Blood, 1 February 2005, Vol. 105, No. 3, pp. 1195-1197.

Саркоидоз раннего начала и мутация гена CARD15 с активацией ядерного фактора NF-kappaB: общая генетическая этиология с синдромом Блау

Nobuo Kanazawa, Ikuo Okafuji, Naotomo Kambe, Ryuta Nishikomori, Mami Nakata-Hizume, Sonoko Nagai, Akihiko Fuji, Takenosuke Yuasa, Akira Manki, Yoshihiko Sakurai, Mitsuru Nakajima, Hiroko Kobayashi, Ikuma Fujiwara, Hiroyuki Tsutsumi, Atsushi Utani, Chikako Nishigori, Toshio Heike, Tatsutoshi Nakahata, and Yoshiki Miyachi
From the Departments of Dermatology, Pediatrics, and Respiratory Medicine, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto, Japan; the Department of Internal Medicine, Holy Spirit Hospital, Nagoya, Japan; Yuasa Ophthalmic Clinic, Osaka, Japan; the Department of Pediatrics, Okayama University Medical School, Okayama, Japan; the Department of Pediatrics, Nara Medical University, Nara Kashihara, Japan; the Department of Internal Medicine II, Fukushima Medical University School of Medicine, Fukushima, Japan; the Department of Pediatrics, Tohoku University School of Medicine, Sendai, Japan; the Department of Pediatrics, Sapporo Medical University School of Medicine, Sapporo, Japan; and the Department of Dermatology, Graduate School of Medicine, Kobe University, Kobe, Japan.

Реферат

Саркоидоз раннего начала (EOS) и синдром Блау имеют общие характерные клинические особенности ювенильного системного гранулематоза, который главным образом поражает кожу, суставы и глаза. Однако, о прямых свидетельствах возможного общего происхождения этих двух болезней, ранее известно не было. Недавнее открытие мутации гена CARD15 в семьях с синдромом Блау побудило нас исследовать подобные мутации гена CARD15 у пациентов с EOS. Среди 10 случаев EOS в Японии, рассмотренных ретроспективно, гетерозиготные миссенс-мутации были найдены в 9 случаях; 4 имели 1000C > T (замена аминокислоты R334W) о которой сообщалось при синдроме Блау, 4 имели 1487A > T (H496L), 1538T > C (M513T), 1813A > C (T605P) и 2010C > A (N670K) и 1 случай имел двойную мутацию 1146C > G (D382E) /1834G > A (A612T) на различных аллелях. Все 6 этих вариантов гена CARD15 демонстрировали увеличение активности NF-kappaB. Эти результаты указывают, что большинство случаев EOS и синдром Блау, имеют общую генетическую этиологию, мутацию гена CARD15, которая приводит к активации NF-kappaB.

Саркоидоз - мультиорганная воспалительная болезнь неизвестной этиологии, характеризованная формированием неказеозных эпителиоидных гранулем. У детей описано два различных типа саркоидоза (1). У старших детей болезнь обычно обнаруживают с помощью рентгенограммы легких. Подобно взрослым, клинические проявления болезни у них характеризуются классической триадой вовлечения легких, лимфатических узлов и глаз. Напротив, саркоидоз раннего начала (EOS), который обычно происходит у детей младше 4 лет, является весьма редким и характеризуется триадой вовлечения кожи, суставов и глаз без очевидного легочного вовлечения. По сравнению с бессимптомным курсом и частым спонтанным разрешением болезни у старших детей, EOS часто прогрессирует и во многих случаях вызывает серьезные осложнения в виде слепоты, деструкции суставов и висцерального вовлечения (2).

Синдром Блау также характеризуется гранулематозным артритом, увеитом и кожными высыпаниями и является редкой семейной болезнью (3). Локус, ответственный за синдром Блау был картирован на хромосоме 16 (4) и недавно ген CARD15 был идентифицирован как ген восприимчивости к болезни (5). Белок CARD15 состоит из двух доменов привлечения каспазы (CARD), нуклеотидов домена олигомеризации (NOD) и повторов, содержащих лейцин (LRR) (6,7). В то время как мутации домена LRR связаны с болезнью Крона и псориатическим артритом (8-10), 3 типа миссенс-мутаций домена NOD, 1000C > T (замена аминокислоты R334W), 1001G >A (замена аминокислоты R334Q) и 1405C > T (замена аминокислоты L469F), были обнаружены при синдроме Блау (5,11,12).

