Гипофосфатазия ( / ˌ h aɪ p oʊ ˈ f ɒ s f eɪ t ˌ eɪ ʒ ə / ; также называется дефицитом щелочной фосфатазы , фосфоэтаноламинурией , [5] или синдромом Ратбуна ; [1] иногда сокращенно HPP [6] ) — редкое заболевание. наследственное [7] метаболическое заболевание костей , иногда со смертельным исходом . [8] Клинические симптомы неоднородны: от быстро летального перинатального варианта с глубокой скелетной гипоминерализацией, нарушением дыхания или витамин B6 - зависимыми судорогами [6] до более легкой прогрессирующей остеомаляции в более позднем возрасте. Дефицит тканевой неспецифической щелочной фосфатазы (TNSALP) в остеобластах и хондроцитах нарушает минерализацию костей, что приводит к рахиту или остеомаляции. [7] Патогномоничным признаком является пониженная сывороточная активность фермента TNSALP, которая вызвана одной из 388 выявленных на сегодняшний день генетических мутаций в гене, кодирующем TNSALP. Генетическое наследование является аутосомно-рецессивным для перинатальных и инфантильных форм, но либо аутосомно-рецессивным, либо аутосомно-доминантным для более легких форм.
Распространенность гипофосфатазии неизвестна; По оценкам одного исследования, частота тяжелых форм живорождения составляет 1:100 000. [3] , а некоторые исследования сообщают о более высокой распространенности более легких форм заболевания. [9]
Существует поразительное разнообразие симптомов, которое во многом зависит от возраста пациента при первом обращении: от смерти внутриутробно до относительно легких проблем с костями с симптомами прорезывания зубов или без них [10] во взрослой жизни, хотя неврологические и экстраскелетные симптомы также сообщается. [11] Стадии этого заболевания обычно подразделяются на следующие категории: перинатальная, детская, детская, взрослая, доброкачественная пренатальная и одонтогипофосфатазия. [12] Хотя было охарактеризовано несколько клинических подтипов заболевания в зависимости от возраста, в котором обнаруживаются поражения скелета, заболевание лучше всего понимать как единый непрерывный спектр тяжести. [ нужна цитата ]
Поскольку проявления заболевания у взрослых весьма разнообразны, может возникнуть неправильный или пропущенный диагноз. [10] В одном исследовании у 19% пациентов с диагнозом фибромиалгия были лабораторные данные, указывающие на возможную гипофосфатазию. [13]
В одном описании случая подробно описана 35-летняя женщина с низким уровнем ЩФ в сыворотке крови и легкими болями, но без рахита, переломов или проблем с зубами в анамнезе. Последующая оценка выявила остеопению, микрокальцификацию почек и повышение уровня ПЭА. Обнаруженные в этом случае генетические мутации ранее сообщалось при перинатальной, инфантильной и детской гипофосфатазии, но не при гипофосфатазии взрослых. [10]
Перинатальная гипофосфатазия является наиболее летальной формой. Глубокая гипоминерализация приводит к развитию перепончатой головки (мягкой черепной коробки ), деформации или укорочению конечностей во время беременности и при рождении, а также быстрой смерти из-за дыхательной недостаточности. [14] Мертворождение не является редкостью, а долгосрочная выживаемость редка. Новорожденные , которым удается выжить, страдают от увеличения дыхательной недостаточности из-за размягчения костей ( остеомаляция ) и недоразвития легких ( гипоплазия ). В конечном итоге это приводит к дыхательной недостаточности. Может возникнуть эпилепсия (приступы), которая может привести к летальному исходу. [15] Участки развивающейся неминерализованной кости ( остеоид ) могут расширяться и вторгаться в пространство костного мозга, что приводит к миелофтизной анемии . [16] [17]
При рентгенологических исследованиях перинатальную гипофосфатазию можно отличить даже от наиболее тяжелых форм несовершенного остеогенеза и врожденной карликовости . Некоторые мертворожденные скелеты почти не имеют минерализации ; у других наблюдалась выраженная недостаточность минерализации и тяжелая остеомаляция. Иногда может наблюдаться полное отсутствие окостенения в одном или нескольких позвонках. В черепе отдельные кости могут кальцинироваться только в своих центрах. Другой необычной рентгенологической особенностью являются костные шпоры, выступающие латерально из стержней локтевых и малоберцовых костей . Несмотря на значительную индивидуальную вариабельность и разнообразие рентгенологических данных, рентгенологическое исследование можно считать диагностическим. [ нужна цитата ]
