ВВЕДЕНИЕ

За последние 25 лет огромные успехи были сделаны в понимании клинических и молекулярных основ буллезного эпидермолиза (БЭ); были описаны новые фенотипы, были изучены молекулярные механизмы, трансляционные исследования позволили начать инновационные клинические испытания новых клеточных и генных терапевтических методик. Суммируя последние данные, схема белковой/структурной патологии, вовлеченной в патофизиологию БЭ показана на рис. 1. По поводу таксономии заболевания, было предпринято несколько попыток классифицировать и переклассифицировать БЭ, были изданы рекомендации, опубликованные международной группой консенсуса. Хотя элементы текущей классификации БЭ по-прежнему исходят из типа формирования пузыря в пределах дермально-эпидермального соединения или эпидермиса, эти данные представляли классификацию в какой-то степени "луковой шелухи", обеспечивали эффективный диагностический алгоритм, основанный на  доступе к общим или специализированным и молекулярным лабораторным анализам. Большинство людей с БЭ теперь могут быть классифицированы в одну из существующих категорий заболеваний, хотя, за последние несколько лет несколько новых клинико-патологоанатомических критериев были добавлены в классификацию. Эти критерии, о которых недавно сообщали, часто очень редки и затрагивают всего несколько людей или семей. Тем не менее, идентификация и понимание  этих клинико-патологических признаков важны в улучшении клинических навыков и получения лучшего понимания патофизиологии образования пузырей на коже и макромолекулярного механизма адгезии и передачи сигналов, которые поддерживают здоровое состояние кожи. Этот обзор основан на трех, открытых сравнительно недавно особенностях БЭ. Все три расстройства являются аутосомно-рецессивными, и включают две формы простого БЭ и один подтипов пограничного БЭ с внекожными поражениями в результате биаллельной мутации в DST-е, EXPH5, или ITGA3, соответственно. Этот обзор описывает открытие этих заболеваний, обрисовывает в общих чертах клинические проявления, суммирует результаты описанных ранее мутаций и экстраполирует эти данные в контекст патологии кожи и патофизиологию образования пузырей.

DST-е: аутосомно-рецессивный простой буллезный эпидермолиз

Патогенные мутации в DST-е были впервые опубликованы в 2010 году. Их открытие следовало за выявлением связи с одним из родителей в кувейтской семье с относительно маловыраженными пузырными элементами акральной области. Ключом к диагнозу явились данные просвечивающей электронной микроскопии: в коже пациента полностью отсутствуют  гемидесмосомальные связи внутренней пластинки, что повышает вероятность того, что имеется генетическая патология белок, находящегося в этой части гемидесмосомального комплекса. Поиск гена-кандидата с помощью иммунофлюоресцентной микроскопии с мечеными антителами к различным компонентам гемидесмосом внутренней пластинки продемонстрировал полное отсутствие иммуноокрашивания для антегена буллёзного пемфигоида 230 кДа (BP230). Сэнгер-секвенирование DST-е, который кодирует белок BP230, также известный как эпидермальный дистонин, выявило гомозиготную нонсенс-мутацию, таким образом, установлена новая форма аутосомно-рецессивного простого БЭ с потерей функции DST-e в результате мутации.

DST-е: клинические особенности

На сегодняшний день у шести человек из шести разных семей с аутосомно-рецессивным простым БЭ были выявлены мутации в DST-е; пять человек были из Кувейта, другой пациент был из Ирана. У родителей всех пациентов были близкородственные браки. В большинстве случаев пузыри начинали появляться сразу после рождения. Пузыри отличаются от классических локализованных форм простого БЭ, связанного с мутациями гена кератина 5 (KRT5) и кератина 14 (KRT14), тем, что некоторые пузыри непосредственно не были связаны с точками давления на подошвах или пальцах стоп были несколько крупнее (до нескольких сантиметров в диаметре). Часто поражались боковые и тыльные поверхности стоп. Присутствовали также другие генерализованные пузыри, но в целом клинические признаки были легкой степени тяжести. Никаких аномалий слизистых оболочек глаз, мочеполовых органов не наблюдалось. Пузыри, как правило, заживают без рубцов, но у пострадавших пациентов с Ближнего востока, поствоспалительная гиперпигментация была обычным явлением. Хотя заболевание является аутосомно-рецессивным, полудоминантный путь наследования является также весьма вероятным, учитывая, что у некоторых гетерозиготных носителей (например, родители пациентов) упоминали о похожих пузырях в детстве, течение которых постепенно улучшилось и затем полностью прекратилось в подростковом возрасте. В частности, отец одного пациента из Кувейта  сообщал о подобных пузырях в детстве, которые в зрелом возрасте решились, а у обоих гетерозиготных детей болевшей иранской женщины были неярко выраженные пузыри.

