Генная терапия наследственных заболеваний сетчатки — современное состояние проблемы | Оренбуркина О.И., Бабушкин А.Э.

Введение

Наследственные заболевания сетчатки (НЗС) поражают примерно одного из 2000 человек, а около 2,7 млрд здоровых людей являются носителями по крайней мере одного варианта мутаций, связанного с аутосомно-рецессивным характером заболевания. У одного из 1500 пациентов офтальмологического профиля в Российской Федерации (РФ) подтверждается генетическая патология. Известно более 100 нозологических форм НЗС, которые вызываются различными дефектами, обнаруженными примерно в 270 генах.

Хотя НЗС очень редки и потому относятся к орфанным заболеваниям, они имеют серьезную социальную значимость по причине выраженных нарушений зрения и инвалидности у пациентов в детском и трудоспособном возрасте. Интересно, что распространенность определенных форм НЗС в нашей стране варьируется в зависимости от региона. Изучение географическо-региональных особенностей НЗС дает возможность прогнозировать объемы организационно-профилактических и лечебных мероприятий в отношении пациентов данной категории [1–6].

Благодаря работам в области молекулярной биологии в последнее десятилетие было подтверждено, что различные мутации одного гена обусловливают разные фенотипические проявления и, наоборот, клинически неотличимые друг от друга формы могут быть следствием мутаций различных генов (так называемая генетическая гетерогенность). Так, например, за такими нозологическими формами, как врожденный амавроз Лебера (ВАЛ), стоит порядка 115–125 генов. Выявление его конкретного типа дает, в частности, возможность проводить генозаместительную (таргетную) терапию (ГЗТ) [7].

Наследственные заболевания сетчатки представляют собой класс офтальмологических болезней, в котором выделяют заболевания с преимущественным поражением палочковой системы и заболевания с преимущественным поражением колбочковой системы, включающие макулярные дистрофии. Cогласно Международному классификатору болезней 10-го пересмотра (МБК-10) выделяют следующие основные НЗС: пигментный ретинит (ПР), который имеет преимущественно аутосомно-рецессивный, реже аутосомно-доминантный и очень редко Х-сцепленный тип наследования, ВАЛ, болезнь Штаргардта (БШ), вителлиформные макулодистрофии (в том числе болезнь Беста, колбочковая дистрофия и колбочково-палочковая дистрофия). Ниже представлена краткая характеристика некоторых наиболее часто диагностируемых заболеваний сетчатки, передающихся по наследству.

Краткая характеристика некоторых НЗС

В первую очередь это наследственные дистрофии сетчатки (НДС). В частности, из них следует отметить ПР (около 40–60% в структуре НДС) — клинически и генетически гетерогенную группу НЗС, характеризующихся диффузной прогрессирующей дегенерацией преимущественно палочковых фоторецепторов с последующей дегенерацией колбочковых фоторецепторов и пигментного эпителия сетчатки. Это прогрессирующее заболевание, которое дебютирует, как правило, в возрасте 3–7 лет. Отличительные признаки: выраженные нистагм, никталопия, тяжелая степень слабовидения вплоть до слепоты, на глазном дне — отложение пигмента по типу «костных телец» по периферии сетчатки (может быть и беспигментная форма заболевания), атрофия зрительного нерва (диск его восковидного типа) с ослаблением сосудистого рисунка сетчатки. ПР встречается с частотой 1:3000–1:5000 и является основной причиной нарушения зрения и слепоты, от которой страдают более 1,5 млн пациентов во всем мире [8, 9].

Врожденный амавроз Лебера является одной из частых причин инвалидизации детей раннего возраста с НДС. Клинически данное генетически гетерогенное заболевание проявляется, как правило, уже с рождения, значительно реже — в раннем детском возрасте, причем с первичным вовлечением палочкового аппарата сетчатки. Отличительные признаки данной патологии: слабовидение, сужение полей зрения, аметропия, сочетание «плавающего» нистагма с вялой или отсутствующей зрачковой реакцией, косоглазием, светобоязнью и глазопальцевым симптомом при нормальной картине глазного дна. Распространенность ВАЛ варьирует от 1:30 000 до 1:80 000. Это заболевание является наиболее частой причиной наследственной слепоты в детстве и составляет более 5% всех дистрофий сетчатки детского возраста. ВАЛ является причиной слепоты более чем у 20% детей, посещающих школы для слепых и слабовидящих ¹ [10–12].

