Глава 8. Неонатальный сахарный диабет (НСД): молекулярно-генетическая гетерогенность и клинический полиморфизм

11.10.2018
30

Термин «неонатальный сахарный диабет» (НСД) включает группу гетерогенных по этиопатогенезу и клинической картине заболеваний, сопровождающихся стойкой (более 2 нед) гипергликемией у детей первых 6 мес жизни [1, 2]. Частота НСД составляет приблизительно 1:250 000 новорожденных в европейских странах [3, 4, 5] и 1:21 196 новорожденных в популяциях с высоким процентом близкородственных браков [6].

Частота заболевания в Российской Федерации не определена.

В 50% случаев НСД является транзиторным (ТНСД) с развитием ремиссии в течение первых месяцев жизни пациента, в остальных случаях отмечается перманентное течение НСД (ПНСД) [7].

На сегодняшний день известно около 20 генов, ответственных за развитие ПНСД. Более половины случаев ПНСД связаны с функциональными дефектами β-клеток в результате мутаций в генах KCNJ11, ABCC8 [8, 9, 10], а также с преждевременным апоптозом  β-клеток вследствие дефекта гена INS [11].

У пациентов, рожденных от близкородственных браков, большинство случаев ПНСД связано с гомозиготными мутациями в генах EIF2AK3 (синдром Уолкотт—Раллисон) и GCK [12].

У 25% пациентов с мутациями в гене KCNJ11 [10, 13], а также у некоторых пациентов с мутациями в гене АВСС8 [14] течение НСД осложняется неврологической симптоматикой в виде эпилепсии, выраженной задержки психомоторного и речевого развития, мышечной гипотонии — DEND-синдром.

Также описаны пациенты с промежуточным фенотипом — intermediate DEND (iDEND), характеризующимся умеренной задержкой моторного и речевого развития и отсутствием очагов эпилептической активности на ЭЭГ [10].

Этиопатогенетическая гетерогенность НСД, отсутствие четкой корреляции генотипфенотип определяют необходимость уточнения генетического варианта заболевания. В то же время сложность достижения компенсации углеводного обмена у детей первых месяцев жизни, высокая стоимость лечения, потенциальный риск развития тяжелых сосудистых осложнений уже к моменту достижения пациентом подросткового возраста требуют поиска принципиально новых подходов к лечению данной патологии.

В отличие от аутоиммунного СД1, единственным методом лечения которого на сегодняшний день является инсулинотерапия, большинство пациентов с мутациями в генах KCNJ11 и АВСС8 могут быть успешно компенсированы на фоне приема пероральных сахароснижающих препаратов (производных сульфонилмочевины (СМ)) [15, 16, 17].

В основе этого феномена лежит уникальная способность производных СМ связываться с SUR1-cубъединицей К-каналов, вызывая увеличение секреции инсулина, что с середины прошлого века используется в терапии СД2. Кроме того, назначение производных СМ пациентам с iDEND/DEND-синдромом в ряде случаев приводит к улучшению неврологического компонента заболевания [18].

В настоящей статье приведены результаты генетического обследования 34 пациентов с НСД, получавших лечение в отделении эндокринологии Морозовской детской городской клинической больницы в период с 2008 по 2018 г., обобщен опыт использования производных сульфонилмочевины (ПС) у пациентов с мутациями в генах KCNJ11 и АВВС8.

Ключевые слова: неонатальный сахарный диабет, АТФ-зависимые К-каналы, KCNJ11, ABCC8, DEND-синдром, iDEND-синдром, глибенкламид.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследование было включено 32 пациента (18 мальчиков, 14 девочек) в возрасте от 1 мес до 25 лет с манифестацией СД от 0 до 6 мес жизни. 29 пациентов (91%) проживали в Москве и Московской области, 3 детей (9%) были направлены из регионов. Медиана возраста манифестации СД составила 48,5 дней жизни [2; 180]. Медиана возраста проведения генетического обследования составила 3,5 мес жизни [3; 58].

Все пациенты были рождены от неродственных браков, наследственность по СД ни у одного пациента была не отягощена.

На момент проведения генетического обследования у 2 пациентов отмечалась ремиссия НСД, остальные пациенты (n=31) получали инсулинотерапию по базис-болюсной схеме. В дальнейшем развитие ремиссии заболевания наблюдалось еще в 9 случаях.

У большинства пациентов, включенных в исследование, отмечалось изолированное нарушение углеводного обмена (23/33, 70%).

Сопутствующая патология была зарегистрирована у 9/33 (30%) пациентов. Среди них у 8/9 детей психоневрологические нарушения (эпилепсия, задержка моторного и психоречевого развития, аутизм); в одном случае на основании клинической картины (ПНСД, ихтиоз, аутоиммунная энтеропатия, аутоиммунный тиреоидит) клинически была заподозрена синдромальная форма НСД — IPEXсиндром.

