Дрожательные фенотипы болезни Паркинсона
advertisement
Секция 1. Болезнь Паркинсона Дрожательные фенотипы болезни Паркинсона З.А. Залялова Кафедра неврологии и реабилитации Казанского медицинского университета, Консультативно-диагностический центр экстрапирамидной патологии и ботулинотерапии МЗ Республики Татарстан (Казань) Классификация болезни Паркинсона (БП) по клиническим вариантам предполагает выделение акинетикоригидной, дрожательной и смешанной формы. На долю БП, сопровождающейся тремором, приходится до 60% всех наблюдений. Согласно критериям диагностики БП, при дрожательной форме (ДФ), наряду с брадикинезией и ригидностью, асимметричностью проявлений и хорошим ответом симптомов на дофаминергическую терапию, необходимо наличие тремора покоя с частотой 4−6 Гц. Тремор покоя при БП локализуется преимущественно в дистальных отделах конечностей и может сочетаться с постуральным дрожанием в конечностях. Тремор может определяться в нижней челюсти, губах или языке. На практике ДФ отличается клинической неоднородностью. Фенотипическая неоднородность обусловлена генетическим, патофизиологическим и патоморфологическим полиморфизмом БП, что заставляет задуматься о полинозологической сущности заболевания. Встает вопрос и о пересмотре клинических критериев диагноза. Например, не всегда проявления болезни при жизни пациента соотносятся с типичными для БП морфологическими изменениями. И наоборот, атипичные проявления БП, например, наличие изолированного тремора покоя без брадикинезии и ригидности или присутствие только постурального дрожания без тремора покоя, могут сопровождаться патогномоничным дофаминергическим дефицитом и наличием телец Леви в нигростриарной зоне. В обсуждении проблемы дрожательной формы БП подробнее хотелось бы остановиться на наиболее обсуждаемых среди исследователей и клиницистов вопросах: • эпидемиологические, клинические и патоморфологические отличия акинетико-ригидной (АРФ) и дрожательной (ДФ) форм БП; • БП и эссенциальный тремор (ЭТ); • «доброкачественный дрожательный паркинсонизм» и другие генетически детерминированные дрожательные формы паркинсонизма. Эпидемиологические, клинические и патоморфологические отличия акинетико-ригидной и дрожательной форм БП Наличие не только АРФ и ДФ, но и смешанной формы (СФ) БП размывает границы при установлении доли того или иного клинического варианта и зависит от методологических подходов. По данным разных авторов, частота ДФ составляет 8−29%, АРФ – 26−55% и СФ – 16−66%. Совокупная частота дрожательных вариантов колеблется от 45 до 74% [Korchounov, 2004; Jankovic, 1990; Rajput, 2009]. Пациенты с ДФ БП имеют монофазный возраст начала заболевания, в среднем в 55−59 лет. При АРФ заболевание носит бифазный характер с ранним (51±3,0 лет) и поздним (65±2,5 лет) началом. Но достоверной ассоциации между возрастом начала и двигательными симптомами нет. АРФ и ДФ не отличаются по частоте наследственных вариантов и двигательных флуктуаций, эффективности терапии леводопой [Korchounov, 2004; Jankovic, 1990; Rajput, 2009]. В то же время доказана более медленная скорость прогрессирования ДФ в сравнении с акинетико-ригидной формой, для которой характерно превалирование расстройств функции ходьбы и равновесия [Jankovic et al., 2001] – см. рисунок. Различия в прогрессировании разных форм БПбыли подтверждены неоднократно [Нодель, 2009]. По данным исследования ADAGIO пациенты с ДФ БП имеют меньшее ухудшение показателей UPDRS на 36-й неделе наблюдения (р=0,053) в сравнении с пациентами с превалированием нарушения устойчивости и ходьбы (р=0,0003), у которых баллы по шкале UPDRS увеличились почти вдвое [Rascol et al., 2011]. При оценке немоторных проявлений БП исследователями также отмечены отличия среди двух основных клинических форм. Так, для ДФ не характерны когнитивные нарушения и депрессия. Напротив, ригидность и брадикинезия ассоциированы с когнитивными нарушениями, депрессией апатией, галлюцинациями [Van Rooden et al., 2010]. Пациенты с ДФ достоверно лучше различают запахи [Lijima et al., 2011]. До начала заболевания синдром нарушения поведения во сне с быстрыми движениями глаз отмечен у 18% из пациентов с «недрожательным» вариантом БП и ни у одного – c тремор-доминантной формой [Kumru H. et al., 2007]. Премоторные проявления БП также зависят от формы заболевания в будущем и преимущественно ассоциированы с АРФ, нежели с ДФ. Как известно, дегенеративные изменения при БП распространяются и на вегетативные волокна, контролирующие сердечно-сосудистую систему. Одним из способов обнаружения денервационных процессов является сцинтиграфии сердца с использованием специфического маркера транспортера норадреналина – метайодобензилгуанидина (MIBG). Оказалось, что пациенты с ДФ имеют более высокое накопление MIBG, Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ 55 Болезнь Паркинсона и расстройства движений чем пациенты с другими формами БП, но при этом уровень его накопления не связан с выраженностью тремора [Spiegel et al., 2007]. При исследовании факторов антириска (курение, алкоголь, кофе) также установлены определенные особенности. Курение является антириском для обеих форм заболевания. Пациенты с АРA до развития болезни пьют достоверно меньше кофе, чем пациенты с ДФ. Пациенты с БП меньше потребляют алкоголь независимо от формы болезни, но без статистически достоверной разницы со здоровым контролем [Skeie et al., 2010]. По данным однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКT) дрожательная форма БА характеризуется уменьшением поглощения флуоропропила (FP-CIT) скорлупой как по сравнению с контролем, так и по сравнению с АРФ или смешанной формой, в то время как между АРФ и смешанной формой разницы в поглощении флуоропропила нет. Различия между группами по данным ОФЭКТ менее выражены в области хвостатого ядра. С помощью ОФЭКТ с использованием специфических маркеров для серотониновых рецепторов (5-HT) обнаружена серотонинергическая