DST-e: молекулярная патология

К настоящему времени были определены две патогенных гомозиготных нонсенс-мутации в DST-e. Первый случай был описан в кувейтской семье с близкородственным браком на основании данных Сэнгер-секвенирования геномной ДНК для выявления гомозиготности р.Gln1124*. Ген DST кодирует несколько транскриптов с экспрессией в тканевых структурах, но выявленные мутации специфичны для эпидермиса, что согласуется с отсутствием клинических внекожных проявлений. Второй выявленной мутацией была p. Arg1249*. Это описано у иранской женщины, рождённой в близкородственном браке. Эта мутация также расположена в пределах области домена coiled-coli для эпидермис-специфической изоформы дистонина. Впоследствии,  у четырех других человек из Кувейта, которые, как было известно, не были связаны друг с другом, выявили похожие пузыри и, как оказалось, они имели гомозиготную мутацию p. Gln1124*, , которая была первоначально обнаружена у кувейтского пациента. Анализ гаплотипов в пяти родословных выявил общий ~60 kb блок геномной ДНК через сайт мутации, что согласуется с ранее полученными результатами.

DST-е: патологии кожи

Поразительно, мутации с потерей функции DST-е формируют основные ультраструктурные аномалии с полным отсутствием гемидесмосом внутренней платинки, основного места крепления для кератина промежуточных филаментов и расположения других основных белков внутренней пластинки, таких, как плектин. Поэтому, возможно, несколько удивительно, что клинические симптомы, связанные с полной потерей DST-e, проявляются относительно легким течением, что контрастирует с результатами исследований пациентов с буллёзным пемфигоидом, у которых имеются аутоантитела к BP230 (хотя у большинства последних также есть антитела, к антигену   180 кДа буллёзного пемфигоида). Изучение кератиноцитов пациентов с мутациями DST-е показало потерю адгезии и усиленную клеточную и миграцию. Показано, что в мутантных клетках также имеется снижение β4-интегрина на клеточной поверхности и увеличение общего уровня белка кератина-14 и β1-интегрина. Регуляция экспрессии кератина-14 на уровне белка может играть компенсаторную роль, что может помочь объяснить относительно лёгкое течение пузырей в результате потери экспрессии DST-е. В совокупности эти биологические исследования на клеточном уровне выявили ранее неизвестную роль для DST-е в регуляции адгезии кератиноцитов и в контроле функционального взаимодействия между подтипами интегрина в кератиноцитах.

DST-е: клинико-патологические комментарии

Ограниченное расположение пузырей, преимущественно на коже акральной локализации делают клинически трудно отличимым аутосомно-рецессивный простой БЭ с DST-е-патологией от других форм простого БЭ, хотя об этом может свидетельствовать наличие больших пузырей акральной локализации в местах, не подвергающихся давлению. Однако, отсутствие гемидесмосом на внутренней пластинке при просвечивающей электронной микроскопии дает ключ для правильной диагностики. Кроме того, иммуноокрашивание кожи пациента с антителами к DST-е (BP230), вероятно, также показывают заметное снижение или полное отсутствие окрашивания, тем самым выявляя гены-кандидаты развития мутации и способствуют постановке вероятного диагноза.

EXPH5: аутосомно-рецессивный простой буллезный эпидермолиз

Выявление EXPH5, как потенциального гена БЭ, было проведено методами секвенирования нового поколения. Трое детей, рождённых от близкородственного брака в иракской семьи имели генерализованные поверхностные пузыри, согласно гистологическому исследованию имели внутриэпидермальные нарушения, а также разрушение кератина тонофиламентов преимущественно базальных кератиноцитов. Сэнгер-севенированием известных генов простого БЭ, KRT5, KRT14, и PLEC (плектин) не удалось выявить патогенных мутаций; поэтому секвенирование экзома было выполнено, с акцентом на выявление гомозиготных изменений, потенциально опасных вариантов. Была выявлена гомозиготная мутация со сдвигом фазы в EXPH5. EXPH5 кодирует экзофилин-5, также известный как Slac2-b, ГТФаза Rab27 выполняет роль внутриклеточного транспорта в клеточную мембрану.

