MODY в Сибири – молекулярная генетика и клинические проявления

Современный уровень диагностических возможностей медицины позволяет правильно определить тип сахарного диабета (СД) у девяти пациентов из десяти. Однако бывают клинические случаи, когда течение СД отличается от «классического» 1-го и 2-го типов (СД1, СД2), а верификация типа СД невозможна без применения специальных методов диагностики, таких как молекулярно-генетическое исследование. К таким типам СД относится MODY – диабет зрелого типа у молодых (Maturity Onset Diabetes of theYoung). MODY – генетически обусловленная форма СД, характеризующаяся аутосомно-доминантным типом наследования, началом заболевания в возрасте до 25 лет и наличием первичного дефекта в функции β-клеток поджелудочной железы [1, 2]. Важность диагностики данного типа СД для пациентов молодого возраста заключается в грамотной идентификации, лечении заболевания и осложнений, в адекватном ведении беременности, а для родственников – в возможности получить медико-генетическую консультацию и соответствующие рекомендации [3, 4].

На сегодняшний день известны мутации в 13 генах, приводящие к развитию разных подтипов MODY, которые отличаются между собой частотой встречаемости, клинической картиной и терапевтической тактикой ведения пациентов [5, 6]. Наиболее изученными и описанными в литературе являются MODY 1–5 подтипы [7]. Остальные подтипы встречаются очень редко, поэтому их распространенность и особенности течения малоизвестны.

Цель

Целью исследовательской работы было определить клинические и молекулярно-генетические характеристики разных подтипов MODY в условиях сибирского региона.

Материалы и методы

10 пациентов были направлены в ФГБНУ НИИТПМ с клиническим диагнозом MODY для подтверждения/исключения данной нозологии. Из них 1 пациент ранее наблюдался с диагнозом СД1 и один – с СД2, у остальных тип СД был не уточнен. Все пациенты соответствовали следующим критериям: наличие в анамнезе диагностированного СД/гипергликемии, возраст на момент диагностирования моложе 40 лет, отсутствие антител к β-клеткам и к GAD, отсутствие избыточной массы тела и ожирения, сохраненная секреция β-клеток при продолжительности СД не менее 1 года. После верификации мутации у пробанда определялись показатели углеводного обмена у родственников первой степени родства, при обнаружении гипергликемии проводилось молекулярно-генетическое исследование идентичного гена. При отсутствии у них нарушений углеводного обмена генетическая диагностика выполнена всем родственникам первой степени родства. Молекулярно-генетическое исследование проведено 10 пробандам и 10 родственникам первой степени родства.

Всем пациентам после подписания информированного согласия были проведены биохимический анализ крови, определение HbA1c, С-пептида, тиреоидного статуса, микроальбуминурии (МАУ), ультразвуковое исследование (УЗИ) органов брюшной полости и почек, щитовидной железы, эхокардиография, дуплексное сканирование брахиоцефальных сосудов на экстракраниальном уровне, суточное мониторирование глюкозы крови, а также таргетное высокопроизводительное секвенирование генов, мутации в которых приводят к развитию MODY 1–13 диабета. Результаты молекулярно-генетического исследования были верифицированы прямым автоматическим секвенированием по Сэнгеру.

Соответствие нормам этики

Проведенное исследование соответствует нормам GCP. Протокол исследования и информированный листок пациентов для участия в исследовании рассмотрены и одобрены в Этическом Комитете «НИИТПМ», протокол №2 от 11.02.2014. Всеми пациентами подписано информированное согласие на участие в исследовании.

Статистический анализ

Обработка результатов исследования проводилась на персональном компьютере в программе SPSS 13. Определялся характер распределения количественных признаков методом Колмогорова-Смирнова. В случае нормального распределения вычислялось среднее значение (М), стандартное отклонение (σ). Данные представляли как М±σ. При сравнении двух нормально распределенных выборок использовался t-тест Стьюдента. При отсутствии нормального распределения вычислялись медианы (Me), минимальное и максимальное значение, независимые выборки сравнивались с использованием теста Манна-Уитни. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости нулевой статистической гипотезы (р) принимался равным 0,05 [8].

