Оптикалық атрофия: Балалар шалуашылығының себебі және көру қабілетінің нашарлауы
Kjer's optic neuropathy
Доминантты оптикалық атрофия (DOA) – бала кезінде көру қабілетінің төмендеуіне, соқырлыққа алып келетін генетикалық ауру. Митохондриялық дисфункция, көру нерві талшықтарының зақымдануына себеп болады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Доминантты оптикалық атрофия (DOA) немесе аутосомалық доминантты оптикалық атрофия (ADOA), (Кер түрі) – бұл автосомалық түрде берілетін, көру нервтерін зақымдайтын, бала кезінде көру қабілетінің төмендеуіне және соқырлыққа алып келетін ауру. Дегенмен, ауру қайтадан көрініс бере алады, бұл ретте пресбиопия симптомдарының ерте пайда болуынан (яғни, жақын жердегі заттарды көру қиындығынан) көру қабілетінің одан әрі нашарлауына себеп болады. DOA тор қабықшасындағы ганглий жасушалары (RGC) деп аталатын нейрондарға әсер ететін ауру ретінде сипатталады. Бұл жағдай митохондриялардың бұзылуына байланысты, ол көру нерві талшықтарының өліміне әкеледі. RGC аксондары көру нервін құрайды. Сондықтан, бұл ауру орталық нерв жүйесінің ауруы деп есептелуі мүмкін. Доминантты оптикалық атрофия алғаш рет 1896 жылы Баттенмен клиникалық тұрғыдан сипатталған, ал 1959 жылы аурумен ауырған 19 отбасын зерттеген Дания офтальмологы Пул Кьердің есімімен Кьердің оптикалық нейропатиясы деп аталған. Доминантты оптикалық атрофия – ең көп кездесетін аутосомалық мұрагерлік оптикалық нейропатия (яғни, көру нервінің ауруы), бірақ көбінесе дұрыс диагноз қойылмайды.
Dominant optic atrophy (DOA), or autosomal dominant optic atrophy (ADOA), (Kjer's type) is an autosomally inherited disease that affects the optic nerves, causing reduced visual acuity and blindness beginning in childhood. However, the disease can seem to re present a second time with further vision loss due to the early onset of presbyopia symptoms (i. e., difficulty in viewing objects up close). DOA is characterized as affecting neurons called retinal ganglion cells (RGCs). This condition is due to mitochondrial dysfunction mediating the death of optic nerve fibers. The RGCs axons form the optic nerve. Therefore, the disease can be considered of the central nervous system. Dominant optic atrophy was first described clinically by Batten in 1896 and named Kjer’s optic neuropathy in 1959 after Danish ophthalmologist Poul Kjer, who studied 19 families with the disease. Although dominant optic atrophy is the most common autosomally inherited optic neuropathy (i. e., disease of the optic nerves), it is often misdiagnosed.
Презентация
Аутосомалық доминантты оптикалық атрофия клиникалық тұрғыдан оқшауланған екі жақты оптикалық нейропатия (синдромдық емес түр) немесе экстраокулярлық белгілері бар күрделі фенотип (синдромдық түр) ретінде көрінуі мүмкін. Доминантты оптикалық атрофия көбінесе екі көзге де шамамен симметриялық түрде балалық шақта басталатын көру қабілетінің баяу прогрессивті жоғалуымен сипатталады, сондықтан балалық соқырлыққа себеп болуы мүмкін. Хэмфридің көру өрісі (HVF) көру қабілетінің нашарлаған аймақтарын анықтауға көмектеседі, бұл DOA пациенттерінде әдетте орталық, центроцекальдық немесе парацентральдық скотомалар түрінде көрінеді. Басқа визуалды тест – оптикалық когерентті томография (ОКТ) – көру нервісінің басын талдайды және торлы қабық нерв талшықтары қабатының (RNFL) және ганглиялық жасушалар қабатының жұқаруы сияқты аурудың басқа құрылымдық салдарына куә болады. Fundus суреттерінде оптикалық дискінің temporal жағында кене пішіндес атрофиялық өзгерістер көрінеді. DOA пациенттерінің 89%-ының кем дегенде бір көзінде оптикалық дискінің шүкірленіп (cupping) қалғандығы анықталды. Орталық көру өрісінің жоғалуымен қатар, көру өткірлігінің жеңілден ауырға дейін өзгеретін жоғалуына қоса, түс көру қабілетінің де нашарлауы байқалады, әдетте 6/6 (метрмен өлшенгенде, 20/20 футқа тең) және 6/60 (20/200 фут) аралығында, орташа мәні 6/36 (шамамен 20/125 футқа тең) түзетілген көру. Көру қабілетінің жоғалуы кейде одан да ауыр болуы мүмкін. Fundus (көз) тексеруіндегі ерекшеліктерге оптикалық атрофия жатады. Кейбір жағдайларда, бұл оптикалық дискінің глаукомаға ұқсас шүкірленуін де қамтуы мүмкін. Доминантты оптикалық атрофияның басталуы жасырын болғандықтан, симптомдар көбінесе аурудың ерте кезеңдерінде байқалмайды және мектептегі стандартты көз тексерулері кезінде кездейсоқ анықталады. DOA-ның алғашқы белгілері әдетте 6-10 жас аралығында пайда болады, бірақ 1 жаста да пайда болуы туралы хабарлар бар. Кейбір жағдайларда, доминантты оптикалық атрофия ерте ересек жасқа дейін субклиникалық күйде қалуы мүмкін. Симптомдар көбінесе балалық шақта басталатын