Этиология и встречаемость пигментной ксеродермы. Пигментная ксеродерма — генетически разнородное, панэтническое, аутосомно-рецессивное заболевание репарации ДНК, вызывающее выраженную гиперчувствительность к ультрафилетовым лучам. В США и Европе распространенность составляет приблизительно 1 на миллион, но в Японии — 1 на 100 000.
Патогенез пигментной ксеродермы
Репарация ДНК, повреждаемой ультрафиолетовым излучением, происходит благодаря трем механизмам: эксцизионной репарации, пострепликационной репарации и фотореактивизации. Эксцизионная репарация устраняет повреждения ДНК восстановлением нуклеотида или одного основания. Пострепликационная репарация — аварийный механизм, обеспечивающий репликацию ДНК вдоль поврежденного шаблона. Фотореактивация возвращает поврежденную ДНК в нормальное химическое состояние без удаления или замены генетического материала.
Нуклеотидная эксцизионная репарация — сложный разносторонний процесс, в котором участвуют, по крайней мере, 30 белков. Основной принцип — удаление небольшого однонитевого участка ДНК, содержащего повреждение, разрезами с обеих сторон поврежденного сегмента, с последующим заполнением промежутка вновь синтезированной нитью на основе неповрежденной дополнительной нити, используемой как шаблон. В ходе транскрипции гена повреждение ДНК блокирует продвижение РНК-полимеразы II.
Остановленная РНК-полимераза II инициирует эксцизионную репарацию нуклеотидов (репарация, вызванная транскрипцией). В остальной части генома и в нетранскрибируемых генах комплекс нуклеотидной эксцизионной репарации выявляет повреждения ДНК по искажению скручивания ДНК (глобальная геномная репарация).
Иногда нуклеотидная эксцизионная репарация неспособна исправить повреждение ДНК до репликации. Поскольку такие повреждения тормозят репликацию ДНК, пострепликационная репарация обходит повреждение, позволяя продолжить синтез ДНК. ДНК-полимераза n обеспечивает ДНК синтез через поврежденные участки; она эффективно и точно катализирует правильный синтез, пропуская дитимидиновые повреждения.
Пигментная ксеродерма вызвана мутациями, влияющими на геномную нуклеотидную эксцизионную репарацию или пострепликационную репарацию. В отличие от нее, синдром Коккейна — сходное заболевание, вызываемое мутациями, влияющими на связанный с транскрипцией путь нуклеотидной эксцизионной репарации. И пигментная ксеродерма, и синдром Коккейна подразделяют на 10 биохимических групп комплементации; каждая группа отражает мутации различных компонентов нуклеотидной эксцизионной или пострепликационной репарации.
Снижение или полное отсутствие возможности глобальной геномной репарации или пострепликационной репарации приводит к потере функций, необходимых для поддержания целостности генома, и вызывает накопление онкогенных мутаций. Новообразования у пациентов с пигментной ксеродермой имеют более высокий уровень мутаций генов-онкогенов и супрессоров опухолевого роста, чем опухоли в нормальной популяции, и эти мутации специфично вызывает ультрафиолетовое облучение.
Фенотип и развитие пигментной ксеродермы
Симптоматика у пациентов с пигментной ксеродермой развивается в среднем в возрасте 1-2 года, хотя приблизительно у 5% пациентов описано начало после 14 лет. Первые симптомы обычно включают легкие ожоги, повышенную фоточувствительность, появление лентигинозной сыпи и фотобоязнь. Постоянное воздействие вызывает преждевременное старение кожи (истончение, морщины, веснушки, телеангиэктазии), фотокератоз и доброкачественные и злокачественные новообразования. Почти у 45% пациентов развиваются базальноклеточные или сквамозноклеточные карциномы, у 5% — меланомы.
Приблизительно 90% карцином появляется в местах сильного ультрафиолетового воздействия — на лице, шее, голове, кончике языка. До введения профилактических мероприятий средний возраст развития новообразований был 8 лет, на 50 лет раньше, чем в общей популяции, а их частота более чем в 1000 раз выше общепопуляционной.
Кроме кожных симптомов, у 60-90% пациентов отмечают нарушения со стороны глаз, включая фотобоязнь, конъюнктивиты, блефариты, эктропион и новообразования. Распределение патологии глаз и новообразований соответствуют участкам наибольшего влияния ультрафиолета.