В период с 2008 по 2013 г. всем пациентам с НСД первоначально проводилось секвенирование гена KCNJ11 методом Сэнгера. При отсутствии мутаций проводилось исследование генов INS и АВСС8.

В соответствии с фенотипом пациенту с подозрением на IPEX-синдром было проведено секвенирование гена FOXP3.

Всем пациентам с НСД, направленным на генетическое исследование с 2013 по 2018 г., а также пациентам без мутаций в генах KCNJ11, ABCC8 и INS было проведено высокопроизводительное параллельное секвенирование на секвенаторе PGM, Ion Torrent (Life Technologies, США).

Молекулярно-генетические исследования. Геномную ДНК выделяли из периферических лейкоцитов с использованием стандартных методов.

Секвенирование по Сэнгеру проводили на автоматическом секвенаторе ABI Genetic Analyzer 3130 (Applied Biosystems, США).

Для высокопроизводительного параллельного секвенирования использовалась библиотека ампликонов, полученная в результате мультиплексной ПЦР с использованием панели Custom Ion AmpliSeq (Life Technologies, США), включавшей праймеры для амплификации 28 генов, ассоциированных с наследственными вариантами сахарного диабета и врожденного гиперинсулинизма.

Панель исследуемых генов включала GCG, GLUD1, WFS1, HNF1A, GCK, INS, HNF1B, ABCC8, HNF4A, RFX6, PTF1A, NEUROD1, AKT2, ZFP57, INSR, EIF2AK3, PPARG, PAX4, PDX1, GLIS3, KCNJ11, SLC16A1, FOXP3, BLK, CEL, KLF11, SCHAD, GCGR.

Секвенирование проводилось на секвенаторе PGM, Ion Torrent (Life Technologies, США).

Не описанные ранее несинонимичные мутации считались «возможно патогенными» при частоте минорного аллеля <1% и «патогенной» оценке по базе данных ANNOVAR. Все выявленные мутации и полиморфизмы были подтверждены методом Сэнгера.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Наличие генетического дефекта было подтверждено у 22/32 пациентов (68,75%): у 4/20 (10%) пациентов с ТНСД и у 18/20 (90%) пациентов с ПНСД.

У всех пациентов мутации возникли de novo, 6 мутаций ранее не были описаны.

Подавляющее большинство мутаций было найдено в генах, кодирующих АТФ-зависимые К-каналы, а также в гене INS. В гене KCNJ11 выявлено 7 мутаций у 12/22 пробандов (54,5%). При этом клинически у 2 пациентов отмечалось течение ТНСД, у 5 пациентов — ПНСД и у 5 пациентов — iDENDи DEND-синдром. Подавляющее большинство мутаций были представлены гетерозиготными миссенс-мутациями, в одном случае была найдена делеция фрагмента гена KCNJ11 (V231_Q235delVPLHQ) без нарушения рамки считывания.

Наиболее часто встречались мутации R201H (выявлена у 5 пациентов) и R50Q (выявлена у 2 пациентов). Новая мутация V64M была найдена у пациентки с DEND-синдромом.

В гене АВСС8 были выявлены 3 гетерозиготные миссенс-мутации у 3 пробандов. Клинически в одном случае был диагностирован ПНСД, в 1 случае — ТНСД и в 1 случае — DEND-синдром. Мутация D212G ранее не была описана.

В гене INS у 4 пробандов с ПНСД были выявлены 3 гетерозиготные миссенс-мутации и 1 мутация, оказывающая влияние на сплайсинг.

У одного пациентов по данным клинического и генетического обследования была диагностированы синдромальная форма НСД: IPEX-синдром (новая гетерозиготная нонсенсмутация E410X в гене FOXP3).

После генетической верификации диагноза 12/15 (80%) пациентов с мутациями в генах АТФ-зависимых К-каналов (из них 9 пациентов с мутациями в гене KCNJ11 и 3 пациента с дефектом гена АВСС8) были полностью переведены с инсулинотерапии на терапию глибенкламидом. Медиана возраста перевода на глибенкламид составила 3,5 мес [2; 21], медиана суточной дозы инсулина перед переводом составила 1,0 ед./(кгсут) [0,9; 1,0]. Стартовая доза глибенкламида у всех пациентов составила 0,1 мг/(кгxсут). Титрование дозы глибенкламида проводилось с шагом 0,1 мг/(кгxсут) до достижения целевых показателей гликемии. Одновременно проводилось снижение суточной дозы инсулина короткого и пролонгированного действия.

При этом медиана суточной потребности в глибенкламиде у детей первого года жизни с изолированным нарушением углеводного обмена составила 0,33 [0,15; 0,55] мг/кг. Высокая потребность в глибенкламиде 1,2 [1,0; 1,65] мг/(кгxсут) отмечалась у пациентов с сопутствующей неврологической патологией (iDEND-синдром), а также со стажным течением НСД.

