CASQ2: клинико-генетические особенности катехоламинергической полиморфной желудочковой тахикардии в трех семьях

Полный текст

Катехоламинергическая полиморфная желудочковая тахикардия (КПЖТ) относится к группе каналопатий и характеризуется возникновением двунаправленной или полиморфной желудочковой тахикардии в ответ на адренергическую стимуляцию. Распространенность заболевания точно не установлена и оценивается как 1:10000–1:100000 [1, 2]. Средний возраст манифестации заболевания составляет 12 лет [3, 4]. В настоящее время КПЖТ признана одной из значимых причин внезапной сердечной смерти (ВСС) у детей [4].

С точки зрения молекулярно-генетической причины заболевания предрасположенность к возникновению неустойчивой аритмии возникает вследствие избыточного накопления ионов Ca2⁺ в цитоплазме кардиомиоцитов [5]. Наиболее частые причины развития заболевания – мутации в генах RYR2 и CASQ2 [6, 7].

Ген CASQ2 кодирует кардиальную изоформу кальсеквестрина, расположенного в саркоплазматическом ретикулуме кардиомиоцитов, так называемого кальсеквестрина-2, который отвечает за связывание ионов Ca2⁺ в терминальных цистернах саркоплазматического ретикулума, участвует в регуляции высвобождения кальция, связываясь с рианодиновым рецептором [7]. Мутации в гене CASQ2 приводят к нарушению способности кальсеквестрина-2 связывать ионы Ca2+, способствуя их накоплению в цитоплазме и появлению отсроченных постдеполяризаций. Нарушение заряда на внутренней мембране кардиомиоцита обусловливает проаритмогенное действие.

Мутации в гене CASQ2 – вторая по частоте причина развития КПЖТ. Они встречаются в 3–5% случаев и, как правило, ассоциируются с более тяжелым течением заболевания [3, 8]. К клинической манифестации заболевания приводят мутации в гене CASQ2 в гомозиготном или компаунд-гетерозиготном состоянии, что свидетельствует об аутосомно-рецессивном типе наследования. Однако есть публикации, в которых описаны редкие наблюдения клинической манифестации заболевания у больных с мутациями в гене CASQ2 в гетерозиготном состоянии. Механизмы, приводящие к фенотипическим проявлениям заболевания у больных с мутациями в гене CASQ2 в гетерозиготном состоянии, многогранны и в ряде случаев связаны с особенностями конформации белка кальсеквестрина-2, когда белок, не способный к димеризации, удаляется из саркоплазматического ретикулума и впоследствии разрушается [3, 8].

В данной серии наблюдений мы проанализировали клинические характеристики и генетические особенности трех семей, где у пациентов с клинической симптоматикой были выявлены мутации в гене CASQ2, три из которых прежде не описаны в литературе. У двух пробандов имели место мутации в компаунд-гетерозиготном состоянии, у одного – в гомозиготном. Целью работы был анализ течения заболевания у больных с КПЖТ с мутациями в гене CASQ2, три из которых не описаны в литературе, что будет способствовать своевременной диагностике КПЖТ и улучшению прогноза в этой группе больных.

Материал и методы

Пациенты с синкопальными состояниями и/или с зарегистрированной нагрузочной полиморфной желудочковой тахикардией были направлены для обследования в НИКИ педиатрии и детской хирургии им. академика Ю. Е. Вельтищева. Инструментальные методы исследования включали электрокардиографию (ЭКГ), эхокардиографию, холтеровское мониторирование сердечного ритма (ХМ-ЭКГ), тредмил-тест для детей старше 6 лет. Пациентам с клинически установленным диагнозом КПЖТ или при подозрении на наличие данного заболевания было рекомендовано проведение молекулярно-генетического исследования. Такое исследование включало проведение полного экзомного или полного геномного секвенирования пробандам с последующим поиском выявленной мутации методом прямого автоматического секвенирования по Сэнгеру у родственников первой линии родства.

В качестве критериев включения в данное наблюдательное исследование (описание серии клинических наблюдений) были выбраны следующие условия:

• наличие установленного согласно текущим клиническим рекомендациям диагноза КПЖТ;
• наличие мутации в гене CASQ2.

