Гены, предположительно кодирующие предрасположенность к БП (Е.А. Катунина, 2009)

Есть данные о митохондриальном типе наследования – через цитоплазму материнской яйцеклетки, что приводит к наследственно обусловленным изменениям в митохондриальной цепи и нарушению продукции АТФ в дофаминергических нейронах. Возможен сцепленный с Х-хромосомой тип наследования. Мутации в локусе DYT3, расположенном на Х-хромосоме в районе Xq13, также могут быть ответственны за развитие болезни Паркинсона. Таким образом, болезнь Паркинсона характеризуется генетической гетерогенностью. Генетическая «предуготованность», возможно, увеличивает чувствительность нигростриарной системы к влиянию старения и факторов окружающей среды (Е.А. Катунина, 2009).

Болезнь Альцгеймера (старческое слабоумие, деменция) - прогрессирующее заболевание центральной нервной системы, сопровождающееся потерей кратковременной памяти, утратой ранее приобретенных навыков, замедленностью мышления. Болезнь развивается у пожилых людей (старше 50 лет). Болезнь Альцгеймера, которая составляет 2/3 всех случаев слабоумия, начинается, как принято считать, с патологического постепенного накопления особого белка в мозге, получившего название бета-амилоид (Hardy, 2006). Эти отложения связаны с окислительным повреждением, возбудительной активностью и дефицитом ацетилхолина, что приводит к потере нейронов и объясняет наблюдаемые клинически когнитивную и динамическую дисфункцию (Cummings and Cole, 2002). Болезнь имеет тенденцию прогрессировать. Нарастают раздражительность, нетерпимость, теряются гигиенические навыки, возникают проблемы с речью. Прогрессирующий характер болезни является результатом интенсивной гибели клеток в некоторых областях мозга. Что является толчком к развитию болезни, пока неясно. Болезнью Альцгеймера страдают примерно 3-5 % людей старше 65 лет и 20 % - старше 80 лет. Гораздо реже болезнь начинается относительно рано - на 40-х-50-х годах жизни.Болезнь Альцгеймера имеет семейный характер: вероятность заболевания выше для родственников первой степени родства и достигает 50 % для старших возрастов. Особенно четко семейный характер заболевания прослеживается для редких вариантов (частота 1:10000) с ранним началом (до 65 лет). Хотя проведение близнецовых исследований пожилых людей сопряжено с большими трудностями, в США и странах Скандинавии на близнецах были получены данные, свидетельствующие о наличии наследственного компонента заболевания. Конкордантность МЗ близнецов была значительно выше, чем ДЗ, однако варьировала в широких пределах (от 21 % до 83 %).Изучение семей с ранним началом заболевания позволило идентифицировать три генные мутации, которые могут быть причиной заболевания. Один из них - ген белка-предшественника бета-амилоида - локализован на хромосоме 21. Его обозначают АРР (Amiloid Precursor Protein). Следует сказать, что люди с синдромом Дауна, имеющие лишнюю хромосому 21, как правило, поражаются болезнью Альцгеймера в относительно молодом возрасте. Два других гена, располагающихся на 14 и 1 хромосоме, оказались связанными с синтезом белков пресенилинов, которые, возможно, имеют отношение к регуляции внутриклеточного транспорта белков, в том числе и АРР.Таким образом, главными факторами риска для болезни Альцгеймера являются пожилой возраст, семейные случаи, особенно с ранним началом, и болезнь Дауна. Среди других факторов риска - черепно-мозговые травмы, заболевания щитовидной железы, рождение от матери старше 30-летнего возраста, низкий уровень образования. Интересно, что у курящих риск заболевания болезнью Альцгеймера ниже, чем у некурящих. Активная творческая деятельность и высокий уровень образования также приводят к меньшим рискам заболевания.

Прогрессирующее слабоумие может быть связано и с сосудистой недостаточностью. Сосудистая деменция характеризуется инфарктами мозга (ишемическими инсультами). Начало сосудистой деменции может быть более резким, внезапным и характеризуется поэтапным протеканием, в сравнении с болезнью Альцгеймера. Факторы риска сосудистого слабоумия: повышенное кровяное давление в среднем возрасте, сахарный диабет и гиперлипидемия (лишний вес).

