Дефицит пируваткиназы: эпидемиология, молекулярно-генетическая характеристика и современные подходы к диагностике (обзор литературы)
Аннотация
Наследственная несфероцитарная гемолитическая анемия вследствие дефицита пируваткиназы – наиболее распространенная среди всех ферментопатий эритроцитов. Фермент пируваткиназа необходим для последней ключевой стадии гликолиза – образования енольной формы пирувата и аденозинтрифосфата (АТФ) (50 % всей энергии АТФ эритроцитов). Недостаточное количество АТФ напрямую влияет на продолжительность жизни эритроцитов – сокращая ее. Поврежденные эритроциты раз- рушаются в капиллярах селезенки, приводя к развитию хронической гемолитической анемии. Дефицит пируваткиназы является аутосомно-рецессивным заболеванием в результате гомозиготных и компаунд-гетерозиготных мутаций в гене PKLR. Точные дан- ные о частоте встречаемости дефицита пируваткиназы отсутствуют, однако оцениваемая частота варьирует от 3:1 000 000 до 1:20 000. Клинические проявления заболевания варьируют по степени тяжести, которая может меняться с возрастом. Диагностика дефицита пируваткиназы основана на определении активности пируваткиназы и молекулярно-генетическом исследовании гена PKLR. Многообразие клинических проявлений, возможных осложнений, а также малодоступность диагностических методов затрудняют постановку диагноза.
Об авторах
А. В. Банколе
ФГАОУ ВО «РНИМУ им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
Россия
Россия
студентка
Россия, 117997, Москва, ул. Островитянова, 1
Е. А. Черняк
ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России
Россия
Россия
Екатерина Александровна Черняк, врач-гематолог консультативного отделения, научный сотрудник отдела оптимизации лечения гематологических заболеваний Института гематологии, иммунологии и клеточных технологий
Россия, 117997, Москва, ул. Саморы Машела, 1
Список литературы
1. Quintana-Bustamante O., Fañanas-Baquero S., Orman I., Torres R., Duchateau P., Poirot L., Gouble A., Bueren J.A., Segovia J.C. Gene editing of PKLR gene in human hematopoietic progenitors through 5' and 3' UTR modifi ed TALEN mRNA. PLoS One 2019;14(10):e0223775. doi: 10.1371/journal.pone.0223775.
2. Bianchi P., Fermo E., Glader B., Kanno H., Agarwal A., Barcellini W., Eber S., Hoyer J.D., Kuter D.J., Maia T.M., Mañu-Pereira M.D.M., Kalfa T.A., Pissard S., Segovia J.C., van Beers E., Gallagher P.G., Rees D.C., van Wijk R.; with the endorsement of EuroBloodNet, the European Reference Network in Rare Hematological Diseases. Addressing the diagnostic gaps in pyruvate kinase deficiency: Consensus recommendations on the diagnosis of pyruvate kinase deficiency. Am J Hematol 2019;94(1):149–61. doi: 10.1002/ajh.25325.
3. Grace R.F., Cohen J., Egan S., Wells T., Witherspoon B., Ryan A., Salek S.S., Bodie S., Klaassen R.J. The burden of disease in pyruvate kinase deficiency: Patients’ perception of the impact on health-related quality of life. Eur J Haematol 2018;101(6):758–65. doi: 10.1111/ejh.13128.
4. Yang H., Merica E., Chen Y., Cohen M., Goldwater R., Kosinski P.A., Kung C., Yuan Z.J., Silverman L., Goldwasser M., Silver B.A., Agresta S., Barbier A.J. Phase 1 Single- and Multiple-Ascending-Dose Randomized Studies of the Safety, Pharmacokinetics, and Pharmacodynamics of AG-348, a First-in-Class Allosteric Activator of Pyruvate Kinase R, in Healthy Volunteers. Clin Pharmacol Drug Dev 2019;8(2):246–59. doi: 10.1002/cpdd.604.
5. Salek M.S., Ionova T., Johns J.R., Oliva E.N. Appraisal of patientreported outcome measures in analogous diseases and recommendations for use in phase II and III clinical trials of pyruvate kinase deficiency. Qual Life Res 2019;28(2):399–410. doi: 10.1007/s11136-018-2025-y.
