Лизосомальная болезнь накопления
Лизосомальная болезнь накопления | |
---|---|
Микрофотография болезни Гоше : клетки имеют характерную смятую папиросную бумагу , похожую на цитоплазму . Пятно H&E . | |
Специальность | Эндокринология |
Лизосомальные болезни накопления ( ЛСД ; / ˌ l aɪ s ə ˈ s oʊ m əl / ) — группа из более чем 70 редких наследственных нарушений обмена веществ , возникающих в результате дефектов лизосомальной функции. [ 1 ] [ 2 ] Лизосомы — это мешочки ферментов внутри клеток, которые переваривают большие молекулы и передают фрагменты в другие части клетки для переработки. Этот процесс требует нескольких важных ферментов. Если один из этих ферментов неисправен из-за мутации, большие молекулы накапливаются внутри клетки, в конечном итоге убивая ее. [ 3 ]
нарушения накопления вызваны лизосомальной дисфункцией, как правило, вследствие дефицита одного фермента, необходимого для метаболизма липидов Лизосомальные , гликопротеинов (сахаросодержащих белков) или так называемых мукополисахаридов . По отдельности лизосомальные болезни накопления встречаются с частотой менее 1:100 000; однако в целом заболеваемость составляет около 1:5 000–1:10 000. [ 4 ] [ 5 ] Большинство из этих заболеваний наследуются аутосомно-рецессивно, например, болезнь Нимана-Пика, тип C , но некоторые из них наследуются рецессивно, сцепленно с Х-хромосомой , например, болезнь Фабри и синдром Хантера (МПС II).
Лизосому обычно называют центром переработки клетки, поскольку она перерабатывает нежелательный материал в вещества, которые клетка может использовать. Лизосомы расщепляют эти нежелательные вещества с помощью ферментов , высокоспециализированных белков, необходимых для выживания. Лизосомальные расстройства обычно возникают, когда определенный фермент существует в слишком малом количестве или вообще отсутствует. Когда это происходит, вещества накапливаются в клетке. Другими словами, когда лизосома не функционирует нормально, в клетке откладываются лишние продукты, предназначенные для расщепления и переработки.
Как и другие генетические заболевания , люди наследуют лизосомальные болезни накопления от своих родителей. Хотя каждое заболевание возникает в результате различных мутаций генов, которые приводят к дефициту активности ферментов, все они имеют общую биохимическую характеристику: все лизосомальные заболевания возникают в результате аномального накопления веществ внутри лизосомы.
Лизосомальные болезни накопления поражают в основном детей, и они часто умирают в молодом возрасте, многие в течение нескольких месяцев или лет после рождения.
Классификация
[ редактировать ]Стандартная классификация
[ редактировать ]Лизосомальные болезни накопления обычно классифицируются по характеру первичного хранящегося материала и могут быть в общих чертах разбиты на следующие группы: ( МКБ-10 при наличии приводятся коды )
- (E75) Нарушения накопления липидов
- Ганглиозиды (включая болезнь Тея-Сакса (Е75.0-Е75.1) - являются подтипом сфинголипидозов.
- Сфинголипидозы , не являющиеся ганглиозидозами, включая Гоше и болезни Нимана-Пика (E75.2-E75.3)
- Лейкодистрофии
- (E76.0) Мукополисахаридозы , включая синдром Хантера и болезнь Гурлера
- (E77) Нарушения накопления гликопротеинов
- (E77.0-E77.1, E75.11) Муколипидозы ; Муколипидоз IV – ганглиозидоз.
Кроме того, болезнь накопления гликогена II типа (болезнь Помпе) также является дефектом лизосомального метаболизма. [ 6 ] хотя в МКБ-10 он классифицируется как E74.0. Цистиноз – лизосомальная болезнь накопления, характеризующаяся аномальным накоплением аминокислоты цистина.
По типу дефекта белка
[ редактировать ]В качестве альтернативы белковым мишеням лизосомальные болезни накопления можно классифицировать по типу белка, дефицит которого вызывает его накопление.
