Ахроматопсия (ACHM) — редкое двустороннее наследственное заболевание сетчатки, при котором утрачивается функция всех трех типов колбочек. Также называется «палочковым монохроматизмом» или «полной цветовой слепотой»1).
Распространенность в мире оценивается примерно как 1 случай на 30 000 человек1). Наследование аутосомно-рецессивное, системных нарушений нет, продолжительность жизни нормальная.
Различают две формы ACHM: полную и неполную. При полной форме функция всех колбочек отсутствует; при неполной форме по крайней мере один подтип колбочек сохраняет остаточную функцию, острота зрения составляет около 20/40–20/120, а светобоязнь и нистагм менее выражены2).
Заболевание вызывают шесть генов (CNGA3, CNGB3, GNAT2, PDE6C, PDE6H, ATF6), и в более чем 90% случаев удается идентифицировать причинный ген1)2). Только два гена — CNGA3 и CNGB3 — составляют 80–90% всех случаев.
Обратите внимание, что общие нарушения цветового зрения (врожденные аномалии цветового зрения) вызваны аномалией одного или двух типов колбочковых зрительных пигментов и влияют только на цветовое зрение. ACHM принципиально отличается тем, что все колбочки не функционируют, что приводит к снижению остроты зрения, нистагму и светобоязни.
Известен случай эффекта основателя на острове Пингелап (Микронезия). После тайфуна в 1700-х годах среди резко сократившегося населения распространилась мутация CNGB3 (p.S435F), достигнув распространенности около 10% и частоты носительства около 30%1)2).
Обычные врожденные нарушения цветового зрения вызваны аномалией одного или двух типов колбочковых зрительных пигментов, затрагивают только цветовое зрение, и острота зрения находится в пределах нормы. При ахроматопсии отсутствует функция всех трех типов колбочек, поэтому помимо потери цветового зрения наблюдается снижение остроты зрения (примерно до 0,1 и ниже), нистагм, светобоязнь и гемералопия, что принципиально отличает ее.
Симптомы ACHM начинают проявляться в течение первых недель после рождения.
Парадоксальная реакция зрачка: Начальное сужение зрачка в темноте, характерный признак. Важный ключ к диагностике у детей.
Данные офтальмоскопии: Вначале почти нормальные. Флюоресцентная ангиография также показывает почти нормальные результаты. Со временем могут возникать пятнистые изменения и атрофия пигментного эпителия сетчатки (ПЭС). Часто отмечаются отсутствие макулярного рефлекса и макулярная дегенерация. На ОКТ видны нерегулярность и нечеткость эллипсоидной зоны (соединение внутреннего и наружного сегментов фоторецепторов) и зоны интердигитации (кончики наружных сегментов колбочек) в наружном слое сетчатки.
Данные электроретинографии: На фотопической ЭРГ колбочковый ответ значительно снижен или отсутствует, тогда как палочковый ответ на скотопической ЭРГ нормальный или почти нормальный1)2). При типе GNAT2 S-колбочки относительно лучше сохранены, чем при типах CNGA3/CNGB3.
Фовеолярная гипоплазия: Встречается в 60–70% случаев мутаций CNGA3/CNGB32).
ФАФ (фундус-аутофлюоресценция): Существует четыре паттерна: нормальный, увеличение центрального сигнала, уменьшение центрального сигнала, гиперфлюоресцентное кольцо + центральная гипофлюоресценция2).
Стадирование по ОКТ: Оценка структурных изменений наружного слоя фовеа по пяти стадиям3).
| Стадия | Данные ОКТ |
|---|---|
| Стадия 1 | Сохранение наружного слоя сетчатки (гиперрефлективность ELM, уплощение EZ) |
| Стадия 2 | Разрушение эллипсоидной зоны (EZ) |
| Стадия 3 | Появление оптически пустого пространства |
| Стадия 4 | Оптически пустое пространство + частичное разрушение ПЭС |
| Стадия 5 | Исчезновение наружного ядерного слоя и/или полное разрушение ПЭС |
В 10-летнем исследовании наблюдения, несмотря на стабильную максимальную корригированную остроту зрения (20/400–20/200), была подтверждена структурная прогрессия на ОКТ (расширение оптически пустого пространства: правый глаз 246×59 мкм, левый глаз 326×53 мкм)3).