недостаточность в области среднего мозга и стриатума у пациентов с ДФ БП [Dooder et al., 2003]. Кроме того, пациенты с тремором имеют повышенную метаболическую активность в области моста, мозжечка, скорлупы и сенсомоторной коры [Тang, 2010]. При ДФ БП снижение уровня дофамина обнаружено в области хвостатого ядра и в латеральной части скорлупы. В этом случае зона снижения накопления маркера нигростриарных окончаний на ОФЭКТ напоминает по форме «орлиное крыло», в то время как при АРФ форме дегенеративный процесс захватывает дорсальную часть скорлупы с конфигурацией ОФЭКТ изображения в виде «яйца» [Eggers et al., 2011]. Рисунок. Прогрессирование БП в зависимости от клинической формы. Паталогоанатомические находки наряду с общими характерными изменениями (снижение численности нейронов в области компактной части черной субстанции, вентральной области покрышки моста) имеют и некоторые особенности. При ДФ отмечается преимущественная дегенерация медиальная часть черной субстанции, ретрорубральных волокон с низкой степенью глиоза. При АРФ – в латеральной части черной субстанции [Jellinger, 1999; Hirsch et al., 1992; Rajput et al., 2008; Paulus et al., 1991]. Болезнь Паркинсона и эссенциальный тремор Проведенные исследования указывают на противоречивость сведений о риске развития БП у пациентов с ЭТ, который колеблется в щироких пределах и, по некоторым данным, в 24 раза выше, чем в общей популяции [Fekete et al., 2011]. Четкому установлению ассоциации ЭТ и БП мешают различные обстоятельства: отсутствие специфичных диагностических маркеров для ЭТ и БП, короткий период наблюдения, недостаточные клинические и анамнестические сведения, различия в методологических подходах [Обухова, Артемьев, 2009]. По опыту нашего консультативно-диагностического центра экстрапирамидными заболеваниями республики Татарстан расхождение между направительным и клиническим диагнозом «ЭТ» и «БП» доходило до 70% в 2006 г. и до 50% в 2010 г. [Заля- 56 Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ Секция 1. Болезнь Паркинсона лова и др., 2011]. У 37% пациентов с диагнозом ЭТ, выставленном в неспециализированных центрах, оказалась БП или дистония [Jain et al., 2006]. В другом исследовании у всех пациентов с асимметричным постуральным тремором в руках и отсутствием тремора покоя, имеющих диагноз ЭТ, через 10 лет констатирована БП [Chaudhuri et al., 2005]. Возможны два объяснения этого факта: либо пациенты изначально страдали БП, а диагноз «ЭТ» был установлен ошибочно, либо произошла трансформация ЭТ в БП. Исходя из сведений литературы, ЭТ предшествует БП намного чаще, чем другим нейродегенеративным заболеваниям, таким как прогрессирующий надъядерный паралич или кортикобазальная дегенерация. Так, ЭТ в течение 5 лет предшествовал БП у 12,2% пациентов, у 9% больных прогрессирующим надъядерным параличом и ни у одного пациента с кортикобазальной дегенерацией (р< 0,025) [Fekete et al., 2010]. Таким образом, на основании накопленных в литературе сведений трудно не согласиться с предположением, что ЭТ предшествует БП. Но может ли развиться обратная ситуации, когда ЭТ возникает у пациента, уже имеющего БП? Обратимся к некоторым дифференциально-диагностическим признакам тремора при ЭТ и БП. В отличие от ЭТ постуральное дрожание при БП обычно возникает с латентным периoдом в несколько секунд или даже минут [Голубев, 2003]. Этот тремор имеет ту же частоту, что и тремор покоя и предполагается общая патофизиологческая основа с единым центральным пейсмекером. Отсутствие латентного периода предполагает сочетание с ЭТ. В настоящее время надежно дифференцирующих постуральный тремор при ЭТ и БП нейрофизиологических маркеров не существует [Голубев, Магомедова, 2006]. В клинической картине одним из ключей для дифференциации является тремор верхних конечностей при ходьбе. Как известно, при БП тремор в руке провоцируется ходьбой, что не характерно для пациентов с ЭТ. Другой ключ к распознанию ЭТ у пациентов с преклиническим вариантом БП – наличие тремора головы. Тремор головы выявляется у 34,9% при ЭТ и не встречается в типичных случаях БП. Однако, отмечены редкие наблюдения тремора головы при БП, подтвержденной с помощью функциональной нейровизуализации [Gan et al., 2009]. Аналогично и с тремором голоса или тремором при письме, типичными для ЭТ. Их присутствие у пациентов с БП может служить индикатором ЭТ. При ЭТ отмечается крупный почерк с дрожанием при письме и рисовании, а при БП – микрография. У пациентов с БП в сочетании с ЭТ на фоне мелких букв определяется постепенное увеличение амплитуды дрожания [Lorenz et al., 2008]. Среди специалистов существует недостаточная согласованность мнений в доле клинических проявлений паркинсонизма, допустимых при ЭТ, но недостаточных для диагноза БП. Например, наряду с ригидностью («зубчатое колесо») и брадикинезией (замедленность в выполнении пробы на повторные движения), допустимых при ЭТ, около 20% пациентов имеют тремор покоя с клиническими и физиологическими характеристиками тремора как при БП. Некоторые эксперты предполагают, что тремор покоя без брадикинезии или ригидности может считаться проявлением ЭТ [Rajput et al., 1993]. Хорошо известно, что на продвинутых стадиях тремор покоя нередко наблюдается у пациентов с ЭТ, но он может быть и первым признаком манифестации БП. Несколькими исследованиями показана высокая частота постурального тремора, типичного для ЭТ, у пациентов с БП [Jankovic et al., 1990; Tan et al., 2008; Hedera et al., 2009]. Ассоциация ЭТ с дрожательным вариантом БП, в сравнении вариантами с преобладанием постуральной неустойчивости и нарушениями ходьбы, предполагает общность патогенетических процессов между ЭТ и тремор-доминантной формой БП. Эта ассоциация подтверждается данными ОФЭКТ. Обнаружено, что риск ЭТ выше среди родственников пациентов с дрожательной или смешанной формами БП в сравнении с АКФ [Spanaki, Plaitakis, 2009]. При этом мутации в генах, вызывающих