Наиболее важный фактор риска для слабоумия - это возраст. Так, в Северной Америке и Европе 6-10 % населения в возрасте от 65 лет и старше сталкиваются со слабоумием (Ferri, 2005). Следующий фактор риска, влияющий на слабоумие, это генетика. Однако, только около 2 % случаев болезни Альцгеймера вызваны определенной генетической мутацией и в 50 % случаев болезни не обнаружено аполипротеина е4, полиморфизм которого является самым известным генетическим фактором риска для болезни Альцгеймера (Tanzi and Bertram, 2005). Следовательно, как и для других хронических болезней, причина слабоумия, почти наверняка, заключается в сложной комбинации генетических влияний и экологических воздействий, которые могут накапливаться в течение всей жизни.

Установлено, что вероятность заболевания болезнью Альцгеймера в 2 раза выше у людей с более низким уровнем образования (Katzman, 1993). Это открытие привело к изучению влияния на статистику заболевания других форм интеллектуальной стимуляции, таких, например, как активный досуг, в качестве возможного защитного фактора снижения темпов развития слабоумия (Fabrigoule, 1995). Предположение о том, что склонность к психологическому стрессу может служить фактором риска развития болезни Альцгеймера, вероятнее всего, посредством вредного влияния стресса на мозг, нашла подтверждение в исследованиях Уилсона и других (Wilson et al., 2002), которые указали на повышенный риск Болезни Альцгеймера среди людей с высоким базовым уровнем депрессивных симптомов.

В работе Gatz M. и др. (2010) были исследованы 30 пар монозиготных шведских близнецов (22 пары были дискорданты по слабоумию и 8 конкордантны). Клинические диагнозы включали: 18 случаев болезни Альцгеймера, 4 случая сосудистого слабоумия, 2 смешанных случая - болезнь Альцгеймера и сосудистое слабоумие, 2 случая вторичного слабоумия, и 4 - с неопределенным типом слабоумия. Начальные исследования проводились, когда средний возраст близнецов составлял 70.6 лет (SD = 6. 8) и включали письменный анкетный опрос (по почте) и личное тестирование. Близнецы участвовали в заполнении форм, отправленных ими по почте, а также в телефонном опросе. Телефонное интервью включало анализ психического статуса, мнемических способностей, а также вопросы о здоровье и повседневной жизни (Gatz, 1997). Близнецы (или, если они были не в состоянии отвечать на вопросы, то их родственники) отвечали на вопросы о том, сталкивались ли близнецы с трудностями, приводили ли они к проблемам в повседневной жизни, при переезде при смене места жительства, или посещению врача для оценки проблем в когнитивной сфере. Для тех, кто лично участвовал в тестировании, была проведена психиатрическая экспертиза, результы которой использовались для сортировки близнецов по когнитивным способностям, а также экспертная оценка, данная медицинскими сестрами. В результате коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по болезни Альцгеймера составил 67 %, соответствующий значение показателя для гетерозиготных пар составил 22 %. Вероятность наследования болезни Альцгеймера оценена в 74 %, других видов деменции – 43 % (Gatz, 1997).

Хорея Гентингтона - хроническое прогрессирующее наследственно-дегенеративное заболевание, характеризующееся хореическим гиперкинезом и другими экстрапирамидными нарушениями, расстройствами психики и деменцией. Частота встречаемости болезни Гентингтона составляет от 2 до 7 случаев на 100000 населения; максимальная частота наблюдается в замкнутых популяциях, проживающих, например, на изолированных островах, а также в Западной Европе (до 17 случаев на 100000 населения). Мужчины и женщины заболевают с одинаковой частотой (Камчатнов П.Р., Чугунов А.В., 2009).

Наиболее характерными проявлениями являются хореический гиперкинез и прогрессирующая деменция. Классическая гиперкинетическая форма у большинства пациентов дебютирует в возрасте 30 лет и старше. Задолго до появления развернутой клинической картины постепенно развивается неусидчивость, повышенная активность пациентов, движения становятся размашистыми, нередко – нескоординированными, становится излишне оживленной жестикуляция. Хореический гиперкинез характеризуется быстрыми, неритмичными, беспорядочными движениями в различных мышечных группах с вовлечением мускулатуры конечностей, лица, диафрагмы, туловища. Обращают на себя внимание гримасничанье больных, нескоординированные, размашистые движения в руках, неустойчивость, пошатывание при ходьбе. Выполнение произвольных движений затруднено вследствие гиперкинезов и сопровождается рядом ненужных движений. Так, при ходьбе больной может раскачиваться из стороны в сторону, приседать, приплясывать. Гиперкинезы могут провоцироваться выполнением целенаправленных действий (кинезиогенные гиперкинезы), эмоциональным напряжением, волнением. При разговоре появляются или усиливаются избыточные движения губ, языка, других мышц, что проявляется причмокиванием, облизываньем губ языком, покашливанием, шмыганьем носом. Отличительной особенностью болезни Гентингтона является то, что на протяжении некоторого времени, особенно в начале заболевания, пациент способен сознательно подавлять гиперкинезы. Характерным является отсутствие гиперкинезов глазодвигательной мускулатуры.