Проведение исследования одобрено этическим комитетом НИКИ педиатрии и детской хирургии им. академика Ю. Е. Вельтищева (протокол № 2 от 17.02.2023). Добровольные согласия на участие в исследовании подписаны законными представителями пациентов.

Клинические наблюдения

Семья 1

Клинические данные

Из анамнеза известно, что у двух братьев (пациент 1 и пациент 2) манифестация заболевания произошла в возрасте 3 лет в виде синкопального состояния во время физической нагрузки. Диагноз установлен на основании данных ХМ-ЭКГ, где была зарегистрирована нагрузочная двунаправленная желудочковая тахикардия (рис. 1).

 

Рис. 1. Фрагмент холтеровского мониторирования электрокардиограммы: на фоне синусовой тахикардии с частотой сердечных сокращений 121 уд/мин регистрируется полиморфная желудочковая экстрасистолия, переходящая в полиморфную желудочковую тахикардию (начало эпизода выделено красной рамкой), с последующим развитием двунаправленной желудочковой тахикардии длительностью 6 секунд; затем двунаправленная желудочковая тахикардия купируется и регистрируется желудочковая экстрасистолия по типу бигеминии и восстановление синусового ритма с частотой сердечных сокращений 100 уд/мин

 

При рутинном обследовании в обоих случаях были выявлены такие дополнительные признаки, как выраженная брадикардия и атриовентрикулярная диссоциация. После установления диагноза назначена специфическая антиаритмическая терапия атенололом 1 мг/кг/сут, прием препарата был регулярным и контролировался родителями детей. В связи с прогрессирующей брадикардией, с целью поддержания оптимальных доз терапии бета-адреноблокатором пациентам был имплантирован электрокардиостимулятор. Несмотря на регулярный прием антиаритмической терапии (атенолол в дозе не менее 1 мг/кг/сут), синкопальные состояния рецидивировали в обоих случаях с частотой до нескольких раз в год. Принимая во внимание наличие данных состояний, несмотря на оптимальную медикаментозную терапию, с целью предотвращения ВСС была настоятельно рекомендована имплантация кардиовертера-дефибриллятора, однако от родителей получен отказ. ВСС произошла у старшего брата (пациент 1) в возрасте 14 лет, перед событием родители отмечали повышенную тревожность и эмоциональную лабильность ребенка.

Суправентрикулярная тахикардия (эктопическая предсердная тахикардия и фибрилляция предсердий) с частотой сердечных сокращений (ЧСС) 177 уд/мин у пациента 2 была выявлена впервые через 8 лет наблюдения по данным ХМ-ЭКГ. В связи с этим была начата комбинированная антиаритмическая терапия атенололом (1 мг/кг/сут) и препаратом класса IС этацизином (2 мг/кг/сут). После назначения комбинированной антиаритмической терапии в течение 17 лет синкопальные состояния не рецидивировали.

Родители братьев бессимптомны. Дети пациента 2 (мальчик 6 лет и девочка 1 года) также не имеют клинической симптоматики. По данным обследования в условиях стационара, у девочки отмечается единичная наджелудочковая экстрасистолия. Родословная пациентов 1 и 2 представлена на рис. 2.

 

Рис. 2. Родословная пациентов 1, 2 (семья 1); ВСС – внезапная сердечная смерть

 

Молекулярно-генетические данные

Пациенту 2 проведено полное геномное секвенирование с последующим выполнением родителям пробанда исследования методом прямого автоматического секвенирования по Сэнгеру, в результате которого выявлена компаунд-гетерозиготная форма заболевания. В гене CASQ2 обнаружен не описанный ранее в литературе вариант p.Leu167Pro (c.500T>C) в гетерозиготном состоянии в экзоне 4 из 11 экзонов, который приводит к аминокислотной замене. Данный вариант выявлен методом прямого автоматического секвенирования по Сэнгеру у матери пробанда. В том же гене CASQ2 у пациента 2 обнаружен не описанный ранее в литературе вариант p.Asp325GlyfsTer7 (c.974_983del) в гетерозиготном состоянии в экзоне 10 из 11 экзонов, который приводит к сдвигу рамки считывания и образованию преждевременного стоп-кодона. Данный вариант выявлен при проведении полного экзомного секвенирования у отца пробанда, а также у его детей.