Максимальная суточная доза глибенкламида у наших пациентов составила 2,2 мг/кг, что согласуется с зарубежными исследованиями. Медиана длительности перевода на глибенкламид составила 7 дней [5;8]. Максимальная продолжительность перевода у пациентки 6 лет с iDEND-синдромом в результате мутации V59M/KCNJ11 cоставила 24 дня.

Нежелательные побочные явления, связанные с приемом препарата, зарегистрированы не были.

В одном случае была назначена комбинированная терапия глибенкламидом в дозе 1,8 мг/(кгxсут) в сочетании с инсулином пролонгированного действия (Гларгин) в суточной дозе 0,6 ед./кг.

2 пациента (13%) с мутациями в гене KCNJ11 (V64M и L164P) оказались резистентными к терапии глибенкламидом, при этом в одном случае наблюдалось течение DEND-синдрома. Мама одного пациента (R50Q, KCNJ11) от модификации лечения воздержалась.

Динамическое наблюдение за пациентами после перевода на глибенкламид осуществлялось спустя 3, 6, 9 и 12 мес от момента назначения препарата (далее ежегодно), медиана длительности периода наблюдения составила 34,9 мес [17—41]. Максимальный период наблюдения составил 7 лет.

Непосредственно после перевода у всех пациентов отмечалось значительное улучшение показателей гликемического профиля без увеличения числа клинически значимых гипогликемий, что было подтверждено данными суточного мониторирования гликемии.

Через 3 мес от момента перевода у всех пациентов было отмечено снижение уровня HbA1c на фоне повышения уровня базального С-пептида. Медиана уровня HbA1c до перевода составила 8,5% [7,3; 8,9], через 3 мес от момента перевода — 6,2% [5,85—6,3]. Уровень базального С-пептида перед переводом был снижен до неопределяемых значений, через 3 мес после перевода медиана уровня базального С-пептида составила 0,9 нг/мл [0,8—1,0]. Кроме того, уже через 2 мес от модификации лечения у всех пациентов были отмечено значительное снижение суточной дозы глибенкламида. Через 1 год от момента перевода медиана поддерживающей дозы глибенкламида составила 0,07 мг/(кгxсут) [0,06; 0,1]. При этом сохранялось изначальное уменьшение уровня HbA1c (медиана 6,05% [5,6—6,3]) и повышение уровня С-пептида (медиана 0,86 нг/мл [0,8—1,05]).

В двух случаях спустя 2 мес от начала приема глибенкламида мы наблюдали развитие ремиссии заболевания (пациент с делецией V231_Q235del в гене KCNJ11 и пациентка с мутацией D212G в гене АВСС8).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные нами данные подчеркивают необходимость проведения молекулярногенетического анализа всем пациентам с СД, манифестировавшим в первые 6 мес жизни пациента. Генетическая верификация диагноза в данном случае необходима для прогнозирования дальнейшего течения заболевания, персонализированного подхода к терапии таких больных и проведения медикогенетического консультирования в вопросах дальнейшего планирования семьи.

