Монохромность синего конуса
| Монохромность синего конуса | |
|---|---|
| Другие имена | Х-сцепленная ахроматопсия |
| Специальность | Офтальмология |
| Симптомы | плохая способность или неспособность различать цвета, плохая острота зрения , нистагм , гемералопия. |
| Обычное начало | врожденный |
| Дифференциальный диагноз | неполная ахроматопсия |
| Уход | темные линзы |
| Частота | 1 из 100 000 |
Монохромность синих колбочек ( BCM ) — это наследственное заболевание глаз , которое вызывает тяжелую цветовую слепоту , плохую остроту зрения , нистагм , гемералопию и светобоязнь из-за отсутствия функциональных красных (L) и зеленых (M) колбочек клеток-фоторецепторов в сетчатке. БКМ является рецессивным Х-сцепленным заболеванием и почти исключительно поражает кариотипы XY.
Причина
[ редактировать ]Колбочки — это один из видов фоторецепторных клеток сетчатки, которые отвечают за фотопическую зрительную систему и опосредуют цветовое зрение . Колбочки классифицируются в зависимости от их спектральной чувствительности :
- Колбочки LWS (длинноволновая чувствительность) наиболее чувствительны к красному свету.
- Колбочки MWS (средневолновой чувствительности) наиболее чувствительны к зеленому свету.
- Колбочки SWS (чувствительные к коротким волнам) наиболее чувствительны к синему свету.
Колбочки MWS и LWS наиболее ответственны за остроту зрения, поскольку они сосредоточены в области центральной ямки сетчатки, которая составляет самый центр поля зрения . Монохроматия синих колбочек — это тяжелое состояние, при котором колбочки, чувствительные к красному или зеленому свету, отсутствуют или повреждены, и только S-колбочки, чувствительные к синему свету, и палочки , отвечающие за ночное ( скотопическое ) зрение. функционируют [ 1 ] [ 2 ]
Симптомы
[ редактировать ]Для БКМ характерны разнообразные симптомы: [ 2 ] [ 3 ]
- Низкая острота зрения – от 20/60 до 20/200.
- Плохая способность или неспособность различать цвета.
- Гемералопия (и связанная с ней светобоязнь ) – чувствительность к яркому свету.
- Нистагм – непроизвольное движение глаз.
Симптомы БКМ обычно стационарны, но некоторые исследования показывают признаки прогрессирования заболевания. [ 4 ]
Плохая цветовая дискриминация
[ редактировать ]Цветовое зрение монохроматов с синими колбочками сильно нарушено. Однако взаимодействие синих колбочек и фоторецепторов палочек при мезопическом зрении (сумерки) может обеспечить некоторый уровень дихромазии . [ 5 ]
Генетика
[ редактировать ]Наследственность
[ редактировать ]Поскольку монохроматия синего конуса имеет много общих симптомов с ахроматопсией , исторически ее рассматривали как разновидность ахроматопсии, называемую Х-сцепленной ахроматопсией или атипичной неполной ахроматопсией . Оба эти названия отличают БКМ именно тем, как его тип наследования отличается от других форм ахроматопсии. В то время как другие формы (ACHM) наследуются аутосомно, BCM является X-сцепленным. Как только молекулярно-биологическая основа БКМ была понята, более описательный термин «монохромность синего конуса» в литературе стал доминировать .
