Монохромазия синего конуса
Медицинское состояние
Монохромазия синего конуса
Другие именаАхроматопсия, сцепленная с Х-хромосомой
СпециальностьОфтальмология
Симптомыплохая способность или неспособность различать цвета, плохая острота зрения , нистагм , гемералопия
Обычное началоврожденный
Дифференциальная диагностиканеполная ахроматопсия
Уходтемные линзы
Частота1 из 100 000

Синеконечная монохромазия ( BCM ) — наследственное заболевание глаз , вызывающее тяжелую цветовую слепоту , плохую остроту зрения , нистагм , гемералопию и светобоязнь из-за отсутствия функциональных красных (L) и зеленых (M) фоторецепторных клеток колбочек в сетчатке. BCM — рецессивное заболевание, сцепленное с Х-хромосомой , которое поражает почти исключительно кариотипы XY.

Причина

Колбочки — это один из видов фоторецепторных клеток сетчатки, которые отвечают за фотопическую зрительную систему и опосредуют цветовое зрение . Колбочки классифицируются в соответствии с их спектральной чувствительностью :

  • Колбочки LWS (чувствительные к длинным волнам) наиболее чувствительны к красному свету.
  • Колбочки MWS (чувствительные к средним волнам) наиболее чувствительны к зеленому свету.
  • Колбочки SWS (чувствительные к коротким волнам) наиболее чувствительны к синему свету.

Колбочки MWS и LWS в наибольшей степени отвечают за остроту зрения, поскольку они сосредоточены в области центральной ямки сетчатки, которая составляет самый центр поля зрения . Синеконцовая монохромазия — это тяжелое состояние, при котором колбочки, чувствительные к красному или зеленому свету, отсутствуют или дефектны, и функционируют только S-колбочки, чувствительные к синему свету, и палочки , которые отвечают за ночное ( скотопическое ) зрение. [1] [2]

Симптомы

Для БКМ характерны различные симптомы: [2] [3]

Симптомы BCM обычно носят стационарный характер, но некоторые исследования показывают признаки прогрессирования заболевания. [4]

Плохое различение цветов

Цветовое зрение монохроматов с синими колбочками сильно нарушено. Однако взаимодействие синих колбочек и палочковых фоторецепторов в мезопическом зрении (сумерки) может обеспечить некоторый уровень дихроматизма . [5]

Генетика

Наследственность

Поскольку монохромазия синих колбочек имеет много общих симптомов с ахроматопсией , ее исторически рассматривали как подвид ахроматопсии, называемый ахроматопсией, сцепленной с Х-хромосомой , или атипичной неполной ахроматопсией . Оба эти названия отличали BCM конкретно по тому, как ее модель наследования отклонялась от других форм ахроматопсии. В то время как другие формы (ACHM) следуют аутосомному наследованию, BCM является сцепленной с Х-хромосомой. После того, как была понята молекулярно-биологическая основа BCM, более описательный термин монохромазия синих колбочек стал доминирующим в литературе.

Гены

Генный кластер, ответственный за BCM, состоит из 3 генов и расположен в позиции Xq28, в конце плеча q Х-хромосомы. [6] Гены в кластере обобщены в следующей таблице:

ТипОМИМГенЛокусЦель
Регион контроля локуса300824ЛКР [1]Xq28Действует как промоутер экспрессии двух генов опсина впоследствии [1] и гарантирует, что только один из двух опсинов (LWS или MWS) экспрессируется исключительно в каждой колбочке. [7]
LWS опсин300822ОПН1ЛВXq28Кодирует белок фотопсина LWS (красный) .
MWS опсин300821ОПН1МВXq28Кодирует белок фотопсина MWS (зеленый) .

Возникнув в результате недавнего события дупликации, два опсина являются высоко гомологичными (очень похожими), имея всего 19 диморфных участков (различающихся аминокислот) [8] и, следовательно, на 96% похожи. [9] Более того, только 7 из этих диморфных участков приводят к функциональному различию между генами, т. е. настраивают спектральную чувствительность опсина . Для сравнения, эти гены опсинов только на 40% гомологичны (похожи) на OPN1SW (кодирующий фотопсин SWS и расположенный на хромосоме 7 ) и «RHO» (кодирующий родопсин и расположенный на хромосоме 3 ). [9] OPN1SW и родопсин не затронуты в BCM.