болса, ересек пациенттер (шамамен 35 жаста) көру қабілетінің жаңадан жоғалуынан жиі шағымданады. Пресбиопияның ерте пайда болуы DOA пациенттерінің оқу үшін нысандарды беттеріне жақын ұстауға үйренуімен байланысты. Осы себепті, Дондердің қисығын ертеректе пайда болған пресбиопияны түзету үшін линзаларды тағайындау үшін қолдануға болмайды. Оқу қашықтығының қысқа болуын ескере отырып, DOA пациенттерінде оқу қашықтығын шамамен 8 дюймге дейін есептеу керек, ал ересектерде бұл көрсеткіш шамамен 16 дюймді құрайды. Доминантты оптикалық атрофияның прогрессиясы тіпті бір отбасының ішінде де әртүрлі болуы мүмкін. Кейбіреулерде көру өткірлігі жасөспірім шақта тұрақталатын жеңіл жағдайлар кездеседі, ал енді біреулерде баяу, бірақ тұрақты прогрессия байқалады, ал кейбіреулерде көру өткірлігінің күрт төмендеуі тіркеледі. Жалпы, жасөспірім шақтағы аурудың ауырлығы науқастың ересек өмірінің көп бөлігінде күтілетін көру функциясының деңгейін көрсетеді (Votruba, 1998). Кейбір отбасыларда орта жастағы адамдарда көру өткірлігінің баяу төмендеуі байқалады. Аутосомалық доминантты оптикалық атрофияның күрделі жағдайларында екі жақты оптикалық нейропатияға қоса, неврологиялық зақымданудың басқа да белгілері сирек кездеседі: перифериялық нейропатия, саңыраулық, мишашалы атаксия, спастикалық парапарез, миопатия.
Autosomal dominant optic atrophy can present clinically as an isolated bilateral optic neuropathy (non syndromic form) or rather as a complicated phenotype with extra ocular signs (syndromic form). Dominant optic atrophy usually affects both eyes roughly symmetrically in a slowly progressive pattern of vision loss beginning in childhood and is hence a contributor to childhood blindness. A Humphrey Visual Field (HVF) can detect where areas of impaired vision have occurred, which usually shows up as central, centrocaecal, or paracentral scotomas for DOA patients. Another visual test—optical coherence tomography (OCT) analyzes the optic nerve head—shows other structural consequences of the disease as retinal nerve fiber layer (RNFL) and ganglion cell layer thinning. Photographs of the fundus shows the typical optic atrophy worse on the temporal side of the optic disc in the shape of a wedge. Cupping of the optic disc was found in 89% of DOA patients in at least one of their eyes. With loss of the central visual fields, there is impairment of color vision in addition to loss of visual acuity varying from mild to severe, typically ranging from 6/6 (in meters, equivalent to 20/20, ft) to 6/60 (20/200, ft) with a median value of 6/36 (roughly equivalent to 20/125 ft), corrected vision. Vision loss may sometimes be more severe. Characteristic changes of the fundus (eye) evident on examination includes optic atrophy. In some cases, this may include optic disc cupping similar in appearance to glaucoma of the optic disc. Because the onset of Dominant optic atrophy is insidious, symptoms are often not noticed by the patients in its early stages and are picked up by chance in routine school eye screenings. The first signs of DOA typically present between 6–10 years of age, though presentation at as early as 1 year of age has been reported. In some cases, Dominant optic atrophy may remain subclinical until early adulthood. While symptoms typically begin to present in childhood, adult patients (around the age of 35) commonly complain of new onset loss of vision at near. The emergence of premature presbyopia occurs from DOA patients being accustomed to holding objects closer to their faces to read. As a result, Donder’s curve should not be used to prescribe them lenses to correct premature presbyopia. Instead of calculating based on individuals reading from about 16 inches from the face, DOA patients should be calculated at around 8 inches due to their shortened reading distance. Progression of dominant optic atrophy varies even within the same family. Some have mild cases with visual acuity stabilizing in adolescence, others have slowly but constantly progressing cases, and others still have sudden step like decreases in visual acuity. Generally, the severity of the condition by adolescence reflects the overall level of visual function to be expected throughout most of the patient’s adult life (Votruba, 1998). Slow decline in acuity is known to occur in late middle age in some families. In complicated cases of autosomal dominant optic atrophy, in addition to bilateral optic neuropathy, several other neurological signs of neurological involvement can rarely be observed: peripheral neuropathy, deafness, cerebellar ataxia, spastic paraparesis, myopathy.
