Врожденная аномалия цветового зрения — это состояние, при котором способность различать цвета отличается от нормы из-за врожденного отсутствия или функциональных нарушений колбочковых фотопигментов (L-колбочки, M-колбочки, S-колбочки). Поскольку это врожденное состояние, сам человек, особенно в раннем детстве, может не замечать отклонений в своем цветовосприятии. Другие зрительные функции обычно нормальны, и заболевание не прогрессирует (в случае врожденной красно-зеленой или сине-желтой аномалии).
Наиболее распространена врожденная красно-зеленая аномалия цветового зрения, составляющая большинство случаев в клинической практике. Она возникает из-за отсутствия фотопигмента L-колбочек (красных) или M-колбочек (зеленых) либо из-за нарушений экспрессии генов L и M на X-хромосоме. Вследствие X-сцепленного наследования значительно чаще встречается у мужчин.
Устаревшие термины «цветовая слепота» и «цветовая слабость» в настоящее время не рекомендуются к использованию, так как они могут способствовать предвзятому отношению к людям с этим состоянием. Вместо них предпочтительны термины «аномалия цветового зрения» или «разнообразие цветового зрения».
Большинство случаев врожденной красно-зеленой аномалии составляет аномальная трихромазия, при которой присутствуют все три типа колбочек, но один из них имеет смещенный пик чувствительности. Это не означает полное отсутствие цветового зрения. Красный и зеленый цвета выглядят очень похожими, что затрудняет их различение. Полная неспособность различать цвета характерна только для палочковой монохромазии (врожденной полной цветовой слепоты), которая встречается крайне редко.
По сравнению с нормальным цветовым зрением ощущение красного и зеленого отсутствует или очень слабое. При нормальном трихроматическом зрении красный и зеленый воспринимаются как очень разные цвета, но при врожденной красно-зеленой аномалии цветового зрения они кажутся очень похожими, иногда их невозможно различить. Поскольку это врожденное состояние, человеку трудно осознать аномалию.
Конкретные трудности в повседневной жизни включают:
Степень тяжести: аномальный трихроматизм (легкая) > дихроматизм (тяжелая).
Острота зрения, поля зрения и глазное дно в норме; нарушения выявляются только при цветовом тестировании (псевдоизохроматические таблицы, тест Панеля D-15, аномалоскоп).
Цветовая аномалия 1-го типа (протанопия)
Возникает из-за аномалии L-колбочек.
Дихромазия 1-го типа: отсутствие L-колбочек (только M- и S-колбочки).
Трихромазия 1-го типа: вместо L-колбочек имеются M’-колбочки (неполноценные M-колбочки).
Обычно трихромазия протекает легче, чем дихромазия.
Цветовая аномалия 2-го типа (дейтеранопия)
Возникает из-за аномалии M-колбочек.
Дихромазия 2-го типа: отсутствие M-колбочек (только L- и S-колбочки).
Трихромазия 2-го типа: вместо M-колбочек имеются L’-колбочки (неполноценные L-колбочки).
Это наиболее распространённая форма врождённой красно-зелёной аномалии цветового зрения.
Отсутствует зрительный пигмент S-колбочек, что затрудняет различение синего и жёлтого цветов. Наследуется по аутосомно-доминантному типу, без различий по полу. Частота встречаемости составляет 1 на 13 000–65 000 человек. Другие зрительные функции в норме, заболевание не прогрессирует.
Состояние, при котором колбочки не функционируют, и зрение осуществляется только палочками. С раннего детства наблюдается снижение остроты зрения (около 0,1), светобоязнь, дневная слепота (плохое зрение при ярком свете) и нистагм. Из-за отсутствия функции колбочек цветоразличение отсутствует, в сумерках острота зрения улучшается. Распространённость крайне низкая — около 0,0025–0,0055%. Различают полную форму и неполную, при которой частично сохраняется функция колбочек.
Состояние, при котором зрение осуществляется только S-колбочками и палочками, наследуется по X-сцепленному рецессивному типу. Частота составляет менее 1 случая на 100 000 человек, что является редким заболеванием. Сходно с палочковой монохромазией, но может сохраняться небольшая способность к различению цветов. Ранее считалось непрогрессирующим, однако нередки случаи прогрессирующего снижения зрения и макулярной дистрофии.