Болезнь Штаргардта — наиболее распространенная форма ювенильных макулярных дистрофий, чаще всего с аутосомно-рецессивным типом наследования. БШ встречается с частотой 1:8000–1:10 000, составляя около 7% всех дегенераций сетчатки. Клинически БШ характеризуется двусторонней быстропрогрессирующей потерей центрального зрения (периферическое обычно не страдает, но нарушается цветоощущение) с наличием атрофических очагов в макуле и абсолютных (относительных) полиморфных скотом. Проявляется обычно на первой-второй декаде жизни. На глазном дне выявляются желтоватые пятна разной степени четкости, которые локализуются преимущественно вокруг макулы, но могут занимать весь задний полюс в пределах сосудистых аркад. При прогрессировании заболевания пятна могут сливаться, оставляя участки атрофии. Чем раньше произошло значительное снижение зрения, тем хуже прогноз [13–18].

Особенности диагностики НЗС

В диагностике НЗС используются как рутинные клинические (тщательный сбор анамнеза, офтальмоскопия, биомикроскопия и исследование цветового зрения), так и специальные (спектральная оптическая когерентная томография (ОКТ), компьютерная периметрия, электрофизио-логические исследования и др.) методы. Мультифокальная электроретинография (МфЭРГ) позволяет выявить нарушение функций сетчатки на ранней стадии ПР, в том числе в глазах с высокой остротой зрения, нормальными параметрами центрального поля зрения и ганцфельд-электроретинографии (гЭРГ), а также при низкой остроте зрения с нерегистрируемой гЭРГ, выраженном снижении световой чувствительности. МфЭРГ может быть информативна при скрининге пациентов с ПР с целью определения возможности ГЗТ. Выявление этиологического фактора заболевания, безусловно, требует обязательного проведения молекулярно-генетической диагностики. В настоящее время для осуществления полноценного обследования имеется все необходимое оборудование [19–25].

Полная расшифровка генома в 2000 г. стала существенным фактором, способствовавшим бурному развитию молекулярной генетики и проведению исследований, в том числе касающихся НЗС. Повышенное внимание уделялось белку RPE65 (в большом количестве продуцируется в пигментном эпителии сетчатки), который кодируется одноименным геном и содержится не только в палочковых, но и в колбочковых фоторецепторах и влияет на метаболизм ретиноидов, что важно для поддержания зрения [7, 26].

Молекулярно-генетическая диагностика НДС (с расшифровкой и интерпретацией результатов генетиком) в настоящее время проводится в 2 этапа [3]. Во-первых, это исследование методом NGS (секвенирование последнего поколения), который включает 3 основных и 1 дополнительный метод (по показаниям): панельное таргетное исследование с изучением группы генов по конкретной нозологии (как было отмечено выше, НЗС обусловлены мутациями порядка 270 генов), исследование клинического экзома (на сегодняшний день известно уже более 7000 генов, связанных с конкретной нозологией), полноэкзомное исследование (независимо от заболевания в фокусе все кодирующие экзоны 22 000 генов), полногеномное исследование (исследуются все экзоны и некодирующие участки — интроны). Во-вторых, это прямое секвенирование по Сэнгеру (используется для установления генетического статуса человека, если у кого-либо из родственников уже выявлена причинная мутация и известно ее точное положение в гене). Второй этап обязательный, особенно при аутосомно-рецессивных формах, когда необходимо подтвердить носительство мутаций у обоих родителей. Это важно с точки зрения прогнозирования возможности проведения ГЗТ (в случае выявления мутаций на одном аллеле исключается возможность проведения ГЗТ).

Генозаместительная терапия при НЗС

Генозаместительная терапия представляется очень перспективным и эффективным видом терапии при НЗС, которые ранее считались неизлечимыми [27]. Хотя многие опубликованные результаты применения ГЗТ при НЗС преимущественно ограничены экспериментальными данными, уже накапливается опыт использования ГЗТ в клинической практике. Так, например, для НДС, вызванных подтвержденными биаллельными мутациями в гене RPE65 (в частности, это ВАЛ 2-го типа и ПР 20-го типа), уже разработана ГЗТ, которая применяется однократно (воретиген непарвовек (ВН) зарегистрирован в США в 2017 г. для суб-ретинального введения). К 2020 г. ГЗТ была проведена 62 пациентам [28]. Многочисленные исследования свидетельствуют о положительном эффекте данного препарата у большинства пациентов (в основном это улучшение функции палочковой системы), что проявляется в улучшении порога световой чувствительности в условиях темновой адаптации, полей зрения, фотопических и скотопических компонентов ЭРГ, амплитуды компонента зрительных вызванных потенциалов (ЗВП), кроме того, сигнальной активности в затылочной доле и двусторонней активизации коры головного мозга. Таким образом, причиной улучшения способности пациента ориентироваться в пространстве при разных уровнях освещенности является активизация коры головного мозга как следствие улучшения функции сетчатки [29–36].