Гиперрефлективные очаги появляются более чем за 3 года до изменений EZ, что предполагает их возможную роль в качестве раннего маркера прогрессирования заболевания3).
AOSLO (адаптивная оптическая сканирующая лазерная офтальмоскопия): В мозаике колбочек наблюдаются темные пространства, увеличение межколбочкового расстояния и снижение плотности колбочек. Значимых различий между типами CNGA3 и CNGB3 нет, тогда как тип GNAT2 характеризуется относительной сохранностью колбочек2).
Тест цветового зрения: Таблицы Ишихара почти не читаемы, за исключением демонстрационной таблицы. Панель D-15 показывает паттерн ошибок по скотопической оси (между дейтан и тритан). Аномалоскоп показывает крутой наклон и не включает нормальную область уравнивания.
Максимальная корригированная острота зрения часто остается стабильной в долгосрочной перспективе. С другой стороны, структурная оценка с помощью ОКТ может показывать прогрессирование с течением времени (разрушение эллипсоидной зоны, расширение оптически пустого пространства)3). Характерно расхождение между функцией и структурой, поэтому важны регулярные обследования для мониторинга.
Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Если оба родителя являются носителями, риск развития заболевания у ребенка составляет 25%1). Заболевание часто возникает у детей внешне здоровых родителей, и семейный анамнез часто отсутствует.
Также сообщалось о неменделевском типе наследования вследствие отцовской унипарентальной дисомии (UPD). В случае, когда гомозигота по CNGA3 c.778G>C (p.D260H) возникла в результате UPD, у матери мутация не была обнаружена 6). Такие примеры имеют важное значение для оценки риска рецидива при генетическом консультировании.
CNGA3
Хромосома: 2q11.2
Функция: Альфа-субъединица CNG-канала
Частота: Примерно 25–50% случаев 1)2)
Тип мутаций: Преимущественно миссенс-мутации. S4-трансмембранный домен является горячей точкой.
Географическое распределение: На Ближнем Востоке и в Китае CNGA3 составляет более 80%.
CNGB3
Хромосома: 8q21.3
Функция: Бета-субъединица CNG-канала
Частота: Примерно 50% случаев 1)2)
Тип мутаций: Преимущественно нонсенс-, мутации сдвига рамки считывания и сплайсинга. c.1148delC является наиболее частой мутацией.
Географическое распределение: В Европе и Америке CNGB3 составляет более 50%.
Другие гены
GNAT2 (1p13.3): α-субъединица трансдуцина колбочек. Около 2%. Относительно легкая форма, слой фоторецепторов сохранен2)
PDE6C (10q23.33): α-субъединица ФДЭ колбочек. Тяжелая форма с ранним началом5)
PDE6H (12p12.3): γ-субъединица ФДЭ колбочек. Чрезвычайно редко1)
ATF6 (1q23.3): Фактор транскрипции ответа на стресс эндоплазматического ретикулума. Около 2%. Механизм, не связанный напрямую с фототрансдукцией1)2)
Аллель с низкой пенетрантностью: CNGB3 c.1208G>A (p.R403Q) сохраняет частичную функцию, что приводит к легкому фенотипу2).
Особенности мутаций PDE6C: У 4 пациентов с новыми мутациями (c.1670G>A, c.2192G>A) триада нистагм, светобоязнь и нарушение цветового зрения наблюдалась у всех. Электроретинография показала исчезновение фотопического и 30 Гц flicker ответов при нормальном скотопическом ответе, а компаунд-гетерозиготы имели более тяжелый фенотип5).
Дигенное наследование: Существуют редкие случаи с мутациями как в CNGA3, так и в CNGB31).
Поскольку ахроматопсия наследуется аутосомно-рецессивно, даже если каждый из родителей является носителем одной копии мутантного гена, внешне они здоровы и имеют нормальное цветовое зрение. У пары носителей вероятность того, что ребенок унаследует две копии мутации и заболеет, составляет 25%1).
При наличии нистагма, светобоязни и снижения остроты зрения в первые недели жизни необходимо многопрофильное обследование с учетом АХМ. Окончательный диагноз требует генетического тестирования.