Список литературы

  1. Iafusco D., Stazi M.A., Cotichini R., Cotellessa M., Martinucci M.E., Mazzella M., Cherubini V., Barbetti F., Martinetti M., Cerutti F., Prisco F. Permanent diabetes mellitus in the first year of life. Diabetologia. 2002; 45(6):798—804.
  2. Oscar Rubio-Cabezas, Tomasz Klupa, Maciej T. Malecki Permanent neonatal diabetes mellitus — the importance of diabetes differential diagnosis in neonates and infants. Eur. J. Clin. Invest. 2011;41(3):323—333.
  3. Slingerland A.S., Shields B.M., Flanagan S.E. Referral rates for diagnostic testing support an incidence of permanent neonatal diabetes in three European countries of at least 1 in 260,000 live births. Diabetologia. 2009;52(8):1683—5.
  4. Stanik J., Gasperikova D., Paskova M. Prevalence of permanent neonatal diabetes in Slovakia and successful replacement of insulin with sulfonylurea therapy in KCNJ11 and ABCC8 mutation carriers. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2007;92:1276—1282.
  5. Iafusco D., Massa O., Pasquino B., Colombo C., Iughetti L., Bizzarri C., Mammi C., LoPresti D., Suprani T., Schiaffini R., Colin G. Nichols, Russo L., Grasso V., Meschi F., Bonfanti R., Brescianini S., Barbett F. Minimal incidence of neonatal/infancy onset diabetes in Italy 1:90, 000 live births. Acta Diabetol. 2012;49(5):405— 408
  6. Habeb A.M., Al-Magamsi M.S., Eid I.M., Ali M.I., Hattersley A.T., Hussain K.,. Ellard S. Incidence, genetics, and clinical phenotype of permanent neonatal diabetes mellitus in northwest Saudi Arabia. Pediatr. Diabetes. 2012;13(6):499—505.
  7. Fosel S. Transient and permanent neonatal diabetes. Eur. J. Pediatr. 1995;154(12): 944—948.
  8. Flanagan S.E., Patch A.M., Mackay D.J., Edghill E.L., Gloyn A.L., Robinson D., Shield J.P., Temple K., Ellard S., Hattersley A.T. Mutations in ATP-sensitive K+ channel genes cause transient neonatal diabetes and permanent diabetes in childhood or adulthood. Diabetes. 2007;56:1930—1937.
  9. Gloyn A.L., Pearson E.R., Antcliff J.F., Proks P., Bruining G.J., Slingerland A.S., Howard N., Srinivasan S., Silva J.M., Molnes J., Edghill E.L., Frayling T.M., Temple I.K., Mackay D., Shield J.P., Sumnik Z., van Rhijn A., Wales J.K., Clark P., Gorman S., Aisenberg J., Ellard S., Njolstad P.R., Ashcroft F.M. Hattersley AT Activating mutations in the ATP-sensitive potassium channel subunit Kir6.2 gene are associated with permanent neonatal diabetes. N. Engl. J. Med. 2004;350:1838 —1849.
  10. Flanagan S.E., Edghill E.L., Gloyn A.L., Ellard S., Hattersley A.T. Mutations in KCNJ11, which encodes Kir 6.2, are a common cause of diabetes diagnosed in the first 6 months of life, with the phenotype determined by genotype. Diabetologia. 2006;49:1190—1197.
  11. Stoy J., Edghill E.L., Flanagan S.E., Ye H., Paz V.P., Pluzhnikov A., Below J.E., Hayes M.G., Cox N.J., Lipkind G.M., Lipton R.B., Greeley S.A., Patch A.M., Ellard S., Steiner D.F., Hattersley A.T., Philipson L.H., Bell G.I. Neonatal Diabetes International Collaborative Group. Insulin gene mutations as a cause of permanent neonatal diabetes. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007;104:15040—15044.
  12. Rubio-Cabezas O., Ellard S. Diabetes mellitus in neonates and infants: genetic heterogeneity, clinical approach to diagnosis, and therapeutic options. Hormone research in paediatrics. 2013;80(3):137—46.13.
  13. Proks P., Antcliff J.F., Lippiat J., Gloyn A.L., Hattersley A.T., Ashcroft F.M. Molecular basis of Kir6.2 mutations associated with neonatal diabetes or neonatal diabetes plus neurological features. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2004101(50):17539-44.
  14. Peter Proks, Amanda L. Arnold, Jan Bruining , Christophe Girard, Sarah E. Flanagan, Brian Larkin, Kevin Colclough, Andrew T. Hattersley, Frances M. Ashcroft and Sian Ellard Heterozygous activating mutation in the sulphonylurea receptor SUR1 (ABCC8) causes neonatal diabetes Human Molecular Genetics 2006;15(11):1793—180.
  15. Pearson E.R., Flechtner I., Njolstad P.R., Malecki M.T., Flanagan S.E., Larkin B., Ashcroft F.M., Klimes I., Codner E., Iotova V., Slingerland A.S., Shield J., Robert J.J., Holst J.J., Clark P.M., Ellard S., Sovik O., Polak M., Hattersley A.T. Switching from insulin to oral sulfonylureas in patients with diabetes due to Kir 6.2 mutations N. Engl. J. Med. 2006;355(5):467—477.
  16. Rafiq M., Flanagan S.E., Patch A.M., Shields B.M., Ellard S., Hattersley A.T. Effective treatment with oral sulfonylureas in patients with diabetes mellitus to sulfonyrea receptor 1(SUR1) mutations Diabetes Care. 2007;31(2):204—209.
  17. Zwaveling-Soonawala N., Hagebeuk E.E., Slingerland A.S., Ris-Stalpers C., Vulsma T. and van Trotsenburg A.S. Successful transfer to sulfonylurea therapy in an infant with developmental delay, epilepsy and neonatal diabetes (DEND) syndrome and a novel ABCC8 gene mutation. Diabetologia. 2011;54(2):469—471.
  18. Battaglia D., Lin Y.W., Brogna C., Crino A., Grasso V., Mozzi A.F. et al. Glyburide ameliorates motor coordination and glucose homeostasis in a child with diabetes associated with the KCNJ11/S225T, del226- 232 mutation. Pediatric diabetes. 2012;13(8):656—60.

Нет комментариев

Комментариев: 0

Вы не можете оставлять комментарии
Пожалуйста, авторизуйтесь