Бета-талассемии ( β-талассемии ) представляют собой группу наследственных заболеваний крови . Это формы талассемии , вызванные снижением или отсутствием синтеза бета-цепей гемоглобина , что приводит к различным исходам, начиная от тяжелой анемии и заканчивая клинически бессимптомными людьми. Ежегодная заболеваемость в мире оценивается в один случай на 100 000 человек. [4] Бета-талассемия возникает из-за нарушений в бета-субъединице гемоглобина или HBB. Тяжесть заболевания зависит от характера мутации. [5]
Блокировка HBB с течением времени приводит к снижению синтеза бета-цепи. Неспособность организма создавать новые бета-цепи приводит к недостаточному производству HbA (взрослого гемоглобина). [6] Снижение уровня HbA, доступного для заполнения эритроцитов, в свою очередь, приводит к микроцитарной анемии . Микроцитарная анемия в конечном итоге развивается из-за недостаточности белка HBB для достаточного функционирования эритроцитов. [7] Из-за этого фактора пациенту может потребоваться переливание крови, чтобы восполнить закупорку бета-цепей. [ нужна цитация ] Повторные переливания крови вызывают серьезные проблемы, связанные с перегрузкой железом . [8]
Описаны три основные формы: малая талассемия, промежуточная талассемия и большая талассемия, которые варьируются от бессимптомных или легких симптомов до тяжелой анемии, требующей пожизненного переливания крови. [9] У лиц с большой бета-талассемией (гомозиготных по мутациям талассемии или унаследовавших 2 мутации) в течение первых двух лет жизни обычно наблюдается симптоматическая тяжелая анемия, плохой рост и аномалии скелета. Без лечения большая талассемия в конечном итоге приводит к смерти, обычно от сердечной недостаточности ; поэтому пренатальный скрининг очень важен. [10] У пациентов с промежуточной бета-талассемией (тех, кто является компаунд-гетерозиготой по мутации бета-талассемии) обычно в более позднем возрасте появляются симптомы анемии от легкой до умеренной степени тяжести. [9] Признак бета-талассемии (также известный как малая бета-талассемия) предполагает гетерозиготное наследование мутации бета-талассемии, и у пациентов обычно наблюдается пограничная микроцитарная гипохромная анемия, и они обычно протекают бессимптомно или имеют легкие симптомы. [9] Малая бета-талассемия может также представлять собой молчаливого носителя бета-талассемии; те, кто унаследовал мутацию бета-талассемии, но не имеет гематологических отклонений и симптомов. [9] Некоторые люди с талассемией подвержены осложнениям со здоровьем, которые затрагивают селезенку (гиперспленизм) и камни в желчном пузыре (из-за гипербилирубинемии в результате периферического гемолиза). [9] [1] Эти осложнения чаще всего встречаются у пациентов с большой и промежуточной талассемией. [ нужна цитата ]
Избыток железа (в результате гемолиза или переливания ) вызывает серьезные осложнения со стороны печени, сердца и эндокринных желез . Тяжелые симптомы включают цирроз печени , фиброз печени и, в крайних случаях, рак печени . [11] Сердечная недостаточность, нарушение роста, диабет и остеопороз являются опасными для жизни состояниями, которые могут быть вызваны большой бета-талассемией. [12] Основные нарушения сердечной деятельности, наблюдаемые в результате бета-талассемии и перегрузки железом, включают систолическую и диастолическую дисфункцию левого желудочка, легочную гипертензию, вальвулопатию, аритмии и перикардит. Повышенная абсорбция железа в желудочно-кишечном тракте наблюдается при всех стадиях бета-талассемии, а повышенное разрушение эритроцитов селезенкой из-за неэффективного эритропоэза приводит к дальнейшему высвобождению дополнительного железа в кровоток . [13]
Дополнительные симптомы большой или промежуточной бета-талассемии включают классические симптомы умеренной и тяжелой анемии, включая утомляемость, задержку роста и развития в детстве, язвы на ногах и органную недостаточность. [9] Неэффективный эритропоэз (производство эритроцитов) также может привести к компенсаторному расширению костного мозга, что затем может привести к костным изменениям/деформациям, болям в костях и черепно-лицевым аномалиям. [9] Экстрамедуллярные органы, такие как печень и селезенка, которые также могут подвергаться эритропоэзу, активируются, что приводит к гепатоспленомегалии (увеличению печени и селезенки). [9] Другие ткани в организме также могут стать местами эритропоэза, что приводит к экстрамедуллярным гематопоэтическим псевдоопухолям, которые могут вызывать симптомы компрессии, если они возникают в грудной полости или позвоночном канале. [9]