Электроретинография
Диагностическое значение: Золотой стандарт
Результаты полной формы: Колбочковая реакция на фототопической электроретинограмме отсутствует или резко снижена. Палочковая реакция на скотопической электроретинограмме нормальная или почти нормальная1)2)
Результаты неполной формы: Обнаруживается слабая колбочковая реакция, соответствующая остаточной функции колбочек
Особенности типа GNAT2: S-колбочки относительно лучше сохранены, чем при типе CNGA3/CNGB3
ОКТ
Диагностическое значение: Стандарт структурной оценки
Оцениваемые параметры: 5-стадийная классификация наружных слоев центральной ямки, выявление гипоплазии центральной ямки2)3)
Наблюдение: Даже при функциональной стабильности может происходить структурное прогрессирование, поэтому регулярный мониторинг важен
Вспомогательные исследования: Мультимодальная оценка с комбинацией FAF и AOSLO
Генетическое тестирование
Диагностическое значение: Необходимо для окончательного диагноза
Метод: Таргетная панель из 6 генов (CNGA3/CNGB3/GNAT2/PDE6C/PDE6H/ATF6)2)
Разрешающая способность: Идентификация причинного гена возможна более чем в 90% случаев1)
Участие в клинических исследованиях: Молекулярная диагностика обязательна для участия в клинических исследованиях генной терапии
Важно дифференцировать АХМ от заболеваний со сходной клинической картиной2).
В настоящее время не существует одобренного радикального лечения АХМ1)2). Лечение в основном симптоматическое.
Часто встречается гиперметропия, но возможны различные аномалии рефракции. Коррекция очками или контактными линзами важна для максимального улучшения остроты зрения. При сопутствующей амблиопии рассмотреть окклюзию или атропиновую терапию.
Тонированные линзы для уменьшения светобоязни значительно улучшают качество жизни. Согласно опросу пациентов, 96% предпочитают серые фильтры красным, а на улице 74% предпочитают серые фильтры2). Важен выбор с учетом предпочтений и условий активности каждого пациента.
Используются следующие вспомогательные средства и технологии 3).
Необходимы разъяснения и поддержка специалистов относительно характеристик аутосомно-рецессивного наследования, риска рецидива и значения генетической диагностики. Также рекомендуется пройти генетическую диагностику, чтобы быть готовым к участию в будущих клинических испытаниях генной терапии.
В опросе пациентов 96% предпочли серые фильтры красным, а на улице 74% предпочли серые фильтры 2). Однако существуют индивидуальные различия, поэтому желательно попробовать различные фильтры и выбрать подходящий для своей среды деятельности после консультации с офтальмологом или специалистом по слабому зрению.
Каскад фототрансдукции в нормальных колбочковых фоторецепторах выглядит следующим образом 1).
Мутация CNGA3: Миссенс-мутации нарушают сворачивание белка, внутриклеточный транспорт и интеграцию в мембрану 1)7). Трансмембранный домен S4 является горячей точкой мутаций. Сообщалось о более чем 150 миссенс-мутациях, из которых 103 имели неопределенную патогенность, но анализ трехмерной структуры и функции показал, что 86,4% имеют функциональные последствия, сходные с известными патогенными мутациями 7).
Мутация CNGB3: Нонсенс-мутации и мутации со сдвигом рамки считывания приводят к образованию укороченных или нефункциональных белков канала 1). При отсутствии CNGB3 сохраняются гомомерные каналы CNGA3, что может обеспечить остаточную функцию колбочек.
Мутация ATF6: Фактор транскрипции, участвующий в ответе на неправильно свернутые белки эндоплазматического ретикулума (UPR), не участвует напрямую в каскаде фототрансдукции 1)2). Патогенетический механизм отличается от других генов и в настоящее время изучается.
Канал CNG имеет тетрамерную структуру (CNGA3 × 3 и CNGB3 × 1, по некоторым данным 2:2), каждая субъединица содержит шесть трансмембранных доменов, домен связывания циклических нуклеотидов, C-линкерную область и поробразующий домен 1).
Постнатальное развитие и морфология колбочек почти нормальны, и дегенерация, как полагают, начинается в молодом взрослом возрасте. Накопление цГМФ участвует в дегенеративном процессе, и на животных моделях была показана более быстрая прогрессия в областях, богатых S-колбочками 1).
