nietrzymania moczu czyli Incontinentia Pigmenti (IP, OMIM 308300) zwany też zespołem Blocha-Sulzbergera należy do rzadko występujących zaburzeń rozwojowych określanych mianem genodermatozy. Szerokie spektrum objawów klinicznych zespołu obejmuje takie cechy,…" /> nietrzymania moczu czyli Incontinentia Pigmenti (IP, OMIM 308300) zwany też zespołem Blocha-Sulzbergera należy do rzadko występujących zaburzeń rozwojowych określanych mianem genodermatozy. Szerokie spektrum objawów klinicznych zespołu obejmuje takie cechy,…">

Medycyna Wieku Rozwojowego, 2008,XII,3; 748-753

Zróżnicowanie ekspresji fenotypowej rodzinnie występującego zespołu Incontinentia Pigmenti – Prezentacja trzech przypadków

Anna Kutkowska-Kaźmierczak1, Ewa Obersztyn1, Jean-Paul Bonnefont2, Danuta Rosińska-Borkowska3, Tomasz Mazurczak4, Agnieszka Sobczyńska-Tomaszewska1, Tadeusz Mazurczak1


1Zakład Genetyki Medycznej
Kierownik: prof. dr hab. med. T. Mazurczak
Instytut Matki i Dziecka, Warszawa
Dyrektor: S. Janus


2Laboratoire de Genetique Moleculaire Service de Genetique Medical,
Groupe Hospitalier Necker Enfants Malades, Paryż, Francja


3Szpital Dermatologiczny Św. Łazarza, Warszawa


4Klinika Neurologii, Epileptologii i Zaburzeń Snu u Dzieci i Młodzieży
Kierownik: doc. dr hab. med. E. Szczepanik
Instytut Matki i Dziecka, Warszawa
Dyrektor: S. Janus

  • Ryc. 1. Cechy fenotypowe probanda w wieku 4 lat
  • Ryc. 2. Zmiany dystroficzne płytek paznokciowych palców dłoni babki probanda
  • Ryc. 3. Rodowód rodziny
  • Ryc. 4. Wynik analizy molekularnej eksonów 4-10 genu NEMO pacjentów z IP
  • Tabela I. Kryteria diagnostyczne zespołu IP

Zespół nietrzymania moczu czyli Incontinentia Pigmenti (IP, OMIM 308300) zwany też zespołem Blocha-Sulzbergera należy do rzadko występujących zaburzeń rozwojowych określanych mianem genodermatozy. Szerokie spektrum objawów klinicznych zespołu obejmuje takie cechy, jak: zmiany skórne o typie hiperpigmentacji układające się w linie i wiry, dysplazja zębów i paznokci, w 30% przypadków zaburzenia ze strony ośrodkowego układu nerwowego (małogłowie, padaczka) oraz u 10% chorych niepełnosprawność intelektualna. Tok dziedziczenia choroby jest dominujący, sprzężony z chromosomem X. W większości przypadków choroba jest letalna dla płci męskiej już w okresie prenatalnym. Przyczyną IP jest delecja eksonów 4-10 genu NEMO, zmapowanego w locus Xq28, którą stwierdza się w 80% przypadków IP.

W pracy przedstawiono trzy przypadki zróżnicowanej ekspresji klinicznej zespołu Incontinentia Pigmenti rozpoznanego u rocznej dziewczynki oraz jej matki i babki. Rozpoznanie kliniczne choroby zostało potwierdzone analizą molekularną, która wykryła obecność typowej delecji w genie NEMO. U probanda stwierdzono charakterystyczne dla zespołu zmiany skórne zlokalizowane na tułowiu i kończynach dolnych. Obserwowano ewolucję tych zmian. U matki stopień ekspresji choroby był znacznie łagodniejszy, natomiast u babki stwierdzono postać poronną IP. Dokonano charakterystyki cech klinicznych i danych rodowodowych.