EXPH5: клинические особенности

До сих пор было зарегистрировано семь случаев аутосомно-рецессивного простого БЭ из-за нарушения в  EXPH5 в четырех разных семьях из нескольких стран: Ирак, Германия, Великобритания и Пакистан. В иракской семье, было восемь, из которых трое имели подобные поражения кожи. С рождения они имели индуцированные травмой периодические появления пузырей и корок. Неповрежденные пузыри были редкостью, и у пациентов обычно наблюдали вызванные травмой ссадины и корки, которые медленно заживали. Пораженные участки восстанавливаются с небольшими рубцами и поствоспалительной гиперпигментацией. Внекожных проявлений выявлено не было. У всех пациентов, пузыри имела тенденцию к снижению тяжести течения с возрастом. Второй пациент, рождённый не в близкородственном браке в европейской семье, имел более распространённые пузыри и большие эрозии, которые впоследствии стали иметь более лёгкое течение с преобладанием пузырей акральной локализации. В третьем случае, также из Европейской семьи, пузыри стали заметными только через несколько месяцев, когда ребенок начал ходить. Он имел распространенные мелкие эрозии с кровотечением, в основном в области нижней части спины, коленей и лодыжек. У него не было неповреждённых пузырей, поэтому назначалась местная терапия с использованием пластырей. В четвертой семье, из Пакистана, два родных брата имели пузырьки и пузыри с рождения, через 1-2 недели заживающие с образованием поствоспалительной гиперпигментации. С увеличением возраста, образование пузырей постепенно уменьшилось и практически прекратилось.

EXPH5: молекулярная патология

До сих пор было описано шесть разных мутаций со сдвигом фазы или нонсенс-мутаций в EXPH5. Первой мутацией, выявленной в иракской семье, была гомозиготная мутация со сдвигом фазы c.5786delC (p.Pro1929Leufs*8). Затем, в двух европейских случаях было описаны гетерозиготные биаллельные мутации с потерей функции: мутации в немецком случае были c.1395delC (p.Phe466Leufs*44) и c.2897delC (p.Pro966Leufs*11), тогда как в британском случае мутации были c.1947dupC (p.Pro649Profs*11) и c.2249C>A (p.Ser750*). Совсем недавно было сообщено о случае из Пакистана, с гомозиготной мутацией для c.3650T> A (p.Leu1217*). Все патогенные мутации были расположены в экзоне 6 и при иммунофлюоресцентной микроскопии наблюдалась полная потеря иммуноокрашивания экзофилина-5 во всех трёх случаях. В каждом случае алгоритм молекулярной диагностики включал разные стратегии: в первом случае было секвенирование всего экзома. Второй случай был идентифицирован из  70 недиагностированных случаев простого БЭ (т. е. ранее негативные для мутаций в KRT5, KRT14 и PLEC). В третьем случае, ключ к диагнозу получен в результате просвечивающей электронной микроскопии, которая выявила большие перинуклеарные отложения в области базальных кератиноцитов. В отличие от этого, в четвертом случае диагноз был поставлен клинически на основании спонтанно улучшившегося аутосомно-рецессивного БЭ в детстве.

EXPH5: патологии кожи

Характер патологии при этом подтипе простого БЭ несколько отличается от других форм простого БЭ тем, что (а) экзофилин-5 не является структурным белком и (б) не является неотъемлемым компонентом промежуточных филаментов, гемидесмосом или десмосом. Действительно, точная роль экзофилиа-5 в кератиноцитах неизвестна: предполагается роль ГТФазы Rab27B в регуляции обмена в клеточной мембране, в том числе формирование везикул и их движение посредством актиновых и тубулиновых сетей. Важные эксперименты на HaCaT-клетках показали ключевую роль для транспортировки некоторых везикул в клеточную мембрану, что позволяет предположить нарушение целостности кератиноцитов в результате нарушенной функции  экзосомы и высвобождения определенных белков, РНК и микроРНК из клеток. Нарушение в EXPH5 также приводит к уменьшению клеточной адгезии базальной мембраной, что объясняет описанную кожную патологию. С точки зрения клеточной патологии, есть заметное разрушение кератина филаментной сети. Действительно, некоторые из кератина нить агрегации показывает корзину-ткут узор и мяч агрегатов, которые напоминают генерализованный тяжелой ев симплекс связанные с доминант-негативных мутаций в KRT5 или KRT14. Действительно, аггрегация кератиновых ннитей напоминает структуры по типу плетения корзины, а также шаровидные структуры, что говорит о генерализованном тяжелом простом БЭ, связанным с доминант-негативными мутациями в KRT5 или KRT14. Экзофилин-5 колокализуется с Rab27B в определённых компартментах клетки и, возможно, контролируют функции β4 интегрина в кератиноцитах. В настоящее неизвестно, как ГТФаза влияет на взаимодействие систем микротрубочек и кератиновых нитей. В будущем идентификация ключевых белков, вовлеченных в эту связь, скорее всего, обеспечит новое понимание патофизиологии образования пузырей на коже и гомеостаза кожи.