6. Chartier M.E., Hart L., Paganelli M., Ahmed N., Bilodeau M., Alvarez F. Successful Liver Transplants for Liver Failure Associated With Pyruvate Kinase Deficiency. Pediatrics 2018;141(Suppl 5):S385–9. doi: 10.1542/peds.2016-3896.
7. He Y., Luo J., Lei Y., Jia S., Liao N. A novel PKLR gene mutation identified using advanced molecular techniques. Pediatr Transplant 2018;22(2). doi: 10.1111/petr.13143.
8. Grace R.F., Mark Layton D., Barcellini W. How we manage patients with pyruvate kinase deficiency. Br J Haematol 2019;184(5):721–34. doi: 10.1111/bjh.15758.
9. van Beers E.J., van Straaten S., Morton D.H., Barcellini W., Eber S.W., Glader B., Yaish H.M., Chonat S., Kwiatkowski J.L., Rothman J.A., Sharma M., Neufeld E.J., Sheth S., Despotovic J.M., Kollmar N., Pospíšilová D., Knoll C.M., Kuo K., Pastore Y.D., Thompson A.A., Newburger P.E., Ravindranath Y., Wang W.C., Wlodarski M.W., Wang H., Holzhauer S., Breakey V.R., Verhovsek M., Kunz J., McNaull M.A., Rose M.J., Bradeen H.A., Addonizio K., Li A., Al-Sayegh H., London W.B., Grace R.F. Prevalence and management of iron overload in pyruvate kinase deficiency: report from the Pyruvate Kinase Deficiency Natural History Study. Haematologica 2019;104(2):e51–3. doi: 10.3324/haematol.2018.196295.
10. Grace R.F., Glader B. Red Blood Cell Enzyme Disorders. Pediatr Clin North Am 2018;65(3):579–95. doi: 10.1016/j.pcl.2018.02.005.
11. Montllor L., Mañú-Pereira M.D., Llaudet-Planas E., Gómez Ramírez P., Sevilla Navarro J., Vives-Corrons J.L. Red cell pyruvate kinase deficiency in Spain: A study of 15 cases. Med Clin (Barc) 2017;148(1):23–7. doi: 10.1016/j.medcli.2016.10.004.
12. Canu G., De Bonis M., Minucci A., Capoluongo E. Red blood cell PK deficiency: An update of PK-LR gene mutation database. Blood Cells Mol Dis 2016;57:100–9. doi: 10.1016/j.bcmd.2015.12.009.
13. Mañú-Pereira M.M., Gonzalez-Roca E., van Solinge W.W., Llaudet- Planas E., Sevilla J., Montllor L., Mensa-Vilaro A., Ploos van Amstel H.K., van Wijk R., Vives-Corrons J. Pyruvate kinase deficiency and severe congenital hemolytic anemia in a double heterozygous patient with paternal transmission of an early germ-line de novo mutation. Am J Hematol 2015;90(12):e217–9. doi: 10.1002/ajh.24178.
14. van Zwieten R., van Oirschot B.A., Veldthuis M., Dobbe J.G., Streekstra G.J., van Solinge W.W., Schutgens R.E., van Wijk R. Partial pyruvate kinase deficiency aggravates the phenotypic expression of band 3 deficiency in a family with hereditary spherocytosis. Am J Hematol 2015;90(3):e35–9. doi: 10.1002/ajh.23899.
15. Grace R.F., Zanella A., Neufeld E.J., Morton D.H., Eber S., Yaish H., Glader B. Erythrocyte pyruvate kinase deficiency: 2015 status report. Am J Hematol 2015;90(9):825–30. doi: 10.1002/ajh.24088.
16. Ayi K., Min-Oo G., Serghides L., Crockett M., Kirby-Allen M., Quirt I., Gros P., Kain K.C. Pyruvate kinase deficiency and malaria. N Engl J Med 2008;358(17):1805–10. doi: 10.1056/NEJMoa072464.
17. Garate Z., Quintana-Bustamante O., Crane A.M., Olivier E., Poirot L., Galetto R., Kosinski P., Hill C., Kung C., Agirre X., Orman I., Cerrato L., Alberquilla O., Rodriguez-Fornes F., Fusaki N., Garcia- Sanchez F., Maia T.M., Ribeiro M.L., Sevilla J., Prosper F., Jin S., Mountford J., Guenechea G., Gouble A., Bueren J.A., Davis B.R., Segovia J.C. Generation of a High Number of Healthy Erythroid Cells from Gene-Edited Pyruvate Kinase Deficiency Patient-Specific Induced Pluripotent Stem Cells. Stem Cell Reports 2015;5(6):1053–66. doi: 10.1016/j.stemcr.2015.10.002.