Инфантильная гипофосфатазия проявляется в первые 6 месяцев жизни с началом плохого питания и неадекватной прибавки массы тела. В это время часто появляются клинические проявления рахита . Хотя черепные швы кажутся широкими, это отражает гипоминерализацию черепа и часто наблюдается «функциональный» краниосиностоз . Если пациент выживет в младенчестве, эти швы могут навсегда слиться. Дефекты грудной клетки, такие как расвисание грудной клетки в результате переломов ребер, приводят к нарушению дыхания и пневмонии . Повышенное содержание кальция в крови ( гиперкальциемия ) и моче ( гиперкальцинурия ) также часто встречается и может объяснить проблемы с почками и периодическую рвоту, наблюдаемую при этом заболевании. [18]
Рентгенологические признаки у младенцев обычно менее выражены, чем те, которые наблюдаются при перинатальной гипофосфатазии. В длинных костях наблюдается резкое изменение нормального внешнего вида тела ( диафиза ) на некальцинированные области вблизи концов ( метафиза ), что предполагает возникновение резкого метаболического изменения. Кроме того, серийные рентгенографические исследования показывают, что дефекты минерализации скелета (т. е. рахит) сохраняются и становятся более генерализованными. Смертность оценивается в 50% в первый год жизни. [19]
Гипофосфатазия в детском возрасте имеет вариабельное клиническое выражение. В результате дефектов развития зубного цемента молочные зубы (молочные зубы) часто теряются в возрасте до 5 лет. Зачастую первыми теряются резцы; иногда все зубы теряются преждевременно. Рентгенограммы зубов могут показать увеличенные камеры пульпы и корневые каналы, характерные для рахита. [20]
Пациенты могут испытывать задержку ходьбы, характерную ковыляющую походку, скованность и боль, а также мышечную слабость (особенно в бедрах), что соответствует непрогрессирующей миопатии . Обычно рентгенограммы показывают дефекты кальцификации и характерные костные дефекты вблизи концов крупных длинных костей. Часто наблюдаются задержка роста, частые переломы и низкая плотность костей ( остеопения ). У младенцев и детей раннего возраста с тяжелым поражением кости черепа могут срастаться преждевременно, несмотря на появление открытых родничков при рентгенологических исследованиях. Иллюзия открытых родничков возникает в результате гипоминерализации больших участков свода черепа. Преждевременное сращение черепных швов может повысить внутричерепное давление. [21]
Гипофосфатазия у взрослых может быть связана с рахитом, преждевременной потерей молочных зубов или ранней потерей зубного ряда у взрослых с последующим относительно хорошим здоровьем. Остеомаляция приводит к боли в стопах из-за плохого заживления стрессовых переломов плюсневых костей. Дискомфорт в бедрах или бедрах вследствие псевдопереломов бедренной кости можно отличить от других видов остеомаляции по локализации их в латеральных кортикальных слоях бедренной кости. [22] Симптомы этого заболевания обычно начинаются у взрослого пациента среднего возраста и могут включать боль в костях и гипоминерализацию. [23] [12]
Некоторые пациенты страдают от отложения кристаллов дигидрата пирофосфата кальция с периодическими приступами артрита ( псевдоподагра ), что, по-видимому, является результатом повышенных уровней эндогенного неорганического пирофосфата (PPi). Эти пациенты также могут страдать дегенерацией суставного хряща и пирофосфатной артропатией . На рентгенограммах выявляются псевдопереломы латеральных кортикальных слоев проксимального отдела бедренной кости и стрессовые переломы, у пациентов могут наблюдаться остеопения, хондрокальциноз, признаки пирофосфатной артропатии и кальцинирующий периартрит . [22]
Одонтогипофосфатазия возникает, когда заболевание зубов является единственной клинической патологией, а рентгенологические и/или гистологические исследования не выявляют признаков рахита или остеомаляции. Хотя это состояние обычно обусловлено наследственными аномалиями лейкоцитов и другими нарушениями, одонтогипофосфатазия может объяснить некоторые случаи «периодонтита с ранним началом». [ нужна цитата ]
Гипофосфатазия связана с молекулярным дефектом гена, кодирующего тканевую неспецифическую щелочную фосфатазу (TNSALP). TNSALP представляет собой фермент, который связан с внешней поверхностью остеобластов и хондроцитов . TNSALP гидролизует несколько веществ, в том числе неорганический пирофосфат (PPi), ингибирующий минерализацию, и пиридоксаль-5'-фосфат (PLP), основную форму витамина B. Взаимосвязь, описывающая физиологическую регуляцию минерализации, получила название « принцип трафарета минерализации», согласно которому фермент пары субстратов отпечатывают закономерности минерализации локально во внеклеточном матриксе (особенно описано для кости) путем разрушения ингибиторов минерализации ( например, фермент TNAP/TNSALP/ALPL, ослабляющий пирофосфатное ингибирование минерализации, и фермент PHEX, разрушающий ингибирование минерализации остеопонтином). [24] [25] Принцип трафаретной минерализации особенно актуален для остеомаляции и одонтомаляции, наблюдаемых при гипофосфатазии (ГПП) и Х-сцепленной гипофосфатемии (XLH). [25] 6 .