EXPH5: клинико-патологические комментарии

Ключом к диагностике данного подтипа аутосомно-рецессивного простого БЭ могут быть клиническая картина и результаты биопсия кожи. Во-первых, относительно лёгкое течение пузырей в сочетании с аутосомно-рецессивным типом наследования даёт хорошую подсказку в постановке диагноза. Более того, естественное течение заболевания предполагает улучшение по мере увеличения возраста пациента. При исследовании ультраструктуры кожи можно увидеть аномальные скопления цитоплазматических везикул и, где возможно иммуноокрашивание с антителами к экзофилину-5 можно увидеть полное отсутствие окрашивания. Методы секвенирования нового поколения помогут в постановке диагноза при биаллельных мутациях с потерей функции в EXPH5.

ITGA3: пограничный буллёзный эпидермолиз

Обнаружение гена-кандидата использовалось для изучения патогенных мутаций в ITGA3, хотя, кожный компонент в структуре патологии был незначителен по сравнению с основным воспалительным процессом, затрагивающим легкие и почки. В данном случае были мелкие пузыри и просвечивающая электронная микроскопия показала расщепление в пределах светлой пластинки, редупликацию тёмной пластинки и полное отсутствие иммуноокрашивания для α3 субъединицы интегрина в базальной мембране кожи. Сэнгер-секвенирование впоследствии подтвердило мутацию с потерей функции в ITGA3. После описания данного случая, еще два случая были представлены с нефротическим синдромом, воспалительными явлениями в лёгких и незначительными волдырями на коже, были также выявлены с помощью Сэнгер-секвенирования другие мутации. Впоследствии, были описаны ещё два известны случая, хотя ни в одном из них не было проявления пузырей на коже.

ITGA3: клинические особенности

На сегодняшний день только пять случаев БЭ, связанного с мутациями в ITGA3 были описаны; все представленные новорождённые были тяжело больны и кожный процесс был не основным определяющим тяжесть состояния процессом. Первый новорожденный, осмотренный в течение нескольких часов после рождения имел нарушения дыхания и ему требовалась искусственная вентиляция лёгких. В течение двух недель, у этого новорожденного развилась почечная недостаточность с массивной протеинурией. Однако, поражения кожи не проявлялись до тех пор, пока по прошествии трех месяцев стали появляться небольшие пузыри и эрозии, возникающие после незначительных травм. Ребенок скончался до восьмимесячного возраста из-за легочной инфекции. Второй новорожденных был с дыхательной недостаточностью на 48 часу жизни, у него развился нефротический синдром в шесть недель жизни; умер от полиорганной недостаточности в возрасте двух месяцев; поражения кожи не выявлялись. У третьего больного развилась лихорадка и дыхательная недостаточность в двухмесячном возрасте, протеинурия в пять месяцев и пузыри на голени (изначально проявляясь как эритематозные участки) в возрасте четырех месяцев. Ребенок умер в возрасте 17 месяцев от полиорганной недостаточности. Было очевидно, что экспрессия гена-кандидата была выражена в лёгких, почках и коже. Однако в четвертом случае была дыхательная недостаточность при рождении и нефротический синдромом, но не было пузырей. В этом случае имелось интерстициальное поражение легких и односторонняя гипоплазия почек и гидронефроз; ребенок умер от дыхательной недостаточности в возрасте 7 месяцев. В пятом случае был респираторный дистресс-синдром в 2-недельном возрасте, требовалась ИВЛ. У него была интерстициальная пневмония, аномалии положения почек (перекрестная эктопия почки) и нефротический синдром; дерматологические изменения ограничивались поредением волос и дистрофией ногтей стоп, которые проявились с пяти месяцев. Ребенок умер в возрасте в 7 месяцев от легочной инфекции.