Гены
[ редактировать ]Кластер генов, отвечающий за БКМ, состоит из 3 генов и расположен в положении Xq28, на конце q-плеча Х-хромосомы. [ 6 ] Гены в кластере суммированы в следующей таблице:
| Тип | МОЙ БОГ | Ген | Локус | Цель |
|---|---|---|---|---|
| Локус-контрольный регион | 300824 | LCR [ 1 ] | Xq28 | После этого действует как промоутер экспрессии двух генов опсина , [ 1 ] и гарантирует, что только один из двух опсинов (LWS или MWS) экспрессируется исключительно в каждой колбочке. [ 7 ] |
| LWS опсин | 300822 | ОПН1ЛВ | Xq28 | LWS (красный) Кодирует белок фотопсина . |
| MWS опсин | 300821 | ОПН1МВт | Xq28 | MWS (зеленый) Кодирует белок фотопсина . |
Возникшие в результате недавнего события дупликации, два опсина очень гомологичны (очень похожи), имея только 19 диморфных сайтов (различающиеся аминокислоты). [ 8 ] и, следовательно, на 96% похожи. [ 9 ] опсина Более того, только 7 из этих диморфных сайтов приводят к функциональным различиям между генами, т.е. которые настраивают спектральную чувствительность . Для сравнения, эти гены опсина лишь на 40% гомологичны (похожи) на OPN1SW SWS (кодирующий фотопсин и расположенный на хромосоме 7 ) и «RHO» (кодирующий родопсин и расположенный на хромосоме 3 ). [ 9 ] OPN1SW и родопсин не затрагиваются при БКМ.
Мутации
[ редактировать ]Поскольку БКМ вызвана нефункциональными М- и L-колбочками, она может возникнуть в результате пересечения протанопии (отсутствие функциональных L-колбочек) и дейтеранопии (отсутствие функциональных М-колбочек). Таким образом, генетические причины БКМ включают генетические причины протанопии и дейтеранопии. К ним относятся (влияющие на любой ген опсина): [ 9 ]
- делеции генов опсина, часто в результате негомологичной рекомбинации .
- точечные мутации, приводящие к нефункциональным (инактивированным) опсинам:
- C203R : миссенс-мутация . [ 9 ] [ 10 ]
- P307L [ 9 ]
- R247X : бессмысленная мутация . [ 9 ]
- внутригенная делеция всего экзона 4 [ 9 ] [ 11 ]
- Генотип LIAVA : инактивация посредством гомологичной рекомбинации, которая заканчивается экзоном 3 гибридного гена опсина, содержащего следующие аминокислоты в указанных положениях: 153 лейцин , 171 изолейцин , 174 аланин , 178 валин и 180 аланин . [ 7 ]
Данные Международного реестра пациентов BCM. [ 12 ] показывает, что около 35% монохромности синих колбочек возникает в результате этого двухэтапного процесса, когда каждый из обоих генов подвергается воздействию одной из вышеупомянутых мутаций. [ 9 ] Остальные 55% монохроматов синих колбочек вызваны делецией LCR. [ 9 ] В отсутствие LCR ни один из следующих двух генов опсина не экспрессируется.
Другое заболевание сетчатки, связанное с позицией Xq28, — это болезнь глаз Борнхольма (BED). [ 7 ] Точечная мутация W177R представляет собой миссенс-мутацию , которая вызывает дистрофию колбочек при наличии в обоих генах опсина . [ 3 ]
Диагностика
[ редактировать ]У детей в возрасте 2 месяцев и старше можно определить возможный монохромат с синими колбочками при наблюдении отвращения к свету и/или нистагма . [ 13 ] но недостаточны для диагностики, и особенно для дифференциальной диагностики с ахроматопсией . Дифференциальный диагноз можно провести несколькими способами:
- путем реконструкции семейного анамнеза для установления Х-сцепленного типа наследственности. [ 14 ] [ 2 ] [ 4 ]
- с электроретинограммой (ЭРГ) , которая измеряет электрический ответ фоторецепторов на зрительный стимул известной длины волны. Это может свидетельствовать о потере функции конусов LWS и MWS. [ 15 ]
- с тестом цветового зрения , либо общего характера, например, Farnsworth D-15 [ 4 ] или тест Farnsworth Munsell 100 Hue [ 15 ] или тест Берсона , который специально разработан для того, чтобы отличить БКМ от типичной ахроматопсии. [ 16 ]
Уход
[ редактировать ]Корректирующие средства для зрения и персонализированная терапия зрения, предоставляемые специалистами по слабому зрению, могут помочь пациентам скорректировать блики и оптимизировать оставшуюся остроту зрения. Тонированные линзы для светобоязни обеспечивают больший зрительный комфорт. Пурпурный оттенок (смесь красного и синего) обеспечивает лучшую остроту зрения, поскольку защищает палочки от насыщения и позволяет максимально стимулировать синие колбочки.
