асимптомен стадий и идентифицирането на болни с други мускулни дистрофии, при които на този етап липсва патогенетична терапия. 

книгопис:
1. Mendell JR, Shilling C, Leslie ND, Flanigan KM, al-Dahhak R, Gastier-Foster J, et al. Evidence-based path to newborn screening for Duchenne muscular dystrophy. Ann Neurol. 2012;71(3):304–13.
2. Moat SJ, Bradley DM, Salmon R, Clarke A, Hartley L. Newborn bloodspot screening for Duchenne muscular dystrophy: 21 years experience in Wales (UK). European ournal of human genetics:E JHG. 2013;21(10):1049–53.
3. Bladen CL, Salgado D, Monges S, Foncuberta ME, Kekou K, Kosma K, et al. The TREAT-NMD DMD Global Database: analysis of more than 7,000 Duchenne muscular dystrophy mutations. Hum Mutat. 2015;36(4):395–402.
4. Blake DJ, Nawrotzki R, Loh NY, Gorecki DC, Davies KE. beta-dystrobrevin, a member of the dystrophin-related protein family. Proc Natl Acad Sci USA 1998;95:241–246
5. Cotton S, Voudouris NJ, Greenwood KM. Intelligence and Duchenne muscular dystrophy: full-scale, verbal, and performance intelligence quotients. Dev Med Child Neurol. 2001; 43:497–501.
6. Culligan K, Glover L, Dowling P, Ohlendiek K. Brain dystrophin–glycoprotein complex: persistent expression of _-dystroglycan, impaired oligomerization of Dp71 and up-regulation of utrophins in animal models of muscular dystrophy. BMC Cell Biol. 2001;2:2.
7. Чамова Т. Изследване на когнитивните нарушения при пациенти с невромускулни заболявания. Дисертация за присъждане на научна степен „Доктор по медицина”, МУ-София, 2012.
8. Birnkrant DJ, Bushby K, Bann CM, Alman BA, Apkon SD, Blackwell A, et al. Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 2: respiratory, cardiac, bone health, and orthopaedic management. Lancet Neurol. 2018;17(4):347–61.
9. Birnkrant DJ, Bushby K, Bann CM, Apkon SD, Blackwell A, Brumbaugh D, et al. Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 1: diagnosis, and neuromuscular, rehabilitation, endocrine, and gastrointestinal and nutritional management. Lancet Neurol. 2018;17(3):251–67.
10. Birnkrant DJ, Bushby K, Bann CM, Apkon SD, Blackwell A, Colvin MK, et al. Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 3: primary care, emergency management, psychosocial care, and transitions of care across the lifespan. Lancet Neurol. 2018;17(5):445–55.
11. Ke Q, Zhao ZY, Mendell JR, Baker M, Wiley V, Kwon JM, et al. Progress in treatment and newborn screening for Duchenne muscular dystrophy and spinal muscular atrophy. World J Pediatr. 2019;15(3):219-225. doi: 10.1007/s12519-019-00242-6.
12. Shieh Р.В. Emerging Strategies in the Treatment of Duchenne Muscular Dystrophy. Neurotherapeutics. 2018;15:840–848. https://doi.org/10.1007/s13311-018-00687-z
13. Griggs RC, Herr BE, Reha A, Elfring G, Atkinson L, Cwik V, et al. Corticosteroids in Duchenne muscular dystrophy: major variations in practice. Muscle Nerve. 2013;48(1):27–31.
14. Heier CR, Damsker JM, Yu Q, Dillingham BC, Huynh T, Van der Meulen JH, et al. VBP15, a novel anti-inflammatory and membrane- stabilizer, improves muscular dystrophy without side effects. EMBO molecular medicine. 2013;5(10):1569
15. Donovan JM, Zimmer M, Offman E, Grant T, Jirousek M. A Novel NF-kappaB Inhibitor, Edasalonexent (CAT-1004), in Development as a Disease-Modifying Treatment for Patients With Duchenne Muscular Dystrophy: Phase 1 Safety, Pharmacokinetics, and Pharmacodynamics in Adult Subjects. Journal of clinical pharmacology. 2017;57(5):627–39.