18. Jaouani M., Manco L., Kalai M., Chaouch L., Douzi K., Silva A., Macedo S., Darragi I., Boudriga I., Chaouachi D., Fitouri Z., Van Wijk R., Ribeiro M.L., Abbes S. Molecular basis of pyruvate kinase deficiency among Tunisians: description of new mutations aff ecting coding and noncoding regions in the PKLR gene. Int J Lab Hematol 2017;39(2):223–31. doi: 10.1111/ijlh.12610.
19. Unal S., Gumruk F. Molecular Analyses of Pyruvate Kinase Defi cient Turkish Patients from a Single Center. Pediatr Hematol Oncol 2015;32(5):354–61. doi: 10.3109/08880018.2015.1010671.
20. Aydin Köker S., Oymak Y., Bianchi P., Gözmen S., Karapinar T.H., Fermo E., Vergin R.C. A New Variant of PKLR Gene Associated With Mild Hemolysis may be Responsible for the Misdiagnosis in Pyruvate Kinase Deficiency. J Pediatr Hematol Oncol 2019;41(1):e1–2. doi: 10.1097/MPH.0000000000001254.
21. Klei T.R.L., Kheradmand Kia S., Veldthuis M., Beuger B.M., Geissler J., Dehbozorgian J., Karimi M., van Bruggen R., van Zwieten R. Residual pyruvate kinase activity in PKLR-deficient erythroid precursors of a patient suff ering from severe haemolytic anaemia. Eur J Haematol 2017;98(6):584–9. doi: 10.1111/ejh.12874.
22. Miwa S., Nakashima K., Ariyoshi K., Shinohara K., Oda E. Four new pyruvate kinase (PK) variants and a classical PK deficiency. Br J Haematol 1975;29:157–69. doi: 10.1111/j.1365-2141.1975.tb01809.x.
23. Svidnicki M.C.C.M., Santos A., Fernandez J.A.A., Yokoyama A.P.H., Magalhães I.Q., Pinheiro V.R.P., Brandalise S.R., Silveira P.A.A., Costa F.F., Saad S.T.O. Novel mutations associated with pyruvate kinase deficiency in Brazil. Rev Bras Hematol Hemoter 2018;40(1):5–11. doi: 10.1016/j.bjhh.2017.08.007.
24. Christensen R.D., Yaish H.M., Nussenzveig R.H., Agarwal A.M. Siblings with severe pyruvate kinase deficiency and a complex genotype. Am J Med Genet A 2016;170(9):2449–52. doi: 10.1002/ajmg.a.37828.
25. Bagla S., Bhambhani K., Gadgeel M., Buck S., Jin J.P., Ravindranath Y. Compound heterozygosity in PKLR gene for a previously unrecognized intronic polymorphism and a rare missense mutation as a novel cause of severe pyruvate kinase deficiency. Haematologica 2019;104(9):e428–31. doi: 10.3324/haematol.2018.214692.
26. Shefer Averbuch N., Steinberg-Shemer O., Dgany O., Krasnov T., Noy-Lotan S., Yacobovich J., Kuperman A.A., Kattamis A., Ben Barak A., Roth-Jelinek B., Chubar E., Shabad E., Dufort G., Ellis M., Wolach O., Pazgal I., Abu Quider A., Miskin H., Tamary H. Targeted next generation sequencing for the diagnosis of patients with rare congenital anemias. Eur J Haematol 2018;101(3):297–304. doi: 10.1111/ejh.13097.
27. Grace R.F., Bianchi P., van Beers E.J., Eber S.W., Glader B., Yaish H.M., Despotovic J.M., Rothman J.A., Sharma M., McNaull M.M., Fermo E., Lezon-Geyda K., Morton D.H., Neufeld E.J., Chonat S., Kollmar N., Knoll C.M., Kuo K., Kwiatkowski J.L., Pospíšilová D., Pastore Y.D., Thompson A.A., Newburger P.E., Ravindranath Y., Wang W.C., Wlodarski M.W., Wang H., Holzhauer S., Breakey V.R., Kunz J., Sheth S., Rose M.J., Bradeen H.A., Neu N., Guo D., Al-Sayegh H., London W.B., Gallagher P.G., Zanella A., Barcellini W. Clinical spectrum of pyruvate kinase deficiency: data from the Pyruvate Kinase Deficiency Natural History Study. Blood 2018;131(20):2183–92. doi: 10.1182/blood-2017-10-810796.