Когда ферментативная активность TSNALP низкая, неорганический пирофосфат (PPi) накапливается вне клеток во внеклеточном матриксе костей и зубов и ингибирует образование минерала гидроксиапатита , основного упрочняющего компонента кости, вызывая рахит у младенцев и детей и остеомаляцию (мягкие кости). ) и одонтомаляция (мягкие зубы) у детей и взрослых. PLP является основной формой витамина B6 и должен быть дефосфорилирован TNSALP, прежде чем он сможет проникнуть через клеточную мембрану. Дефицит витамина B6 в головном мозге нарушает синтез нейротрансмиттеров , что может вызвать судороги. В некоторых случаях накопление кристаллов дигидрата пирофосфата кальция (CPPD) в суставе может вызвать псевдоподагру. [26]
Перинатальная и инфантильная гипофосфатазия наследуется как аутосомно-рецессивный признак с гомозиготностью или сложной гетерозиготностью по двум дефектным аллелям TNSALP . Тип наследования детских, взрослых и одонтоформ гипофосфатазии может быть как аутосомно-доминантным, так и рецессивным . Аутосомная передача объясняет тот факт, что заболевание поражает мужчин и женщин с одинаковой частотой. Генетическое консультирование осложняется вариабельным характером наследования заболевания и неполным проникновением признака. [27]
Гипофосфатазия — редкое заболевание, о котором сообщалось во всем мире и которое, по-видимому, поражает людей всех национальностей. [3] Распространенность тяжелой гипофосфатазии оценивается в 1:100 000 среди населения преимущественно англосаксонского происхождения. Частоту легкой гипофосфатазии оценить труднее, поскольку симптомы могут ускользнуть от внимания или быть неправильно диагностированы. Самая высокая заболеваемость гипофосфатазией зарегистрирована среди меннонитов в Манитобе , Канада, где один из каждых 25 человек считается носителем, а у одного из каждых 2500 новорожденных наблюдается тяжелое заболевание. [4] Гипофосфатазия считается особенно редкой у людей африканского происхождения в США [28]
Гипофосфатазию часто обнаруживают при ранней потере молочных (молочных или молочных) зубов с неповрежденным корнем. Исследователи недавно задокументировали положительную корреляцию между зубными аномалиями и клиническим фенотипом. Плохое состояние зубов отмечается и у взрослых. [29]
Симптомом, который лучше всего характеризует гипофосфатазию, является низкая активность фермента щелочной фосфатазы (ЩФ) в сыворотке крови. В целом, более низкие уровни активности ферментов коррелируют с более тяжелыми симптомами. Снижение активности ЩФ приводит к увеличению в крови пиридоксаль-5'-фосфата (ПЛП), который является основной формой витамина В6, хотя уровни витамина В6 в тканях могут быть незначительными [30] и коррелируют с тяжестью заболевания. [31] Уровни неорганического пирофосфата (PPi) в моче повышены у большинства пациентов с гипофосфатазией, и, хотя это остается лишь исследовательским методом, сообщалось, что это повышение позволяет точно выявить носителей заболевания. Кроме того, у большинства пациентов наблюдается повышенный уровень фосфоэтаноламина (ФЭА) в моче, хотя у некоторых это может быть и не так. [6] Скрининг PLP предпочтительнее PEA из-за стоимости и чувствительности. [32]
Тесты на уровни тканенеспецифической ЩФ в сыворотке крови (иногда называемые TNSALP) являются частью стандартной комплексной метаболической панели (CMP), которая используется при рутинных обследованиях, хотя костно-специфическое тестирование ЩФ может указывать на тяжесть заболевания. [33]