Результаты

При проведении молекулярно-генетического исследования было верифицировано 4 подтипа MODY у 16 пациентов (10 пробандов и 6 родственников). У 6 пробандов и 5 родственников первой степени родства выявлены следующие варианты в гене глюкокиназы (GCK) (MODY 2): ранее неописанная замена в промоторе (g.44189633T>C), экзон 1 (g.44189037G>C), p.Arg37Trp, denovop.Leu147Val, p.Gly258Cys, p.Trp257Term (табл. 1). У двух пробандов диагностирован MODY 3 диабет; были определены следующие варианты в гене HNF1A: p.Asn62Ser, p.Met412Val. У одного пациента выявлен MODY 8 диабет с не описанными ранее изменениями в гене CEL, вариант p.Gly299Cys. У двух пациентов из одной семьи определен подтип MODY 12 с заменой p.Ala1457Thr в гене АВСС8. Таким образом, были диагностированы 3 мутации de novo: две в гене GCK и одна в гене CEL.

Группу пациентов с MODY составили 6 лиц мужского пола (37,5%) и 10 женского (62,5%) (р<0,05). Медиана возраста пробандов на момент диагностирования гипергликемии составляла 18 [3;35] лет, медиана возраста родственников при верификации мутаций – 28 [0;49] лет. Медиана продолжительности диабета у пробандов была 3 [0;7] года.

Таблица 1. Характеристики пациентов с MODY2 диабетом

Примечания: Д – диета, ДП – дочь пробанда, ДТЗ – диффузный токсический зоб, Ж – женский, И – инсулин, М – мужской, МП – мать пробанда, ОП – отец пробанда, П – пробанд, СМ – препараты сульфонилмочевины, УЗ – узловой зоб, ЩЖ – щитовидная железа.

У 5 из 10 пробандов (50%) определялся отягощенный семейный анамнез по СД, у 1 (10%) родственника пациента с MODY2 гипергликемия натощак диагностирована при активном обследовании. В трех семьях после диагностирования мутации в гене GCK у пробандов нарушений углеводного обмена у их родственников не выявлено. Поэтому молекулярно-генетическое исследование проводилось обоим родителям (шесть человек) и у 3 из них верифицированы мутации при отсутствии гипергликемии. У родственников одного пациента с MODY 2 мутации в гене GCK отсутствуют. У 2 пробандов с MODY 3 и одного с MODY 12 СД был диагностирован более чем в двух поколениях.

При диагностировании MODY у 11 пациентов (69%) отсутствовали клинические проявления нарушений углеводного обмена, а гипергликемия диагностирована при прохождении рутинных обследований. У лиц женского пола в 20% MODY дебютировал во время беременности. Кетоацидоз при диагностировании заболевания не выявлялся, снижение массы тела определено у 1 человека (6%). Среди сопутствующих патологий в анамнезе у пациентов превалировали дислипидемия – у 5 (31%) пациентов, артериальная гипертония (АГ) – у 3 человек (19%). У одного пациента (6%) с MODY диагностирована диабетическая нефропатия, у 1 (6%) – МАУ при нефроптозе, у 1 (6%) – диабетическая непролиферативная ретинопатия, у 1 (6%) – препролиферативная ретинопатия, состояние после лазерокоагуляции, у 3 (19%) – периферическая полинейропатия нижних конечностей.

У всех пациентов достигнуты целевые показатели углеводного обмена, средний уровень HbA1c у пробандов составил 6,5±0,9%, у родственников – 5,7±0,5%. Для достижения целевых значений HbA1c пациенты получали следующую терапию: два человека (12%) – инсулинотерапию, 4 (25%) принимали пероральные сахароснижающие препараты (ПССП) и у 10 (63%) достигнута нормогликемия рациональным питанием.

Средний уровень С-пептида был в пределах референсных значений (нормальные значения 0,7–1,9 нг/мл) и составил 0,8±0,5 нг/мл у пробандов и 1,3±0,8 нг/мл – у родственников. По данным биохимического анализа у 5 (31%) пациентов была диагностирована дислипидемия. При проведении исследования тиреоидного статуса выявлено, что все пациенты находятся в состоянии эутиреоза, антитела к рецепторам ТТГ не обнаружены.