WSTĘP

Zespół nietrzymania moczu czyli Incontinentia Pigmenti (IP, OMIM 308300) zwany też zespołem Blocha-Sulzbergera należy do rzadko występujących zaburzeń rozwojowych określanych mianem genodermatozy. Zespół ten został po raz pierwszy opisany przez Blocha w 1926 r., a Sulzbergera w 1928 roku (1, 2). Występuje z częstością 1:40 000-50 000 wśród żywo urodzonych noworodków płci żeńskiej (3). Szerokie spektrum objawów klinicznych zespołu obejmuje takie cechy, jak: linijnie układające się zmiany skórne o typie hiperpigmentacji, dysplazja zębów i paznokci, w 30% przypadków występują zaburzenia ze strony ośrodkowego układu nerwowego (małogłowie, padaczka) oraz u 10% chorych niepełnosprawność intelektualna (3, 4). Tok dziedziczenia choroby jest dominujący, sprzężony z chromosomem X. W większości przypadków choroba jest letalna dla płci męskiej już w okresie prenatalnym. Przyczyną rodzinnie występującego zespołu IP o klasycznym przebiegu tzw. IP2, jest delecja eksonów 4-10 genu NEMO, zmapowanego w locus Xq28, którą stwierdza się w 80% przypadków IP (5). Do 2008 roku zidentyfikowano 69 innych mutacji (mutacje zmiany sensu, zmiany ramki odczytu, utraty sensu oraz splicingowe) genu NEMO zlokalizowanych głównie w eksonie 10. Około 65% przypadków IP stanowią przypadki sporadyczne (6).

Wyróżnia się też sporadycznie występującą postać IP tzw. IP1, z defektem genetycznym zlokalizowanym na krótkim ramieniu chromosomu X (Xp11.21), klasyfikowaną jako hipomelanozę Ito (7, 8, 9).

Przedstawiamy trzy przypadki zróżnicowanej ekspresji klinicznej zespołu Incontinentia Pigmenti rozpoznanego u rocznej dziewczynki oraz jej matki i babki. Dokonano szczegółowej charakterystyki cech klinicznych pacjentów oraz przedstawiono wyniki analizy DNA.

METODY

Charakterystyka kliniczna probanda, jego matki i babki została przeprowadzona na podstawie analizy stwierdzanych w badaniu cech fenotypowych. Analiza rodowodu stanowiła podstawę do wskazania osób, u których istniało duże prawdopodobieństwo nosicielstwa mutacji w genie NEMO.

Badania molekularne przeprowadzono z DNA wyizolowanego z leukocytów krwi obwodowej probanda oraz matki i babki probanda. Pacjenci wyrazili pisemną zgodę na wykonanie badań genetycznych. Badania zostały przeprowadzone w Zakładzie Genetyki Molekularnej Departamentu Genetyki Szpitala Necker Enfants Malades w Paryżu, we Francji. Badania genu NEMO prowadzono zgodnie z ustaleniami Międzynarodowego Konsorcjum IP opublikowanymi w piśmiennictwie (10).

W celu wykrycia rozległej delecji w genie NEMO zastosowano system EXPAND PCR (Roche Molecular Biochemicals). Sekwencja starterów była następująca: starter 5’ - 3FH: GAC CAG CTC CCC TCC ACT GTC, starter 3’ - JF3R: CTC GGA GAC ACA GGA ACC AGC A.

Temperatura przyłączania starterów wynosiła 65°C, 10 pierwszych cykli elongacji trwało 10 minut każdy, a w trakcie następnych 20 cykli czas elongacji wydłużany był o 20 sekund/cykl. Produkty amplifikacji analizowano elektroforetycznie w żelu agarozowym.

OPIS KLINICZNY PRZYPADKÓW

  • Proband (J.K.)