Тип дефекта белка | Примеры заболеваний | Дефицит белка |
---|---|---|
Лизосомальные ферменты в первую очередь | болезнь Тея-Сакса , I-клеточная болезнь, [ 7 ] Сфинголипидозы (например, болезнь Краббе , ганглиозидоз : Гоше , болезнь Нимана-Пика и гликолипиды : метахроматическая лейкодистрофия ), дефицит лизосомальной кислой липазы | Различный |
Посттрансляционная модификация ферментов | Множественный дефицит сульфатазы | Множественные сульфатазы |
Мембранные транспортные белки | Муколипидоз типа II и IIIA | N-ацетилглюкозамин-1-фосфаттрансфераза |
Ферментные защитные белки | Галактосиалидоз | Катепсин А |
Растворимые неферментативные белки | Дефицит GM2-AP, вариант AB, болезнь Нимана-Пика, тип C 2 | GM2-AP , NPC2 |
Трансмембранные белки | Дефицит SAP | Белки-активаторы сфинголипидов |
Болезнь Нимана-Пика, тип C 1 | НПЦ1 | |
болезнь Саллы | Сиалин | |
Если в графах не указано иное, применимой ссылкой является: [ 8 ] |
Лизосомальные нарушения накопления
[ редактировать ]К лизосомальным болезням накопления относятся:
- Керамидаза
- болезнь Фарбера
- Крабовая болезнь
- Инфантильное начало
- Позднее начало
- Галактосиалидоз
- Ганглиозиды : ганглиозидозы.
- Альфа-галактозидаза
- Болезнь Фабри (альфа-галактозидаза А)
- Болезнь Шиндлера (альфа-галактозидаза B)
- Бета-галактозидаза / ганглиозидоз GM1
- Инфантильный
- несовершеннолетний
- Взрослый/хронический
- Ганглиозидоз GM2
- вариант АБ
- Дефицит активатора
- болезнь Сандгоффа
- Инфантильный
- несовершеннолетний
- Начало во взрослом возрасте
- Тэй – Сакс
- Дефицит ювенильной гексозаминидазы А
- Хронический дефицит гексозаминидазы А
- Альфа-галактозидаза
- Глюкоцереброзид
- болезнь Гоше
- Тип I
- Тип II
- Тип III
- болезнь Гоше
- Сфингомиелиназа
- Дефицит лизосомальной кислой липазы
- Раннее начало
- Позднее начало
- Болезнь Нимана-Пика
- Тип А
- Тип Б
- Дефицит лизосомальной кислой липазы
- Сульфатидоз
- Метахроматическая лейкодистрофия
- Дефицит сапозина B
- Множественный дефицит сульфатазы
- Метахроматическая лейкодистрофия
- Тип I
- МПС I синдром Гурлера
- МПС-ИС- синдром Шейе
- MPS I HS синдром Гурлера-Шейе
- Тип II ( синдром Хантера )
- Тип III ( синдром Санфилиппо )
- МПС III А (Тип А)
- MPS III B (Тип B)
- MPS III C (Тип C)
- MPS III D (Тип D)
- Тип IV ( Моркио )
- MPS IVA (Тип А)
- МПС IVB (Тип Б)
- Тип VI ( синдром Марото-Лами )
- Тип VII ( синдром Слая )
- Тип IX ( дефицит гиалуронидазы )
Муколипидоз
- Тип I ( сиалидоз )
- Тип II ( I-клеточная болезнь )
- Тип III (псевдо-Гурлера полидистрофия/ фосфотрансферазы ) дефицит
- Тип IV ( дефицит муколипидина 1 )
- Болезнь Нимана-Пика
- тип С
- Тип Д
- Нейрональные цероидные липофусцинозы
- 1 типа Болезнь Сантавуори-Халтиа /детский НКЛ (CLN1 PPT1 )
- 2-го типа Болезнь Янского-Бельшовского /поздний детский НКЛ (CLN2/LINCL TPP1 )
- Тип 3 Болезнь Баттена-Шпильмейера-Фогта / ювенильный НКЛ ( CLN3 )
- 4 типа Болезнь Куфса /НКЛ у взрослых ( CLN4 )
- Финский вариант типа 5 / поздний инфантильный ( CLN5 )
- Тип 6. Поздний инфантильный вариант ( CLN6 ).
- Тип 7 CLN7
- Северная эпилепсия 8-го типа ( CLN8 )
- Турецкий поздний инфантильный тип 8 ( CLN8 )
- Немецкий/сербский поздний инфантильный тип 9 (неизвестно)
- Тип 10. Врожденный дефицит катепсина D ( CTSD ).