Мутации

Поскольку BCM вызвана нефункциональными M- и L-колбочками, она может быть результатом пересечения протанопии (отсутствие функциональных L-колбочек) и дейтеранопии (отсутствие функциональных M-колбочек). Поэтому генетические причины BCM включают генетические причины протанопии и дейтеранопии. К ним относятся (влияющие на любой из генов опсина): [9]

Данные Международного реестра пациентов BCM [12] показывают, что около 35% случаев монохроматизма синих колбочек обусловлены этим двухэтапным процессом, когда оба гена затронуты одной из вышеуказанных мутаций. [9] Остальные 55% случаев монохроматизма синих колбочек вызваны делецией LCR. [9] При отсутствии LCR ни один из следующих двух генов опсина не экспрессируется.

Другим заболеванием сетчатки, связанным с положением Xq28, является болезнь глаз Борнхольма (БЭД). [7] Точечная мутация W177R является миссенс-мутацией , которая вызывает дистрофию колбочек , если присутствует в обоих генах опсина . [3]

Диагноз

Дети в возрасте 2 месяцев и старше могут быть идентифицированы как возможные монохроматы синего колбочка по наблюдению за отвращением к свету и/или нистагму [13] , но этого недостаточно для диагностики, и особенно для дифференциальной диагностики с ахроматопсией . Дифференциальная диагностика может быть достигнута несколькими способами:

  • путем реконструкции семейной истории для установления Х-сцепленного типа наследования [14] [2] [4]
  • с электроретинограммой (ЭРГ) , которая измеряет электрический ответ фоторецепторов на визуальный стимул известной длины волны. Это может продемонстрировать потерю функции колбочек LWS и MWS. [15]
  • с помощью теста на цветовое зрение , либо общего характера, такого как тест Farnsworth D-15 [4] или тест Farnsworth Munsell 100 Hue [15] , либо тест Берсона, который специально разработан для дифференциации BCM от типичной ахроматопсии. [16]

Уход

Корректирующие визуальные помощники и индивидуальная терапия зрения, предоставляемые специалистами по слабовидению, могут помочь пациентам исправить блики и оптимизировать оставшуюся остроту зрения. Тонированные линзы для светобоязни обеспечивают больший визуальный комфорт. Маджента (смесь красного и синего) обеспечивает наилучшую остроту зрения, поскольку защищает палочки от насыщения, одновременно максимально стимулируя синие колбочки.

генная терапия

Лекарства от монохромазии синего колбочка не существует. Однако существуют перспективные методы генной терапии , которые в настоящее время оцениваются на предмет безопасности и эффективности. Генная терапия — это общее лечение генетических нарушений; она использует вирусные векторы для переноса типичных генов в клетки (например, колбочки ), которые не способны экспрессировать функциональные гены (например, фотопсины ). Возможно, можно восстановить цветовое зрение, добавив отсутствующие гены опсина — или функциональную копию всего комплекса генов — в колбочки. В 2015 году группа из Университета Пенсильвании оценила возможные показатели результатов генной терапии BCM. [17] С 2011 года в нескольких исследованиях проводилась генная терапия BCM на моделях мышей и крыс. [18]

Эпидемиология

BCM поражает приблизительно 1/100 000 человек. [14] Заболевание поражает мужчин гораздо чаще, чем женщин, из-за его рецессивной Х-сцепленной природы, в то время как женщины обычно остаются незатронутыми носителями признака BCM. [6]

История

До 1960-х годов монохромазия синего колбочка рассматривалась как подвид ахроматопсии . Первое подробное описание ахроматопсии было дано в 1777 году, где субъектом описания было:

...он мог только угадывать название любого цвета; однако он мог отличить белый цвет от черного, а черный цвет от любого светлого или яркого цвета...У него было два брата, которые находились в таком же положении относительно зрения; и два брата и сестры, которые, как и его родители, не имели ничего из этого недостатка.

—  Дж. Хаддарт, «Название статьи», Рассказ о людях, которые не могли различать цвета (1777) [19]

В 1942 году Слоан впервые выделил типичную и атипичную ахроматопсию, дифференцированную в основном по типу наследования. [20] В 1953 году Уил предположил, что атипичная ахроматопсия должна быть следствием колбочкового монохроматизма , но оценил распространенность всего в 1 на 100 миллионов. [21] В начале 1960-х годов наследование атипичной ахроматопсии привело к изменению названия на сцепленную с Х-хромосомой ахроматопсию , и в то же время несколько исследований показали, что монохроматы с синими колбочками сохраняют некоторую часть сине-желтого цветового зрения. [22] [23] Важное открытие было объявлено в 1989 (и 1993) Натансом и соавторами [1] [2], которые идентифицировали гены, которые вызывают монохроматию с синими колбочками.