Семья 2

Клинические данные

Девочка (пациент 3) была направлена в нашу клинику в возрасте 6 лет в связи с зарегистрированными бессимптомными эпизодами неустойчивой двунаправленной желудочковой тахикардии по данным ХМ-ЭКГ при повышении ЧСС более 160 уд/мин. После установления диагноза с целью первичной профилактики развития жизнеугрожающих нарушений ритма и синкопальных состояний назначена специфическая антиаритмическая терапия – атенолол в дозе 1,3 мг/кг/сут с последующей титрацией дозы до 2 мг/кг/сут. На фоне терапии бета-адреноблокатором по данным ХМ-ЭКГ и тредмил-теста при повышении ЧСС более 130 уд/мин регистрировалась частая полиморфная одиночная и парная желудочковая экстрасистолия, залпы полиморфной желудочковой тахикардии, а также короткие залпы суправентрикулярной (узловой) тахикардии, что послужило основанием для назначения второго антиаритмического препарата – пропафенона – в дозе 7 мг/кг/сут. Несмотря на регулярный прием комбинированной антиаритмической терапии, в возрасте 9 лет развилось синкопальное состояние на фоне эмоционального напряжения (во время выполнения школьного домашнего задания). С целью предотвращения развития ВСС проведено оперативное вмешательство – видеоассистированная торакоскопическая левосторонняя симпатэктомия. В течение двух лет после операции синкопальных состояний не наблюдалось, желудочковые и наджелудочковые нарушения ритма по данным контрольных ХМ-ЭКГ и тредмил-теста не зарегистрированы.

В рамках семейного каскадного скрининга проведено обследование бессимптомных родственников пациентки. У матери и у одного из братьев нарушения ритма не были зарегистрированы по данным ХМ-ЭКГ, в том числе после адекватной физической нагрузки. У младшего из братьев (пациент 4) по данным ХМ-ЭКГ отмечена полиморфная одиночная и парная желудочковая экстрасистолия, а также залпы полиморфной желудочковой тахикардии, в связи с чем был установлен диагноз КПЖТ и начата специфическая антиаритмическая терапия. Родословная пациентов 3 и 4 отображена на рис. 3.

 

Рис. 3. Родословная пациентов 3, 4 (семья 2)

 

Молекулярно-генетические данные

У пациентки 3 по результатам полного экзомного секвенирования выявлена компаунд-гетерозиготная форма заболевания. Обнаружен ранее описанный в литературе патогенный вариант c.939+5G>C в гетерозиготном состоянии в интроне 9 из 10 интронов гена CASQ2, который приводит к аберрантному сплайсингу. Данный вариант выявлен методом прямого автоматического секвенирования по Сэнгеру у матери ребенка. В том же гене у пациентки 3 обнаружен ранее описанный в литературе патогенный вариант p.Gly127= (c.381C>T) в гетерозиготном состоянии в экзоне 3 из 11 экзонов гена CASQ2, который также приводит к аберрантному сплайсингу. Данный вариант подтвержден методом прямого автоматического секвенирования по Сэнгеру у отца ребенка.

Прямое автоматическое секвенирование по Сэнгеру проводилось сибсам пробанда. У ее младшего брата (пациент 4) выявлены две аналогичные мутации. Таким образом, у пациента 4, так же как у пациентки 3, имеет место компаунд-гетерозиготная форма заболевания.