- болезнь Вольмана
Лизосомальные транспортные болезни
- Цистиноз
- Пикнодизостоз
- Болезнь Салла /болезнь накопления сиаловой кислоты
- Детская болезнь накопления свободной сиаловой кислоты
Болезни накопления гликогена
- II типа Болезнь Помпе
- типа IIb Болезнь Данона [ 9 ]
Другой
Лизосомальная болезнь
Признаки и симптомы
[ редактировать ]Симптомы лизосомальных болезней накопления варьируются в зависимости от конкретного заболевания и других переменных, таких как возраст начала, и могут быть от легких до тяжелых. Они могут включать задержку развития, двигательные расстройства, судороги , деменцию , глухоту и/или слепоту . У некоторых людей с лизосомальными болезнями накопления наблюдается увеличение печени или селезенки , проблемы с дыханием и сердцем , а также аномальный рост костей. [ 10 ]
Диагностика
[ редактировать ]Большинство пациентов первоначально проходят скрининг с помощью ферментного анализа, который является наиболее эффективным методом постановки окончательного диагноза. [ 10 ] В некоторых семьях, где известны мутации, вызывающие заболевание, а также в некоторых генетических изолятах может быть проведен анализ мутаций. Кроме того, после постановки диагноза биохимическими методами можно провести мутационный анализ определенных заболеваний. [ нужна ссылка ]
Уход
[ редактировать ]Лекарства от лизосомальных болезней накопления не известны, и лечение в основном симптоматическое, хотя трансплантация костного мозга и заместительная ферментная терапия (ФЗТ) были опробованы с некоторым успехом. [ 11 ] [ 12 ] ЗЭТ может минимизировать симптомы и предотвратить необратимые повреждения организма. [ 13 ] Кроме того, пуповинной крови при ряде этих заболеваний в специализированных центрах проводится трансплантация . Кроме того, при некоторых из этих заболеваний в настоящее время оценивается терапия по уменьшению количества субстрата — метод, используемый для уменьшения производства запасаемого материала. Кроме того, шаперонная терапия при некоторых из этих расстройств изучается , метод, используемый для стабилизации дефектных ферментов, вырабатываемых пациентами. Экспериментальная техника генной терапии может предложить лечение в будущем. [ 14 ] [ 15 ]
Недавно было показано, что амброксол повышает активность лизосомального фермента глюкоцереброзидазы, поэтому он может быть полезным терапевтическим средством как при болезни Гоше, так и при болезни Паркинсона . [ 16 ] [ 17 ] Амброксол запускает секрецию лизосом из клеток, вызывая рН-зависимое высвобождение кальция из кислых запасов кальция. [ 18 ] Следовательно, освобождение клетки от накопления продуктов деградации является предполагаемым механизмом, с помощью которого этот препарат может помочь. [ нужна ссылка ]
История
[ редактировать ]Болезнь Тея-Сакса была первым из этих заболеваний, описанных в 1881 году, за ней последовала болезнь Гоше в 1882 году. В конце 1950-х и начале 1960-х годов де Дюв и его коллеги, используя методы фракционирования клеток, цитологические исследования и биохимические анализы, идентифицировали и охарактеризовали лизосому как клеточную органеллу, ответственную за внутриклеточное переваривание и рециркуляцию макромолекул . Это был научный прорыв, который привел к пониманию физиологических основ лизосомальных болезней накопления. Болезнь Помпе была первым заболеванием, которое было идентифицировано как лизосомальная болезнь накопления в 1963 году, причем Л. Херс сообщил, что причиной является дефицит α-глюкозидазы. Херс также предположил, что другие заболевания, такие как мукополисахаридоз , могут быть вызваны дефицитом ферментов. [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Платт, Фрэнсис М.; д'Аццо, Алессандра; Дэвидсон, Беверли Л.; Нойфельд, Элизабет Ф.; Тиффт, Синтия Дж. (01 октября 2018 г.). «Лизосомальные болезни накопления» . Обзоры природы. Учебники по болезням . 4 (1): 27. дои : 10.1038/s41572-018-0025-4 . ISSN 2056-676X . ПМИД 30275469 . S2CID 52896843 .
- ^ Винчестер Б., Веллоди А., Янг Э. (2000). «Молекулярные основы лизосомальных болезней накопления и их лечение». Биохим. Соц. Транс . 28 (2): 150–4. дои : 10.1042/bst0280150 . ПМИД 10816117 .
- ^ Рис, Джейн; Кэмпбелл, Нил (2002). Биология . Сан-Франциско: Бенджамин Каммингс. стр. 121–122 . ISBN 0-8053-6624-5 .