Генная терапия
[ редактировать ]Не существует лекарства от монохромазии синего конуса. Однако существуют перспективные методы генной терапии , безопасность и эффективность которых в настоящее время оцениваются. Генная терапия — это общий метод лечения генетических нарушений; он использует вирусные векторы для переноса типичных генов в клетки (например, колбочки ), которые не способны экспрессировать функциональные гены (например, фотопсины ). Возможно, удастся восстановить цветовое зрение, добавив недостающие гены опсина – или функциональную копию всего генного комплекса – в колбочки. В 2015 году команда Пенсильванского университета оценила возможные результаты генной терапии BCM. [ 17 ] С 2011 года в нескольких исследованиях проводилась генная терапия БКМ на моделях мышей и крыс. [ 18 ]
Эпидемиология
[ редактировать ]БКМ поражает примерно 1/100 000 человек. [ 14 ] Заболевание поражает мужчин гораздо чаще, чем женщин, из-за его рецессивной Х-сцепленной природы, в то время как женщины обычно остаются незатронутыми носителями признака BCM. [ 6 ]
История
[ редактировать ]До 1960-х годов монохромность синих колбочек рассматривалась как разновидность ахроматопсии . Первое подробное описание ахроматопсии было дано в 1777 году, где предмет описания:
...никогда не мог ничего сделать, кроме как угадать название любого цвета; тем не менее, он мог отличить белое от черного или черное от любого светлого или яркого цвета... У него было два брата в таких же обстоятельствах, что и по зрению; и 2 брата и сестры, у которых, как и у его родителей, не было этого дефекта.
- Дж. Худдарт, «Название статьи», Отчет о людях, которые не могли различать цвета (1777 г.). [ 19 ]
В 1942 году Слоан впервые выделил типичную и атипичную ахроматопсию, дифференцированную главным образом по закономерностям наследования. [ 20 ] В 1953 году Уил предположил, что атипичная ахроматопсия должна быть результатом монохроматизма колбочек , но оценил ее распространенность только в 1 на 100 миллионов. [ 21 ] В начале 1960-х годов наследование атипичной ахроматопсии привело к изменению названия на Х-сцепленную ахроматопсию , и в то же время несколько исследований показали, что монохроматы с синими колбочками сохраняют некоторое зрение сине-желтого цвета. [ 22 ] [ 23 ] О важном открытии было объявлено в 1989 (и 1993) Натансом и др. [ 1 ] [ 2 ] который определил гены, вызывающие монохромность синих колбочек.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Натанс, Дж; Давенпорт, CM; Момини, штат Айдахо; Льюис, РА; Хейтманчик, Дж. Ф.; Литт, М; Ловриен, Э; Велебер, Р; Бачинский, Б; Звас, Ф; Клингаман, Р; Фишман, Г. (1989). «Молекулярная генетика монохромности синего конуса человека». Наука . 245 (4920): 831–838. Бибкод : 1989Sci...245..831N . дои : 10.1126/science.2788922 . ПМИД 2788922 . S2CID 13093786 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Натанс, Дж; Момини, штат Айдахо; Зреннер, Э; Садовский, Б; Шарп, LT; Льюис, Р.А.; Хансен, Э; Розенберг, Т; Шварц, М; Хекенлайвли-младший; Трабулси, Э; Клингаман, Р; Бех-Хансен, Северная Каролина; Ларош, GR; Пагон, РА; Мерфи, Вашингтон; Велебер, Р.Г. (1993). «Генетическая гетерогенность монохроматов с синими колбочками» . Ам. Дж. Хум. Жене . 53 (5): 987–1000. ПМК 1682301 . ПМИД 8213841 .