ITGA3: молекулярная патология

Первые три описанных случая БЭ, связанных с мутациями в ITGA3 были опубликованы в одной статье. Все пациенты были от близкородственных браков и имели гомозиготные мутации. У первого случая, из южной Италии, была гомозиготная мутация со сдвигом рамки считывания, c.1173_1174del  (p.Pro392Valfs*2). Во втором случае, из Газы, была гомозиготная мутация в акцепторном сайте сплайсинга, c.1538-1G>A. В третьем случае, из Пакистана, была гомозиготноая миссенс-мутация, c.1883G>C (p.Arg628Pro), произошедшая в пределах внеклеточного домена α3 интегрина, что могло препятствовать сплайсингу экзонов. Мутация в четвертом случае (из Нидерландов) был также гомозиготной миссенс-мутацией, c.1045G>T (p.Ala-349Ser), как и в пятом случае, c.1387C>T (p.Arg463Trp). Информация о молекулярной патологии в первом случае поступила от гистологии кожи и иммуногистохимии, где была выявлена выраженная дезорганизация базальной мембраны и полное отсутствие иммуноокрашивания для α3 интегрина. В двух других случаях и первоначальном мутации ДНК в ITGA3 были диагностированы путем сравнения их с данными архива восьми неродственных пациентов с врожденным нефротическим синдромом. В четвёртом случае диагноз поставлен после исключения других генов-кандидатов и Сэнгер-секвенирования ITGA3, тогда как в пятом случае, было использовано иммуногистохимическое исследование кожи для выявления α3 интегрина в качестве гена-кандидата, несмотря на отсутствие повреждений кожи клинически.

ITGA3: патологии кожи

Альфа-3-субъединицы интегрина димеризуются с β1 субъединицами в пределах  дермально-эпидермальной границы. В первом случае пациент с мутацией с потерей функции ITGA3, при просвечивающей электронной микроскопии показал некоторые структурные сходства с ранее описанными изменениями α3 интегрина у мышей. В частности, кожа пациента была истончена, а темная пластинка базальной мембраны была прерывистой. Хотя прерывистая темная пластинка, как правило, располагалась на дне пузыря, она иногда прикреплялась к клеточным скоплениям, что формирует многочисленные уровни расслоения базальной мембраны. Хотя изучение патологии кожи показало некоторые гистологические сходства с синдромом Киндлера, изучение гена-кандидата идентифицировало полное отсутствие иммунореактивности α3 интегрина в коже пациента. Первоначальные результаты биопсии кожи трех пациентов описанных выше, которые впервые представлены в этом обзоре, показали расщепление в основном в пределах светлой пластинки и редупликацию базальной мембраны, но нормальные гемидесмосомальные связи фибриллярных структур. В этом случае иммуноокрашивание для α3 субъединицы интегрина полностью отсутствовало, в отличие от  обычной интенсивности окрашивания для β1 субъединицы интегрина, в соответствии со способностью для β1 интегрина к димеризации с другими субъединицами интегрина. Функциональные исследования в трех случаях показали неблагоприятные последствия мутации (p.Ala349Ser, c.1538-1G>A, and p.Arg463Trp) на структуру, процессинг и димеризацию α3 интегрина.

ITGA3: клинико-патологические комментарии

Ключом к диагностике этой редкой формы БЭ являются основные клинические симптомы воспалительного поражения легких и почек. При наличии выраженной дыхательной недостаточности, легочной инфильтрации и инфекции, а также нефротического синдрома и почечной недостаточности, обнаружение неярко выраженных пузырей на коже, которые начинаются в период от двух до четырех месяцев жизни, рекомендуется проведение иммуноокрашивания для обнаружения изменений α3 интегрина или Сэнгер-секвенирования ITGA3; эти исследования рекомендуется для выявления генов-кандидатов. Особенности клинического течения этого генодерматоза отражает преобладание тканевой экспрессии α3 интегрина в почках, легких и коже. Тем не менее, ясно, что пузыри на коже, либо нерезко выражены или отсутствуют при этом заболевании; остаётся спорным вопрос являются или нет фенотипические последствия мутации ITGA3 частью клинического многообразия БЭ, определяемого как группа наследственных пузырных заболеваний кожи.

Выводы

В настоящем обзоре описаны основные клинические и молекулярные особенности, связанные с тремя недавно описанными формами БЭ. Хотя эти заболевания встречаются редко, понимание их природы позволяет их признать в качестве отдельных клинико-патологических форм и выделить в отдельный клинический диагноз в подобных случаях. Кроме того, все случаи мутаций связаны с потерей функции, что дает некоторое представление о последствиях для человека полной потери экспрессии этих специфических белков. Таким образом, клинические, патологические и молекулярные данные обеспечивают улучшенное понимание механизмов, лежащих в основе целостности кожи, и, кроме того, позволяют подчеркнуть некоторые компенсаторные процессы, которые могут возникнуть при патологии. В будущем, скорее всего, будет выявлено несколько новых форм БЭ, что добавит новые данные о патофизиологии пузырей кожи.