16. Pfizer terminates domagrozumab PF-06252616 clinical studies for the treatment of Duchenne Muscular Dystrophy [press release]. https://www.pfizer.com/news/press-release/press-release-detail/ pfizer_terminates_domagrozumab_pf_06252616_clinical_studies_ for_the_treatment_of_duchenne_muscular_dystrophy, 30 August 2018 2018.
17. Clinical Trial to Evaluate the Efficacy, Safety, and Tolerability of RO7239361 in Ambulatory Boys With Duchenne Muscular Dystrophy. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03039686.
18. Buyse GM, Voit T, Schara U, Straathof CS, D'Angelo MG, Bernert G, et al. Efficacy of idebenone on respiratory function in patients with Duchenne muscular dystrophy not using glucocorticoids (DELOS): a double-blind randomised placebo-controlled phase 3 trial. Lancet 2015;385(9979):1748–57.
19. Tinsley JM, Blake DJ, Roche A, Fairbrother U, Riss J, Byth BC, et al. Primary structure of dystrophin-related protein. Nature. 1992;360(6404):591–3.
20. Ohlendieck K, Ervasti JM, Matsumura K, Kahl SD, Leveille CJ, Campbell KP. Dystrophin-related protein is localized to neuromuscular junctions of adult skeletal muscle. Neuron. 1991;7(3):499–508.
21. Welch EM, Barton ER, Zhuo J, Tomizawa Y, Friesen WJ, Trifillis P, et al. PTC124 targets genetic disorders caused by nonsense mutations. Nature. 2007;447(7140):87–91.
22. McDonald CM, Campbell C, Torricelli RE, Finkel RS, Flanigan KM, Goemans N, et al. Ataluren in patients with nonsense mutation Duchenne muscular dystrophy (ACT DMD): a multicentre, Emerging Strategies in the Treatment of Duchenne Muscular Dystrophy 847randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial. Lancet. 2017;390(10101):1489–98.
23. Mann CJ, Honeyman K, Cheng AJ, Ly T, Lloyd F, Fletcher S, et al. Antisense-induced exon skipping and synthesis of dystrophin in the mdx mouse. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2001;98(1):42–7.
24. Aartsma-Rus A, Janson AA, Kaman WE, Bremmer-Bout M, den Dunnen JT, Baas F, et al. Therapeutic antisense-induced exon skipping in cultured muscle cells from six different DMD patients. Human Molecular Genetics. 2003;12(8):907–14.
25. Hartigan-O'Connor D, Chamberlain JS. Progress toward gene therapy of Duchenne muscular dystrophy. Seminars in neurology. 1999;19(3):323–32.
26. Systemic Gene Delivery Clinical Trial for Duchenne Muscular Dystrophy. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03375164.
27. Mendell J. System Delivery of AAVrh74.MHCK7.Micro-dystrophin for Duchenne Muscular Dystroph (Preliminary Results from Phase I/II Clinical Trial). Sarepta Therapeutics R&D Day2018.
28. Microdystrophin Gene Transfer Study in Adolescents and Children With DMD (IGNITE DMD). https://clinicaltrials.gov/ct2/show/ NCT03368742.
29. Laing N KB, Waddell L, Kreissl M, Douglas L, Wiley V. Newborn screening for duchenne muscular dystrophy in Australia. Abstract presented at: HGSA 2015. In: Proceedings of the human genetics society of Australasia annual scientific meeting, 8–11 Aug 2015, Perth, Australia.
30. Ke Q, Zhao ZY, Griggs R, Wiley V, Connolly A, Kwon J, et al. Newborn screening for Duchenne muscular dystrophy in China: follow-up diagnosis and subsequent treatment. World J Pediatr. 2017;13:197–201.
31. Mendell JR, Shilling C, Leslie ND, Flanigan KM, al-Dahhak R, Gastier-Foster J, et al. Evidence-based path to newborn screening for Duchenne muscular dystrophy. Ann Neurol 2012;71:304-313.
32. Gatheridge MA, Kwon JM, Mendell JM, Scheuerbrandt G, Moat SJ, Eyskens F, et al. Identifying non-Duchenne muscular dystrophy-positive and false negative results in prior Duchenne muscular dystrophy newborn screening programs: a review. JAMA Neurol 2016;73:111-116.