Всем пациентам с MODY проведено суточное мониторирование уровня глюкозы крови в течение 3 дней. Средний уровень гликемии составил 7,2±2,7 ммоль/л, минимальный уровень – 2,8 ммоль/л, максимальный уровень – 12,8 ммоль/л. Данное обследование позволило диагностировать преобладание гипергликемии натощак при MODY GCK или постпрандиальной гипергликемии при MODY HNF 1a и провести коррекцию проводимой терапии.

У 1 пациента (6%) диагностирован атеросклероз брахиоцефальных артерий на экстракраниальном уровне, гемодинамически незначимая бляшка в левой общей сонной артерии с распространением во внутреннюю сонную артерию.

MODY 2

У большинства пациентов с MODY (6 пробандов и 5 родственников 1-й степени родства) был диагностирован 2-й подтип, который оценивается как самый благоприятный из MODY. Медиана возраста пробандов при диагностировании гипергликемии составила 12,3 года [2; 31]. Самый ранний возраст пациентки, у которой обнаружена мутация в гене GCK, был 3 месяца. Это был ребенок пробанда с MODY 2. Только у одного пробанда определялся наследственный анамнез по СД, у родственника одного пациента гипергликемия выявлена при обследовании, в 3 семьях мутации диагностированы при нормальных показателях углеводного обмена. У одного пробанда мутации у родственников отсутствовали.

У 9 из 11 пациентов отсутствовали клинические проявления нарушений углеводного обмена, а у трех из них (родственники пробандов) MODY 2 диагностирован на доклиническом этапе (показатели гликемии натощак, через 2 ч после еды, гликированного гемоглобина и С-пептида – в пределах референсных значений) на основании выявления характерной мутации. Среди сопутствующих заболеваний: у 3 пациентов в анамнезе определялась патология щитовидной железы, у 2 – дислипидемия, у 1 – АГ, у 1 – МАУ при двустороннем нефроптозе.

У всех пациентов с MODY 2 был достигнут целевой уровень HbA1c, медиана которого составила 6,0% [5,5;6,5] у пробандов и 5,7% [4,9; 6,1] – у родственников с мутациями в гене GCK. Уровень С-пептида незначительно был снижен у двух пациентов (нормальные значения 0,7–1,9 нг/мл), его медиана у пробандов – 0,8 нг/мл [0,4;1,1], у родственников – 1,3 нг/мл [1,1;1,7]. Диабетических осложнений выявлено не было. Один пробанд до верификации диагноза использовал инсулинотерапию, после диагностирования мутации в гене GCK он был переведен на препараты сульфонилмочевины с положительным эффектом. Девять пациентов достигали нормогликемии рациональным питанием, 1 – инсулинотерапией (0,1 ЕД/кг). Таким образом, данный подтип MODY имеет в большинстве случаев бессимптомное начало, мягкое течение, диагностируются стабильные показатели гликемии, не характерны диабетические осложнения, большинство пациентов не нуждаются в медикаментозной сахароснижающей терапии (см. табл. 1).

MODY 3

MODY3 диабет диагностирован у двух лиц женского пола, 11 лет и 41 года (табл. 2). У первой пациентки были жалобы на утомляемость, сухость во рту, в анамнезе выявлялись единичные кратковременные приступы с судорогами и потерей сознания (диагноз эпилепсии не подтвержден), которые самостоятельно купировались. СД диагностирован в трех поколениях, объективный статус без отклонений, параклинические данные были без особенностей, терапию не получала, минимальный уровень гликемии по суточному мониторированию составил 4,8 ммоль/л, максимальный – 8,9 ммоль/л, гликемия натощак в пределах нормальных значений. У второй пациентки гипергликемия выявлена при рутинном обследовании, выставлен диагноз СД2, отягощенная наследственность по СД и заболеваниям щитовидной железы присутствовала в 4 поколениях по женской линии, ранее был диагностирован аутоиммунный тиреоидит, дислипидемия. По данным суточного мониторирования глюкозы, превалировала постпрандиальная гипергликемия. Уровень HbA1c составлял 6,2%. Таким образом, для MODY 3 характерна постпрандиальная гипергликемия, наличие СД в нескольких поколениях.