Семья 3

Клинические данные

У пациента 5 в возрасте четырех лет впервые развилось синкопальное состояние на фоне физической активности (бег), сопровождавшееся тоническими судорогами и непроизвольным мочеиспусканием. В последующем синкопе рецидивировали с частотой до нескольких раз в месяц и были связаны как физической, так и эмоциональной нагрузкой. По данным ХМ-ЭКГ, в возрасте четырех лет развитию синкопального состояния предшествовала незначительная синусовая тахикардия с ЧСС до 122 уд/мин (на ее фоне регистрировали полиморфную желудочковую экстрасистолию), залпы полиморфной желудочковой тахикардии с ЧСС 231 уд/мин с трансформацией в фибрилляцию желудочков, которая далее вновь переходила в полиморфную желудочковую тахикардию с последующим восстановлением синусового ритма. Диагноз КПЖТ был установлен в возрасте 7 лет ретроспективно и по данным обследования в условиях стационара. Кроме желудочковых нагрузочных нарушений ритма (полиморфной желудочковой экстрасистолии и тахикардии) были выявлены такие признаки, как выраженная синусовая брадикардия, укорочение интервала PQ и эпизоды ускоренного узлового ритма с ЧСС 120 уд/мин. Семейный анамнез отягощен: по линии отца имели место случаи ВСС – дедушка пробанда погиб в возрасте 47 лет, прадедушка – в возрасте 33 лет, двоюродный дедушка – в возрасте 43 лет (рис. 4).

 

Рис. 4. Родословная пациента 5 (семья 3); ВСС – внезапная сердечная смерть

 

После установления диагноза назначена антиаритмическая терапия атенололом в дозе 1 мг/кг/сут с последующим повышением дозы до 1,7 мг/кг/сут. В связи с наличием эпизодов ускоренного узлового ритма к терапии добавлен пропафенон в дозе 5 мг/кг/сут. На фоне регулярного приема комбинированной антиаритмической терапии синкопальных, предсинкопальных состояний не наблюдалось. Однако в связи с наличием нагрузочной желудочковой экстрасистолии по данным тредмил-теста при плановом обследовании в возрасте 10 лет и принимая во внимание отягощенный семейный анамнез, ребенку проведено оперативное вмешательство – видеоторакоскопическая левосторонняя симпатэктомия. После хирургического лечения синкопальных, предсинкопальных состояний не наблюдалось в течение четырех лет, ребенок продолжает получать комбинированную антиаритмическую терапию с поддержанием терапевтических доз. Общий период наблюдения составил 10 лет.

Молекулярно-генетические данные

Пациенту 5 проведено полное экзомное секвенирование, обнаружен ранее не описанный в литературе вариант p.Glu259Ter (c.775G>T) в гомо- или гемизиготном состоянии в экзоне 7 из 11 экзонов гена CASQ2, который приводит к образованию преждевременного стоп-кодона. Вариант не встречается в базе данных популяционных частот gnomAD и с большой вероятностью приводит к потере соответствующей копии гена.

Результаты

У 5 пациентов с мутациями в гене CASQ2 в гомозиготной или компаунд-гетерозиготной форме отмечалось тяжелое течение заболевания. Возраст манифестации заболевания (в виде синкопального состояния) варьировал от 3 до 9 лет. При обследовании в условиях стационара у 3 из 5 пациентов отмечались дополнительные электрофизиологические признаки заболевания, такие как синусовая брадикардия по данным ХМ-ЭКГ, укорочение интервала PQ, эпизоды атриовентрикулярной диссоциации. Наблюдался также полиморфизм нарушений сердечного ритма, то есть регистрировались не только желудочковые, но и суправентрикулярные нарушения сердечного ритма, такие как эктопическая предсердная тахикардия, атриовентрикулярная узловая риентри-тахикардия, фибрилляция предсердий, трепетание предсердий. Наличие аритмогенных событий, несмотря на регулярный прием антиаритмической терапии, отмечалось в 3 из 5 случаев, что свидетельствует о низкой эффективности медикаментозной терапии. У одного пациента имела место ВСС. Длительность наблюдения варьировала от 2 до 26 лет и в среднем составила 11 лет. Клинико-электрофизиологические особенности течения заболевания, а также демографические данные обобщены в таблице.