Можно выделить две основные группы мутаций:
Мутации характеризуются как (βo), если они предотвращают образование β-глобиновых цепей, мутации характеризуются как (β+), если они позволяют произойти некоторому образованию β-глобиновых цепей. [9]
Бета-талассемия — наследственное заболевание, поражающее гемоглобин. Как и примерно в половине всех наследственных заболеваний, [19] наследственная мутация повреждает сборку информационной РНК (мРНК), которая транскрибируется с хромосомы . ДНК содержит как инструкции ( гены ) для объединения аминокислот в белки , так и участки ДНК, которые играют важную роль в регулировании уровня вырабатываемого белка . [20]
При талассемии в мРНК включается дополнительный, непрерывный или прерывистый фрагмент некодирующих инструкций. Это происходит потому, что мутация стирает границу между интронной и экзонной частями матрицы ДНК. [21] Поскольку все кодирующие участки все еще могут присутствовать, может вырабатываться нормальный гемоглобин, а добавленный генетический материал, если он вызывает патологию, вместо этого нарушает регуляторные функции настолько, что вызывает анемию. Каждая из нормальных альфа- и бета-субъединиц гемоглобина имеет железосодержащую центральную часть (гем), которая позволяет белковой цепи субъединицы сворачиваться вокруг нее. Нормальный гемоглобин взрослого человека содержит 2 альфа- и 2 бета-субъединицы. [22] Талассемия обычно поражает только мРНК, отвечающие за выработку бета-цепей (отсюда и название). Поскольку мутация может представлять собой изменение только одного основания ( однонуклеотидный полиморфизм ), постоянные усилия направлены на поиск генной терапии , позволяющей внести эту единственную коррекцию. [23] [24]
Семейный анамнез и происхождение являются факторами, повышающими риск бета-талассемии. В зависимости от семейного анамнеза, если у родителей, бабушек и дедушек человека была большая или промежуточная бета-талассемия, существует вероятность 75% (3 из 4) (см. схему наследования вверху страницы) того, что мутировавший ген будет унаследован потомством. Даже если у ребенка нет большой или промежуточной бета-талассемии, он все равно может быть носителем, что может привести к тому, что будущие поколения его потомков будут страдать бета-талассемией. [ нужна цитата ]
Еще одним фактором риска является происхождение. Бета-талассемия чаще всего встречается у людей итальянского, греческого, ближневосточного, южноазиатского и африканского происхождения. [25]
Основными клиническими проявлениями являются боли в животе вследствие гиперспленизма , инфаркта селезенки и боли в правом подреберье, вызванные камнями в желчном пузыре . Однако диагностировать талассемию только по симптомам недостаточно. Врачи отмечают эти признаки как ассоциативные в связи со сложностью заболевания. [26] О тяжести фенотипа могут свидетельствовать следующие ассоциативные признаки : бледность, плохой рост, недостаточное питание, спленомегалия , желтуха , гиперплазия верхней челюсти, неправильный прикус зубов , желчнокаменная болезнь , систолический шум изгнания при наличии тяжелой анемии и патологических переломов. На основании симптомов назначаются анализы для дифференциальной диагностики . Эти тесты включают общий анализ крови ; электрофорез гемоглобина ; сывороточный трансферрин , ферритин , общая железосвязывающая способность ; уробилин и уробилоген мочи ; мазок периферической крови , в котором могут быть обнаружены кодоциты или клетки-мишени; [27] гематокрит ; и сывороточный билирубин. [28] [29] Ожидаемой картиной электрофореза гемоглобина у людей с бета-талассемией является повышение уровня гемоглобина А2 и незначительное повышение уровня гемоглобина F. [ нужна цитация ] Диагноз подтверждается электрофорезом гемоглобина или высокоэффективной жидкостной хроматографией. [9]
Скелетные изменения, связанные с расширением костного мозга:
При всех бета-талассемиях могут наблюдаться аномальные эритроциты; семейный анамнез сопровождается анализом ДНК. [3] Этот тест используется для исследования делеций и мутаций в генах, продуцирующих альфа- и бета-глобин. Семейные исследования могут быть проведены для оценки статуса носителя и типов мутаций, присутствующих у других членов семьи. Тестирование ДНК не является рутинным, но может помочь диагностировать талассемию и определить статус носительства. В большинстве случаев лечащий врач использует клинический предварительный диагноз, оценивая симптомы анемии: утомляемость, одышка и плохая переносимость физической нагрузки. [31] Дальнейший генетический анализ может включать ВЭЖХ , если рутинный электрофорез окажется затруднительным. [28]
Бета-талассемия — наследственное заболевание, требующее профилактического лечения путем скрининга носительства и пренатальной диагностики. Его можно предотвратить, если у одного из родителей есть нормальные гены, что дает возможность проводить скрининги, которые позволяют носителям выбирать партнеров с нормальным гемоглобином. Исследование было направлено на выявление генов, которые могут привести к появлению потомства с серповидноклеточной анемией. Пациенты с диагнозом бета-талассемия имеют MCH ≤ 26 пг и RDW < 19. Из 10 148 пациентов 1739 пациентов имели фенотип гемоглобина и RDW, соответствующие бета-талассемии. После сокращения числа пациентов уровни HbA2 были проверены у 77 пациентов с бета-талассемией. [32] Эта процедура скрининга оказалась нечувствительной в популяциях западноафриканского происхождения из-за показателей высокой распространенности альфа-талассемии. В странах существуют программы распространения информации о репродуктивных рисках, связанных с носителями гемоглобинопатий. Программы скрининга носителей талассемии включают образовательные программы в школах, вооруженных силах и средствах массовой информации, а также предоставляют консультации носителям и парам носителей. [33] Скрининг показал снижение заболеваемости; к 1995 году распространенность в Италии снизилась с 1:250 до 1:4000, а в этом регионе снижение составило 95%. Снижение заболеваемости принесло пользу тем, кто страдает талассемией, поскольку потребность в крови снизилась, что улучшило качество лечения. [ нужна цитата ]
Заболевшим детям необходимы регулярные переливания крови на протяжении всей жизни . Трансплантация костного мозга может помочь некоторым детям. [34] Пациентам часто переливают кровь, что приводит к перегрузке железом или усиливает ее . [35] Лечение хелатированием железа необходимо для предотвращения повреждения внутренних органов в случае перегрузки железом. Достижения в области лечения хелаторами железа позволяют пациентам с большой талассемией прожить долгую жизнь при доступе к правильному лечению. Популярные хелаторы включают дефероксамин и деферипрон . [36] [37]
Пероральный хелатор деферазирокс был одобрен для использования в 2005 году в некоторых странах. [38] [39] Трансплантация костного мозга является единственным методом лечения и показана пациентам с тяжелой формой большой талассемии. Трансплантация может устранить зависимость пациента от переливания крови. При отсутствии подходящего донора с помощью преимплантационной генетической диагностики (ПГД) может быть зачат брат-спаситель, свободный от заболевания, а также соответствующий типу человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) реципиента . [40]
Ферритин сыворотки (форма хранения железа) обычно измеряется у пациентов с бета-талассемией, чтобы определить степень перегрузки железом; с повышенным уровнем ферритина рекомендуется использовать терапию хелатированием железа. Три хелатора железа; Подкожное введение дефероксамина, пероральный деферипрон и пероральный деферасирокс можно использовать в качестве монотерапии или в комбинации. Было показано, что все они снижают уровни железа в сыворотке/системе, уровни железа в печени и сердце, а также снижают риск сердечной аритмии, сердечной недостаточности и смерти. [9] МРТ печени и миокарда также используется для количественной оценки отложения железа в органах-мишенях, особенно в сердце и печени, для определения терапии. [9]