В 2021 г. в РФ на базе ФГБУ «НМИЦ ГБ им. Гельмгольца» Минздрава России создан специализированный центр ГЗТ. В настоящее время определена группа пациентов (около 40 человек), подходящая по критериям для проведения ГЗТ. В ходе рабочих совещаний группой ведущих экспертов в области НДС и медицинской генетики выработан и одобрен ряд положений, способствующих внедрению в клиническую практику в РФ первого и пока единственного препарата — ВН (Швейцария)² в качестве средства ГЗТ RPE65-ассоциированных НДС. Официально разрешенный к применению вышеуказанный препарат для ГЗТ представляет собой аденоассоциированный вирус, доставляющий копию гена, специфичного для пигментного эпителия сетчатки человека, массой 65 кДа (RPE65) в клетки пациентов со сниженным содержанием или отсутствием белка RPE65, обеспечивая потенциал для восстановления зрительного цикла [4].

Клинико-функциональные исследования и субретинальное введение ВН проводятся в ФГБУ «НМИЦ ГБ им. Гельмгольца» Минздрава России и ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» (г. Москва). В частности, недавно были опубликованы обнадеживающие результаты лечения вышеуказанным препаратом первой когорты 6 российских детей в возрасте от 5 до 15 лет с ВАЛ 2-го типа и максимальным сроком наблюдения 12 мес. [37, 38]. Полученные данные с оценкой различных показателей структуры и функций сетчатки показали стабилизацию и улучшение зрительных функций. В частности, отмечено увеличение поля зрения по Гольдману во всех случаях, его сохранность фиксировали через 3 мес. после субретинального введения препарата. Также у некоторых пациентов наблюдали увеличение амплитуды ЗВП компонента P2 на вспышку, но чаще констатировали увеличение реверсивного паттерна уже через 1 мес. после введения ВН, что свидетельствовало о повышении активности зрительной коры. После проведения лечения был также продемонстрирован положительный эффект при ахромазии (частичное или полное отсутствие цветового восприятия) в виде появления сумеречного зрения с самостоятельной адаптацией к разным уровням освещенности и развитием тританопии (нарушение восприятия голубого цвета). В настоящее время под динамическим наблюдением врачей-офтальмологов Всероссийского центра глазной и пластической хирургии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России и Республиканского медико-генетического центра (г. Уфа) находятся 3 ребенка, прошедших молекулярно-генетическую диагностику в ФГБНУ «МГНЦ» и получивших ГЗТ ВН в ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России.

Воретиген непарвовек показан к применению у взрослых и детей с потерей зрения, обусловленной НДС, вызванной подтвержденными биаллельными мутациями в гене RPE65, которые препятствуют выработке в организме необходимого для зрения белка2. При этом очень важно наличие жизнеспособных клеток сетчатки, а именно участка сетчатки толщиной >100 мкм в области заднего полюса по данным ОКТ, участка сетчатки размером ≥3 дисков зрительного нерва без атрофии или пигментной дегенерации в области заднего полюса, сохранность участка поля зрения в пределах 30° от точки фиксации [39]. Кроме того, необходимо исключить сопутствующую соматическую патологию, характерную для синдромальной НДС, обратить внимание на наличие семейного анамнеза. При этом алгоритм подхода к скринингу пациентов с целью определения возможности ГЗТ должен быть следующим: ребенок — родители (они, как правило, первыми замечают у ребенка настораживающие симптомы: ухудшение зрения при низком освещении с поиском светового источника для детей в возрасте до 3 лет и «ночной слепотой» — старше 3 лет, а также увеличение времени адаптации ребенка в темноте, частые неконтролируемые ритмичные подергивания глазных яблок — нистагм) — офтальмолог/педиатр/невролог/ (по месту жительства), а также врач-генетик, врач-лаборант (необходимо иметь подтвержденный генетический диагноз!) — офтальмолог-микрохирург (анестезиолог) — психолог (реабилитация) [40].