С момента первого сообщения о синдроме Блау, возникла дискуссия, являются ли EOS и синдром Блау фактически одной болезнью (13). Однако, никаких прямых свидетельств их общего происхождения до настоящего времени получено не было (14). В первом исследовании, описывающем генетические ненормальности при синдроме Блау, авторы не обнаружили мутаций гена CARD15 у двух пациентов с EOS и поэтому предположили различную этиологию синдрома Блау и EOS (5). Однако, недавно мы описали случай системного гранулематоза с клиническими особенностями EOS, в котором была обнаружена та же самая мутация гена CARD15, как и при синдроме Блау (15). В этом сообщении мы ретроспективно исследовали случаи EOS в Япони и искали мутации гена CARD15, чтобы оценить связь между EOS и мутациями гена CARD15.

Согласие на проведение генетического анализа было получено у 10 Японских пациентов с EOS (15-20). Исследование было одобрено комитетами по этике Университета Киото, и клиник, где пациенты проходили лечение. ДНК была извлечена из клеток периферической крови пациентов. Все 12 экзонов гена CARD15, включая интрон-экзонные границы, были усилены с помощью ПЦР. ДНК 100 здоровых добровольцев была исследована на наличие мутаций, обнаруженных у наших пациентов.

Результаты и обсуждение

Генетический анализ 10 пациентов с EOS показал 9 случаев гетерозиготных миссенс-мутаций в домене NOD гена CARD15. 4 случая имели 1000C > T (R334W), ту же самую мутацию, о которой сообщалось при синдроме Блау, и 4 случая показали новые мутации, 1487A > T (H496L), 1813A > C (T605P), 2010C > A (N670K) и 1538T > C (M513T). Случай, описанный в (19) показал двойную мутацию, 1146C > G (D382E) и 1834G > A (A612T), которые находились на различных аллелях. Ни одна из этих 7 мутаций не была идентичена ранее сообщенным SNPs и не была обнаружена при анализе 100 Японских здоровых добровольцев, кроме 1834G > A. Мутация 1834G > A, которая ранее была обнаружена у пациента с болезнью Крона (21), была идентифицирована в 1 из 200 аллелей. Только пациент, описанный в (20), у которого развилась существенная гепатоспленомегалия в начале болезни, не показал никаких мутаций гена CARD15. Эти результаты указывают, что большинство случаев EOS связаны с мутациями гена CARD15, особенно домена NOD.

Ген CARD15 экспрессирован у фагоцитирующих клеток и, участвуя в опознавании MDP, компонента бактериальных пептидогликанов, стимулирует иммунных ответ посредством активации NF-kappaB (6,7,22,23). Связанные с синдромом Блау варианты гена CARD15, демонстрируют увеличенную активность NF-kappaB (24) независимую от MDP. Поэтому, мутации гена CARD15, обнаруженные у наших пациентов с EOS, были исследован in vitro для определения их биологических эффектов. На эквивалентных белковых уровнях экспрессии, 5 новых вариантов гена CARD15 (H496L, T605P, N670K, M513T и D382E) значительно увеличили активность NF-kappaB по сравнению с диким типом CARD15, подобно мутации R334W, найденной при синдроме Блау и в наши случаях EOS. Хотя ранее сообщалось, что мутация A612T производила меньшую активность NF-kappaB (24) котрансфекция D382E и A612T увеличивала активность NF-kappaB, указывая на доминирующий эффект D382E. Подобные доминирующие эффекты других 5 мутаций наблюдались при котрансфекции с диким типом CARD15. Напротив, добавление максимальной дозы MDP (5 µg/mL) к каждой мутации гена CARD15 увеличивало активность NF-kappaB почти до того же самого уровня, как при CARD15 дикого типа. Хотя уровни активации NF-kappaB вариантов гена CARD15 различались, никаких существенных корреляций между активностью NF-kappaB и серьезностью болезни не наблюдалось.

Недавно, обширное исследование мутации гена CARD15 показало, что мутации P668H и I673P в C-терминальном регионе домена NOD демонстрируют увеличенную активность NF-kappaB с небольшим увеличением активности при воздействии MDP (25). После систематического анализа Японских случаев EOS, мы обнаружили 5 новых мутаций с увеличенной активностью NF-kappaB. Местоположение и биологический эффект P668H, I673P и N670K были подобны, но мутации, которые мы обнаружили, не демонстрировали существенного различия активности NF-kappaB, индуцированной максимальной дозой MDP.

Наши результаты показывают, что EOS близко связан с мутациями гена CARD15, вызывающими активацию NF-kappaB и имеют общую генетическую этиологию с синдромом Блау. Эти результаты поддерживают гипотезу, что EOS и семейный синдром Блау являются различными типами ювенильного системного гранулематоза.