наследственные формы БП, например LRRK2, не идентифицированы у пациентов с изолированным ЭТ [Louis et al., 2003]. Хотя генетический анализ пациента с ЭТ с наличием тремора покоя показал носительство мутации LRRK2-R10667Q [Deng et al., 2006]. Новая гетерозиготная мутация гена PARKIN обнаружена в семьях с комбинацией ЭТ и БП [Deng et al., 2007]. Возможным доказательством генетической взаимосвязи между ЭТ и БП может служить обнаруженная ассоциация как ЭТ, так и БП с одноуклеотидным полиморфизмом в гене LINGO1 [Vilarino-Guel et al., 2010]. Этот ген – часть рецепторного комплекса, ассоциированного с миелин-ингибирующим фактором, который предположительно подавляет дифференцировку олигодендроцитов, миелинизацию аксона и его регенерацию, влияет на «живучесть» нейрона. Считается, что LINGO1-ингибирование лежит в основе дофаминергического дефицита при БП в экспериментальных моделях [Stefansson et al., 2009]. В одном из исследований обнаружено, что G-аллель ассоциирован с риском развития ЭТ, а А-аллель – с риском и ЭТ, и БП [Vilarino-Guel et al., 2010]. Недавно, обнаружено, что не только мутации в LINGO1, но и в гене LINGO2 также могут детерминировать риск развития ЭТ и БП. В то же время, молекулярный анализ австрийской и польской когорт пациентов с БП не выявил доказательств ассоциации указанных полиморфизмов с ДФ БП [Haubenberger et al., 2009, Bialecka et al., 2010]. Функциональная нейровизуализация (ПЭТ, ОФЭКТ) также применяется с целью установления взаимосвязи ЭТ и БП. У некоторых пациентов с фенотипом ЭТ обнаружен дофаминергический дефицит в нигростриарной системе, а у части пациентов с фенотипом ЭТ установлено снижение поглощения флуородопы скорлупой [Isaias et al., 2008]. Захват скорлупой флуородопы был снижен у родственников пациентов с БП, у которых отмечался постуральный тремор, феноменологически идентифицированный как эссенциальный. У некоторых пациентов с ЭТ обнаружено уменьшение накопления в стриатуме лиганда транспортера дофамина (DAT), хотя не столько выраженное, как при типичной БП [Isaias et al., 2008]. В ОФЭКТ-исследовании пациентов с «изолированным атипичным тремором, определенным как унилатеральный покоя, постуральный или сочетанный», у 64% определялись начальные изменения, соответствующие БП [Сeravolo et al., 2008]. Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ 57 Болезнь Паркинсона и расстройства движений В подтверждении возможной ассоциации между ЭТ и ДФ БП, накопление лиганда DAT в хвостатом ядре (иногда и в скорлупе) снижалось у больных с обоими фенотипами [Isaias et al., 2008]. Более того, медиальная часть черной субстанции (преимущественно проецирующаяся на хвостатое ядро) особенно значимо вовлекается при ДФ БП Возможно, что ЭТ и БП различаются по селективности дофаминергического дефицита в проекции хвостатого ядра [Isaias, 2010]. Это обстоятельство может лежать в основе дисфункции каудато-таламического пути и дезингибирования таламического пейсмекера, клинически проявляющегося тремором. Однако далеко не все пациенты с ЭТ имеют прогрессирующий нигростриарный дефицит [Benamer et al., 2000]. У небольшой части пациентов с ЭТ в области голубоватого пятна обнаружено накопление α-синуклеина («вариант ЭТ с тельцами Леви») [Louis et al., 2007]. Наличие телец Леви при ЭТ подчеркивает общий патологический механизм с БП. Согласно теории Braak et al., голубоватое пятно вовлекается в процесс дегенерации одним из первых на доклинической стадии БП. В заключение этого раздела отметим, что хотя БП и ЭТ являются самостоятельными заболеваниями, увеличивается число доказательств их взаимосвязи, особенно между ЭТ и дрожательной формой БП. Накапливаются доказательства, что у некоторых пациентов с ЭТ со временем формируется БП, однако биологическая сущность этого явления остается неизвестной. Кроме того, не ясно, какие факторы провоцирую эту трансформацию. И наоборот, у пациентов с БП есть вероятность развития клиники ЭТ, причины которой остаются неустановленными. Для лучшего понимания этого смешения необходимы дальнейшие эпидемиологические, клинические, генетические, визуализационные и патологические исследования ЭТ-БП фенотипа. Например, ЭТ-БП фенотип должен рассматриваться самостоятельно в геномных исследованиях при сравнении с ЭТ и БП. Функциональная визуализация и патоморфологические исследования должны также учитывать изолированные и комбинированные варианты ЭТ и БП. И наконец, включение или исключение ЭТ-БП синдрома должно учитываться при дизайне испытаний лекарственных средств хотя бы потому, что заболевание с комбинированными проявлениями отличается медленным прогрессированием и более благоприятным прогнозом в сравнении с «чистым» вариантом БП. Доброкачественный дрожательный паркинсонизм В 2006 году Josephs и коллеги впервые описали 16 пациентов с изолированным паркинсоническим тремором в течение 12 лет. Тремор локализовался в конечностях, был асимметричным. Хотя тремор и прогрессировал с течением времени, брадикинезия и ригидность либо были представлены в минимальной степени, либо отсутствовали. У некоторых из пациентов тремор покоя сочетался с постуральным дрожанием. У большинства этих пациентов ближайшие родственники имели тремор или БП [Josephs, Matsumoto, 2006]. У 39% из них лечение леводопой было эффективным, но у 61% тремор на терапию препаратами леводопы не отвечал. Для определения данного фенотипа авторами был предложен термин – «доброкачественный дрожательный паркинсонизм» (benign tremulous parkinsonism) или «тремор-доминантный паркинсонизм с легкими недрожательными проявлениями» (tremor-predominant parkinsonism with mild nontremor components). Клинические наблюдения в дальнейшем подкрепились аналогичными описаниями [Zalyalova, Bogdanov, 2007; Clarimon et al., 2008], а патофизиологическая основа изучалась методами функциональной визуализации и нейрофизиологического тестирования. Дегенерация дофаминергических клеток черной субстанции и последующее