Порфирии — группа редких наследственных метаболических заболеваний, в основе которых лежит генетический дефект функциональной активности ферментов, участвующих в биосинтезе гема. Эти ферменты наиболее активны в костном мозге и печени. Эритропоэтические порфирии, при которых повышенный синтез промежуточных продуктов гемового пути происходит в основном в эритроидных клетках костного мозга, обычно проявляется при рождении или в раннем детстве как фоточувствительностью кожи или в случае врожденной эритропоэтической порфирии даже в/утробно в виде неиммунной водянки.
Эритропоэтическая протопорфирия (ЭПП) — наиболее частая порфирия, которая встречается у детей, представляет наибольший интерес для педиатров. Большинство порфирий являются печеночными и сопровождаются гиперпродукцией и первоначальным накоплением предшественников порфиринов или самих порфиринов в печени. Симптомы печеночных порфирий очень редко встречается в детском возрасте, что отражает разл. печеночные регуляторные механизмы биосинтеза гема, на которые влияет развитие в пубертатном возрасте. Гомозиготные формы печеночных порфирий могут клинически проявляться до начала полового созревания.
Дети, гетерозиготные по наследственной порфирии печени, могут иметь неспецифические и несвязанные симптомы и зачастую родители просят совета по поводу долгосрочного прогноза и выражают опасения по поводу ЛП, которые могут вызывать обострение заболевания.
Для всех ферментов, участвующих в синтезе гема, известны последовательности ДНК и варианты расположения, и для каждой порфирии были обнаружены множественные мутации, связанные с развитием заболевания. Но доброкачественные варианты, идентифицированные с помощью секвенирования генов, могут вводить в заблуждение.
Наследственные порфирии могут иметь АуД, АуР или Х-сцепленный тип наследования. Хотя первоначальная диагностика порфирии биохимическими методами является крайне необходимой, особенно важно подтвердить диагноз путем обнаружения мутации (мутаций) конкретного патогенного гена.
а) Биосинтез гема. Гем необходим для разл. гемопротеинов, таких как Hb, миоглобин, респираторные цитохромы и ферменты цитохрома P450 (CYP). Считается, что восемь ферментов, участвующих в биосинтезе гема, активны во всех тканях. Синтез Hb в клетках-предшественниках эритроидного ростка составляет ок. 85% суточного синтеза гема у человека.
Остальная часть синтеза гема в большей степени приходится на гепатоциты, в первую очередь синтеза CYPs, которые особенно распространены в эндоплазматическом ретикулуме печени и обновляются быстрее, чем многие др. гемопротеины (напр., митохондриальные респираторные цитохромы). Промежуточными продуктами пути биосинтеза гема являются предшественники порфирина 5-аминолевулиновая кислота (АЛК или 5-амино-левулиновая кислота) и порфобилиноген (ПБГ), а также порфирины (в основном в их восстановленных формах, известные как порфириногены) (рис. ниже).
Ферменты и промежуточные продукты пути биосинтеза гема. Этот путь регулируется в печени конечным продуктом, гемом, в основном за счет подавления обратной связи (пунктирная стрелка)
В нормальном состоянии эти промежуточные продукты не накапливаются в значительных количествах и не выполняют важных физиол. функций.
Изменение активности каждого фермента в метаболическом пути синтеза гема связано с определенным типом порфирии (табл. 1). Первый фермент, АЛК-синтаза (ALAS), существует в двух формах — печеночной [неспецифической (ALAS1) и эритроидной (ALAS2)]. В результате мутаций гена ALAS2 на хромосоме Хр11.2. возникает дефицит специфической эритроидной формы ALAS2 и развивается Х-сцепленная сидеробластная анемия. Мутации с усилением функции ALAS2, вызванные делециями в последнем экзоне, вызывают Х-сцепленную протопорфирию (Х-ПП), фенотипически идентичную эритропоэтической протопорфирии.
Регуляция синтеза гема различается в двух основных гемообразующих тканях. Биосинтез гема печени в первую очередь контролируется повсеместно распространенной формой ALAS (ALAS1). Синтез ALAS1 в печени регулируется пулом «свободного» гема (см. рис. выше), который м.б. увеличен за счет вновь синтезированного гема или существующего гема, высвобожденного из гемопротеинов и предназначенного для расщепления гемоксигеназой до биливердина.
В эритроне новые регуляторные механизмы позволяют производить очень большое количество гема, необходимого для синтеза Hb. Увеличение числа эритроидных клеток происходит во время их дифференцировки в ответ на стимулы для синтеза Hb. В отличие от печени, гем играет стимулирующую роль в образовании Hb, и стимуляция синтеза гема в эритроидных клетках сопровождается не только увеличением ALAS2, но и последовательной индукцией др. ферментов биосинтеза гема. Известны отдельные эритроид-специфические и неэритроидные или «организационные» транскрипты для первых четырех ферментов пути синтеза гема.