Таблица 2. Характеристики пациентов с MODY 3, 8 и 12 диабетом

Примечания: АИТ – аутоиммунный тиреоидит, Д – диета, ДН – диабетическая нефропатия, ДР – диабетическая ретинопатия, Ж – женский, И – инсулин, иДПП-4 – ингибиторы дипептидилпептидазы-4, иSGLT2 – ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера 2 типа, М – мужской, МП – мать пробанда, СМ – препараты сульфонилмочевины.

MODY 8

MODY8 диагностирован у женщины в возрасте 37 лет, которая ранее наблюдалась с диагнозом СД1 (табл. 2). При дебюте заболевания в 32 года во время 1-й беременности наблюдался кожный зуд, постпрандиальная гипергликемия до 11 ммоль/л. При осмотре выявлены кожные высыпания, ИМТ – 23,6 кг/м2. Проведено суточное мониторирование глюкозы, по результатам которого определялась постпрандиальная гипергликемия. Уровень HbA1c составлял 7,5%. В возрасте 32 лет были диагностированы ретинопатия, непролиферативная стадия, периферическая нейропатия. Пациентка использовала базис-болюсный режим инсулинотерапии (Лантус 8 ЕД, Хумалог 10 ЕД в сутки). Таким образом, при данном подтипе MODY определяются диабетические осложнения и не достигнуты целевые показатели углеводного обмена при применении инсулинотерапии.

MODY 12

MODY 12 диагностирован в одной семье у пробанда и его матери (см. табл. 2). Мужчина 29 лет предъявлял жалобы на жжение в ногах, онемение пальцев, головные боли, нечеткость зрения. Из анамнеза известно, что у пациента в детском возрасте были судорожные припадки с потерей сознания, непродолжительные, ни с чем не связанные, купировались самостоятельно в возрасте 9 лет; эпилептическая этиология припадков не подтверждена. У родственников пациента СД определялся в четырех поколениях, как и АГ, в двух поколениях – сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ). При обследовании в возрасте 28 лет выявлена гипергликемия натощак и постпрандиальная гипергликемия, гипертриглицеридемия, нефропатия (ХБП С1, А2), периферическая нейропатия, препролиферативная ретинопатия, проведена лазерокоагуляция, атеросклероз брахиоцефальных артерий. Проведено МРТ головного мозга и диагностированы признаки атрофических изменений мозговой ткани в перивентрикулярном белом веществе полушарий дисциркуляторного характера. Пациент в лечении применял базис-болюсный режим инсулинотерапии (24 ЕД в сутки), при этом определялась вариабельность гликемии и частые гипогликемии, уровень HbA1c составлял 7,2%. После верификации типа СД в условиях стационара пациент переведен на ПССП (гликлазид и дапаглифлозин) с положительной динамикой: стабилизировался уровень гликемии в течение суток, гипогликемии не зафиксированы, за три месяца уровень HbA1c снизился до 6,6%.

У матери пациента была диагностирована идентичная мутация. В возрасте 30 лет у нее дебютировал СД, избыточной массы тела, ожирения не выявлено. Принимала метформин, уровень HbA1c составил 7,8%, диагностированы диабетическая нейропатия, дислипидемия, артериальная гипертония. После верификации мутации в гене АВСС8 пациентка была переведена на гликлазид и эмпаглифлозин с положительным эффектом. Таким образом, при MODY 12 диабете определяется отягощенный семейный анамнез по СД и ССЗ в нескольких поколениях, наличие у пациентов сопутствующих неврологических патологий, микрососудистых осложнений при небольшой продолжительности СД, дислипидемии, атеросклероза в молодом возрасте, высокая чувствительность к препаратам сульфонилмочевины и ингибиторам SGLT2.

Обсуждение

На данный момент не существует абсолютных критериев для диагностирования определенного типа СД у пациентов с дебютом заболевания в молодом возрасте. Определить точный подтип MODY очень важно, так как от этого зависит тактика ведения пациента, назначение сахароснижающей терапии, профилактика специфических осложнений. Среди подтипов MODY превалируют MODY 2 и 3, на долю остальных подтипов приходится менее 10% [9, 10].