истощение дофамина в полосатом теле – ключевая патологическая особенность БП. При дрожательном варианте, как отмечалось ранее, дегенерация преимущественно затрагивает медиальную часть черной субстанции, особенно ретрорубральная область [Deuschl, Fietzek, 2003]. Методы нейровизуализации подтвердили общность изолированного тремора покоя и БП. У пациентов с изолированным тремором покоя отмечено уменьшение поглощения флуородопы полосатым телом. При этом снижение превалирует в скорлупе, контралатеральной более вовлеченным конечностям, составляя 50−80% от нормы [Brooks, 1999; Ghaemi et al., 2002]. Кроме того, Deiber и коллеги при ДФ БП, используя глубокую стимуляцию вентрального промежуточного ядро, продемонстрировали существенное уменьшение активности в парамедиальном ростральном и среднем мозжечке без существенной латерализации во время стимуляции [Deiber et al., 1993]. Эти результаты позволяют предположить, что тремор покоя генерируется в области мозжечка, а не в базальных ганглиях [Stein, Aziz, 1999]. Вероятно, для развития тремора покоя при паркинсонизме требуется как мозжечковая дисфункция, так и нарушение дофаминергических связей посредством структурной или функциональной блокады дофаминовых рецепторов. Таким образом, патофизиологически доброкачественный дрожательный паркинсонизм соответствует БП. Поэтому изолированный тремор покоя может быть условно классифицирован как клиническая разновидность БП, но вопрос о том, почему у пациентов с доброкачественным дрожательным паркинсонизмом в течение многих лет не развиваются брадикинезия и ригидность, остается без ответа [Ghaemi et al., 2002]. Использование DAT-сканирования у пациентов со смешанным тремором (постуральный и покоя) показало целостность нигростриарного пути и через 5 лет после начала дрожания, при этом даже негрубая ригидность и брадикинезия не являются индикаторами дофаминергического дефицита [Leventoglu, Baysal, 2008]. Другие генетически детерминированные дрожательные формы паркинсонизма Иногда при наличии классических проявлений БП дополнительные методы визуализации и генетические исследования обнаруживают признаки других дегенеративных заболеваний. Описан паркинсонизм с подтвержден- 58 Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ Секция 1. Болезнь Паркинсона ной нигростриарной дисфункцией, ассоциированный с 6-м типом доминантной спиноцеребеллярной атаксии (SCA6) [Khan et al., 2006]. Показана также возможность носительства SCA2-мутации у пациента с фенотипом спорадической ДФ БП и минимальными проявлениями мозжечковой дисфункции [Shan et al., 2004]. Наконец, описаны пациенты с синдромом тремор/атаксия, ассоциированным с ломкой Х-хромосомой (ген FMRI), имеющие классический фенотип ДФ БП [Hall et al., 2009]. В заключение отметим: на сегодняшний день становится очевидным, что дрожательная форма БП отличается от акинетико-ригидной формы БП по степени прогрессирования и ряду дополнительных клинических, патофизиологических и патоморфологически проявлений. Сама дрожательная форма характеризуется разнообразными фенотипами. Накаливаются сведения о ее генетической и морфологической неоднородности, что требует разработки более современных критериев диагноза «дрожательная форма болезни Паркинсона». Возрастные аспекты болезни Паркинсона Д.В. Артемьев Кафедра и клиника нервных болезней Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (Москва) По мере углубления знаний о патогенезе болезни Паркинсона (БП) в научной литературе все чаще обсуждается вопрос о гетерогенности данного заболевания. Несмотря на то, что в последние десятилетия были выделены несколько самостоятельных нозологических форм (деменция с тельцами Леви, мультисистемная атрофия, прогрессирующий надъядерный паралич, кортико-базальная дегенерация и целый ряд моногенных наследственных синдромов паркинсонизма), а также уточнены критерии клинической и инструментальной диагностики различных вариантов вторичного паркинсонизма, по-прежнему обращает на себя внимание многоликость моторных и немоторных проявлений «классической» БП. Проведенные нами исследования показали, что возрастные изменения накладывают существенный отпечаток на клинику БП. При этом возрастные особенности проявляются как в сфере неврологических, так и нервно-психических нарушений. Клинико-нейропсихологический анализ показал, что больные пожилого возраста (старше 60 лет) имеют характерный паттерн неврологических и когнитивных нарушений. При этом выраженность симптомов, связанных главным образом с дефицитом дофамина, таких как гипокинезия и ригидность, существенно не отличалась в группах больных среднего и пожилого возраста. Выраженность тремора и постуральных нарушений (т.е. симптомов, в меньшей степени связанных с дофаминергической недостаточностью) у больных старше 60 лет, по нашим данным, превосходила выраженность этих симптомов у пациентов среднего возраста (рис. 1). Кроме того, для пожилых больных было характерным оживление аксиальных лицевых рефлексов и выраженная дизартрия. Таким образом, при анализе возрастных особенностей неврологических расстройств при БП можно предположить, что степень дофаминергического дефицита как основного патогенетического звена БП существенно не отличается у больных среднего и пожилого возраста, в то время для пациентов старше 60 лет характерны более яркие признаки недостаточности ряда других нейротрансмиттерных систем. Еще более отчетливые возрастные особенности БП выявляются при исследовании когнитивных функций. Применение системного нейропсихологического подхода с использованием луриевского метода качественного анализа дефектов в сочетании с количественной оценкой их выраженности позволило выделить симптомы, характерные для БП независимо от возраста, и симптомы, свойственные больным старше 60 лет (рис. 2). Качественный анализ этих симптомов при БП показал, что они, как правило, не являются признаками первичного поражения коры, а связаны с вторичной