Несмотря на индивидуальную вариабельность и разнообразие рентгенологических данных, рентгенография является диагностической при детской гипофосфатазии. [34] Скелетные дефекты обнаруживаются почти у всех пациентов и включают гипоминерализацию, рахитические изменения, неполное окостенение позвоночных и, иногда, боковые костные шпоры на локтевых и малоберцовых костях. [ нужна цитата ]
У новорожденных рентгенологическое исследование позволяет легко отличить гипофосфатазию от несовершенного остеогенеза и врожденной карликовости. Некоторые мертворожденные скелеты почти не имеют минерализации; у других отмечена недостаточность минерализации и тяжелые рахитические изменения. Иногда может наблюдаться своеобразное полное или частичное отсутствие окостенения в одном или нескольких позвонках. В черепе отдельные перепончатые кости могут кальцинироваться только в их центрах, из-за чего создается впечатление, что области неоссифицированного свода черепа имеют широко раздвинутые черепные швы, хотя на самом деле они функционально закрыты. Небольшие рентгенопрозрачные выступы (или «язычки») часто распространяются из метафизов в стержень кости.
У младенцев рентгенологические признаки гипофосфатазии поразительны, хотя, как правило, менее выражены, чем те, которые обнаруживаются при перинатальной гипофосфатазии. У некоторых впервые диагностированных пациентов наблюдается резкий переход от относительно нормальных диафизов к некальцинированным метафазам, что позволяет предположить, что произошло резкое метаболическое изменение. Серийные рентгенографические исследования могут выявить сохранение нарушений минерализации скелета (например, рахит), случаи склероза и постепенную генерализованную деминерализацию.
У взрослых рентгенография может выявить двусторонние псевдопереломы бедренной кости в латеральном подвертельном диафизе. Эти псевдопереломы могут сохраняться годами, но они могут не зажить до тех пор, пока не сломаются полностью или пока пациент не получит интрамедуллярную фиксацию . У этих пациентов также могут наблюдаться рецидивирующие переломы плюсневых костей. DXA может выявить аномальную минеральную плотность костной ткани, которая может коррелировать с тяжестью заболевания, хотя минеральная плотность костной ткани у пациентов с ГПП может не снижаться системно. [35]
Все клинические подтипы гипофосфатазии связаны с генетическими мутациями гена, кодирующего TNSALP, который локализован на хромосоме 1p36.1-34 у человека ( ALPL ; OMIM#171760). В гене TNSALP описано около 388 различных мутаций. [2] «База данных неспецифических мутаций гена щелочной фосфатазы тканей». Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 14 августа 2009 г.Около 80% мутаций являются миссенс-мутациями . Количество и разнообразие мутаций приводит к очень вариабельной фенотипической экспрессии, и, по-видимому, существует корреляция между генотипом и фенотипом при гипофосфатазии. [36] Анализ мутаций возможен и доступен в 3 лабораториях. [37]
По состоянию на октябрь 2015 года асфотаза альфа (Стренсик) была одобрена FDA для лечения гипофосфатазии.
Существуют некоторые доказательства в поддержку использования терипаратида при ГПП у взрослых. [38] [39] [40] [41]
Текущее лечение состоит из паллиативного лечения симптомов, поддержания баланса кальция и, при необходимости, применения физических, профессиональных, стоматологических и ортопедических вмешательств. [8]
Первоначально оно было обнаружено в 1936 году, но было полностью названо и задокументировано канадским педиатром Джоном Кэмпбеллом Рэтбаном (1915-1972) во время обследования и лечения мальчика с очень низким уровнем щелочной фосфатазы в 1948 году. Генетическая основа заболевания заключалась в следующем: было намечено лишь примерно 40 лет спустя. Гипофосфатазию иногда называют синдромом Ратбуна по имени ее основного документатора. [55] [1]