Генетика
Доминантты оптикалық атрофия аутосомалық-доминантты жолмен мұраға көшеді. Яғни, ауруға шалдыққан гетерозиготалық пациенттің әр баласына ауруды беріп жіберу ықтималдығы 50% құрайды, егер оның әйелі немесе күйеуі аурумен ауырмаса. Ауру ерлер мен әйелдерде бірдей жиілікпен кездеседі. DOA жоғары деңгейде (98%) проявление етеді, бірақ аурудың ауырлығы мен прогрессиясы тіпті бір отбасы ішінде де айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін.
Dominant optic atrophy is inherited in an autosomal dominant manner. That is, a heterozygous patient with the disease has a 50% chance of passing on the disease to each offspring, assuming his/her partner does not have the disease. Males and females are affected at the same rate. Although DOA has a high penetrance (98%), severity and progression of DOA are extremely variable even within the same family.
Патофизиология
Доминантты оптикалық атрофияда көру қабілетінің төмендеуі митохондриялардың дисфункциясынан туындаған оптикалық жүйке талшықтарының жоғалуына байланысты. Доминантты оптикалық атрофия 3-хромосомадағы q28-qter аймағында орналасқан OPA1 генінің мутациясымен байланысты. Сонымен қатар, оптикалық атрофияны тудыратын бес басқа хромосомалық ген сипатталған: OPA2 (X-хромосомаға байланысты), OPA3 (доминантты), OPA4 (доминантты), OPA5 (доминантты) және OPA6 (рецессивті) (OMIM 165500 қараңыз). OPA1 гені митохондрияның ішкі мембранасына бағытталған динаминмен байланысты GTPаза ақуызын кодтайды. OPA1 митохондриялық бірігу кезінде митохондрияның ішкі мембраналарының бірігуіне және жасуша өлімінің реттелуіне қатысады. Митохондриялар – жасуша функциялары үшін энергияны дискретті пайдалы бірліктерге (АТФ) өндіретін және түрлендіретін субжасушалық құрылымдар (оксидативтік фосфорилдану, электрондық тасымалдау тізбегін қараңыз). Торлы қабықтың ганглиондық жасушалары (нейрондар) көру нервін құрайды және ұзақ миелинсіз бөлігіне ие, сондықтан митохондриялық дисфункцияға жоғары энергия талаптары мен сезімталдық артады. Бұл әсіресе орталық көру өрісіне сәйкес ақпаратты жеткізетін торлы қабықтың папилломакулярлық шоғырындағы кішірек аксондар үшін маңызды. Бұл кіші аксондардың беттік қатынасы оларды митохондриялық зақымдарға оңай бейімдейді. Аутосомалық доминантты оптикалық атрофиядан зардап шеккен науқастардың жасушаларындағы биохимиялық және митохондриялық морфологиялық зерттеулер митохондриялардың пішінінде (кіші шарларға митохондриялық түтікшелердің айқын фрагментациясымен) және таралуында, биоэнергетикалық ақаулардан (тыныс алу тізбегінің функциясы, АТФ синтезі және реактивті оттегі түрлерінің өндірісі) немесе апоптоздан тәуелсіз ауыр зақымды көрсетті, бұл митохондриялық бірігудегі зақымның негізгі патогенетикалық механизмі екенін көрсетеді, бірақ өзгермелі биоэнергетикалық ақаулар екіншілік құбылыс ретінде де пайда болуы мүмкін, әсіресе күрделі фенотиптері мен көптеген митохондриялық ДНҚ жойылулары жинақталған ауыр жағдайларда. OPA1 генінің 200-ден астам әртүрлі мутациялары, DOA-ны тудыратыны хабарланды, олардың көпшілігі ақуыздың каталитикалық доменінде кездеседі. OPA1 генінің мутациялары сондай-ақ қалыпты қысымдағы глаукомамен (OMIM 606657) және есту қабілетінің жоғалтуымен (OMIM 125250) байланысты.