- ^ Перейти обратно: а б Гарднер, Дж. К.; Уэбб, TR; Кануга, Н.; Робсон, AG; Холдер, GE; Стокман, А; Рипамонти, К; Эбенезер, Северная Дакота; Огун, О; Девери, С; Райт, Джорджия; Махер, скорая помощь; Читам, Мэн; Мур, AT; Михаэлидис, М; Хардкасл, Эй Джей (2010). «Х-сцепленная конусная дистрофия, вызванная мутацией опсинов красного и зеленого колбочек» . Являюсь. Дж. Хум. Жене . 87 (1): 26–39. дои : 10.1016/j.ajhg.2010.05.019 . ПМЦ 2896775 . ПМИД 20579627 .
- ^ Перейти обратно: а б с Михаэлидис, М; Джонсон, С; Шимунович, член парламента; Брэдшоу, К; Холдер, Г; Моллон, доктор медицинских наук; Мур, AT; Хант, DM (2005). «Монохроматизм синих колбочек: оценка фенотипа и генотипа с признаками прогрессирующей потери функции колбочек у пожилых людей» . Глаз (Лонд) . 19 (1): 2–10. дои : 10.1038/sj.eye.6701391 . ПМИД 15094734 .
- ^ Рейтнер, А; Шарп, LT; Зреннер, Э. (1991). «Возможно ли цветовое зрение только с помощью палочек и колбочек, чувствительных к синему цвету?». Природа . 352 (6338): 798–800. Бибкод : 1991Natur.352..798R . дои : 10.1038/352798a0 . ПМИД 1881435 . S2CID 4328439 .
- ^ Перейти обратно: а б Альперн М., Ли ГБ, Маасеидвааг Ф., Миллер С.С. (январь 1971 г.). «Цветовое зрение в синем конусе «монохромность» » . Дж. Физиол . 212 (1): 211–33. дои : 10.1113/jphysicalol.1971.sp009318 . ПМЦ 1395698 . ПМИД 5313219 .
- ^ Перейти обратно: а б с Нейтц, Дж; Нейтц, М. (2011). «Генетика нормального и дефектного цветового зрения» . Видение Рез . 51 (7): 633–651. дои : 10.1016/j.visres.2010.12.002 . ПМЦ 3075382 . ПМИД 21167193 .
- ^ Нейтц, Морин (1 мая 2000 г.). «Молекулярная генетика цветового зрения и дефектов цветового зрения» . Архив офтальмологии . 118 (5): 691–700. дои : 10.1001/archopht.118.5.691 . ПМИД 10815162 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Гарднер, Джессика С.; Михаэлидис, Мишель; Холдер, Грэм Э.; Кануга, Нахид; Уэбб, Том Р.; Моллон, Джон Д.; Мур, Энтони Т.; Хардкасл, Элисон Дж. (1 мая 2009 г.). «Монохромность синего конуса: причинные мутации и связанные с ними фенотипы» . Молекулярное видение . 15 : 876–884. ISSN 1090-0535 . ПМК 2676201 . ПМИД 19421413 .
- ^ Виндерикс Дж., Саноки Э., Линдси Д.Т., Теллер Д.Ю., Мотульски А.Г., Диб С.С. (июль 1992 г.). «Нарушение цветового зрения, связанное с миссенс-мутацией гена зеленого зрительного пигмента человека». Нат. Жене . 1 (4): 251–6. дои : 10.1038/ng0792-251 . ПМИД 1302020 . S2CID 23127406 .
- ^ Ладекьяер-Миккельсен, АС; Розенберг, Т; Йоргенсен, Ал. (1996). «Новый механизм монохроматизма синего конуса». Хм. Жене . 98 (4): 403–408. дои : 10.1007/s004390050229 . ПМИД 8792812 . S2CID 11799731 .
- ^ «Реестр пациентов – монохромность синего конуса» .