| Тип | Частота |
|---|---|
| Врожденная красно-зеленая цветовая слепота | Около 5% мужчин, около 0,2% женщин (японцы) |
| Врожденная тританопия | 1 на 13 000–65 000 человек |
| Палочковая монохромазия | Распространенность около 0,0025–0,0055% |
| S-колбочковая монохромазия | Менее 1 на 100 000 человек |
| Тип | Тип наследования | Ответственный ген | Примечания |
|---|---|---|---|
| Врожденная красно-зеленая цветовая слепота (тип 1 и 2) | X-сцепленное рецессивное наследование | Гены L и M (на X-хромосоме) | Чаще у мужчин. Женщины чаще являются носителями |
| Врожденная сине-желтая цветовая слепота (тип 3) | Аутосомно-доминантное наследование | Ген S (на 7-й хромосоме) | Нет различий по полу |
| Палочковая монохромазия | Аутосомно-рецессивное наследование | CNGA3, CNGB3, GNAT2 | Крайне редко |
| S-колбочковая монохромазия | X-сцепленное рецессивное наследование | Аномалия LCR-области или L/M миссенс-мутация | Менее 1 на 100 000 человек |
При X-сцепленном рецессивном наследовании (врожденная красно-зеленая цветовая слепота, S-колбочковая монохромазия) 50% сыновей матери-носительницы заболевают. Сами женщины-носительницы также могут иметь легкую цветовую аномалию из-за паттерна инактивации X-хромосомы. При аутосомно-рецессивном наследовании палочковой монохромазии заболевание развивается с вероятностью 25%, если оба родителя являются носителями.
Механизмы развития врожденной красно-зеленой цветовой слепоты делятся на два основных типа.
Врожденная цветовая слепота не может быть обнаружена без проведения цветового теста, так как острота зрения, поля зрения и глазное дно остаются нормальными.
Шаг 1: Скрининг — псевдоизохроматические таблицы
Наиболее широко используются таблицы Исихары. Рекомендуется комбинировать два или более типов таблиц, а не ограничиваться одним. Позволяет выявить наличие аномалии цветоощущения.
Шаг 2: Оценка степени — тест расположения цветовых оттенков
Подходит тест Панель D-15 (Farnsworth Panel D-15). Оценивает степень аномалии (сильная, средняя, легкая) и позволяет приблизительно различить 1-й и 2-й типы.
Шаг 3: Окончательный диагноз и определение типа — аномалоскоп
Стандартом является аномалоскоп Нагеля. Тип определяется по соответствию смеси красного (670 нм) и зеленого (546 нм) желтому (589 нм). Позволяет точно определить тип (1-й vs 2-й, дихромазия vs аномальная трихромазия) и используется для окончательного заключения о наличии аномалии цветоощущения.
Существуют таблицы, выявляемые с помощью второй части стандартной таблицы цветового зрения (для приобретенных аномалий). Следует учитывать, что обычная таблица Исихары их не выявляет.
При ЭРГ на полное поле стимуляции палочковая реакция нормальна, но колбочковая реакция значительно ослаблена. ОКТ используется для оценки структуры фовеа.
Согласно уведомлению Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии от 2014 года, обследование цветового зрения в рамках школьных медосмотров рекомендуется проводить по желанию. Идеально пройти детальное определение типа цветоаномалии у офтальмолога примерно в 4-м классе начальной школы (в период физической и психологической стабильности). Знание точного типа и степени нарушения до выбора образовательного пути помогает учащемуся сделать правильный выбор.
Для врожденной красно-зеленой цветослепоты, врожденной сине-желтой цветослепоты и монохромазии колбочек радикального лечения не существует. Очки с цветокорректирующими фильтрами улучшают различение некоторых цветов, но не восстанавливают нормальное цветовое зрение. Их нельзя использовать во время обследования. О генной терапии на стадии исследований см. раздел 7.
Поскольку цветоаномалия является врожденной, необходимо помнить, что для самого человека ошибочное восприятие цвета никогда не является «неправильным». Самое важное — при выборе будущего образования и профессии в полной мере учитывать наличие цветоаномалии, чтобы избежать трудностей, связанных с ней.
В школьном возрасте необходимо следить за тем, чтобы у ребенка с нарушением цветового зрения не возникало чувства неполноценности. Лучше сообщить учителям школы о наличии нарушения цветового зрения. Информирование классного руководителя облегчает получение поддержки, такой как использование цветных записей на доске, учет цветных графиков и расположение парт.
Важна передача информации, не полагающаяся только на цвет (комбинация цвета + формы, узора, текстовых меток). В образовательной среде рекомендуется следующее:
Из-за X-сцепленного рецессивного наследования мать часто является носителем. У сыновей женщин-носителей вероятность развития заболевания составляет 50%. Сине-желтая цветовая слепота и колбочковая монохроматия, наследуемые по аутосомному типу, имеют другие паттерны наследования, поэтому рекомендуется генетическое консультирование в зависимости от типа.