28. Aksu T., Yarali N., Fermo E., Marcello A., Hacisalihoğlu Ş., Bianchi P., Özbek N.Y. A Case With Pyruvate Kinase Deficiency Remarkably Sensitive to Heat. J Pediatr Hematol Oncol 2018;40(7):e458–60. doi: 10.1097/MPH.0000000000001073.
29. Pereira J., Bento C., Manco L., Gonzalez A., Vagace J., Ribeiro M.L. Congenital dyserythropoietic anemia associated to a GATA1 mutation aggravated by pyruvate kinase deficiency. Ann Hematol 2016;95(9):1551–3. doi: 10.1007/s00277-016-2720-0.
30. Gallagher P.G., Glader B. Diagnosis of Pyruvate Kinase Deficiency. Pediatr Blood Cancer 2016;63(5):771–2. doi: 10.1002/pbc.25922.
31. Grace R.F., Rose C., Layton D.M., Galactéros F., Barcellini W., Morton D.H., van Beers E.J., Yaish H., Ravindranath Y., Kuo K.H.M., Sheth S., Kwiatkowski J.L., Barbier A.J., Bodie S., Silver B., Hua L., Kung C., Hawkins P., Jouvin M.H., Bowden C., Glader B. Safety and Efficacy of Mitapivat in Pyruvate Kinase Deficiency. N Engl J Med 2019;381(10):933–44. doi: 10.1056/NEJMoa1902678.
32. Olivier F., Wieckowska A., Piedboeuf B., Alvarez F. Cholestasis and Hepatic Failure in a Neonate: A Case Report of Severe Pyruvate Kinase Deficiency. Pediatrics 2015;136(5):e1366–8. doi: 10.1542/peds.2015-0834.
33. Shaikh H., Bakalov V., Shaikh S., Amjad A. Paravertebral Mass and Diff use Lymphadenopathy in a Patient with Pyruvate Kinase Deficiency: Malignancy or Alternative Etiology? Cureus 2019;11(6):e4849. doi: 10.7759/cureus.4849.
34. Nathan D.G., Oski F.A., Miller D.R., Gardner F.H. Life-span and organ sequestration of the red cells in pyruvate kinase deficiency. N Engl J Med 1968;278(2):73–81. doi: 10.1056/NEJM196801112780203.
35. Zanella A., Fermo E., Bianchi P., Valentini G. Red cell pyruvate kinase deficiency: molecular and clinical aspects. Br J Haematol 2005;130(1):11–25. doi: 10.1111/j.1365-2141.2005.05527.x.
36. Zanella A., Bianchi P. Red cell pyruvate kinase deficiency: from genetics to clinical manifestations. Baillieres Best Pract Res Clin Haematol 2000;13(1):57–81. doi: 10.1053/beha.1999.0057.
37. Kedar P.S., Harigae H., Ito E., Muramatsu H., Kojima S., Okuno Y., Fujiwara T., Dongerdiye R., Warang P.P., Madkaikar M.R. Study of pathophysiology and molecular characterization of congenital anemia in India using targeted next-generation sequencing approach. Int J Hematol 2019;110(5):618–26. doi: 10.1007/s12185-019-02716-9.
Рецензия
Для цитирования:
Банколе А.В., Черняк Е.А. Дефицит пируваткиназы: эпидемиология, молекулярно-генетическая характеристика и современные подходы к диагностике (обзор литературы). Российский журнал детской гематологии и онкологии (РЖДГиО). 2020;7(2):86-93. https://doi.org/10.21682/2311-1267-2020-7-2-86-93
For citation:
Bankole A.V., Chernyak E.A. Pyruvate kinase deficiency: epidemiology, molecular analyses and modern diagnostic approaches (literature review). Russian Journal of Pediatric Hematology and Oncology. 2020;7(2):86-93. (In Russ.) https://doi.org/10.21682/2311-1267-2020-7-2-86-93
Просмотров: 2076
Послать статью по эл. почте 