корковой дисфункцией вследствие нарушений деятельности неспецифических систем мозга. Исключение составляют пожилые больные с выраженной церебральной атрофией. Использование методов нейровизуализации (КТ и МРТ) показало, что значительная церебральная атрофия выявляется у пациентов до 60 лет в 12% случаев (эти пациенты имели акинетико-ригидную форму БП с умеренно выраженными симптомами периферической вегетативной недостаточности), у пациентов 60-65 лет – в 45%, у пациентов 65-70 лет – в 57%, старше 70 лет – в 100 % случаев (рис. 3). Церебральная атрофия при БП характеризуется выраженным расширением желудочков мозга при умеренном расширении корковых борозд. Пациенты среднего возраста с выраженной церебральной атрофией имеют те же особенности неврологических и когнитивных нарушений, которые были выявлены у больных старше 60 лет. Следовательно, церебральная атрофия является ведущим фактором, определяющим клинические особенности БП у пожилых. По нашим данным, степень церебральной атрофии не связана с длительностью заболевания, сопутствующей артериальной гипертензией и признаками системного атеросклероза. По-видимому, церебральная атрофия является следствием сочетания дегенеративных изменений, свойственных БП, с возрастными изменениями ЦНС. В любом случае пациенты с церебральной атрофией имеют характерный клинический паттерн: выраженные постуральные нарушения, преобладание ригидности и гипокинезии в ногах (с затруднением ходьбы), оживление аксиальных лицевых рефлексов, выраженные Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ 59 Болезнь Паркинсона и расстройства движений когнитивные расстройства во всех психических сферах (вплоть до деменции). Церебральная атрофия существенно снижает эффективность терапии дофаминергическими препаратами (рис. 4). При МРТ с высокой напряженностью магнитного поля (>1,5 Тесла) изменения интенсивности сигнала в белом веществе больших полушарий были выявлены у половины пациентов с БП, что безусловно превосходит частоту выявления этих изменений в популяции. Диффузные перивентрикулярные изменения (лейкоареоз) имеют при БП неспецифический характер, т.к. они не связаны ни длительностью заболевания, ни с возрастом больных, ни с выраженностью церебральной атрофии, ни с уровнем артериального давления. Множественные мелкие перивентрикулярные очаги усиленного Т2-сигнала были выявлены у всех больных с выраженной церебральной атрофией и у большинства пациентов с уровнем диастолического артериального давления свыше 80 мм рт. ст. Каких либо существенных клинических особенностей пациенты с диффузными или мелкоочаговыми изменениями белого вещества не имели, что подтверждает неспецифический характер этих изменений. У 5% пациентов дебют симптомов отмечается в возрасте до 40 лет. БП с ранним началом отличается рядом особенностей механизмов развития болезни, а также клинической картиной и течением, реакцией на противопаркинсонические препараты, прогнозом. Дебютными симптомами нередко могут быть фокальные дистонии стопы и кисти, болевые синдромы (чаще в виде миофасциальных синдромов области плечевого пояса или головных болей напряжения), аффективные расстройства тревожно-депрессивного характера, синдром «беспокойных ног», нарушения сна. У данной группы пациентов при нерациональном лечении гораздо чаще и быстрее развиваются лекарственные дискинезии и тяжелые моторные флуктуации. В то же время прогноз в отношении когнитивных функций и ожидаемой продолжительности жизни лучше, чем у пациентов пожилого и старческого возраста. Рисунок 1. Средняя выраженность основных симптомов БП у пациентов различных возрастных групп. 60 Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ Секция 1. Болезнь Паркинсона Рисунок 2. Рисунок 3. Частота выявления церебральной атрофии при болезни Паркинсона в зависимости от возраста больных и длительности заболевания. Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ 61 Болезнь Паркинсона и расстройства движений Рисунок 4. Динамика выраженности различных неврологических симптомов на фоне лечения препаратами леводопы в зависимости от наличия церебральной атрофии. 62 Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ Секция 1. Болезнь Паркинсона Поиск экспрессионных маркеров ранних стадий болезни Паркинсона П.А. Сломинский 1, Е.В. Филатова 1, А.Х. Алиева 1, А.В.Карабанов 2, С.А. Лимборская 1, С.Н. Иллариошкин 2 Институт молекулярной генетики РАН; Научный центр неврологии РАМН (Москва) 1 2 Для поиска новых генов, которые могут быть вовлечены в патогенез БП, перспективен подход, основанный на анализе транскриптома области черной субстанции в процессе развития данного заболевания на моделях грызунов (мыши и крысы). При этом возможны два варианта формирования паркинсон-подобного фенотипа. Первый основан на использовании различных линий трансгенных животных (с нокаутом или повышенной экспрессией генов моногенных форм заболевания или введением в геном грызунов мутантных вариантов генов). Такие трансгенные животные в настоящее время получены по основным генам моногенных форм БП. Однако далеко не всегда у трансгенных животных удается получить фенотип, сходный с фенотипом БП. Второй вариант основан на токсическом повреждении дофаминергических нейронов черной субстанции при локальном или системном введении некоторых токсинов. Наиболее часто используются – 6-оксидофамин (6-ГДА) и 1-метил-4-фенил-тетрагидропиридин (МФТП). Эти соединения вызывают типичные для БП двигательные нарушения, но в то же время ни один из этих агентов не способен сформировать полноценную модель БП и моделирует те или иные аспекты заболевания. Так, одним из основных недостатков МФТП-модели является необходимость применения больших доз токсина для эффективного снижения уровня дофамина в стриатуме. Для моделирования длительного функционального дефицита у мышей и крыс также необходимы большие дозы МФТП, которые могут оказывать тяжелый побочный эффект, причем с увеличением дозы протоксина повышается летальность. Нами для проведения работы в качестве нейротоксина был выбран 6-ГДА, который обладает высоким сродством к транспортерам дофамина и норадреналина. 