Нефропатический цистиноз: механизмы развития и методы лечения

Этиология и патогенез

К настоящему времени описаны более 140 мутаций гена CTNS, расположенного на хромосоме 17p13.2 [8]. В странах Европы и Северной Америки чаще всего встречается делеция 57257 нуклеотидов, которая наблюдается примерно у половины пациентов с цистинозом. В российской популяции та же мутация была выявлена у 25% из 40 детей с цистинозом [9]. Тяжесть течения цистиноза зависит от типа мутаций, в частности инфантильный нефропатический цистиноз обычно развивается при наличии делеций и других мутаций, сопровождающихся полным отсутствием функционального белка [10].

Непосредственной причиной проксимальной ка наль цевой дисфункции при цистинозе считают образование кристаллов цистина, которое начинается, когда его концентрация в лизосомах превышает пороговый уровень, составляющий около 5 ммоль. Однако результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что патогенез нефропатического цистиноза более сложный и предполагает участие не только прямого повреждения клеток проксимальных канальцев под действием кристаллов цистина, но и других механизмов [11]. Например, во многих клетках, в том числе эпителиальных клетках проксимальных канальцев, фибробластах и подоцитах, при цистинозе определялись усиление апоптоза [12], а также дефицит АТФ и цАМФ, сопровождавшийся дисфункцией митохондрий [13]. Недостаточность цистинозина вызывает нарушение сигнальной системы mTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1 – мишень рапамицинового комплекса 1 у млекопитающих) и подавление аутофагии [14]. Важное значение в развитии поражения проксимальных канальцев и других тканей при цистинозе придают воспалению [15]. У пациентов с цистинозом и Ctns-/- мышей кристаллы цистина были обнаружены в макрофагах в большинстве органов, включая почки, костный мозг, печень, кожу и желудочно-кишечный тракт. Накопление цистина, связанное с дефицитом цистинозина и фагоцитозом содержимого погибающих клеток, вызывает активацию моноцитов/макрофагов, которые выделяют провоспалительные цитокины, такие как интерлейкин-1β [16]. Полагают, что образование кристаллов, в том числе цистина, может индуцировать клеточный некроптоз, сопровождающийся выделением молекулярных фрагментов, ассоциированных с повреждением (DAMP) [17]. Последние инициируют воспалительный ответ путем активации паттерн-распознающих рецепторов (PRR), в том числе Toll- и Nod-подобных рецепторов, которые экспрессируются в клетках врожденной иммунной системы, и образования инфламмасомы – макромолекулярного комплекса, состоящего из белка NLRP3, вспомогательного белка ASC и прокаспазы-1. Последняя превращается в активную каспазу-1 и вызывает активацию и секрецию провоспалительных цитокинов ИЛ-1β и ИЛ-18 [18]. Кроме того, NLRP3 активирует трансформирующий фактор роста-β, что способствует развитию фиброза [19], причем этот эффект не зависит от секреции провоспалительных цитокинов.

Клиническая картина

Ведущим в клинической картине нефропатического цистиноза является поражение почек, которое приводит к развитию хронической почечной недостаточности, требующей заместительной почечной терапии, в детском возрасте (рис. 1). В подростковом или старшем возрасте развивается и постепенно прогрессирует поражение других органов, хотя необходимо учитывать, что некоторые системные проявления могут быть следствием не только цистиноза, но и хронической почечной недостаточности [20].

Почки. Инфантильный нефропатический цистиноз проявляется дисфункцией проксимальных почечных канальцев (синдром Фанкони), которая отмечается на первом году жизни и приводит к увеличению экскреции с мочой аминокислот, глюкозы, фосфора, бикарбоната, натрия, калия, кальция, мочевой кислоты и карнитина [21]. У детей цистиноз является одной из основных причин синдрома Фанкона, в то время как у взрослых проксимальная канальцевая дисфункция обычно развивается под действием лекарственных средств и тяжелых металлов или при заболеваниях, сопровождающихся диспротеинемией (множественная миелома, синдром Шегрена, амилоидоз). Клинические проявления дисфункции проксимальных почечных канальцев включают в себя жажду, полидипсию и полиурию, эпизоды дегидратации, задержку роста, мышечную слабость и рахит, а лабораторные – аминоацидурию, глюкозурию (при отсутствии гипергликемии, что имеет диагностическое значение), гипокалиемию, метаболический ацидоз, гипофосфатемию, гипоурикемию и реже гипонатриемию. Помимо задержки роста, характерное проявление синдрома Фанкони у детей – гипофосфатемический рахит, который обусловлен потерей фосфора и витамин D связывающего белка с мочой и нарушением конверсии витамина D на фоне снижения активности β₁-гидроксилазы в проксимальных почечных канальцах. Протеинурия обычно минимальная. Со временем отмечается постепенное снижение скорости клубочковой фильтрации (СКФ), которое приводит к формированию терминальной стадии хронической болезни почек в возрасте 8-12 лет. По данным ретроспективного исследования у 205 больных цистинозом, обследованных до появления патогенетической терапии, медиана возраста пациентов на момент смерти от уремии или инициации заместительной почечной терапии составила 9,2 года [22]. При ювенильном цистинозе функция почек ухудшается медленнее, а терминальная хроническая почечная недостаточность развивается в старшем возрасте (от 12 до 28 лет) [23].