Dziewczynka urodzona z ciąży III, porodu I, zdrowych, młodych (matka lat 31, ojciec lat 32), niespokrewnionych rodziców. Wywiad położniczy matki był obciążony dwoma poronieniami samoistnymi w 19 i 16 Hbd odpowiednio w ciąży I i ciąży II. Ciąża III, z której urodził się proband przebiegała prawidłowo, poród odbył się siłami natury w 38/39 Hbd. Masa ciała urodzeniowa noworodka 3760 g (90c), długość ciała 55 cm (>97c), obwód głowy 33 cm (25c), oceniony został na 8 pkt w skali Apgar w 1 min., 9 pkt w 3 min. W 2-3 tygodniu życia wystąpiły na skórze całego ciała zmiany o charakterze rumieniowym, następnie rumieniowo-pęcherzykowym z bliznowaceniem ustępujące z pozostawieniem przebarwień układających się w plamy, linie i wiry.

W wieku 8 miesięcy na podstawie objawów klinicznych dermatolog rozpoznał u dziecka zespół Incontinentia Pigmenti. W wieku 11 miesięcy dziecko po raz pierwszy konsultowane w Poradni Genetycznej, gdzie stwierdzano zmiany skórne przebarwieniowe układające się w linie (wzdłuż linii Blaschko) i wiry głównie na tułowiu i kończynach dolnych. Rozwój psychoruchowy dziecka był prawidłowy.

Ponowna ocena kliniczna dokonana w wieku 16 miesięcy wykazała, oprócz zmian skórnych, nieprawidłowy nieco trójkątny kształt zębów „górnych jedynek”, a w wieku 4 lat stwierdzono hipodontię i stożkowaty kształt siekaczy (ryc. 1).

  • Matka probanda (A.K.)

Pacjentka konsultowana w Poradni Genetycznej w wieku 32 lat. W badaniu stwierdzono jedną bladą plamę typu „cafe-au-lait” na skórze tułowia wielkości ok. 4 x 5 cm, brak rzęs powieki dolnej, rzadkie rzęsy powieki górnej. W wywiadzie zgłaszała – obserwowane w dzieciństwie obszary dużych plamistych i linijnych przebarwień na tułowiu oraz całkowite oddzielanie się płytek paznokciowych palców dłoni. Obecnie paznokcie pacjentki – prawidłowe.

  • Babka probanda (W.M.)

U pacjentki stwierdzono nasilające się z wiekiem zmiany dystroficzne płytek paznokciowych palców dłoni. W wywiadzie – wczesna próchnica i utrata wszystkich zębów stałych (ok. 30 r.ż.) (ryc. 2).

Analiza rodowodu rodziny wykazała, że córka jednej z sióstr matki probanda pozostaje pod opieką dermatologiczną z powodu podobnych, ale bardziej nasilonych zmian skórnych przebarwieniowych układających się w linie i wiry (ryc. 3).

WYNIKI BADAŃ MOLEKULARNYCH

Wyniki przeprowadzonej u probanda, jego matki i babki analizy DNA wykazały obecność typowej dla zespołu delecji w genie NEMO, obejmującej eksony od 4 do 10.

Produkt amplifikacji wielkości 2 kb obecny u probanda (ścieżka 1), matki i babki (ścieżka 5 i 6), świadczył o obecności mutacji pod postacią delecji. Dodatkowy produkt wielkości 13 kb był widoczny jedynie w próbkach kontrolnych (ścieżka 2, 3, 4), bez obecności rozległej delecji genu NEMO (ryc. 4).