6-ГДА не способен проникать через ГЭБ, поэтому было использовано стереотаксическое одностороннее введение в область черной субстанции, что (как и введение в структуры полосатого тела) вызывает продолжительную дегенерацию в нигростриатной системе [1, 2, 8]. Был проведен анализ 4 групп крыс (по 10 животных в каждой группе) – 2 опытных и 2 контрольных групп. Подробная схема эксперимента представлена на рисунке 1. Декапитация первой партии животных проводили через 2 недели после введения токсина. В это время у животных проявились только первые симптомы паркинсонизма. Вторая партия животных была декапитирована через 4 недели после введения токсина, когда у крыс, которым был введен 6-ГДА, наблюдалось развитие ярко выраженной клинической симптоматики паркинсонизма. В результате было получено 8 усредненных наборов уровней мРНК, нормализованных по генам «домашнего хозяйства». Далее проводили сравнения уровней мРНК из разных пулов по следующему алгоритму: • На первом этапе проводилось сравнение данных внутри опытной и контрольной групп крыс, и сопоставлялся профиль экспрессии в оперированном и не оперированном полушариях мозга крыс. Это позволило учесть эффекты, связанные с влиянием эксперимента на мозг в целом (например, эффекта постоперационного стресса). В результате было выявлено 52 гена, показавшие сходные изменения экспрессии для обеих групп крыс (контрольной и опытной), которые были удалены из дальнейшего анализа. • На втором этапе проводилось сопоставление нормализованных по не оперированному полушарию данных, полученных от опытной и контрольной групп крыс. Это сопоставление позволяло выявить именно те гены, экспрессия которых изменялась в ответ на токсическое повреждение нейронов 6-ГДА. Ярким примером генов, выявленных на первом этапе, может служить ген аргинин-вазопрессина (Avp). Наблюдалось повышение экспрессии данного гена (более чем в 10 раз) в оперированном полушарии по сравнению с не оперированным полушарием мозга крыс из контрольной и опытной групп. В настоящее время показано, что аргинин-вазопрессин принимает участие в регуляции поведенческих реакций и увеличение его экспрессии может быть связано с постоперационным стрессом [4]. Всего был выявлен 131 ген и 698 генов, достоверно изменивших экспрессию в черной субстанции через 2 и 4 недели после введения токсина соответственно. При этом для 33 генов было обнаружено изменение экспрессии в обеих временных точках. Для дальнейшего анализа панели дифференциально экспрессирующихся генов была использована база данных DAVID (http://david.abcc.ncifcrf.gov/). Эта база данных позволяет проводить быстрое аннотирование любых интересующих исследователя генов и объединять их по функциональным группам. Такая функциональная кластеризация дает возможность выявить основные биологические процессы, изменяющиеся в ответ на те или иные физиологические или фармакологические воздействия. При этом необходимо отметить, что при кластеризации Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ 63 Болезнь Паркинсона и расстройства движений проводили анализ всех генов, уровень экспрессии которых достоверно изменился. При этом не учитывались ни величина изменения уровня экспрессии, ни ее направление. Рисунок 1. Схема эксперимента по моделированию паркинсонизма с использование 6-ГДА и последующего анализа изменения транскриптома в черной субстанции у крыс с паркинсоноподобным фенотипом. На рисунках 2 и 3 приведены результаты такой кластеризации дифференцированно экспрессирующихся генов в ответ на введение 6-ГДА через 2 (рисунок 3) и 4 (рисунок 3) недели после введения токсина. Для первой временной точки (2 недели) нам удалось выявить только один кластер с относительно высокой значимостью (Enrichment score – 4.51) (рисунок 2). Из представленных данных видно, что в основном изменили экспрессию гены, белки которых принимают участие в модификации внеклеточного матрикса и передаче сигналов (в том числе – гены сигнальных пептидов). Эти данные позволяют высказать предположение, что на ранних сроках (через 2 недели) в черной субстанции мозга крыс наблюдаются неспецифические эффекты, связанные с реакцией на оперативное вмешательство. Специфические эффекты на введение нейротоксина либо отсутствуют, либо выражены крайне слабо, что не позволяет их обнаружить при кластеризации. В тоже время, нельзя исключить важной роли изменения межклеточных взаимодействий и структуры межклеточного матрикса в инициации гибели дофаминергических нейронов. Единственным относительно специфически эффектом можно считать, выявление генов, белковые продукты которых принимают участие в процессах воспаления. Через 4 недели после введения нейротоксина ситуация кардинальным образом изменяется и наблюдается специфичный ответ, связанный с поражением нервной ткани. Это подтверждается кластерным анализом диффренцированно экспрессирующихся в этот временной период генов (см. рисунок 3). В результате нами было выявлен кластер, содержащий преимущественно гены, белковые продукты которых вовлечены в процессы нейропротекции, нормального функционирования сомы и дендритов нейронов. При этом сильных неспецифических эффектов, наблюдаемых через две недели после введения 6-ГДА, на этом более позднем сроке обнаружено не было. Таким образом, происходит смена преимущественно неспецифической реакции нервной ткани на более специфичный ответ. Среди всех метаболических процессов и генов, выявленных нами в ходе анализа, более подробно были рассмотрены гены, имеющие отношение к нейропротекции. Именно этот метаболический путь получил самую высокую оценку статической достоверности при проведении кластерного анализа (р=0,000024). При этом в основном наблюдалось уменьшение относительных уровней мРНК генов, связанных с нейропротекцией, в