Орган зрения. Первое внепочечное проявление цистиноза – отложение кристаллов цистина в роговице, которое определяется при осмотре с помощью щелевой лампы к возрасту 16 мес у всех пациентов и является важным диагностическим признаком. Первоначально отложение цистина не сопровождается симптомами, однако в возрасте 8-12 лет появляется фотофобия. Цистин откладывается и в других отделах глазного яблока, в том числе сетчатке, что приводит к слепоте у 10-15% больных [24]. У взрослых в редких случаях фотофобия может быть единственным проявлением цистиноза [23].

Эндокринная система. Накопление цистина в лизосомах клеток различных тканей, в том числе желез внутренней секреции, начинается в детском возрасте и постепенно приводит к их атрофии и фиброзу и нарушению функции органов. Чаще всего наблюдается поражение щитовидной (17-89%) и поджелудочной (754%) желез, сопровождающееся развитием первичного гипотиреоза и сахарного диабета, соответственно [25]. Вариабельность частоты поражения этих органов в когортных исследованиях отражает различия медианы возраста обследованных пациентов и доли больных, получавших патогенетическую терапию цистеамином, которая задерживает прогрессирование заболевания. У мальчиков обычно наблюдается первичный гипогонадизм, в то время как у женщин репродуктивная функция, как правило, сохраняется. A. Servais и соавт. описали 19 случаев беременности у 12 пациенток с нефропатическим цистинозом (в большинстве случаев после трансплантации почки) [26]. В 13 (68,4%) случаях беременность завершилась рождением живых детей. Практически у всех пациентов с инфантильным нефропатическим цистинозом определяется низкий рост, который обычно на 2-3 стандартных отклонений ниже среднего для соответствующего возраста. Нарушение линейного роста может быть следствием не только самого заболевания, но и хронической почечной недостаточности, так как улучшение роста отмечалось как на фоне терапии цистеамином, так и после трансплантации почки [25].

W. Gahl и соавт. проанализировали частоту внепочечных проявлений у 100 взрослых пациентов с цистинозом, возраст которых варьировался от 18 до 45 лет [27]. Большинство из них перенесли трансплантацию почки (92%). В этом исследовании частота гипотиреоза составила 92%, гипогонадизма у мужчин – 75%, инсулинзависимого сахарного диабета – 33%. Треть больных умерли в возрасте в среднем 28,5 лет.

Желудочно-кишечный тракт. По данным систематизированного обзора клинических исследований [25], у большинства пациентов с цистинозом наблюдаются тошнота и рвота, которые обычно возникают эпизодически и иногда со временем проходят. Многие больные жалуются на снижение аппетита, запор, диарею и боли в животе. Характерны нарушения глотания и гастроэзофагеальный рефлюкс, которые возникают в результате поражения мышечной ткани. Возможны также увеличение печени и селезенки и развитие портальной гипертензии, не связанной с формированием цирроза печени [28]. При биопсии печени у пациентов с цистинозом обнаруживали отложение цистина в купфферовских клетках, которое может быть причиной нодулярной гиперплазии этого органа.