OMÓWIENIE

W pracy przedstawiono trzy przypadki zróżnicowanej ekspresji klinicznej zespołu Incontinentia Pigmenti rozpoznanego u rocznej dziewczynki oraz jej matki i babki. U probanda stwierdzono charakterystyczne dla zespołu zmiany skórne zlokalizowane na tułowiu i kończynach dolnych. Obserwowano ewolucję tych zmian począwszy od zmian pęcherzykowych w okresie noworodkowym, poprzez zmiany brodawkowate i przebarwieniowe w wieku późniejszym. U matki stopień ekspresji choroby był znacznie łagodniejszy (jedna plama przebarwieniowa, brak rzęs powiek dolnych i rzadkie rzęsy powiek górnych oraz zmiany dysplastyczne paznokci stwierdzane w okresie dziecięcym). U babki rozpoznano postać poronną IP na podstawie zmian dystroficznych paznokci o typie koilonychii. Mimo, że obraz kliniczny był zróżnicowany, u wszystkich badanych zidentyfikowano obecność identycznej wielkości delecji genu NEMO obejmującej eksony od 4 do 10. Potwierdza to fakt, że w IP o ekspresji klinicznej choroby nie decyduje wielkość delecji, a raczej rodzaj mutacji i stopień inaktywacji genu NEMO na poziomie różnych tkanek. Stopień redukcji ekspresji genu NEMO zależy też od stopnia inaktywacji chromosomu X w różnych tkankach (11). Komórki wykazujące ekspresję zmutowanego chromosomu X są wybiórczo eliminowane w okresie okołoporodowym, w związku z tym pacjentki z IP wykazują nieprawidłową, nielosową inaktywację chromosomu X (5, 12). Opisano kilku pacjentów płci męskiej z objawami IP, których przeżycie tłumaczy się obecnością dodatkowego chromosomu X lub mutacją na jednej nici DNA, występującą podczas gametogenezy, po II podziale mejotycznym (ang. half chromatid mutation) czy też obecnością niestabilnej premutacji, ulegającej częściowej ekspresji w czasie wczesnej embriogenezy (13, 14, 15, 16).

Zespół Incontinentia Pigmenti charakteryzuje się heterogennością objawów klinicznych. Obraz kliniczny zdominowany jest przez objawy skórne, którym mogą towarzyszyć zmiany dysplastyczne paznokci, zębów, włosów, zaburzenia narządu wzroku, ośrodkowego układu nerwowego, jak drgawki, małogłowie, ataksja móżdżkowa, niepełnosprawność intelektualna oraz wady układu mięśniowo-szkieletowego (dodatkowe żebra, półkręgi, kyfoskolioza, niedorozwój mięśni piersiowych). Kryteria kliniczne zespołu IP przedstawiono w tabeli (tab. I). Spektrum objawów klinicznych w IP jest szerokie i częściowo wspólne z cechami fenotypowymi stwierdzanymi w dysplazji ektodermalnej.

Przyczyną choroby jest mutacja genu NEMO czyli genu IKK-gamma (IKKBKG) zlokalizowanego na długim ramieniu chromosomu X (Xq28), która całkowicie zaburza ekspresję modulatora NF-kappaB (5). Białko IKK-gamma niezbędne jest do aktywacji i translokacji do jądra czynnika transkrypcyjnego NF-kappaB, w którym NF-kappaB aktywuje ekspresję wielu genów (17, 12). W ostatnich latach stwierdzono, że mutacje genu IKK-gamma pełnią istotną rolę w etiopatogenezie innej choroby z grupy genodermatoz – dysplazji ektodermalnej hipohydrotycznej z niedoborem odporności (HED-ID ang. hypohidrotic ectodermal dysplasia with immune deficiency) (18, 19, 20). Wykazano, że od rodzaju mutacji w obrębie genu IKK-gamma zależy ekspresja fenotypowa choroby u hemizygot płci męskiej i heterozygot płci żeńskiej. Rezultatem mutacji, w następstwie których dochodzi do całkowitej utraty funkcji białka IKK-gamma jest zespół IP, o dziedziczeniu dominującym, sprzężonym z chromosomem X. Defekt ten jest letalny w okresie prenatalnym dla płodów płci męskiej, a u heterozygot płci żeńskiej charakteryzuje się obecnością zmian w narządach pochodzenia ektodermalnego: skóry, zębów, włosów, paznokci, narządu wzroku i oun. Mutacje zachowujące częściowo funkcję białka IKK-gamma odpowiedzialne są natomiast za fenotyp recesywnego, sprzężonego z chromosomem X zespołu HED-ID (17, 18). Na podstawie badań prowadzonych przez Zonana i wsp. udowodniono też, że zespół białek IKK wpływa na rozwój zębów i zewnątrzwydzielniczą funkcję gruczołów potowych. Zarówno Incontinentia Pigmen ti, jak i HED-ID zaliczane są do chorób genomowych ponieważ ich objawy są manifestacją fenotypową rearanżacji genomowych powodujących uszkodzenie wrażliwego na dawkę genu IKK-gamma (21). Choroby, w których fenotyp kliniczny jest konsekwencją nieprawidłowej ilości białka kodowanego przez wrażliwy na dawkę gen,zlokalizowany w regionie genomu, który uległ rearanżacji określa się jako choroby genomowe (genomic disorders) (22, 23, 24).