Традиционно ACHM считалась непрогрессирующим заболеванием. Однако долгосрочное наблюдение с помощью ОКТ показало, что, несмотря на почти стабильную максимальную корригированную остроту зрения, структурные изменения (разрушение EZ, расширение оптических пустот) прогрессируют 3). Эта диссоциация функции и структуры важна для оценки терапевтического окна генной терапии.
В зоне без палочек (область, плотно заполненная колбочками, без палочек) центральной ямки потеря колбочек значительна, тогда как в парафовеальной области палочки вносят вклад в EZ-полосу, компенсируя функцию 3).
Основные клинические испытания генной терапии, продолжающиеся или завершённые по состоянию на 2024 год, приведены ниже 1)2).
| Номер NCT | Целевой ген | Вектор | Статус |
|---|---|---|---|
| NCT03001310 | CNGB3 | AAV8-hCARp.hCNGB3 | Завершено |
| NCT02610582 | CNGA3 | AAV8-hG1.7-hCNGA3 | Завершено |
| NCT03758404 | CNGA3 | rAAV8.hCNGA3 | Набор участников |
| NCT02599922 | CNGB3 | AAV2tYF-PR1.7-hCNGB3 (AGTC-401) | Проводится |
| NCT02935517 | CNGA3 | AAV2tYF-PR1.7-hCNGA3 (AGTC-402) | Проводится |
В исследовании NCT03001310 (AAV8-hCARp.hCNGB3) с участием 11 взрослых и 12 детей (всего 23 человека) безопасность была приемлемой. Улучшение цветового зрения наблюдалось у 6/23, улучшение светобоязни — у 11/20, улучшение качества жизни (QoL) — у 21/23. При высоких дозах также наблюдалась тенденция к увеличению внутриглазного воспаления2).
В исследовании AAV8.CNGA3 (RD-CURE) 9 пациентам вводили 3 дозы (1×10¹⁰–1×10¹¹ vg/глаз). Данные за 1 и 3 года показали тенденцию к улучшению остроты зрения и контрастной чувствительности, но не достигли статистической значимости. Безопасность была хорошей1)2).
McKyton и соавт. (2021) провели фМРТ-картирование кортикального зрения после субретинальной инъекции AAV2tYF-PR1.7-hCNGA3 (NCT02935517) двум взрослым с CNGA3-ACHM4). На леченом глазу по сравнению с нелеченым наблюдалась 5-кратная световая толерантность (резкое улучшение светобоязни), приобретение способности к обнаружению красного цвета и уменьшение размера популяционного рецептивного поля (pRF) (что указывает на улучшение пространственного разрешения). С другой стороны, активации специфических для цветового зрения корковых областей (например, V4) не наблюдалось, и полнопольная электроретинограмма не выявила колбочковых ответов. Пациенты сообщали об улучшениях в повседневной жизни, таких как «повышенное чувство безопасности на пешеходных переходах», «отсутствие необходимости в лупе» и «отсутствие необходимости в солнцезащитных очках на улице».
На нескольких моделях животных было подтверждено функциональное восстановление после замены гена1)2).
Что касается эффективного временного окна терапии, эксперименты на животных показали, что лечение в молодом возрасте более эффективно. У старых мышей реакция была плохой, но предварительная обработка CNTF (цилиарным нейротрофическим фактором) позволила добиться функционального восстановления даже у старых собак1)2).
Клиническое исследование (NCT04041232) фенилбутиратглицерина (PBA), нацеленного на стресс-ответ эндоплазматического ретикулума, продолжается2). Этот подход направлен на смягчение неправильного сворачивания белков в эндоплазматическом ретикулуме, а не на замену гена.
Основные проблемы генной терапии следующие1)2)4).
В настоящее время проводятся исследования фазы I/II по безопасности и эффективности. Сообщалось об уменьшении светобоязни и некотором улучшении светочувствительности, но полное восстановление цветового зрения не достигнуто2)4). Исследования на животных показывают, что лечение в молодом возрасте может быть эффективным, но долгосрочные данные на людях все еще ограничены. Важно следить за прогрессом исследований и регулярно обновлять информацию с лечащим врачом.