Ученые из Медицинского колледжа Вейла Корнелла разработали стратегию генной терапии, которая может эффективно лечить как бета-талассемию, так и серповидноклеточную анемию. Технология основана на доставке лентивирусного вектора, несущего как ген человеческого β-глобина, так и инсулятор анкирина, для улучшения транскрипции и трансляции гена, а также повышения уровня продукции β-глобина. [41]
10 июня 2022 года федеральная консультативная группа США рекомендовала FDA одобрить метод генной терапии для лечения бета-талассемии. [42] Производитель Bluebird bio взимает в США 2,8 миллиона долларов за одноразовый препарат Зинтегло (бетибеглоген аутотемцел). [43] [44]
Также изучаются методы редактирования генов, направленные на увеличение выработки фетального гемоглобина при бета-талассемии, а также серповидно-клеточной анемии путем ингибирования гена BCL11A . [45] [46]
Пациенты с большой талассемией более склонны к спленэктомии. Использование спленэктомии в последние годы сокращается из-за снижения распространенности гиперспленизма у пациентов, получающих адекватное переливание крови. Спленэктомия также связана с повышенным риском инфекций и повышенной заболеваемостью из-за сосудистых заболеваний, поскольку селезенка участвует в очистке организма от патологических или аномальных эритроцитов. [9] Пациенты с гиперспленизмом чаще имеют меньшее количество здоровых клеток крови в организме, чем обычно, и у них проявляются симптомы анемии. К различным хирургическим методам относятся открытый и лапароскопический метод. [2] Лапароскопический метод требует более длительного времени операции, но более короткого периода восстановления с меньшим и менее выраженным хирургическим рубцом. Если нет необходимости удалять всю селезенку, может быть выполнена частичная спленэктомия; этот метод сохраняет часть иммунной функции, одновременно снижая вероятность гиперспленизма. Пациенты, перенесшие спленэктомию, должны получить соответствующую пневмококковую вакцину как минимум за одну неделю (предпочтительно за три недели) до операции. [47]
Длительная трансфузионная терапия (у пациентов с трансфузионно-зависимой бета-талассемией) — это лечение, используемое для поддержания уровня гемоглобина на целевом уровне до трансфузии 9–10,5 г/дл (11–12 г/дл у пациентов с сопутствующим заболеванием сердца). ). [9] Для обеспечения качественного переливания крови эритроциты должны быть лейкоредуцированы. Имея пакеты крови со сниженным содержанием лейкоцитов, пациент подвергается меньшему риску развития побочных реакций из-за контаминированных лейкоцитов и предотвращения аллоиммунизации тромбоцитов. [48] Пациенты с аллергическими трансфузионными реакциями или необычными антителами к эритроцитам должны получать отмытые эритроциты или криоконсервированные эритроциты. Промытые эритроциты были удалены из белков плазмы, которые могли бы стать мишенью для антител пациента, что позволило бы безопасно провести переливание. Криоконсервированные эритроциты используются для поддержания запаса редких донорских единиц для пациентов с необычными антителами к эритроцитам или отсутствием общих антигенов эритроцитов. Эти регулярные переливания способствуют нормальному росту, физической активности и подавляют гиперактивность костного мозга. [ нужна цитата ]
При нормальном гомеостазе железа циркулирующее железо связано с трансферрином. Но при перегрузке железом (например, при частых переливаниях крови) способность трансферрина связывать железо превышается и накапливается несвязанное с трансферрином железо. Это несвязанное железо токсично из-за его высокой склонности к индуцированию форм кислорода и ответственно за повреждение клеток. Предотвращение перегрузки железом защищает пациентов от заболеваемости и смертности. Основная цель состоит в том, чтобы связывать и выводить железо из организма со скоростью, равной скорости поступления железа при переливании или превышающей скорость поступления железа. [49] Хелатирование железа — это медицинская терапия, которая может предотвратить осложнения, связанные с перегрузкой железом. [9] Каждая порция перелитой крови содержит 200–250 мг железа, и в организме нет естественного механизма удаления избытка железа. Избыток железа можно удалить с помощью хелаторов железа (дефероксамина, деферипрона и деферазирокса). [50]