Ссылки

  1. ^ abcd Натанс, Дж; Давенпорт, CM; Момини, штат Айдахо; Льюис, РА; Хейтманчик, Дж. Ф.; Литт, М; Ловриен, Э; Велебер, Р; Бачинский, Б; Звас, Ф; Клингаман, Р; Фишман, Г. (1989). «Молекулярная генетика монохромности синего конуса человека». Наука . 245 (4920): 831–838. Бибкод : 1989Sci...245..831N. дои : 10.1126/science.2788922. PMID  2788922. S2CID  13093786.
  2. ^ abcd Nathans, J; Maumenee, IH; Zrenner, E; Sadowski, B; Sharpe, LT; Lewis, RA; Hansen, E; Rosenberg, T; Schwartz, M; Heckenlively, JR; Trabulsi, E; Klingaman, R; Bech-Hansen, NT; LaRoche, GR; Pagon, RA; Murphey, WH; Weleber, RG (1993). "Генетическая гетерогенность среди монохроматов с синими колбочками". Am. J. Hum. Genet . 53 (5): 987–1000. PMC 1682301. PMID  8213841 . 
  3. ^ ab Gardner, JC; Webb, TR; Kanuga, N; Robson, AG; Holder, GE; Stockman, A; Ripamonti, C; Ebenezer, ND; Ogun, O; Devery, S; Wright, GA; Maher, ER; Cheetham, ME; Moore, AT; Michaelides, M; Hardcastle, AJ (2010). "Дистрофии колбочек, сцепленные с Х-хромосомой, вызванные мутацией красных и зеленых опсинов колбочек". Am. J. Hum. Genet . 87 (1): 26–39. doi :10.1016/j.ajhg.2010.05.019. PMC 2896775 . PMID  20579627. 
  4. ^ abc Михаэлидес, М; Джонсон, С; Симунович, МП; Брэдшоу, К; Холдер, Г; Моллон, Дж. Д.; Мур, А. Т.; Хант, Д. М. (2005). «Монохроматизм синих колбочек: оценка фенотипа и генотипа с доказательствами прогрессирующей потери функции колбочек у пожилых людей». Eye (Lond) . 19 (1): 2–10. doi : 10.1038/sj.eye.6701391 . PMID  15094734.
  5. ^ Рейтнер, А.; Шарп, Л.Т.; Зреннер, Э. (1991). «Возможно ли цветное зрение только с палочками и колбочками, чувствительными к синему?». Nature . 352 (6338): 798–800. Bibcode :1991Natur.352..798R. doi :10.1038/352798a0. PMID  1881435. S2CID  4328439.
  6. ^ ab Alpern M, Lee GB, Maaseidvaag F, Miller SS (январь 1971 г.). «Цветовое зрение при синей колбочке „монохроматии“». J. Physiol . 212 (1): 211–33. doi :10.1113/jphysiol.1971.sp009318. PMC 1395698 . PMID  5313219. 
  7. ^ abc Neitz, J; Neitz, M (2011). «Генетика нормального и дефектного цветового зрения». Vision Res . 51 (7): 633–651. doi :10.1016/j.visres.2010.12.002. PMC 3075382. PMID  21167193 . 
  8. ^ Neitz, Maureen (1 мая 2000 г.). «Молекулярная генетика цветового зрения и дефектов цветового зрения». Архивы офтальмологии . 118 (5): 691–700. doi : 10.1001/archopht.118.5.691 . PMID  10815162.
  9. ^ abcdefghi Гарднер, Джессика К.; Михаэлидес, Мишель; Холдер, Грэм Э.; Кануга, Нахид; Уэбб, Том Р.; Моллон, Джон Д.; Мур, Энтони Т.; Хардкасл, Элисон Дж. (1 мая 2009 г.). «Монохроматия синего колбочка: причинные мутации и ассоциированные фенотипы». Molecular Vision . 15 : 876–884. ISSN  1090-0535. PMC 2676201 . PMID  19421413. 
  10. ^ Winderickx J, Sanocki E, Lindsey DT, Teller DY, Motulsky AG, Deeb SS (июль 1992 г.). «Дефектное цветовое зрение, связанное с миссенс-мутацией в гене зеленого зрительного пигмента человека». Nat. Genet . 1 (4): 251–6. doi :10.1038/ng0792-251. PMID  1302020. S2CID  23127406.