Развитие MODY 2 связано с мутацией в гене GCK. Известно более 600 различных мутаций, приводящих к развитию MODY 2, в данной исследовательской работе выявлены еще 2 новые мутации. Несмотря на то, что при GCK-MODY нарушена функция β-клеток и гепатоцитов, гипергликемия, ассоциированная с дефектами глюкокиназы, обычно умеренная. Тем не менее, нарушения углеводного обмена у носителей мутаций присутствуют с рождения [11], могут быть выявлены уже в первые годы жизни и практически у всех – к завершению полового развития. В нашей исследовательской работе медиана возраста пациентов при диагностировании гипергликемии составила 12 лет, что совпадает с данными других ученых [11].

По данным литературы, средний уровень гликемии при MODY 2 диабете определяется в пределах 5,5–8,0 ммоль/л, в большинстве случаев наблюдается гипергликемия натощак, которая, как правило, не прогрессирует [12]. HbA1c находится, в основном, чуть ниже или чуть выше верхнего предела нормы, повышение уровня глюкозы при проведении глюкозотолерантного теста через 2 ч после нагрузки глюкозой незначительно. Возможно, отсутствие клинических симптомов и невысокие стабильные уровни гипергликемии обусловливают недостаточную выявляемость данного подтипа СД. Из-за малосимптомного течения MODY 2 диабета у пробандов не всегда определяется отягощенный семейный анамнез по нарушениям углеводного обмена, а гипергликемия у родственников диагностируется при активном обследовании, что и было показано в данной исследовательской работе.

Показано, что, несмотря на длительный анамнез гипергликемии у пациентов с мутациями в гене GCK (в среднем 48,6 лет), распространенность микро- и макрососудистых осложнений диабета такая же, как в популяции [13]. В нашей исследовательской работе диабетические осложнения у пациентов с MODY 2 также не выявлены. Пациенты с диабетом типа MODY 2 в детском и подростковом возрасте в большинстве случаев могут находиться только на диете, а возможность назначения сахароснижающей терапии следует рассматривать во время беременности [15].

Развитие MODY 3 связано с мутациями в гене HNF1A, который кодирует один из факторов транскрипции, регулирующий экспрессию генов, связанных с липидным и углеводным обменом, синтезом белков острой фазы воспаления [1]. У лиц с развившимся диабетом и у носителей мутаций в ответ на введение глюкозы выявляется нарушение секреции инсулина. Как и у пациентов в нашей исследовательской работе, у лиц с MODY 3 выявляется постпрандиальная гипергликемия. Наиболее ранним клиническим маркером заболевания у таких больных является глюкозурия, что связано с низким почечным порогом для глюкозы у пациентов с MODY 3 [13, 14]. Риск развития микро- и макрососудистых осложнений у пациентов с MODY 3 очень велик [16]. У пациентов с мутациями в гене HNF1A определяется нормальный, а иногда и повышенный уровень холестерина липопротеидов высокой плотности, но при этом утрачено их кардиопротективное действие [17]. Пациенты с MODY 3 часто оказываются чувствительны к препаратам сульфонилмочевины [18, 19], и возможен перевод их с инсулинотерапии на пероральные сахароснижающие препараты с улучшением гликемического контроля. При данном подтипе MODY у пациента выявлялись судорожные непродолжительные приступы, ранее в литературе данное явление не описывалось и требует дальнейшего изучения.