- ^ Мейкле, П.Дж.; Хопвуд, Джей-Джей; Клэг, AE; Кэри, WF (20 января 1999 г.). «Распространенность лизосомальных нарушений накопления». ДЖАМА . 281 (3): 249–254. дои : 10.1001/jama.281.3.249 . ISSN 0098-7484 . ПМИД 9918480 . S2CID 14297661 .
- ^ М, Фуллер; Пи Джей, Мейкле; Джей-Джей, Хопвуд (2006). «2. Эпидемиология лизосомальных болезней накопления: обзор» . Болезнь Фабри: перспективы 5 лет ФОС . Оксфорд ФармаГенезис. ISBN 1-903539-03-Х . ПМИД 21290699 . НБК11603.
- ^ Специальности электронной медицины > Неврология > Детская неврология > Лизосомальная болезнь накопления Автор: Ной С. Шейнфельд, доктор медицинских наук, доктор медицинских наук, FAAD. Соавтор(и): Ровена Эмилия Табамо, доктор медицинских наук; Брайан Кляйн, доктор медицины. Обновлено: 25 сентября 2008 г.
- ^ Борон, В.; Булпаеп Э., ред. (2012). Медицинская физиология (2-е изд.). Сондерс Пресс. ISBN 978-1-4377-1753-2 . OCLC 1083396596 .
- ^ Митчелл, Ричард Шеппард; Кумар, Винай; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон (2007). «Таблица 7-6». Основная патология Роббинса (8-е изд.). Филадельфия: Сондерс. ISBN 978-1-4160-2973-1 .
- ^ «Болезнь Данона» .
- ^ Кларк Дж.Т., Иваночко Р.М. (2005). «Ферментозаместительная терапия болезни Фабри». Мол. Нейробиол . 32 (1): 043–050. дои : 10.1385/МН:32:1:043 . ПМИД 16077182 . S2CID 24240533 .
- ^ Бруни С., Лоски Л., Инсерти С., Габриэлли О., Коппа Г.В. (2007). «Новая информация о лечении лизосомальных болезней накопления» . Акта Миол . 26 (1): 87–92. ПМЦ 2949325 . ПМИД 17915580 .
- ^ «Ферментозаместительная терапия болезни Гоше» . Национальный фонд Гоше . Проверено 8 июня 2017 г.
- ^ Нагри, Муртаза С.; Скалиа, Симона; МакКиллоп, Уильям М.; Медин, Джеффри А. (3 июля 2019 г.). «Обновленная информация о генной терапии лизосомальных нарушений накопления» . Экспертное мнение о биологической терапии . 19 (7): 655–670. дои : 10.1080/14712598.2019.1607837 . ISSN 1471-2598 . ПМИД 31056978 . S2CID 145822883 .
- ^ Подумайте КП, Хаскинс М.Э. (2007). «Генная терапия мукополисахаридоза» . Эксперт Опин Биол Тер . 7 (9): 1333–1345. дои : 10.1517/14712598.7.9.1333 . ПМК 3340574 . ПМИД 17727324 .
- ^ Макнил, Алисдер; Магальяйнс, Жоана; Шен, Чэнго; Чау, Кай-Инь; Хьюз, Дерралин; Мехта, Атул; Фолтини, Том; Купер, Дж. Марк; Абрамов, Андрей Юрьевич (01 мая 2014 г.). «Амброксол улучшает лизосомальную биохимию в клетках болезни Паркинсона, связанных с мутацией глюкоцереброзидазы» . Мозг . 137 (5): 1481–1495. дои : 10.1093/brain/awu020 . ISSN 0006-8950 . ПМЦ 3999713 . ПМИД 24574503 .
- ^ Альбин, Роджер Л.; Дауэр, Уильям Т. (01 мая 2014 г.). «Волшебное ружье от болезни Паркинсона?» . Мозг . 137 (5): 1274–1275. дои : 10.1093/brain/awu076 . ISSN 0006-8950 . ПМИД 24771397 .
- ^ Фуа, Джорджио; Хоби, Нина; Фелдер, Эдвард; Зиглер, Андреас; Миклавц, Пика; Вальтер, Пол; Радермахер, Питер; Халлер, Томас; Дитль, Пол (2015). «Новая роль старого препарата: амброксол запускает лизосомальный экзоцитоз посредством pH-зависимого высвобождения Ca2+ из кислых запасов Ca2+». Клеточный кальций . 58 (6): 628–637. дои : 10.1016/j.ceca.2015.10.002 . ПМИД 26560688 .