  11. ^ Ladekjaer-Mikkelsen, AS; Rosenberg, T; Jørgensen, AL (1996). «Новый механизм в монохроматизме синих колбочек». Hum. Genet . 98 (4): 403–408. doi :10.1007/s004390050229. PMID  8792812. S2CID  11799731.
  12. ^ «Реестр пациентов – Синеконечная монохромазия».
  13. ^ Alpern, M; Falls, HF; Lee, GB (1960). «Загадка типичной полной монохроматичности». Am. J. Ophthalmol . 50 (5): 996–1012. doi :10.1016/0002-9394(60)90353-6. PMID  13682677.
  14. ^ ab Kohl, S; Hamel, CP (2011). "Клиническая карта полезности генов для: монохроматизма синего колбочка". Eur. J. Hum. Genet . 19 (6): 732. doi :10.1038/ejhg.2010.232. PMC 3110038. PMID 21267011  . 
  15. ^ ab Ayyagari, R; Kakuk, LE; Bingham, EL; Szczesny, JJ; Kemp, J; Toda, Y; Felius, J; Sieveing, PA (2000). «Спектр делеций цветовых генов и фенотип у пациентов с синей колбочковой монохроматикой» (PDF) . Hum. Genet . 107 (1): 75–82. doi :10.1007/s004390000338. hdl : 2027.42/42266 . PMID  10982039. S2CID  8527902.
  16. ^ Berson EL, Sandberg MA, Rosner B, Sullivan PL (июнь 1983 г.). «Цветные пластины для помощи в идентификации пациентов с синим колбочковым монохроматизмом». Am. J. Ophthalmol . 95 (6): 741–7. doi :10.1016/0002-9394(83)90058-2. PMID  6602551.
  17. ^ Luo, X; Cideciyan, AV; Iannaccone, A; Roman, AJ; Ditta, LC; Jennings, BJ; Yatsenko, S; Sheplock, R; Sumaroka, A; Swider, M; Schwartz, SB; Wissinger, B; Kohl, S; Jacobson, SG (2015). "Монохроматичность синего колбочка: визуальная функция и показатели эффективности для клинических испытаний". PLOS ONE . 10 (4): e0125700. Bibcode : 2015PLoSO..1025700L. doi : 10.1371 /journal.pone.0125700 . PMC 4409040. PMID  25909963. 
  18. ^ Чжан, Y; Дэн, WT; Ду, W; Чжу, P; Ли, J; Сюй, F; Сан, J; Герстнер, CD; Бэр, W; Бойе Сэнфорд, L; Чжао, C; Хаусвирт, WW; Пан, J (2017). "Генная терапия в мышиной модели монохромазии синего колбочка". Scientific Reports . 7 (6690): 6690. Bibcode :2017NatSR...7.6690Z. doi :10.1038/s41598-017-06982-7. PMC 5532293 . PMID  28751656. 
  19. ^ Хаддарт, Дж. (1777). «Рассказ о людях, которые не могли различать цвета». Philos. Trans. R. Soc . 67 : 260. doi :10.1098/rstl.1777.0015. S2CID  186212155.
  20. ^ Слоан, Л. Л.; Ньюхолл, С. М. (1942). «Сравнение случаев атипичной и типичной ахроматопсии». Американский журнал офтальмологии . 25 (8): 945–961. doi :10.1016/S0002-9394(42)90594-4.
  21. ^ Weale, RA (1953). «Монохроматизм колбочек». Журнал физиологии . 121 (3): 548–569. doi :10.1113/jphysiol.1953.sp004964. PMC 1366097. PMID  13097391 . 
  22. ^ Блэквелл, HR; Блэквелл, OM (1961). «Механизмы рецепторов палочек и колбочек при типичной и атипичной врожденной ахроматопсии». Vision Res . 1 (1–2): 62–107. doi :10.1016/0042-6989(61)90022-0.
  23. ^ Spivey, BE (1965). «Х-сцепленное рецессивное наследование атипичного монохроматизма». Arch. Ophthalmol . 74 (3): 327–333. doi :10.1001/archopht.1965.00970040329007. PMID  14338644.
  • Страница OMIM для монохроматичности синего конуса
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Монохроматический_синий_конус&oldid=1230026815"