черной субстанции мозга 64 Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ Секция 1. Болезнь Паркинсона Рисунок 2. Функциональная кластеризация дифференцированно экспрессирующихся генов в черной субстанции через 2 недели после введения 6-ГДА. крыс после воздействия нейротоксина по сравнению с контрольной группой животных. Наблюдаемые изменения, с одной стороны, могут быть следствием массовой гибели нейронов в изучаемой области мозга на четвертой неделе Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ 65 Болезнь Паркинсона и расстройства движений Рисунок 3. Функциональная кластеризация дифференцированно экспрессирующихся генов в черной субстанции через 4 недели после введения 6-ГДА (кластер 1). после введения 6-ГДА. С другой стороны, уменьшение экспрессии этих генов может приводить к развитию процессов деградации нейронов. Для ряда генов было выявлено увеличение относительных уровней их мРНК в черной суб- 66 Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ Секция 1. Болезнь Паркинсона станции мозга крыс, подвергшихся воздействию нейротоксина, по сравнению с контрольной группой животных. К таким генам относятся: нейромедин (NMU), каптенин альфа 2 (CTNNA2), эрмин (ERMN), глутамат декарбоксилаза 1 (GAD1), метаботропный рецептор глутамата 1 (GRM1), аспартат аминотрасфераза 1 (GOT1), антиген меланомы семейства Е (MAGEE1), тиоэстераза 1 пальмитоилированных белков (PPT1) и парвальбумин (PVALB). Активация экспрессии этих генов может быть связана с защитной реакцией нейронов на действие токсина и процессы нейродегенерации. По имеющимся на сегодняшний день данным, большинство из этих генов не связаны с процессами, которые могут приводить к деградации дофаминергических нейронов. Например, наибольшее увеличение экспрессии, почти в 3 раза, было обнаружено для гена нейромедина (NMU), который является нейропептидом. Однако точная функция этого белка до сих пор не известна. Установлено, что он может играть важную роль в энергетическом обмене, будучи вовлечен в процессы регуляции аппетита. Также имеются сведения об участии данного гена в патогенезе некоторых видов рака, таких рак легкого, мочевого пузыря, миелолейкоз [5]. В то же время нельзя исключить его участия и в патогенезе БП, так многие функции данного белка пока неизвестны, а нам удалось показать значительное увеличение уровня его мРНК в черной субстанции у крыс с паркинсоноподобным фенотипом. Рисунок 4. Относительные уровни экспрессии генов GSK3B, SNCA, ST13 у пациентов с БП и в группах сравнения (контроля). ЦА – пациенты с церебральным атеросклерозом; НК – пациенты с различными неврологическими заболеваниями (неврологический контроль); БП (не леч.) – пациенты с БП, не получавшие лечения; БП (леч) – пациенты с БП, получавшие лечение; БП – все пациенты с БП; R – относительный уровень экспрессии гена GSK3B За единицу принят уровень экспрессии гена GSK3B в группе неврологически здоровых добровольцев. Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ 67 Болезнь Паркинсона и расстройства движений Только для трех генов (PPT1, GRM, PVALB), увеличивших свою экспрессию, можно предположить связь с процессами, приводящими к нейродегенерации при БП. Так, ген PPT1 кодирует тиоэстеразу 1 пальмитоилированных белков, которая принимает непосредственное участие лизосомальной деградации белков [7]. В настоящее время показано, что нарушение процессов лизосомальной деградации белков может быть вовлечено в патогенез БП. Ген GRM1 кодирует рецептор глутамата, который является одним из участников глутаматэргической системы. Нарушение нормального функционирования этой системы приводит к развитию эксайтотоксичности. При этом происходит нарушение гомеостаза кальция. Ген PVALB кодирует парвальбумин, имеющий высокое сродство с кальций-связывающими белками, такими как кальмодулин. Это сходство предполагает его важную роль в гомеостазе кальция. Нарушение гомеостаза кальция и его накопление в клетке может привести развитию оксидантного стресса и митохондриальной дисфункции, являющихся основными процессами, приводящими к гибели дофаминергических нейронов. Среди генов, уменьшивших свою экспрессию в черной субстанции крыс после воздействия нейротоксина и принимающих участие в нейропротекции, необходимо выделить ген вольфрамина (WFS1). При проведении ассоциативных исследований с использованием ДНК-чиповых технологий нами было показано, что однонуклеотидный полиморфизм rs1801211 (C1645T) в этом гене ассоциирован с риском развития БП в российской популяции. Белковый продукт гена, вольфрамин, является мембранным гликопротеином эндоплазматического ретикулума и предположительно участвует в формировании синаптических везикул [9], что предполагает его важную роль в функционировании синапсов, а, следовательно, и в жизнедеятельности нейронов. Таким образом, полученные нами данные позволяют предполагать, что ген WFS1 вовлечен в патогенез БП, и его можно считать новым геном кандидатом для данного заболевания. Кроме того, по крайне мере, еще четыре гена - PVALB, GRM1, PPT1и NMU можно отнести к группе вероятных генов кандидатов БП. Однако, для выяснения точной роли перечисленных выше генов в патогенезе БП необходимо проведение дальнейших исследований, направленных как на изучение экспрессии этих генов, в первую очередь в периферической крови больных БП, так и на поиск расположенных в них полиморфных маркеров, влияющих на риск развития БП. Другим направлением наших работ стало изучение изменение экспрессии генов в периферической крови больных БП, находящихся на ранних стадиях заболевания. Клетки крови, в частности лимфоциты, содержат некоторые характеристики, свойственные дофаминергическим нейронам: в них содержатся оба фермента синтеза дофамина, мембранный переносчик дофамина и экспрессируется ряд рецепторов дофамина [3, 6]. Это позволяет предположить, что изменения, обнаруженные в периферической крови больных БП, могут отражать те процессы, которые протекают в