Введение

Анемия Фанкони (АФ) – редкое аутосомно-рецессивное генетическое заболевание, приводящее к нарушению ответа на повреждение ДНК в пути FA/BRCA. Несмотря на редкость этого заболевания, изучение АФ и других синдромов недостаточности костного мозга способствовало углублению научного понимания механизмов нормальной функции костного мозга и развития рака. Среди пациентов большинство заболевают раком, чаще всего острой миелогенной лейкемией (ОМЛ), миелодиспластическим синдромом (МДС) и опухолями печени. 90% пациентов к 40 годам развивают апластическую анемию (неспособность к производству клеток крови). Примерно у 60–75% наблюдаются врожденные дефекты, обычно низкий рост, аномалии кожи, рук, головы, глаз, почек и ушей, а также нарушения развития. Около 75% имеют те или иные эндокринные нарушения различной степени тяжести. 60% случаев АФ обусловлены мутацией гена FANC A (16q24.3), что часто проявляется в более позднем возрасте развитием недостаточности костного мозга. АФ является результатом генетического дефекта в группе белков, ответственных за восстановление ДНК посредством гомологичной рекомбинации. Широко известные гены предрасположенности к раку BRCA1 и BRCA2 также являются примерами генов FA (FANCS и FANCD1 соответственно), и биаллельная мутация любого из этих генов обычно приводит к эмбриональной летальности. В случае рождения ребенка с такой мутацией, у него развивается тяжелая форма анемии Фанкони. Лечение андрогенами и гематопоэтическими факторами роста может временно улучшить функцию костного мозга, однако долгосрочным методом лечения является трансплантация костного мозга при наличии подходящего донора. АФ встречается примерно у одного из 130 000 новорожденных, с более высокой частотой среди ашкеназских евреев и африканцев в Южной Африке. Заболевание названо в честь швейцарского педиатра Гидо Фанкони, впервые описавшего это расстройство. Некоторые формы анемии Фанкони, такие как группы комплементации D1, N и S, в большинстве случаев являются эмбрионально летальными, что может объяснять редкость их обнаружения. Не следует путать с синдромом Фанкони – заболеванием почек, также названным в честь Фанкони.

Признаки и симптомы

Для ФА характерны недостаточность костного мозга, острый миелолейкоз, солидные опухоли и нарушения развития. Классические признаки включают аномальные большие пальцы, отсутствие лучевых костей, низкий рост, гиперпигментацию кожи, включая пятна типа «кофе с молоком», аномальные черты лица (треугольное лицо, микроцефалия), аномальное строение почек и снижение фертильности. У многих пациентов с ФА (около 30%) нет каких-либо классических физических проявлений, но диагностика ломкости хромосом в тесте с диэпоксибутаном, показывающая увеличение числа хромосомных разрывов, может помочь в постановке диагноза. Примерно у 80% пациентов с ФА развивается недостаточность костного мозга к 20 годам. Первым признаком гематологической проблемы обычно являются петехии и синяки, за которыми следует бледность, чувство усталости и инфекции. Поскольку макроцитоз обычно предшествует снижению количества тромбоцитов, пациентов с типичными врожденными аномалиями, связанными с ФА, следует обследовать на предмет повышенного среднего объема эритроцитов.

Генетика

ФА – это преимущественно аутосомно-рецессивное генетическое заболевание. Это означает, что для развития болезни необходимо наличие двух мутировавших аллелей (по одному от каждого родителя). Риск того, что у каждого последующего ребенка разовьется ФА, составляет 25%. Примерно в 2% случаев ФА наследуется по Х-сцепленному рецессивному типу, что означает, что если мать является носителем одного мутировавшего аллеля анемии Фанкони на одной Х-хромосоме, то существует 50% вероятность того, что у ее сыновей проявится анемия Фанкони. Ученые идентифицировали 21 ген, связанных с ФА или имеющих сходные характеристики: FANCA, FANCB, FANCC, FANCD1 (BRCA2), FANCD2, FANCE, FANCF, FANCG, FANCI, FANCJ (BRIP1), FANCL, FANCM, FANCN (PALB2), FANCO (RAD51C), FANCP (SLX4), FANCQ (XPF), FANCS (BRCA1), FANCT (UBE2T), FANCU (XRCC2), FANCV (REV7) и FANCW (RFWD3). FANCB является единственным исключением из аутосомно-рецессивного характера ФА, поскольку этот ген расположен на Х-хромосоме. Эти гены участвуют в репарации ДНК. Частота носительства в популяции ашкеназских евреев составляет примерно 1 из 90. Генетическое консультирование и генетическое тестирование рекомендуется семьям, которые могут быть носителями анемии Фанкони. Из-за неполноценного развития гематологических компонентов – лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов – снижаются способности организма бороться с инфекциями, доставлять кислород и формировать сгустки крови.

