Введение
Лизосомное заболевание накопления – это лизосомное заболевание, характеризующееся аномальным накоплением цистина, окисленного димера аминокислоты цистеина. Это генетическое заболевание, наследуемое по аутосомно-рецессивному типу. Это редкое аутосомно-рецессивное заболевание, возникающее в результате накопления свободного цистина в лизосомах, что в конечном итоге приводит к образованию внутриклеточных кристаллов во всем организме. Цистиноз является наиболее частой причиной синдрома Фанкони в педиатрической практике. Синдром Фанкони развивается при нарушении функции клеток почечных канальцев, что приводит к аномальному содержанию углеводов и аминокислот в моче, чрезмерному мочеиспусканию и снижению уровня калия и фосфатов в крови. Цистиноз был первым описанным генетическим заболеванием, относящимся к группе лизосомных заболеваний накопления. Цистиноз вызывается мутациями в гене CTNS, кодирующем цистинозин – лизосомный мембранный специфический транспортер цистина. Внутриклеточный метаболизм цистина, как и всех аминокислот, требует его транспорта через клеточную мембрану. После расщепления эндоцитозированного белка до цистина в лизосомах, он обычно транспортируется в цитозоль. Однако при дефекте транспортного белка цистин накапливается в лизосомах. Ввиду высокой нерастворимости цистина, при увеличении его концентрации в лизосомах тканей его растворимость превышается, и образуются кристаллические осадки практически во всех органах и тканях. Тем не менее, прогрессирование заболевания не связано с наличием кристаллов в пораженных тканях. Хотя повреждение тканей может зависеть от накопления цистина, механизмы этого повреждения изучены не полностью. Повышение внутриклеточного уровня цистина значительно нарушает клеточный окислительный метаболизм и статус глутатиона, приводя к изменению митохондриального энергетического метаболизма, аутофагии и апоптозу. Обычно цистиноз лечат цистеамином, который назначают для уменьшения внутрилизосомного накопления цистина. Однако открытие новых патогенных механизмов и разработка модели заболевания на животных могут открыть возможности для создания новых методов лечения, улучшающих долгосрочный прогноз.
Cystinosis is a lysosomal storage disease characterized by the abnormal accumulation of cystine, the oxidized dimer of the amino acid cysteine. It is a genetic disorder that follows an autosomal recessive inheritance pattern. It is a rare autosomal recessive disorder resulting from accumulation of free cystine in lysosomes, eventually leading to intracellular crystal formation throughout the body. Cystinosis is the most common cause of Fanconi syndrome in the pediatric age group. Fanconi syndrome occurs when the function of cells in renal tubules is impaired, leading to abnormal amounts of carbohydrates and amino acids in the urine, excessive urination, and low blood levels of potassium and phosphates. Cystinosis was the first documented genetic disease belonging to the group of lysosomal storage disease disorders. Cystinosis is caused by mutations in the CTNS gene that codes for cystinosin, the lysosomal membrane specific transporter for cystine. Intracellular metabolism of cystine, as it happens with all amino acids, requires its transport across the cell membrane. After degradation of endocytosed protein to cystine within lysosomes, it is normally transported to the cytosol. But if there is a defect in the carrier protein, cystine is accumulated in lysosomes. As cystine is highly insoluble, when its concentration in tissue lysosomes increases, its solubility is immediately exceeded and crystalline precipitates are formed in almost all organs and tissues. However, the progression of the disease is not related to the presence of crystals in target tissues. Although tissue damage might depend on cystine accumulation, the mechanisms of tissue damage are not fully understood. Increased intracellular cystine profoundly disturbs cellular oxidative metabolism and glutathione status, leading to altered mitochondrial energy metabolism, autophagy, and apoptosis. Cystinosis is usually treated with cysteamine, which is prescribed to decrease intralysosomal cystine accumulation. However, the discovery of new pathogenic mechanisms and the development of an animal model of the disease may open possibilities for the development of new treatment modalities to improve long term prognosis.
Генетика
Цистиноз возникает вследствие мутации в гене CTNS, расположенном на 17-й хромосоме, который кодирует цистинозин – лизосомный транспортер цистина. Симптомы впервые проявляются примерно в возрасте от 3 до 18 месяцев в виде выраженной полиурии (чрезмерного мочеиспускания), за которой следует замедление роста, светобоязнь и, в конечном итоге, почечная недостаточность к 6 годам при нефропатической форме. Все формы цистиноза (нефропатическая, ювенильная и глазная) наследуются по аутосомно-рецессивному типу, что означает, что ген, ответственный за заболевание, расположен на аутосоме, и для развития расстройства необходимо унаследовать две копии этого гена – по одной от каждого родителя. Риск рождения ребенка с цистинозом составляет 25%, если оба родителя являются носителями аутосомно-рецессивного гена. Цистиноз встречается примерно у 1 из 100 000 – 200 000 новорожденных, и во всем мире известно около 2000 человек, страдающих этим заболеванием. Распространенность цистиноза выше в провинции Бретань (Франция), где заболеваемость составляет 1 случай на 26 000 человек.
Диагноз
Цистиноз – редкое генетическое заболевание, вызывающее накопление аминокислоты цистина внутри клеток, что приводит к образованию кристаллов, способных накапливаться и повреждать клетки. Эти кристаллы оказывают негативное воздействие на многие системы организма, особенно на почки и глаза, а схожие потери в других тканях могут объяснить низкий рост, ретинопатию и другие проявления болезни. Точная диагностика и контроль лечения чаще всего проводятся путем измерения уровня цистина в лейкоцитах с помощью тандемной масс-спектрометрии.
Лечение
Цистиноз обычно лечат цистеамином, который доступен в форме капсул и глазных капель. Цистеамин действует, растворяя цистин, путем (1) образования смешанного дисульфида цистеина и цистеамина и (2) восстановления цистина до цистеина. Людям с цистинозом также часто назначают цитрат натрия для лечения ацидоза крови, а также добавки калия и фосфора и другие препараты. Если функция почек значительно ухудшается или почки выходят из строя, необходимо начать лечение для поддержания жизни, вплоть до трансплантации почки.
История
Исторический случай цистиноза первоначально был описан как синдром Абдерхальдена–Кауфмана–Лигнака (синдром АКЛ), также известный как нефропатический цистиноз. Это аутосомно-рецессивное заболевание почек, проявляющееся в детском возрасте и характеризующееся цистинозом и почечным рахитом. Синдром назван в честь Эмиля Абдерхальдена, Эдуарда Кауфмана и Джорджа Лигнака. У пораженных детей наблюдается задержка развития, карликовость, рахит и остеопороз. Как правило, присутствует заболевание почечных канальцев, вызывающее аминоацидурию, гликозурию и гипокалиемию. Отложение цистеина наиболее заметно в конъюнктиве и роговице.