Эритроидные и печеночные формы ALAS кодируются разными ядерными генами, расположенными на разных хромосомах; гены для остальных трех ферментов пути биосинтеза гема — эритроидных и неэритроидных — транскрибируются альтернативными промоторами в одном и том же гене. Гем также регулирует скорость его синтеза в эритроидных клетках, контролируя транспорт железа в ретикулоциты.
Промежуточные продукты пути биосинтеза гема эффективно превращаются в гем, лишь небольшое количество этих продуктов выводится. Некоторые из них перед выделением могут подвергаться хим. изменениям. В то время как предшественники порфиринов АЛК и ПБГ бесцветны, не флуоресцируют и выводятся в основном в неизмененном виде с мочой, ПБГ может разлагаться до окрашенных продуктов, таких как коричневатый пигмент, называемый порфобилином, или спонтанно полимеризоваться до уропорфиринов.
Порфирины имеют красный цвет и проявляют ярко-красную флуоресценцию при воздействии длинноволнового УФО. Порфириногены представляют собой восстановленную форму порфиринов, они бесцветны и не флуоресцируют, но легко самоокисляются до соответствующих порфиринов, когда они накапливаются или находятся вне клетки.
В гем превращаются только изомеры уропорфириногена и копропорфириногена типа III (см. рис. выше).
АЛК и ПБГ выводятся с мочой. Экскреция порфиринов и порфириногенов с мочой или желчью определяется количеством карбоксильных групп. Те порфины, у кого много карбоксильных групп, такие как уропорфирин (октакарбоксил порфирин) и гептакарбоксил порфирин, растворимы в воде и легко выводятся с мочой. Те, которые имеют меньше карбоксильных групп, такие как протопорфирин (дикарбоксил порфирин), не растворимы в воде и выводятся с желчью и калом. Копропорфирин (тетракарбоксил порфирин) частично выводится с мочой и частично с желчью.
Поскольку копропорфирин I более легко выводится с желчью, чем копропорфирин III, нарушение функции гепатобилиарной системы может ↑ общую экскрецию копропорфирина с мочой и соотношение этих изомеров.
б) Классификация и диагностика порфирий. Существует две классификации порфирий. Первая основана на патофизиологии, вторая — на клинических особенностях (см. табл. 1). Порфирии подразделяются на эритропоэтические и печеночные в зависимости от ткани, где происходит преимущественное нарушение метаболизма порфиринов. Острые порфирии характеризуются яркой неврологической и вегетативно-сосудистой симптоматикой, которая связана с повышением содержания одного или обоих предшественников порфирина, АЛК и ПБГ.
При кожных порфириях фоточувствительность возникает в результате переноса порфиринов к коже с кровью из печени или костного мозга. Двойная порфирия относится к очень редким случаям порфирии с недостаточностью двух разл. ферментов пути биоситнеза гема.
Самыми распространенными, учитывая все возрастные группы, являются поздняя кожная порфирия (ПКП), острая перемежающаяся порфирия (ОПП) и эритропоэтическая протопорфирия (ЭПП). Они значительно различаются по клинической картине, провоцирующим факторам, методам лечения, диагностики и эффективной терапии (табл. 2). Две менее распространенные острые порфирии — наследственная копропорфирия (НКП) и вариегатная порфирия (ВП) — также могут вызывать буллезный фотодерматоз (см. табл. 1).
Врожденная эритропоэтическая порфирия (ВЭП) вызывает более серьезные образования пузырей, часто с вторичной инфекцией и увечьями. ЭПП и Х-ПП имеют тот же фенотип и отличаются от др. кожных порфирий тем, что вызывают светочувствительность без образования пузырей, которая возникает сразу после пребывания на солнце. ЭПП является наиболее частой порфирией, которая проявляется до начала полового созревания.
1. Лабораторные диагностические исследования первой линии. Если симптомы или признаки указывают на диагноз порфирии, необходимо провести несколько чувствительных и специфических лабораторных тестов первой линии. Если тест первой линии или скрининговый тест значительно отклоняется от нормы, необходимо провести более полное тестирование, чтобы установить тип порфирии. Чрезмерное использование лабораторных тестов для скрининга может привести к ненужным расходам и даже задержке постановки диагноза. У пациентов, которые обращаются с уже поставленным в прошлом диагнозом порфирии, должны быть пересмотрены лабораторные отчеты, которые были основанием для первоначального диагноза, и, если они были неадекватными, рассмотрены дальнейшие исследования.
Острую порфирию следует подозревать у пациентов с нейровисцеральными симптомами, такими как боль в животе после периода полового созревания, когда первоначальная клиническая оценка не указывает на др. причину. Следует измерить уровень ПБГ в моче и общее количество порфиринов. ПБГ в моче практически всегда ↑ во время острых приступов ОПП, НКП и ВП; ни при каких др. заболеваниях не отмечается их существенного увеличения. Следовательно, это измерение является одновременно чувствительным и специфическим.