Острая миелоидная лейкемия

Пациенты с АФ подвержены повышенному риску развития ОМЛ, определяемому как наличие 20% или более миелоидных бластов в костном мозге или 5–20% миелоидных бластов в крови. Все подтипы ОМЛ могут возникать при АФ, за исключением промиелоцитарного. Однако наиболее распространенными наблюдаются подтипы миеломоноцитарного и острого моноцитарного лейкоза. У многих пациентов с МДС заболевание прогрессирует в ОМЛ, если они живут достаточно долго. Кроме того, риск развития ОМЛ увеличивается с развитием костномозговой недостаточности. Хотя риск развития МДС или ОМЛ до 20 лет составляет всего 27%, он возрастает до 43% к 30 годам и до 52% к 40 годам. Исторически, даже после трансплантации костного мозга, около четверти пациентов с АФ, у которых диагностированы МДС/ОЛС, умирали от причин, связанных с МДС/ОЛС, в течение двух лет, однако более поздние опубликованные данные свидетельствуют о том, что ранняя аллогенная трансплантация гематопоэтических стволовых клеток у детей с АФ приводит к улучшению результатов со временем.

Осуществление функции костного мозга

Последним серьезным гематологическим осложнением, связанным с ФА, является недостаточность костного мозга, определяемая как неадекватное производство клеток крови. У пациентов с ФА наблюдаются различные типы недостаточности, которые обычно предшествуют СМД и ОЛЛ. Обнаружение снижения показателей крови обычно является первым признаком, используемым для оценки необходимости лечения и возможной трансплантации. Хотя большинство пациентов с ФА первоначально хорошо реагируют на андрогенную терапию и гемопоэтические факторы роста, было показано, что они могут способствовать развитию лейкемии, особенно у пациентов с клональными цитогенетическими аномалиями, и имеют серьезные побочные эффекты, включая печеночные аденомы и аденокарциномы. Единственным оставшимся вариантом лечения является трансплантация костного мозга; однако, такая операция имеет относительно низкий уровень успеха у пациентов с ФА при использовании неродственного донора (30% пятилетняя выживаемость). Поэтому крайне важно проводить трансплантацию от HLA-идентичного брата или сестры. Кроме того, из-за повышенной восприимчивости пациентов с ФА к повреждению хромосом, предоперационная подготовка не может включать высокие дозы облучения или иммуносупрессоров, что увеличивает риск развития реакции «трансплантат против хозяина». При соблюдении всех мер предосторожности и проведении трансплантации костного мозга в течение первого десятилетия жизни, двухлетняя выживаемость может достигать 89%. Однако, если трансплантация выполняется в возрасте старше 10 лет, двухлетняя выживаемость снижается до 54%. Недавнее исследование, проведенное Чжан и соавторами, посвящено изучению механизма недостаточности костного мозга в клетках FANCC/. Они выдвинули гипотезу и успешно продемонстрировали, что непрерывные циклы гипоксии-реоксигенации, наблюдаемые у гемопоэтических и прогениторных клеток при их миграции между гипероксической кровью и гипоксическими тканями костного мозга, приводят к преждевременному клеточному старению и, следовательно, к ингибированию гемопоэтической функции. Старение, наряду с апоптозом, может быть основным механизмом истощения гемопоэтических клеток, наблюдаемым при недостаточности костного мозга.