Протокол генной терапии одобрен американской FDA и Европейской комиссией. В то же время необходимо помнить и о рисках развития осложнений. Наиболее часто встречавшимися нежелательными реакциями (частота развития ≥5%), связанными с процедурой введения ВН, были гиперемия конъюнктивы, катаракта, повышение внутриглазного давления, разрыв сетчатки, макулярное отверстие, субретинальные депозиты, воспаление глаза, раздражение глаза, боль в глазу и макулопатия²
[41, 42].

Безусловно, в мире активно ведутся клинические исследования других препаратов для ГЗТ аутосомно-рецессивных или Х-сцепленных заболеваний, например, таких наследственных офтальмологических заболеваний, как ахроматопсия (полное или частичное отсутствие восприятия цветов), Х-сцепленный ретиношизис (наследственное заболевание, которое приводит к расслоению сетчатки, проявляется только у мальчиков), БШ, хориодермия (наследственное заболевание, которое вызывает прогрессирующую потерю зрения из-за дегенерации сосудистой оболочки и сетчатки) и ряд других [43, 44].

Подводя итог, можно сказать, что ГЗТ в настоящее время и на ближайшие десятилетия становится очень актуальной, как и исследование напрямую связанного с ней генетического профиля пациента. Главной целью эффективной ГЗТ у ребенка становится недопущение у него в будущем развития терминальной стадии той или иной наследственной офтальмопатологии, т. е. потери зрения. Поэтому для успеха ГЗТ важно использование ее на ранней стадии заболевания. В более тяжелых случаях возможно проведение регенеративной терапии — применение клеток пигментного эпителия и стволовых клеток; у пациентов старше 25 лет можно попытаться выполнить протезирование сетчатки с помощью электронного имплантата сетчатки, применяемого для улучшения зрения при тяжелой форме наследственного ПР [45, 46].

Заключение

Появление эффективной генной терапии — это событие огромной важности, в частности, для пациентов с НЗС, ранее считавшимися неизлечимыми, что обрекало людей на полную слепоту и инвалидность. В настоящее время ГЗТ уже нельзя считать далекой перспективой, это объективная реальность, поскольку она обеспечивает явный положительный клинический эффект, но, к сожалению, пока применяется лишь при некоторых НДС (ПР 20-го типа и ВАЛ 2-го типа) [33, 38]. Хотя результаты использования генной терапии при других НЗС пока ограничены в основном предварительными экспериментальными исследованиями, они все же являются многообещающими в отношении использования их в скором времени в клинической практике. 

¹ Leber Congenital Amaurosis. (Electronic resource.) URL: https://aapos.org/glossary/leber-congenital-amaurosis (access date: 18.01.2024).

² Общая характеристика лекарственного препарата Лукстурна, 5×1012 векторных геномов/мл, концентрат и растворитель для приготовления раствора для субретинального введения. (Электронный ре- сурс.) https://www.novartis.com/ru-ru/sites/novartis_ru/files/2023-08-14_131_Luxturna_SmPC_0011_v5.0_RUr.pd…. (дата обращения: 23.01.2024).

Сведения об авторах:

Оренбуркина Ольга Ивановна — д.м.н., директор Всероссийского центра глазной и пластической хирургии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России; 450075, Россия, г. Уфа, ул. Зорге, д. 67/1; ORCID iD 0000-0001-6815-8208.

Бабушкин Александр Эдуардович — д.м.н., заведующий отделом научных исследований Уфимского НИИ глазных болезней ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России; 450008, г. Уфа, ул. Пушкина, д. 90 / ул. Авроры, д. 14; ORCID iD 0000-0001-6700-0812.

Контактная информация: Оренбуркина Ольга Ивановна, e-mail: linza7@yandex.ru.

Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 28.09.2023.

Поступила после рецензирования 23.10.2023.

Принята в печать 16.11.2023.

About the authors:

Olga I. Orenburkina — Dr. Sc. (Med.), Director, Russian Center for Eye and Plastic Surgery of the Bashkir State Medical University; 67/1, Zorge str., Ufa, 450075, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-6815-8208.

Alexandr E. Babushkin — Dr. Sc. (Med.), Head of the Division of Scientific Researches, Ufa Research Institute of Eye Diseases of the Bashkir State Medical University; 90, Pushkin str. / 14, Avrora str., Ufa, 450008, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-6700-0812.

Contact information: Olga I. Orenburkina, e-mail: linza7@yandex.ru.

Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned.

There is no conflict of interest.

Received 28.09.2023.

Revised 23.10.2023.

Accepted 16.11.2023.