Даже результаты точечных (взятых однократно) образцов мочи очень информативны, поскольку во время острых приступов порфирии предполагается достаточно значительное увеличение. Сбор образцов мочи за 24 ч может излишне задержать диагностику. Тот же образец мочи следует оставить для количественного определения ПБГ и общих порфиринов (оба выражены относительно креатинина), чтобы подтвердить качественный результат ПБГ. АЛК также часто измеряется, но обычно ее уровень меньше, чем ПБГ при ОПП, НКП и ВП. При порфирии, обусловленной дефицитом ALAD, уровни АЛК и порфиринов (но не ПБГ) в моче значительно повышены. Количество порфиринов в моче может оставаться повышенным дольше, чем предшественников порфирина в некоторых случаях при НКП и ВП.
Но для скрининга следует избегать измерения только лишь количества порфиринов в моче, поскольку оно зачастую ↑ при многих заболеваниях помимо порфирии, таких как заболевания печени, а неправильный диагноз порфирии м.б. результатом минимального увеличения порфиринов в моче, не имеющего диагностического значения.
- Кожные порфирии, сопровождающиеся образованием пузырей. Пузыри на коже, вызванные порфирией, практически всегда сопровождаются увеличением общего содержания порфиринов в плазме и моче. Порфирины в плазме в ВП в основном ковалентно связаны с белками плазмы и легко обнаруживаются при диагностическом пике с помощью метода флуоресцентного сканирования. Нормальный уровень порфиринов плазмы несколько ↑ у пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности.
- Кожные порфирии, не сопровождающиеся образованием пузырей. Для диагностики ЭПП и Х-ПП необходимо измерение общего протопорфирина в эритроцитах и, если общее количество повышено, фракционирование протопорфирина на его безметалловые и цинк-хелатные формы. К сожалению, эти исследования не проводятся даже в крупных коммерческих лабораториях. Результаты измерений цинкпротопорфирина зачастую регистрируются (даже в одном отчете) как протопорфирин и свободный протопорфирин эритроцитов, причем каждый из них рассчитывается по-разному с учетом прошлых методов проведения скрининга на отравление свинцом (при котором отслеживается только увеличение количество цинк-протопорфирина).
Так, устаревший термин «свободный протопорфирин» не означает протопорфирин, не содержащий металлов, поскольку он был определен как протопорфирин, не содержащий железа, и появился еще до того, как стало известно, что (за исключением протопорфирий) протопорфирин в эритроцитах в основном хелатирован цинком. Эта ненужная путаница затрудняет диагностику и точное исключение протопорфирии. Не следует полагаться на нормальный уровень общих протопорфиринов для исключения диагноза протопорфирии, когда повышен общий протопорфирин эритроцитов, т.к. общие порфирины плазмы повышены в большинстве, но не во всех случаях протопорфирии.
РФ: Цинк-протопорфирин — это соединение, обнаруживаемое в эритроцитах, когда выработка гема подавляется свинцом и/или недостатком железа. Вместо включения иона двухвалентного железа для образования гема протопорфирин IX, непосредственный предшественник гема, включает ион цинка, образующий цинк-протопорфирин*.
P.S. * КР РФ «Острые порфирии: диагностика и лечение». Разработчики: Национальное гематологическое общество, Национальное неврологическое общество, Национальное общество детских гематологов и онкологов, 2021 г.
Повышение общего количества эритроцитов и цинк-протопорфирина происходит при многих др. состояниях, включая дефицит железа, отравление свинцом, гемолиз, анемию при хроническом заболевании и др. нарушения эритроцитов. Следовательно, диагноз ЭПП должен быть подтвержден показателем преимущественного увеличения безметаллового протопорфирина. При Х-ПП повышены как свободный протопорфирин, так и цинк-протопорфирин.
2. Тестирование второй линии. Более обширное тестирование вполне оправдано, когда результаты тестов первой линии показывают «+» результат. Напр., существенное увеличение ПБГ м.б. вызвано ОПП, НКП или ВП, и их можно различить, измеряя уровень ПБГД эритроцитов, порфиринов мочи (используя тот же образец мочи), порфиринов фекалий и порфиринов плазмы. Разл. порфирии, вызывающие образование пузырей на коже, дифференцируют путем измерения содержания порфиринов в моче, кале и плазме. Генетическое подтверждение важно, если диагноз установлен при проведении биохимического тестирования.
3. Тестирование на субклинические формы порфирий. Зачастую бывает трудно подтвердить или исключить порфирию у пациентов, у которых вызывающие подозрения симптомы отмечались в прошлом (несколько месяцев или лет назад), а также у родственников пациентов с острой порфирией, поскольку уровни порфирина и его предшественников м.б. нормальными. Может потребоваться более полное обследование и консультация со специализированной лабораторией или др. врачом. Перед обследованием родственников необходимо точно установить диагноз порфирии у первого члена семьи с характерными проявлениями и проанализировать результаты его лабораторных исследований с целью выбора тестов для обследования семьи.
Носитель заболевания либо др. член семьи с подтвержденным диагнозом порфирии должны быть повторно обследованы PRN. Выявление мутации, вызывающей заболевание у его носителя, значительно облегчает обнаружение дополнительных носителей генов, поскольку результаты биохимических тестов у латентных носителей м.б. нормальными.