- ^ Альперн, М; Водопад, ВЧ; Ли, Великобритания (1960). «Загадка типичной полной монохромности». Являюсь. Дж. Офтальмол . 50 (5): 996–1012. дои : 10.1016/0002-9394(60)90353-6 . ПМИД 13682677 .
- ^ Перейти обратно: а б Коль, С; Хамель, КП (2011). «Генная карта клинической полезности: монохроматизм синих колбочек» . Евро. Дж. Хум. Жене . 19 (6): 732. doi : 10.1038/ejhg.2010.232 . ПМК 3110038 . ПМИД 21267011 .
- ^ Перейти обратно: а б Айягари, Р; Какук, ЛЕ; Бингхэм, Эл.; Щесны, Джей Джей; Кемп, Дж; Сегодня; Фелиус, Дж; Просеивание, Пенсильвания (2000). «Спектр делеций и фенотипа цветового гена у пациентов с монохромностью синего конуса» (PDF) . Хм. Жене . 107 (1): 75–82. дои : 10.1007/s004390000338 . hdl : 2027.42/42266 . ПМИД 10982039 . S2CID 8527902 .
- ^ Берсон Э.Л., Сандберг М.А., Рознер Б., Салливан П.Л. (июнь 1983 г.). «Цветные пластинки для идентификации пациентов с монохроматизмом синих колбочек». Являюсь. Дж. Офтальмол . 95 (6): 741–7. дои : 10.1016/0002-9394(83)90058-2 . ПМИД 6602551 .
- ^ Ло, Х; Сидеджиян, А.В.; Яннакконе, А; Роман, Эй Джей; Дитта, LC; Дженнингс, Би Джей; Яценко С; Шеплок, Р; Сумарока, А; Свайдер, М; Шварц, С.Б.; Виссинджер, Б; Коль, С; Джейкобсон, С.Г. (2015). «Монохроматия синего конуса: зрительная функция и показатели эффективности клинических испытаний» . ПЛОС ОДИН . 10 (4): e0125700. Бибкод : 2015PLoSO..1025700L . дои : 10.1371/journal.pone.0125700 . ПМК 4409040 . ПМИД 25909963 .
- ^ Чжан, Ю; Дэн, WT; Ду, Вт; Чжу, П; Ли, Дж; Сюй, Ф; Сан, Дж; Герстнер, CD; Бэр, В; Бой Сэнфорд, л; Чжао, К; Хаусвирт, WW; Панг, Дж (2017). «Генная терапия на мышиной модели монохромности синего конуса» . Научные отчеты . 7 (6690): 6690. Бибкод : 2017NatSR...7.6690Z . дои : 10.1038/s41598-017-06982-7 . ПМЦ 5532293 . ПМИД 28751656 .
- ^ Хаддарт, Дж (1777). «Рассказ о людях, которые не различали цвета». Филос. Пер. Р. Сок . 67 : 260. дои : 10.1098/rstl.1777.0015 . S2CID 186212155 .
- ^ Слоан, LL; Ньюхолл, С.М. (1942). «Сравнение случаев атипичной и типичной ахроматопсии». Американский журнал офтальмологии . 25 (8): 945–961. дои : 10.1016/S0002-9394(42)90594-4 .
- ^ Уил, РА (1953). «Конусный монохроматизм» . Журнал физиологии . 121 (3): 548–569. дои : 10.1113/jphysicalol.1953.sp004964 . ПМК 1366097 . ПМИД 13097391 .
- ^ Блэквелл, HR; Блэквелл, О.М. (1961). «Механизмы рецепторов палочек и колбочек при типичной и атипичной врожденной ахроматопсии». Видение Рез . 1 (1–2): 62–107. дои : 10.1016/0042-6989(61)90022-0 .
- ^ Спиви, Б.Э. (1965). «Х-сцепленное рецессивное наследование атипичного монохроматизма». Арх. Офтальмол . 74 (3): 327–333. doi : 10.1001/archopht.1965.00970040329007 . ПМИД 14338644 .