По мере прогрессирования заболевания в патологические движения вовлекаются все более обширные мышечные группы. Гиперкинезы приобретают большую амплитуду, в меньшей степени поддаются произвольному контролю. Вследствие вовлечения в процесс аксиальной мускулатуры (мышцы туловища), резко затрудняется походка, возникает неустойчивость при ходьбе, стоянии. Характерными являются нарушения психики и когнитивные расстройства. Нередко заболевание дебютирует именно поведенческими нарушениями. В начальных стадиях заболевания преобладают депрессивные, тревожные расстройства. Характерными являются неусидчивость, нарушения внимания, снижение памяти и ограничение способности к усвоению нового материала, повышенная возбудимость. У отдельных больных могут наблюдаться более сложные нарушения поведения в виде склонности к бродяжничеству (дромомания), бредового толкования окружающего, галлюцинаций. Когнитивные нарушения характеризуются относительно медленной прогредиентностью, благодаря чему больные могут определенное время сохранять работоспособность в рамках привычной деятельности. В случае прогрессирования заболевания когнитивные нарушения могут достигать степени тяжелой деменции (Камчатнов П.Р., Чугунов А.В., 2009).

Болезнь Гентингтона передается по аутосомно-доминантному типу и характеризуется очень высокой пенетрантностью, достигающей 85-90 %. Молекулярной основой болезни Гентингтона является экспансия повторов ЦАГ (CAG - цитозин-аденин-гуанин) в гене IT-15, который локализован на коротком плече 4-ой хромосомы (4р16.3). У здоровых лиц в указанном фрагменте молекулы ДНК насчитывается от 10 до 35 повторов. В мутантном гене число повторов значительно возрастает - от 36 до 120. Установлено, что заболевание проявляется тем раньше, чем большее количество повторов насчитывает мутантный ген. Соответственно, более тяжелое течение имеет место при более выраженном генетическом дефекте – при ранних (ювенильных) формах хореи Гентингтона число повторов максимально. Взаимосвязь раннего дебюта заболевания и его тяжелого течения с увеличением числа ЦАГ повторов называется антиципацией. Имеются данные о том, что при передаче мутантного гена от отца отмечается большее увеличение количества повторов, что сопровождается развитием более ранних и тяжелых форм заболевания.

Ген IT-15 отвечает за синтез белка гентингтина, который вырабатывается в головном мозге, причем наиболее активно - в нейронах коры и мозжечка. Белок присутствует как в цитоплазме, так и в ядре нервных клеток. Гентингтин цитоплазмы может участвовать в транспорте везикул и в поддержании цитоскелета. На основании экспериментальных данных установлено, что при протеолизе гентингтина образуются фрагменты, содержащие полиглютамины, которые обладают токсичностью для клеток мозга. В норме их количество небольшое и они быстро утилизируются с участием системы специфических ферментов. При болезни Гентингтона наличие добавочных ЦАГ повторов приводит к увеличению количества полиглютаминовых остатков в молекуле белка (т.н. амплифицированный полиглютаминовый тракт). Скорость денатурации дефектного белка значительно превышает таковую нормального, что приводит к накоплению остатков гентингтина в нейронах. Предполагается важная роль токсического влияния на клетку продуктов перекисного окисления, избытка глутамата, прочих расстройств нейротрансмиттерных систем головного мозга. Считается, что определенную роль в развитии и быстром прогрессировании нейродегенерации играет окислительный стресс с накоплением продуктов перекисного окислении липидов. Наиболее уязвимыми являются клетки полосатого тела, получающие импульсацию от коры больших полушарий. Патологические изменения ткани головного мозга носят диффузный характер, хотя в большей степени страдают подкорковые ядра. Выраженные дегенеративные изменения, в первую очередь, с поражением мелких и крупных клеток и уменьшением их количества, выявляются в скорлупе и хвостатом ядре. Кроме этого, изменения отмечаются также и в коре больших полушарий. Наряду с дегенеративным поражением нейронов наблюдается разрастание глиальных элементов. Макроскопически характерна атрофия мозгового вещества с расширением желудочков мозга, цистернальных пространств, корковых борозд (Камчатнов П.Р., Чугунов А.В., 2009).