Нарушение цветового зрения является врожденной особенностью, и сам ребенок не должен испытывать чувства неполноценности. Сообщите информацию классному руководителю и попросите учитывать цветовое оформление доски и учебных материалов — это будет практической поддержкой. Перед профориентацией в средней и старшей школе уточните у офтальмолога точный тип и степень нарушения, чтобы ребенок мог уверенно выбирать свой путь.
В сетчатке человека имеется три типа колбочек.
Мозг обрабатывает соотношение сигналов от трех типов колбочек, что позволяет распознавать цвета (теория трех цветов Юнга-Гельмгольца). Гены L и M расположены тандемно на X-хромосоме, и особенности их расположения создают предпосылки для высокой частоты мутаций1).
Гены L и M имеют около 98% гомологии, что способствует неравному кроссинговеру во время мейоза1). Неравный кроссинговер приводит к делеции гена L или M, либо к образованию гибридного гена L/M. При образовании гибридного гена спектр поглощения колбочкового пигмента смещается от исходного положения, что приводит к аномальной трихромазии. Полная делеция гена приводит к дихромазии.
Классификация и молекулярные механизмы врожденных красно-зеленых аномалий цветового зрения представлены ниже1).
| Классификация | Состояние колбочек | Молекулярный механизм |
|---|---|---|
| Нормальное трихроматическое зрение | L + M + S все нормальны | — |
| Протанопия | Отсутствие L (только M + S) | Полная делеция гена L |
| Дихромазия 2-го типа | Дефицит M (только L + S) | Полная делеция гена M |
| Трихромазия 1-го типа | Замена L→M’ (M’ + M + S) | Гибридный ген L/M (сдвиг в сторону M) |
| Трихромазия 2-го типа | Замена M→L’ (L + L’ + S) | Гибридный ген L/M (сдвиг в сторону L) |
Мутации в гене S (на 7-й хромосоме) приводят к дефициту S-колбочкового фотопигмента. Наследование аутосомно-доминантное, не связанное с X-хромосомой, поэтому различий по полу нет. Заболевание проявляется при мутации только одного аллеля (доминантное наследование), поэтому вероятность передачи от больного родителя ребенку составляет 50%.
Причиной является аномалия субъединиц, составляющих цГМФ-зависимый катионный канал (CNG-канал) колбочек.
Потеря функции CNG-канала приводит к отсутствию светового ответа колбочек, и зрение обеспечивается только палочками.
Делеция LCR (locus control region) приводит к невозможности экспрессии как L-, так и M-гена, либо миссенс-мутации L- и M-колбочек вызывают потерю функции. Ранее считалось, что заболевание не прогрессирует, однако немало случаев сопровождается прогрессирующим снижением зрения и макулярной дистрофией.
Mancuso и коллеги сообщили об успешном восстановлении красно-зеленого цветового зрения у модели беличьей обезьяны (макака-резуса) путем введения гена L-опсина с помощью AAV-вектора 2). Это новаторское сообщение, показывающее, что даже в зрелой нервной системе млекопитающих можно создать новый цветовой канал с помощью генной терапии. Генная терапия врожденных красно-зеленых аномалий цветового зрения у человека пока не дошла до клинических испытаний из-за проблем безопасности и этики.
Для колбочковой монохромазии (ахроматопсии) проводятся клинические испытания (фаза I/II) генной терапии с использованием AAV-векторов, нацеленных на гены CNGA3 и CNGB3 1).
Существуют коммерчески доступные очки для коррекции цветового зрения (например, EnChroma), которые фильтруют свет определенных длин волн и могут улучшить различение некоторых цветов. Однако они не добавляют новых цветовых каналов и не улучшают результаты тестов на цветовое зрение.
В 2003 году в результате поправок к Закону о школьном здравоохранении и безопасности цветовое зрение было исключено из обязательных пунктов регулярных медицинских осмотров. Впоследствии сообщалось о случаях, когда люди сталкивались с трудностями при выборе профессии, не осознавая своего нарушения цветового зрения. В 2014 году Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий выпустило уведомление, вновь рекомендующее проведение проверок цветового зрения в школах (только по желанию) 3).
В настоящее время проводятся клинические испытания генной терапии колбочковой монохромазии (врожденной полной цветовой слепоты), и ожидается дальнейший прогресс. Что касается врожденного красно-зеленого нарушения цветового зрения, у обезьян было зарегистрировано восстановление цветового зрения, но для применения у человека необходима проверка безопасности и этических аспектов, и сроки внедрения пока не определены.