W świetle analizy rodowodu, nie można wykluczyć, że przyczyną poronień samoistnych u matki i babki probanda mogła być mutacja w genie NEMO prowadząca do całkowitej utraty jego funkcji stanowiąc letalny charakter u płodów płci męskiej. Płeć poronionych płodów nie była jednak znana.

Przedstawione przypadki rodzinnej postaci IP dokumentują fakt zróżnicowanej ekspresji klinicznej u chorych z identycznym defektem na poziomie molekularnym oraz potwierdzają znaczenie weryfikacji rozpoznania klinicznego wynikami analizy DNA dla celów poradnictwa genetycznego. Identyfikacja mutacji w genie NEMO u trzech członków rodziny stała się podstawą do udzielenia rodzicom dziecka porady genetycznej uwzględniającej informację o wysokim ryzyku wystąpienia choroby u potomstwa płci żeńskiej oraz o wysokim ryzyku utraty ciąży w przypadku płodów płci męskiej. Analiza rodowodu umożliwiła wskazanie członków rodziny probanda, u których istnieją wskazania do konsultacji genetycznej i zaplanowanie ewentualnych badań molekularnych w kierunku IP. Według naszej wiedzy jest to drugi opisany przypadek dystrofii paznokci jako jedynego objawu zespołu IP.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1.    Bloch B.: Eigentumliche, bisher nich beschriebene Pigmentaffektion (Incontinentia Pigmenti). Schweiz. Med. Wochenschr., 1926, 7, 404-405.

2.    Sulzberger M.B.: Uber eine bisher nicht beschriebene congenital Pigmentanomalie (Incontinentia Pigmenti). Arch. Dermatol. Syph. (Berlin) 1928, 154, 19-32.

3.    Carney R.G. Jr: Incontinentia Pigmenti. A world statistical analysis. Arch. Dermatol., 1976, 112, 535-542.

4.    Landy S.J., Donnai D.: Incontinentia Pigmenti (Bloch-
-Sulzberger syndrome). J. Med. Genet., 1993, 30, 53-59.

5.    Smahi A., Courtois G., Vabres P., Yamaoka S. i wsp.: Genomic rearrangement in NEMO impairs NF-kappaB activation and is a cause of Incontinentia Pigmenti: The International Incontinentia Pigmenti (IP) Consortium. Nature 2000, 405, 466-472.

6.    Fusco F., Pescatore A., Bal E. i wsp.: Alterations of the IKBKG Locus and Diseases: An Update and a Report of 13 Novel Mutations. Human Mut. 2008, 29(5), 595-604.

7.    Nicolaou N., Graham-Brown R.A.C.: Nail dystrophy, an unusual presentation of Incontinentia Pigmenti. Br. J. Dematol., 2003, 149, 1286-1288.