 

Клинико-демографические данные пациентов

Показатель	Номер пациента
	1	2	3	4	5
Пол	м	м	ж	м	м
Возраст манифестации, годы	3	3	9	–	4
Брадикардия	+	+	–	–	+
Укорочение интервала PQ	+	+	–	–	+
Атриовентрикулярная диссоциация	+	+	–	–	+
Суправентрикулярные нарушения сердечного ритма	ФП, ТП	ЭПТ, ФП	АВУРТ	–	АВУРТ
Синкопе	+	+	+	–	+
Внезапная остановка кровообращения	+	–	–	–	–
Наличие аритмогенных событий несмотря на терапию бета-адреноблокаторами	+	+	+	–	–
Внезапная сердечная смерть	+	–	–	–	–
Длительность наблюдения, годы	11	26	6	2	10

АВУРТ – атриовентрикулярная узловая риентри-тахикардия, ж – женщина, м – мужчина, ТП – трепетание предсердий, ФП – фибрилляция предсердий, ЭПТ – эктопическая предсердная тахикардия

 

Обсуждение

Известно, что мутации в гене CASQ2 – вторая по распространенности причина развития КПЖТ с долей до 5% от всех случаев [3, 8]. Клинико-генетические данные больных КПЖТ с мутациями в CASQ2 немногочисленны. В данной серии наблюдений мы описали 5 пациентов из трех неродственных семей с КПЖТ с мутациями в гене CASQ2. Гетерозиготные носители были бессимптомны и не имели электрофизиологических признаков заболевания при углубленном обследовании.

Мы показали, что КПЖТ, ассоциированная с мутациями в генах CASQ2, отличается крайне тяжелым течением заболевания, что согласуется с данными литературы [3, 7, 9]. Об этом свидетельствует ранняя манифестация заболевания, резистентность к специфической антиаритмической терапии бета-адреноблокаторами, полиморфизм нарушений сердечного ритма (наличие как желудочковых, так и наджелудочковых нарушений), высокий риск развития ВСС. В данной серии клинических наблюдений желудочковые нарушения ритма сохранялись у всех больных после старта специфической антиаритмической терапии, если не была выполнена селективная левосторонняя симпатэктомия. Низкая эффективность медикаментозной терапии указывает на необходимость развития персонифицированного подхода к лечению указанной группы больных.

В связи с высокими рисками развития жизнеугрожающих состояний и низкой эффективностью терапии бета-адреноблокаторами наличие мутаций в гене CASQ2 в гомозиготной или компаунд-гетерозиготной форме должно рассматриваться как дополнительный фактор, способствующий принятию решения о проведении оперативного вмешательства – левосторонней симпатэктомии, данные об эффективности которой растут [10–13]. Своевременная имплантация кардиовертера-дефибриллятора способствует снижению риска развития ВСС [14, 15].

В представленной серии случаев у каждого ребенка с периодом наблюдения больше 3 лет помимо желудочковых нарушений ритма имели место эпизоды эктопической суправентрикулярной тахикардии. Ранее было показано, что суправентрикулярные нарушения ритма, такие как атриовентрикулярные реципрокные тахикардии, фокусная предсердная тахикардия, фибрилляция и трепетание предсердий, могут служить триггерами желудочковых нарушений ритма у больных КПЖТ, в том числе полиморфной и двунаправленной желудочковой тахикардией [16]. Полиморфизм нарушений ритма, предположительно, обусловлен изменением электрофизиологических свойств не только кардиомиоцитов желудочков, но и предсердий [17].

Для предотвращения возникновения суправентрикулярных нарушений сердечного ритма, которые в ряде случаев выступали триггером для развития желудочковых нарушений, назначалась комбинированная антиаритмическая терапия. Известно, что комбинированная антиаритмическая терапия применяется с целью контроля не только наджелудочковых, но и желудочковых нарушений сердечного ритма у больных с КПЖТ [18]. Так, в 2017 г. в ходе рандомизированного плацебоконтролируемого клинического исследования P. J. Kannankeril и соавт. показали, что добавление флекаинида к лечению бета-адреноблокаторами статистически значимо снижает риск возникновения нагрузочных желудочковых аритмий у больных с КПЖТ и, следовательно, может способствовать уменьшению риска развития аритмогенных событий [19]. Доказательная база эффективности флекаинида непрерывно растет [20, 21]. Еще один препарат, снижающий возникновение проаритмогенных кальциевых токов в кардиомиоцитах и потенциально эффективный у больных с КПЖТ, – пропафенон [22, 23]. Для того чтобы установить, эффективно ли добавление к терапии препаратов класса IC у больных с мутациями в гене CASQ2 и целесообразно ли расширение показаний к назначению комбинированной антиаритмической терапии у данной группы больных, необходимо проведение дополнительных исследований.