дофаминергических нейронах черной субстанции. Поэтому нами был проведён анализ относительной экспрессии генов-кандидатов GSK3B, SLC6A3, MAPT, PARK2, SNCA, ST13 в периферической крови в двух группах пациентов с БП на ранних стадиях, получавших лечение и не получавших его, и в трёх группах сравнения (пациенты с церебральным атеросклерозом, с различными неврологическими заболеваниями и контрольная группа здоровых добровольцев). Подбор групп сравнения осуществлялся таким образом, чтобы патогенез заболевания у пациентов из группы сравнения принципиально отличался от такового при БП, но затрагивал в основном ЦНС. Нам не удалось выявить стабильной и выраженной экспрессии генов SLC6A3, MAPT, PARK2 в крови. В некоторых образцах мы наблюдали экспрессию этих генов, хотя пороговые циклы амплификации были больше 35, что свидетельствует об очень малом количестве кДНК и, соответственно, РНК в образце. Таким образом, можно предположить, что гены SLC6A3, MAPT и PARK2 экспрессируются в крови незначительно, а количество их транскриптов находится ниже порога чувствительности используемого нами метода. Результаты анализа для генов GSK3, SNCA, ST13 представлены на рисунке 4. Из представленных данных видно (рисуноки 4 А и 4Б), что в крови пациентов с БП – как получавших, так и не получавших лечение, практически не наблюдается изменения количества транскриптов гена GSK3B и ST13 по сравнению с группой здоровых добровольцев. В то же время было установлено, что в крови всех пациентов с БП (как леченных, так и не леченных), наблюдается статистически значимое увеличение количества транскриптов гена SNCA (альфа-синуклеин) почти в три и более раз по сравнению с группой здоровых добровольцев (см. рисунок 4С). В крови пациентов с церебральным атеросклерозом и неврологическим контролем также было выявлено статистически значимое увеличение относительной эксспрессии гена SNCA по сравнению с контрольной группой. При этом у данных больных наблюдалось увеличение уровня мРНК гена SNCA более чем в два раза. По всей видимости наблюдаемые нами изменения экспрессии ген SNCA не являются специфичными для БП. Не исключено, что повышение экспрессии этого гена является реакцией на стресс и связано с шаперонной функцией альфа-синуклеина или какой-либо до сих пор неизвестной функцией этого белка. Суммируя все данные, полученные при анализе относительных уровней экспрессии генов GSK3B, SLC6A3, MAPT, PARK2, SNCA, ST13 можно утверждать, что только транскрипты генов GSK3B, SNCA, ST13 присутствуют в крови в достаточном для анализа количестве. Изучение экспрессии этих генов позволило выявить разные паттерны уровней их мРНК у пациентов с БП и в группах сравнения, что отражено в таблице 5. Таким образом, наблюдается разная картина изменения экспрессии изученных генов при различных неврологических заболеваниях в периферической крови. Можно предположить, что изменения, наблюдаемые в крови больных БП, могут в какойто степени отражать те специфические процессы, которые протекают в дофаминергических нейронах. Однако для 68 Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ Секция 1. Болезнь Паркинсона получения более полной и точной информации о процессах, протекающих на ранних стадиях БП необходим анализ относительных уровней экспрессии большого числа генов. Кроме того полученные нами данные указывают на то, что изменения экспрессии генов GSK3B, SNCA, ST13 по отдельности не могут служить биомаркерами для ранних стадий БП. С другой стороны эти данные позволяют предположить, что совместный анализ количества транскриптов генов GSK3B, SNCA, ST13, а также других генов, вовлечённых в патогенез БП, в дальнейшем послужит основой для создания панели маркеров для диагностики этого заболевания. Таблица 5. Направления изменения экспрессии генов GSK3B, SNCA и ST13 у пациентов с БП и в группах сравнения. ЗАБОЛЕВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЕ ЭКСПРЕССИИ ГЕНА GSK3B SNCA ST13 Болезнь Паркинсона — ↑↑ — Церебральный атеросклероз ↓↓ ↑ ↓↓ Неврологические заболевания ~↓ ↑ ↓ ↑ увеличение количества мРНК по сравнению с уровнем мРНК у здоровых добровольцев. ↓ уменьшение количества мРНК по сравнению с уровнем мРНК у здоровых добровольцев. — отсутствие изменения количества мРНК по сравнению с уровнем мРНК у здоровых добровольцев. Литература 1. Дильмухаметова Л.К., Пронина Т.С., Зиязетдинова Г.З. и др. Роль норадреналина в развитии дофамин-зависимой гиперпролактинемии. Нейрохимия 2009; 4: 1–10. 2. Blandini F., Armentero M.T., Martignoni E. The 6-hydroxydopamine model: News from past. Parkinsonism Relat. Disord. 2008; 14: 124-129. 3. Buttarelli F.R., Capriotti G., Pellicano C. et al. Central and peripheral dopamine transporter reduction in Parkinson's disease. Neurol. Res. 2009; 31: 687-691. 4. Caldwell H.K., Lee H-J., Macbeth A.H., Young III W.S. Vasopressin: behavioral role of an “original” neuropeptide. Prog. Nerobiol. 2008; 84: 1-24. 5. Mitchell J.D., Maguire J.J., Davenport A.P. Emerging pharmacology and physiology of neuromedin U and the structurally related peptide neuromedine S. British J. Pharmacol. 2009; 158: 87 103. 6. Nagai Y., Ueno S., Saeki Y. et al. Decrease of the D3 dopamine receptor mRNA expression in lymphocytes from patients with Parkinson’s disease. Neurology 1996; 46: 791–795. 7. Ohno K., Saito S., Sugawara K. et al. Structural basis of neuronal ceroid lipofuscinosis 1. Brain Dev. 2010; 32: 524-530. 8. Sauer H., Oertel W.H. Progressive degeneration of nigrostriatal dopamine neurons following intrastriatal terminal lesions with 6-hydroxydopamine: A combined retrograde tracing and immunocytochemical study in the rat. Neuroscience 1994; 59: 401–415. 9. Takeda K., Inoue K., Tanizawa Y. et al. WFS1 (Wolfram syndrome 1) gene product: predominant subcellular localization to endoplasmic reticulum in cultured cells and neuronal expression in rat brain. Hum. Mol. Genet. 2001; 10: 477–484. Часть I АННОТИРОВАННЫЕ ДОКЛАДЫ 69