8.    Bitoun P i wsp.: Incontinentia Pigmenti (type 1) and X;5 translocation. Ann. Genet., 1992, 35, 51-54.

9.    Gilgenkrantz S i wsp.: Translocation (X;9)(p11;q34) in a girl with Incontinentia Pigmenti (IP): Implications for the regional assignment of the IP locus to Xp11. Ann. Genet., 1985, 28, 90-92.

10.    Rothwarf D.M., Zandi E., Natoli G., Karin M.: IKK-gamma is an essential regulatory subunit of the IkappaB kinase complex. Nature 1998, 395, 297-300.

11.    Hayes I.M, Varigos G, Upjohn E.J. i wsp.: Unilateral Acheiria and Fatal Primary Pulmonary Hypertension in a Girl With Incontinentia Pigmenti. Am. J. Med. Genet., 2005, 135A, 302-303.

12.    Parrish J.E. Scheuerle A.E., Lewis R.A.: Selection against mutant alleles in blood leukocytes is a consisient feature in Incontinentia Pigmenti Type 2. Hum. Molecular Genet., 1996, 5 (11), 1777-1783.

13.    Scheuerle A.E.: Male Cases of Incontinentia Pigmenti: Case Report and Review. Am. J. Med. Genet. 1998, 77, 201-218.

14.    Lenz W.: Half chromatid mutations may explain Incontinentia Pigmenti in males (letter). Am. J. Hum. Genet., 1975, 27, 690-691.

15.    Traupe H., Vehring K-H.: Unstable pre-mutation may explain mosaic disease expression of Incontinentia Pigmenti in males. Am. J. Med. Genet., 1994, 49, 397-398.

16.    Ardelean D., Pope E.: Incontinentia Pigmenti In Boys: A Series and Review of the Literature. Pediatric Dermatol., 2006, 23(6), 523-527.

17.    Yamaoka S., Courtois G., Bessia C., Whiteside S.T., Weil R., Agou F., Kirk H.E., Kay R.J., Israel A.: Complementation cloning of NEMO, a component of the IkappaB kinase complex essential for NF-kappaB actvation. Cell 1998, 93, 1231-1240.

18.    Zonana J., Elder M.E, Schneider L.C. i wsp.: A Novel X-Linked Disorder of Immune Deficiency and Hypohidrotic Ectodermal Dysplasia Is Allelic to Incontinentia Pigemnti and Due to Mutations in IKK-gamma (NEMO). Am. J. Hum. Genet., 2000, 67, 1555-1562.

19.    Martinez-Pomar N., Munoz-Saa I., Heine-Sunder D. i wsp.: A new mutation in exon 7 of NEMO gene: late skewed X-chromosome inactivation in an Incontinentia Pigmenti female patient with immunodeficiency. Hum. Genet., 2005, 118, 458-465.

20.    Orstavik K.H, Kristiansen M., Knudsen G.P.: Novel splicing mutation in the NEMO (IKK-gamma) gene with severe immunodeficiency and heterogeneity of X-chromosome inactivation. Am. J. Med. Genet., 2006, 140A, 31-39.

21.    Stankiewicz P.: Ewolucyjne dziedzictwo rearanżacji DNA w etiopatogenezie chorób genomowych. Zakład Genetyki Medycznej Instytutu Matki i Dziecka. Warszawa 2006, 7-22.

22.    Lupski J.R., Stankiewicz P.: Genomic disorders: molecular mechanisms for rearrangements and conveyed phenotypes. PLoS Genet., 2005, Dec;1(6):e49.

23.    Lupski J.R., Stankiewicz P.: Genomic Disorders: The Genomic Basis of Disease. Humana Press, Totowa, NJ, 2006.

24.     Lupski J.R.: Genomic rearrangements and sporadic disease. Nat. Genet., 2007, 39, 43-49.

..............................................................................................................................................................

Adres do korespondencji:

Anna Kutkowska-Kaźmierczak

Zakład Genetyki Medycznej
Instytut Matki i Dziecka
01-211 Warszawa, ul. Kasprzaka 17a
anna.kutkowska@imid.med.pl