Приблизительно у 18% пациентов развивается прогрессирующая дегенерация нейронов. Симптоматика представлена нейросенсорной глухотой, задержкой умственного развития, спастичностью, гипорефлексиией или арефлексией, сегментарной демиелинизацией, атаксиями, хореоатетозом и надъядерной офтальмоплегией. Тяжесть неврологических симптомов обычно пропорциональна степени нарушения нуклеотидной эксцизионной репарации. Нейродегенерация может быть вызвана неспособностью исправлять ДНК, повреждаемую эндогенными свободными радикалами.
Эксцизионная нуклеотидная репарация также исправляет повреждения ДНК, вызванные большинством химических канцерогенов, например сигаретным дымом, подгоревшей пищей или цисплатином (производное платины с противоопухолевой активностью, способное стимулировать механизмы клеточно-опосредованной цитотоксичности). В связи с этим у пациентов в 10-20 раз повышена частота опухолей внутренних органов, например опухолей мозга, лейкозов, рака легких и желудка.
Пациенты с пигментной ксеродермой имеют уменьшенный срок жизни; без профилактической защиты срок их жизни почти на 30 лет короче по сравнению с лицами без пигментной ксеродермы. Наиболее частые причины смерти — метастатические меланомы и сквамозноклеточные карциномы кожи.
Два сходных с пигментной ксеродермой заболевания, синдром Коккейна и трихотиодистрофия, также вызываются дефектами в различных компонентах клеточного механизма репарации нарушений ДНК, вызванных ультрафиолетом. Для обоих заболеваний характерны плохой постнатальный рост, уменьшение подкожной клетчатки, контрактуры суставов, тонкая кожа с фоточувствительностью, умственная задержка и неврологические симптомы.
У детей с синдромом Коккейна также развиваются дегенерация сетчатки и глухота; дети с трихотиодистрофией имеют ихтиоз и ломкие волосы и ногти. При обоих синдромах пациенты редко живут дольше 20 лет. Интересно, что ни тот, ни другой синдром не сопровождаются увеличением частоты опухолей кожи. Тем не менее дефекты в некоторых генах репарации ДНК (ERCC2, ERCC3 и ERCC5) приводят к фенотипам, имеющим общие симптомы между пигментной ксеродермой, синдромом Коккейна и трихотиодистрофией.
Особенности фенотипических проявлений пигментной ксеродермы:
• Возраст начала: детство
• Чувствительность к ультрафиолету
• Опухоли кожи
• Неврологическая дисфункция
Лечение пигментной ксеродермы
Подтверждение диагноза пигментной ксеродермы проводят функциональными тестами репарации ДНК и чувствительности к ультрафиолету; такие тесты обычно выполняют на зрелых фибробластах кожи. Подтверждение диагноза идентификацией мутаций в генах, связанных с пигментной ксеродермой, в настоящее время клинически недоступно.
Оказание помощи пациентам с пигментной ксеродермой состоит в исключении воздействия солнечного света, ношении защитной одежды, использовании физических и химических солнцезащитных кремов и тщательном наблюдении для своевременного выявления и удаления злокачественных новообразований. Исцеляющее лечение в настоящее время недоступно.
Риски наследования пигментной ксеродермы
Поскольку пигментная ксеродерма — аутосомно-рецессивное заболевание, семейный анамнез у большинства пациентов не отягощен. Для родителей, имеющих ребенка с пигментной ксеродермой, риск для последующих детей — 1 к 4. Пренатальная диагностика возможна путем определения функции репарации ДНК и чувствительности к ультрафиолету в культуре амниоцитов или клеток ворсин хориона.
Пример пигментной ксеродермы. B.C., 3-летний мальчик, направлен в клинику дерматологии в связи с выраженной чувствительностью к солнечным лучам и появлением множественных пятен. При клиническом осмотре выявлены фотобоязнь, конъюнктивит и значительная лентигинозная гиперпигментация в незащищенных от солнца областях; в остальном его развитие и данные осмотра оказались нормальными. Пациент — ребенок от неродственного брака родителей японского происхождения; никто в семье подобным образом не болел. Дерматолог сказал, что у ребенка классические проявления пигментной ксеродермы.
Для подтверждения диагноза проведена биопсия кожи с целью оценить репарацию ДНК и чувствительность к ультрафиолетовому излучению фибробластов кожи. Результаты этого теста подтвердили диагноз пигментной ксеродермы. Несмотря на соответствующие профилактические меры, в возрасте 15 лет у ребенка развилась метастатическая меланома, и через 2 года он умер. У его родителей есть два других ребенка; ни один из них не болен пигментной ксеродермой.