Нервная система. Тяжелые неврологические нарушения нечасто встречаются при цистинозе, хотя в когортных исследованиях частота поражения центральной нервной системы (ЦНС) составляла от 3 до 27% [25]. Периферическая нервная система при цистинозе не поражается. Проявления энцефалопатии при этом заболевании включают в себя увеличение внутричерепного давления, мозжечковые и пирамидные признаки, когнитивные расстройства и псевдобульбарный паралич [29,30]. Могут наблюдаться и проявления инсульта, такие как гемиплегия и кома. Развитие поражения ЦНС при цистинозе связывают с отложением цистина, которое приводит к развитию кальциноза и атрофии ткани головного мозга. Следует учитывать, что у пациентов, перенесших трансплантацию почки, длительная иммуносупрессивнная терапия может осложниться оппортунистическими инфекциями, такими как криптококковый менингит.

Миопатия. Частота поражения мышц при цистинозе у взрослых составляет 24-69% [25]. Миопатия в первую очередь проявляется слабостью в дистальных мышцах верхних конечностей, хотя со временем возможно вовлечение и проксимальных мышц, а также мышц нижних конечностей. Активность КФК нормальная или повышена. У 2/3 взрослых пациентов с цистинозом развивается рестриктивная дыхательная недостаточность при отсутствии рентгенологических изменений в легких [27]. Выраженность нарушения функции внешнего дыхания коррелировала с тяжестью миопатии [31], поэтому основной причиной дыхательной недостаточности при цистинозе считают поражение дыхательных мышц, включая диафрагму, хотя определенное значение могут иметь и изменения грудной клетки, связанные с рахитом и задержкой линейного роста. Миопатия сопровождается также нарушением глотания, которое наблюдается у большинства пациентов старшего возраста.

Сердечно-сосудистая система. У взрослых пациентов с цистинозом нередко определяется кальциноз артерий, который может быть причиной сердечно-сосудистых осложнений, развивающихся в молодом возрасте [1]. M. Ueda и соавт. выявили кальциноз артерий, преимущественно коронарных, с помощью компьютерной томографии у 32% из 41 пациента с цистинозом, перенесшего трансплантацию почки [32]. Паценты с кальцинозом артерий были старше и чаще страдали сахарным диабетом, однако длительность лечения диализом не отличалась между группами больных, у которых определялись или отсутствовали отложения кальция в стенках артерий, что может указывать на роль отложения цистина в патогенезе кальциноза артерий. Причиной сердечно-сосудистых осложнений при нефропатическом цистинозе может быть и хроническая болезнь почек, учитывая многолетний анамнез хронической почечной недостаточности у пациентов даже молодого возраста. Z. Modi и соавт. изучили сердечнососудистую заболеваемость и смертность более чем у 33000 молодых пациентов с различными заболеваниями почек, начавших заместительную почечную терапию в возрасте от 1 до 30 лет [33]. Доля сердечно-сосудистых причин в структуре общей смертности составила 37,7% и была выше всего в группе пациентов в возрасте 21-29 лет (39,1%). Риск сердечно-сосудистой смерти увеличивался с возрастом и у молодых людей был достоверно выше, чем у подростков и детей. Другими факторами риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний были низкий индекс массы тела и различные сопутствующие заболевания, в частности сахарный диабет, в то время как трансплантация почки ассоциировалась с улучшением сердечно-сосудистых исходов по сравнению с лечением диализом.

Диагноз

Предполагать нефропатический цистиноз следует у всех больных с хронической почечной недостаточностью, развившейся в детском или подростковом возрасте, особенно при наличии анамнестических указаний на синдром Фанкони в первые годы жизни. Как указано выше, большинство пациентов с нефропатическим цистинозом начинают заместительную почечную терапию в возрасте до 18 лет. Простым скрининговым методом является осмотр роговицы с помощью щелевой лампы, который позволяет выявить отложения цистина. Последние определяются у всех пациентов с цистинозом (старше 1,5 лет) и отсутствуют при других наследственных заболеваниях, вызывающих синдром Фанкони у детей (тирозинемия, галактоземия, гепаторенальный гликогеноз, болезнь Дента, синдром Лове и др.) [2]. Отложения цистина могут быть выявлены в биоптате почки или других тканей, однако биопсию не считают необходимой для диагностики нефропатического цистиноза. Для подтверждения диагноза определяют содержание цистина в лейкоцитах крови с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии или жидкостной хроматографии/тандемной массспектрометрии и проводят молекулярно-генетическое исследование, позволяющее выявить мутации гена CTNS [34].