Ген CEL, ответственный за развитие MODY 8, кодирует гликопротеин (CarboxylEsterLipase), секретируемый ацинарными клетками поджелудочной железы в пищеварительный тракт и молочными железами во время лактации в молоко [20]. Механизм развития этой формы диабета неизвестен. У пациентки в нашей исследовательской работе наблюдалось агрессивное течение СД, с наличием осложнений и постпрандиальной гипергликемии. Заболевание характеризуется выявляемыми в раннем детском возрасте нарушениями работы поджелудочной железы, проявляющимися в экскреции липидов с калом и недостаточностью фекальной эластазы, сниженным уровнем витамина Е, аккумуляции жировой ткани в поджелудочной железе, а в возрасте после сорока лет – развитием СД и нейропатологией, связанной с демиелинизацией [21]. Было показано, что у пациентов с MODY, обусловленным мутациями в гене CEL, параллельно с манифестацией диабета в поджелудочной железе формируются множественные кисты, их количество коррелирует с возрастом пациентов. Известно, что такие кисты поджелудочной железы являются факторами риска для развития онкологического процесса, из этого было сделано заключение, что пациенты с MODY 8 имеют повышенный риск развития рака поджелудочной железы [22]. Таким образом, у пациентки с данным подтипом СД оправдано проведение ежегодного УЗИ брюшной полости для скрининга рака поджелудочной железы. Публикации по тактике сахароснижающей терапии при MODY 8 отсутствуют. Верификация MODY 12 подтипа очень важна для проведения коррекции сахароснижающей терапии. Ген ABCC8 кодирует вторую субъединицу АТФ-чувствительных калиевых каналов β-клеток поджелудочной железы – рецептора к сульфонилмочевине (SUR1). Закрытие АТФ-чувствительных калиевых каналов необходимо для секреции глюкозостимулированного инсулина β-клетками. Мутации в гене ABCC8 ассоциированы с развитием MODY 12, СД2, гестационного СД и неонатального СД. Также наличие мутаций в гене ABCC8 может вызвать чрезмерную секрецию инсулина и, в результате, развитие гиперинсулинизма в младенческом возрасте [23]. Наличие мутаций в гене ABCC8 позволяет скорректировать лечение пациентов с гипергликемией, что связано с чувствительностью у носителей мутантных аллелей генов к препаратам группы сульфонилмочевины. Факт наличия подтвержденной мутации в гене ABCC8 следует рассматривать как показание для перевода лиц с гипергликемией на лечение препаратами группы сульфонилмочевины, что связано с механизмом их действия [24]. У пробанда и его матери с MODY 12 была диагностирована дислипидемия, признаки атеросклероза и наследственный анамнез по ССЗ, что может быть фенотипическими маркерами данного подтипа диабета.

Заключение

В представленной исследовательской работе были диагностированы четыре различных подтипа MODY (2, 3, 8, 12), различающихся по своему течению, наличию осложнений и тактике лечения. С развитием молекулярной генетики наши знания о моногенных формах СД пополняются, но до сих пор остается много аспектов, требующих дальнейшего изучения.

Выводы

1. При диагностировании MODY у пациентов сибирского региона были выявлены три новые мутации, возможно, специфичные для Сибири.
2. У пациентов с MODY семейный анамнез определяется в 60%, поэтому отсутствие родственников с гипергликемией не исключает диагноз данного типа СД.
3. В дебюте заболевания у большинства пациентов с MODY отсутствовали клинические проявления нарушений углеводного обмена, что требует более тщательного проведения скрининга для выявления нарушений углеводного обмена у лиц, находящихся в группах риска по моногенным формам диабета.
4. Редкие подтипы MODY, такие как 8 и 12, имеют более агрессивное течение, чем MODY 2 и 3, что обусловливает целесообразность дальнейшего выявления и подробного изучения именно данных нозологий.
5. При диагностировании конкретного подтипа MODY в большинстве случаев возможен перевод пациентов с инсулинотерапии на пероральные сахароснижающие препараты (преимущественно, класс сульфонилмочевины), что улучшает качество жизни пациента, течение самого заболевания и снижает финансовые затраты на лечение.

Дополнительная информация

Финансирование работы

Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта №14-15-00496.

Конфликт интересов

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

Участие авторов

Овсянникова А.К. – сбор и обработка материала, анализ полученных данных, написание текста; Рымар О.Д. – концепция и дизайн исследования; Шахтшнейдер Е.В. – анализ полученных данных, написание текста; Воропаева Е.Н. – выполнение молекулярно-генетического исследования; Иванощук Д.Е. – выполнение молекулярно-генетического исследования; Воевода М.И. – концепция и дизайн исследования.v