Луспатерцепт (ACE-536) представляет собой рекомбинантный слитый белок, который используется для лечения взрослых с трансфузионно-зависимой бета-талассемией. Он состоит из модифицированного внеклеточного домена человеческого рецептора активина типа IIB, связанного с Fc-частью человеческого антитела IgG1. [9] Молекула связывается с выбранными лигандами суперсемейства трансформирующего фактора роста бета, чтобы блокировать передачу сигналов SMAD2 и 3 , тем самым усиливая созревание эритроида. [9] Было показано, что препарат снижает нагрузку на переливание крови на 33% у взрослых с трансфузионно-зависимой бета-талассемией по сравнению с плацебо, а также связан со снижением уровня ферритина (без значительного снижения уровня железа в печени или сердце). [9]
Эксагамглоген аутотемцел был одобрен для медицинского применения в Великобритании в ноябре 2023 года. [51] [52]
Пациенты с промежуточной бета-талассемией не нуждаются в переливании крови или могут нуждаться в эпизодических переливаниях крови при определенных обстоятельствах (инфекция, беременность, хирургическое вмешательство). [9] У пациентов с частыми переливаниями крови может развиться перегрузка железом , и им потребуется хелаторная терапия . [53] Передача аутосомно-рецессивная ; однако сообщалось о доминантных мутациях и сложных гетерозиготах . Рекомендуется генетическое консультирование и может быть предложена пренатальная диагностика . [54]
Пациенты с малой бета-талассемией обычно не имеют симптомов и часто находятся под наблюдением без лечения. [9] Малая бета-талассемия может сосуществовать с другими состояниями, такими как хронический гепатит B , хронический гепатит C , неалкогольная жировая болезнь печени и алкогольная болезнь печени , которые в сочетании или сосуществовании могут вызвать у человека перегрузку железа железом. печени и более тяжелые заболевания печени. [55]
Бета-форма талассемии особенно распространена среди средиземноморских народов, и эта географическая ассоциация ответственна за ее название: таласса ( θάλασσα ) — греческое слово, обозначающее море, и хаима ( αἷμα ) — греческое слово, обозначающее кровь. [56] [57] [ необходима ссылка ] В Европе самые высокие концентрации заболевания наблюдаются в Греции и прибрежных регионах Турции . Особенно сильно пострадали крупные средиземноморские острова (кроме Балеарских островов ), такие как Сицилия , Сардиния , Корсика , Кипр , Мальта и Крит . [58] [59] Другие средиземноморские народы , а также жители, проживающие в окрестностях Средиземноморья, также имеют высокие показатели заболеваемости, включая выходцев из Западной Азии и Северной Африки . Данные показывают, что 15% греков и киприотов -турок являются носителями генов бета-талассемии, а 10% населения являются носителями генов альфа-талассемии . [60]
Признак талассемии может обеспечивать определенную степень защиты от малярии , [61] которая преобладает или была распространена в регионах, где этот признак распространен, тем самым давая носителям избирательное преимущество в выживании (известное как гетерозиготное преимущество ), тем самым закрепляя мутацию. В этом отношении различные талассемии напоминают другое генетическое заболевание, влияющее на гемоглобин, — серповидноклеточную анемию . [62]
Расстройство более распространено среди определенных этнических и возрастных групп. Бета-талассемия наиболее распространена в «поясе талассемии», который включает районы Африки к югу от Сахары, Средиземноморья, простирающегося до Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии. [9] Такое географическое распределение, как полагают, обусловлено состоянием носительства бета-талассемии (малая бета-талассемия), придающим устойчивость к малярии. [9] В Соединенных Штатах распространенность талассемии составляет примерно 1 на 272 000 или 1000 человек. В 2002 году в Англии было зарегистрировано 4000 госпитализированных случаев талассемии и 9233 обращения к консультантам. На мужчин пришлось 53% обращений к консультантам больниц, а на женщин – 47%. Средний возраст пациентов — 23 года, при этом только 1% консультантов старше 75 лет и 69% — в возрасте 15–59 лет. По оценкам, 1,5% населения мира являются носителями этого заболевания, и ежегодно с этим заболеванием рождаются 40 000 младенцев. [9] Большая бета-талассемия обычно приводит к летальному исходу в младенчестве, если немедленно не начать переливание крови. [63]
большая талассемия.