Vision loss in dominant optic atrophy is due to optic nerve fiber loss from mitochondria dysfunction. Dominant optic atrophy is associated with mutation of the OPA1 gene found on chromosome 3, region q28 qter. Also, 5 other chromosomal genes are described as causing optic atrophy: OPA2 (x linked), OPA3 (dominant), OPA4 (dominant), OPA5 (dominant) and OPA6 (recessive) (see OMIM 165500). The OPA1 gene codes for a dynamin related GTPase protein targeted to the mitochondrial inner membrane. OPA1 has distinct roles in the fusion of mitochondrial inner membranes during mitochondrial fusion events, and in regulation of cell death. Mitochondria are subcellular structures that generate and transform energy from metabolism into discrete usable units (ATP) for the cell’s functions (See oxidative phosphorylation, electron transport chain). Retinal ganglion cells (neurons) make up the optic nerve and have a long unmyelinated portion, hence the high energy demand and sensitivity to mitochondrial dysfunction. This is especially the case for smaller axons such as those found in the papillomacular bundle of the retina, which transmit information corresponding to the central visual field. The surface ratios of these smaller axons make them even more vulnerable to mitochondrial impairments. Biochemical and mitochondrial morphological studies on cells from patients affected by autosomal dominant optic atrophy have shown a severe defect in the shape (with a very remarkable fragmentation of the mitochondrial tubules in small spheres) and distribution of mitochondria, occurring independently from a bioenergetic defect (respiratory chain function, ATP synthesis, and reactive oxygen species production) or apoptosis, indicating that the mitochondrial fusion defect is the primary pathogenetic mechanism, although variable bioenergetic defects can also occur as a secondary phenomenon, especially in severe cases with complicated phenotypes and accumulation of multiple mitochondrial DNA deletions. Over 200 different mutations of the OPA1 gene causing DOA have been reported, most of which occur in the catalytic domain of the protein. Mutations at the OPA1 gene are also associated with normal tension glaucoma (OMIM 606657) and deafness (OMIM 125250).
Менеджмент
Қазіргі уақытта доминантты оптикалық атрофияны емдеуге арналған емдік терапия жоқ. Кейбір зерттеулер көрсеткендей, OPA1 мутациясы бар DOA пациенттерінде идебенон қолдану көру өткірлігінің шамалы жақсаруымен байланысты. Идебенон антиоксидант ретінде жұмыс істейді, АТФ синтезінің төмендеуі және I кешендегі бұзылған тотығу фосфорилирлеуінен әсер еткен электрондарды тікелей III кешенге жеткізеді. Әдетте, идебенон күніне үш рет қабылдау ұсынылады. Пациенттердің көру қабілетіндегі өзгерістерді көз дәрігері бақылап отыруы керек. Пациенттердің балалары доминантты оптикалық атрофияға байланысты көру қабілетіндегі өзгерістерді анықтау үшін жүйелі түрде тексерілуі тиіс. Ауруды жақсырақ түсіну үшін зерттеулер жалғастырылуда, осылайша жаңа емдеу әдістерін әзірлеуге болады. 2018 жылдың қарашасынан бері Cure ADOA Foundation науқастар мен олардың отбасыларына көмек көрсетуге баса назар береді. Олардың мақсаттары: ғылыми зерттеулер жүргізу, ауру туралы хабардарлықты арттыру, барлық тараптардың арасындағы байланысты нығайту және науқастар үшін сенімді орта құру.
Currently, there are no curative therapies available for dominant optic atrophy. Some studies have found usage of idebenone to be associated with mild improvement in visual acuity for DOA patients with OPA1 mutation. Idebenone works as an antioxidant by shuttling electrons affected by reduced ATP synthesis and defective oxidative phosphorylation in complex I directly to complex III. Typically, idebenone is prescribed to be taken three times a day. Patients should be monitored for changes in vision by their eye care professional. Children of patients should be screened regularly for visual changes related to dominant optic atrophy. Research is underway to further characterize the disease so that therapies may be developed. Since November 2018, Cure ADOA Foundation has been focusing on fellow patients and their families. They have the following goals: scientific research, disease awareness, interaction between all parties involved and a trustworthy place for the patients.
Өрлеу
Доминантты оптикалық атрофияның кездесу жиілігі 1:50,000 деп есептелген, ал Дания халқында таралуы 1:10,000-ға жетеді (Votruba, 1998).
The incidence of dominant optic atrophy has been estimated to be 1:50,000 with prevalence as high as 1:10,000 in the Danish population (Votruba, 1998).