Быстрое развитие тяжелого и необратимого поражения почек и возможность эффективной патогенетической терапии оправдывают проведение скрининга цистиноза у новорожденных, хотя при обсуждении таких программ приходится учитывать экономические аспекты их внедрения, особенно если речь идет об очень редких заболеваниях. В Германии был проведен скрининг у 257734 новорожденных на основании анализа трех мутаций гена CTNS, которые чаще всего встречаются у немцев (75% случаев цистиноза) [35]. Цистиноз был диагностирован у одного ребенка, которому был назначен цистеамин на 18-й день после рождения. Через 16 мес признаки синдрома Фанкони у ребенка отсутствовали.

При наличии в семье одного ребенка с цистинозом при каждой следующей беременности рекомендуется пренатальная диагностика болезни с помощью измерения уровня свободного цистина в культуре амниоцитов или клетках ворсин хориона или генетического исследования.

Лечение

Цистеамина битартрат. Основа лечения нефропатического цистиноза – применение цистеамина битартрата,который используется при этом заболевании с 80-х гг.прошлого столетия. Цистеамин проникает в лизосомы,в которых он расщепляет цистин на две молекулыцистеина и соединяется с одной из них с помощью дисульфидного мостика. Цистеин и комплекс цистеинаи циастеамина транспортируются через мембрану лизо-сомы белком PQLC2, т.е. они не нуждаются в цистино-зине для выхода из лизосом. Таким образом, лечениецистеамином вызывает выведение цистина из лизосомклеток и предупреждает дальнейшее его накопление.Препарат выпускается в виде капсул для приема внутрьи глазных капель, содержащих 0,55% раствор цистеами-на гидрохлорида. Капли применяют для растворениякристаллов цистина в роговице, так как пероральнаятерапия цистеамином не оказывает на них влияние. Вклинических исследованиях регулярное введениекапель цистеамина вызывало уменьшение фотобоязнии поддерживало нормальную остроту зрения [36,37].

Пероральная терапия цистеамином позволяет задержать развитие терминальной хронической почечной недостаточности на 6-10 лет и предупреждает или тормозит развитие внепочечных проявлений цистиноза [6]. В ретроспективном исследовании эффективность длительной терапии цистеамином изучали у 86 взрослых больных нефропатическим цистинозом (средний возраст 26,7 лет) [38]. У 75 из них лечение продолжали в течение в среднем 17,4 лет. Терапия цистеамином, начатая в возрасте до 5 лет, значительно задерживала развитие терминальной хронической почечной недостаточности (на 6-7 лет), а также гипотиреоза, сахарного диабета и нейромышечных нарушений. У пациентов, начавших лечение после 5 лет, сроки развития сахарного диабета и гипотиреоза, значительно увеличились по сравнению с таковыми у нелеченных пациентов. Кроме того, терапия цистеамином привела к увеличению продолжительности жизни больных цистинозом. В другом когортном исследовании у больных, продолжавших терапию цистеамином более 20 лет, частота сахарного диабета и миопатии снизилась с 28% до 0% и с 60% до 0%, соответственно, а у больных, получавших препарат в течение более 8 лет, частота гипотиреоза снизилась с 87% до 56% [27].

Хотя пероральная терапия цистеамином обоснована в любые сроки после установления диагноза нефропатического цистиноза, в том числе у взрослых пациентов, у которых она по крайней мере позволяет избежать дальнейшего ухудшения состояния, тем не менее, начинать лечение лучше как можно раньше, когда отсутствует необратимое повреждение органов и тканей. K. Hohenfellner и соавт. показали, что терапия цистеамином, начатая в первые 2 мес жизни у 4 пациентов с инфантильным нефропатическим цистинозом, вызывала значительное уменьшение проявлений синдрома Фанкони [39]. Эти данные не подтверждают общепринятое мнение о том, что патогенетическая терапия не влияет на состояние проксимальных почечных канальцев, которые при цистинозе быстро поражаются уже в первые месяцы после рождения, хотя на практике ранняя диагностика заболевания до развития развернутых проявлений проксимальной канальцевой дисфункции возможна только путем скрининга среди новорожденных.