Вопрос о необходимости назначения специфической антиаритмической терапии бессимптомным родственникам пробанда, носителям гетерозиготной мутации в гене CASQ2, пока остается открытым. Согласно данным ряда исследований, носители гетерозиготных мутаций могут развивать характерную клиническую симптоматику и в ряде случаев нуждаются в лечении [3, 8, 9]. При этом спектр нарушений может варьироваться от наличия желудочковых нарушений сердечного ритма по данным тредмил-теста до развития ВСС. Возраст манифестации заболевания так же широко разнится, в связи с чем проведение обследования (тредмил-теста) необходимо при выявлении гетерозиготной мутации в гене CASQ2 [8]. Вероятной молекулярной основой для наличия клинических проявлений у больных с мутациями в гене CASQ2 в гетерозиготном состоянии служит нарушение конформации белка кальсеквестрина-2, когда изменение формирования четвертичной структуры белка обусловливает его удаление из саркоплазматического ретикулума [8]. В нашем исследовании родственники больных с подтвержденным наличием гетерозиготных мутаций в гене CASQ2 были бессимптомны и не имели желудочковых нарушений ритма по данным суточного ХМ-ЭКГ. Вместе с тем высокая концентрация ВСС в семейном анамнезе пациента 5 не позволяет исключить манифестацию заболевания при гетерозиготной мутации в CASQ2, хотя установить точную причину смерти не представлялось возможным. Дальнейшее исследование вероятности клинической манифестации заболевания при выявлении мутаций в гене CASQ2 в гетерозиготном состоянии будет способствовать повышению качества диагностики КПЖТ и улучшению точности прогнозирования рисков развития аритмогенных событий как у больных с КПЖТ, так и у бессимптомных родственников пациентов.

Заключение

В представленной когорте больных с мутациями в гене CASQ2 в гомозиготном или компаунд-гетерозиготном состоянии имело место тяжелое течение заболевания, что проявлялось ранней манифестацией патологии, полиморфизмом нарушений сердечного ритма и высокой резистентностью к медикаментозной терапии. Контроль суправентрикулярных нарушений ритма с помощью назначения комбинированной антиаритмической терапии и своевременное проведение оперативного вмешательства, такого как левосторонняя симпатэктомия и у части пациентов имплантация кардиовертера-дефибриллятора, были необходимы для предотвращения развития жизнеугрожающих состояний и улучшения прогноза данной группы больных. Дальнейшие исследования особенностей течения заболевания у больных с КПЖТ, ассоциированной с мутациями в гене CASQ2, будут способствовать разработке персонифицированных алгоритмов ведения данной группы пациентов.

Дополнительная информация

Финансирование

Работа выполнена по инициативе авторов без привлечения финансирования.

Конфликт интересов

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов

Оба автора внесли равный вклад в написание статьи. Оба автора прочли и одобрили финальную версию статьи перед публикацией, согласны нести ответственность за все аспекты работы и гарантируют, что ими надлежащим образом были рассмотрены и решены вопросы, связанные с точностью и добросовестностью всех частей работы.

Об авторах

Екатерина Константиновна Кульбачинская

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: katerina.mgmu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4214-6078

врач детский кардиолог, ассистент кафедры инновационной педиатрии и детской хирургии факультета дополнительного профессионального образования Научно-исследовательского клинического института педиатрии и детской хирургии имени академика Ю.Е. Вельтищева

Россия, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1

Вера Васильевна Березницкая

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России

Email: vera@pedklin.ru
ORCID iD: 0000-0002-2119-169X

канд. мед. наук, заведующая детским кардиологическим отделением нарушений сердечного ритма Научно-исследовательского клинического института педиатрии и детской хирургии имени академика Ю.Е. Вельтищева

Россия, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1

Список литературы

Дополнительные файлы