Рассеянный склероз. Участие генетических факторов в предрасположенности к развитию рассеянного склероза (РС) и формированию особенностей клинической картины не вызывает соменения. Этиология рассеянного склероза продолжает являтся областью активных исследований. Наиболее обоснованной считается мультифакториальная теория, подразумевающая необходимость воздействия внешнего фактора, вероятнее всего инфекционного, на генетически предрасположенных лиц. Это стало очевидным уже в начале 50-х годов после обнаружения повышенной частоты повторных случаев РС в семьях больных, т.е. наличия «семейных» форм заболевания. Популяционные исследования четко указывают на роль наследственных факторов в развитии РС – заболевание чаще встречается у представителей европейских народов, особенно северных, и очень редко – у коренных жителей Африки и Восточной Азии. Анализ частоты РС среди близнецов, сестер и братьев (сибсов), сестер и братьев по одному из родителей (полусибсов) и приемных детей, показывает преимущественную роль генетических факторов как факторов риска РС. Значение наследственной предрасположенности в этиологии РС было подтверждено данными обследования близнецов, показавшими, что у монозиготных близнецов конкордантность по РС (22 %) была более чем в семь раз выше, чем у дизиготных (3 %). Относительно низкий процент конкордантности у монозиготных близнецов может свидетельствовать о вкладе в развитие РС пока не установленных внешних воздействий, вероятнее всего инфекционных. Величина относительного риска заболевания, т.е. преобладание вероятности заболеть над вероятностью остаться здоровым, в 20 - 50 раз выше для родственников больных РС, чем в популяции в среднем. Показано систематическое уменьшение относительного риска в зависимости от генетической дистанции по отношению к больному; при этом не наблюдалось разницы для родственников по материнской и отцовской линии (Бойко А.Н., Кулакова О.Г., Фаворова О.О., 2009).

РС - полигенное заболевание, однако главный ген обнаружить не удалось, более того, в различных этнических группах, а даже и в пределах одной этнической группы с РС ассоциированы и даже сцеплены различные полиморфные участки различных генов.

Поиск генов, вовлеченных в развитие таких полигенных заболеваний, как РС, в настоящее время проводят при помощи двух основных подходов: полного геномного поиска и метода «ген-кандидат» с применением сложных статистических расчетов. Для обоих подходов применяют как семейный, так и популяционный анализ. При полном геномном поиске используют панели анонимных генетических маркеров с известной хромосомной локализацией, более или менее равномерно распределенных по геному. С их помощью локализуют области генома, вовлеченные в развитие данного заболевания, и далее в найденных областях проводят поиск генов, ассоциированных (сцепленных) с данным заболеванием. При этом подходе природа заболевания, его патогенез и этиология не имеют значения для выбора области ДНК.

В отличие от полного геномного поиска, при подходе «ген-кандидат» предположение о возможном участии гена в этиопатогенезе заболевания выдвигают, исходя из природы заболевания и функции продукта гена, а далее проверяют это предположение.

Анализ сцепления генетического локуса с заболеванием проводят на семьях больных. Наличие сцепления означает, что доказана прямая роль гена (маркера, области) в предрасположенности к заболеванию. Анализ сцепления проводится в семьях с несколькими пораженными сибсами.

При подходе «ген-кандидат» целенаправленно выясняют роль того или иного гена, выбранного исходя из функции его белкового продукта в этиопатогенезе заболевания. В таблице 20 представлены данные о генах, ассоциация которых с РС установлена, по крайней мере, в одном исследовании.

Во многих исследованиях в разных странах и в разных этнических группах были выявлены ассоциации РС с аллельным полиморфизмом генов главного комплекса гистосовместимости (ГКГ), или HLA-системы, локализованных на коротком плече хромосомы 6 (с HLA-генами области 6p21). Известна ведущая роль продуктов HLA-генов в формировании иммунного ответа. HLA-система представляет собой группу тесно сцепленных полиморфных генетических локусов, которые кодируют три различных класса полипептидных продуктов, играющих центральную роль в развитии и регуляции иммунного ответа.

Таблица 20