F. Emma и соавт. в международном исследовании, проведенном в странах Европы и Турции, изучили исходы нефропатического цистиноза у 453 пациентов, родившихся в 1964-2016 гг. [40]. Медиана длительности наблюдения составила 15,3 года. У 89% больных лечение цистеамином было назначено (медиана возраста – 1,6 года) до начала заместительной почечной терапии. В качестве "исторического" контроля использовали результаты исследования, в котором оценивали динамику сывороточного уровня креатинина у пациентов с нефропатическим цистинозом до появления цистеамина в Европе [41]. За последние десятилетия авторы выявили значительное увеличение доли пациентов, начавших лечение цистеамином в течение первых 1-2 лет жизни (рис. 2). Параллельно возросла почечная выживаемость пациентов с нефропатическим цистинозом (p<0,001). Медиана прироста ее составила 9,1 года. По данным многофакторного регрессионного анализа, только возраст, в котором пациенты начинали лечение цистеамином, и средние уровни цистина в лейкоцитах ассоциировались с более поздним развитием хронической болезни почек 5 стадии. Последний факт подтверждает важность мониторирования эффективности терапии цистеамином путем определения концентрации цистина в лейкоцитах, которая не должна превышать 1 нмоль 1/2 цистина на мг белка [27].

Заместительная почечная терапия. Метод выборазаместительной почечной терапии у детей – трансплан тация почки. C. Cohen и соавт. сравнили отдаленныеисходы трансплантации почки у 30 взрослых пациентовс цистинозом и 93 больных контрольной группы, подо бранных по возрасту и ряду других показателей [42]. Восновной группе трансплантация была выполнена ввозрасте от 7 до 36,5 лет (медиана – 20,4 года).Выживаемость трансплантата у больных цистинозомбыла выше, чем в контрольной группе (р=0,013), а мно гофакторный анализ подтвердил, что наличие этогозаболевания ассоциируется со снижением риска егоотторжения (отношение рисков 0,11; 95% доверитель ный интервал 0,02-0,61). Частота посттрансплантацион ного сахарного диабета в основной группе была выше,чем в контрольной (13,0% и 5,0%), однако различия недостигли статистической значимости. Следует подчерк нуть, что синдром Фанкони в трансплантате не рециди вирует [2].

Блокаторы ренин-ангиотензиновой системы. Инги биторы АПФ и блокаторы ангиотензиновых рецепторов широко используются для замедления темпа снижения скорости клубочковой фильтрации у пациентов с заболеваниями почек, особенно сопровождающимися протеинурией. Высказано предположение о том, что они могут применяться и у детей с нефропатическим цистинозом [43]. Однако эффективность блокаторов ренинангиотензиновой системы у таких больных не доказана. Более того, они могут ухудшить перфузию почек, которая обычно снижена у больных с синдромом Фанкони. В связи с этим применять подобные препараты у пациентов с цистинозом следует с осторожностью.

Индометацин. В международном европейском исследовании у 43% пациентов с нефропатическим цистинозом для уменьшения проявлений синдрома Фанкони применяли индометацин, который уменьшает полиурию и усиливает реабсорцию соли в петле Генле и собирательных канальцах [40]. В этом исследовании не было выявлено ухудшения почечных исходов на фоне длительного приема индометацина, хотя он может вызвать снижение СКФ у пациентов с нарушенной перфузией почек, так как увеличение продукции простагландинов является компенсаторным механизмом. Кроме того, индометацин может оказывать токсическое действие на интерстиций почек и вызывает желудочнокишечные нарушения. По мнению F. Emma и соавт. [40], индометацин целесообразно применять только в первые годы жизни, когда у пациентов с нефропатическим цистинозом отмечаются выраженная полиурия и потеря электролитов с мочой. Препарат следует отменить в случае развития дегидратации, артериальной гипотонии или ухудшения функции почек [44].

Заключение

Нефропатический цистиноз – это редкое наследственное заболевание, которое следует исключать у всех детей с синдромом Фанкони, а также у больных с терминальной уремией, развивающейся в детском или подростковом возрасте. Помимо поражения почек и органа зрения, проявляющегося светобоязнью, у взрослых пациентов наблюдаются различные системные проявления, в том числе гипотиреоз, сахарный диабет, поражение мышц конечностей и дыхательных мышц и др. У всех пациентов с цистинозом определяются отложения цистина в роговице, которые могут быть выявлены с помощью щелевой лампы. Для подтверждения диагноза измеряют концентрацию цистина в лейкоцитах и проводят молекулярно-генетическое исследование с целью выявления мутации гена CTNS. Всем больным цистинозом показана пожизненная терапия цистеамином для профилактики развития или прогрессирования инвалидизирующих проявлений заболевания.