Молекулярная основа

Существует 22 гена, ответственных за АФ, одним из которых является ген BRCA2, повышающий восприимчивость к раку молочной железы. Они участвуют в распознавании и восстановлении поврежденной ДНК; генетические дефекты лишают их способности восстанавливать ДНК. FA-комплекс, состоящий из 8 белков, обычно активируется, когда репликация ДНК останавливается из-за повреждений. В состав комплекса добавляется убиквитин – небольшой белок, который объединяется с BRCA2 в другом кластере для восстановления ДНК (см. рисунок Рекомбинационный ремонт повреждений ДНК двухцепочечных разрывов). В конце процесса убиквитин удаляется. После сборки белковый комплекс активирует белок FANCL, который действует как E3-убиквитинлигаза и моноубиквитинирует FANCD2 и FANCI. Моноубиквитинированный FANCD2, также известный как FANCD2 L, затем взаимодействует с комплексом BRCA1/BRCA2 (см. рисунок Рекомбинационный ремонт повреждений ДНК двухцепочечных разрывов). Детали неизвестны, но подобные комплексы участвуют в геномном надзоре и связаны с различными белками, вовлеченными в восстановление ДНК и хромосомную стабильность. При наличии критической мутации в любом белке FA комплекса, восстановление ДНК становится значительно менее эффективным, что проявляется в его реакции на повреждения, вызванные сшивающими агентами, такими как цисплатин, диэпоксибутан и митомицин С. Костный мозг особенно чувствителен к этому дефекту. В другом пути, реагирующем на ионизирующее излучение, предполагается, что FANCD2 фосфорилируется белковым комплексом ATM/ATR, активируемым двухцепочечными разрывами ДНК, и участвует в контроле контрольной точки фазы S. Этот путь был подтвержден наличием радиорезистентного синтеза ДНК – отличительного признака дефекта в контрольной точке фазы S – у пациентов с FA D1 или FA D2. Такой дефект легко приводит к неконтролируемой пролиферации клеток и может также объяснить повышенную частоту ОМЛ у этих пациентов. Белки FA выполняют клеточные функции в аутофагии и рибосомном биогенезе, помимо восстановления ДНК. BRCA1 (также известный как FANCS) взаимодействует с промотором и терминатором рибосомальной ДНК (rDNA) в ядрышке – клеточном месте, где инициируется рибосомный биогенез, и необходим для транскрипции rDNA. FANCI участвует в производстве крупной рибосомальной субъединицы путем обработки пре-рибосомальной РНК (pre-rRNA), транскрипции pre-rRNA с помощью RNAPI, поддержания уровня зрелой 28S рибосомальной РНК (rRNA) и глобального клеточного трансляции белков рибосомами. FANCC, FANCD2 и FANCG также необходимы для поддержания нормальной морфологии ядрышка, а FANCG также необходим для глобальной клеточной трансляции.

Сперматогенез

У людей бесплодие является одним из признаков у людей с мутационными дефектами в генах FANC. У мышей белки FANC обогащены в сперматогониях, прелептотоновых сперматоцитах и сперматоцитах на мейотических стадиях лептотены, зиготены и ранней пахитены. Значительная часть фенотипа анемии Фанкони может рассматриваться как отражение преждевременного старения стволовых клеток. Если подходящих доноров нет, "спасающего брата" или "спасающую сестру" можно зачать с помощью преимплантационной генетической диагностики (PGD) для соответствия HLA-типу реципиента.

Прогноз

У многих пациентов в конечном итоге развивается острый миелоидный лейкоз (ОМЛ). У пожилых пациентов крайне высока вероятность развития рака головы и шеи, пищевода, желудочно-кишечного тракта, вульвы и анального канала. Пациенты, которым успешно провели трансплантацию стволовых клеток и которые, таким образом, излечились от гематологических проблем, связанных с анемией Фанкони, должны регулярно проходить обследования для выявления признаков рака. Многие пациенты не доживают до взрослого возраста. Главная медицинская проблема, с которой сталкиваются пациенты с анемией Фанкони, – это неспособность костного мозга вырабатывать клетки крови. Кроме того, пациенты с анемией Фанкони обычно рождаются с различными врожденными пороками развития. У значительного числа пациентов с анемией Фанкони наблюдаются проблемы с почками, глазами, задержка развития и другие серьезные дефекты, такие как микроцефалия (малый размер головы).