ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

A complicated case of calcium urolithiasis in a carrier of SLC7A9 gene mutation responsible for cystinuria

M.M. Litvinova, T.V. Filippova, K.F. Khafizov, D.V. Svetlichnaya, D.A. Ahmedzyanova, V.I. Rudenko, Z.K. Gadzhieva, M.V. Shumikhina

1) I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Ministry of Public Health of the Russian Federation (Sechenov University), Moscow, Russia; 2) The Loginov Moscow Clinical Scientific Center of Moscow Health Department, Moscow, Russia; 3) Federal State Budget Institution “Center of Strategic Planning” of the Ministry of Public Health of the Russian Federation, Moscow, Russia; 4) Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI), Moscow, Russia; 5) N.F. Filatov Children’s City Hospital of Moscow Healthcare Ministry, Moscow, Russia
The article describes a clinical case of kidney stone disease (KSD) in a child of 4 y.o. with calcium urolithiasis. Analysis of chemical content of the kidney stones revealed their calcium-oxalate composition. According to the results of clinical exome sequencing the patient found to be a heterozygous carrier of a pathogenic variant c.695A>G (p.Tyr232Cys) in the gene SLC7A9, attributable for an autosomal recessive form of cystinuria type B. Because of the uroliths calcium composition the patient was also genotyped for SNPs in 15 genes involved in calcium metabolism. Polymorphisms associated with increased risk of calcium urolithiasis were found in 8 of 15 tested genes. The findings could explain clinical features of the patient.

Keywords

kidney stone disease
urolithiasis
calcium stones
cystinuria
genetic predisposition
hypercalciuria
polygenic forms
molecular genetic diagnostics
nephrocalcinosis
exome sequencing

Важным элементом высококвалифицированной помощи в настоящее время все чаще становится медико-генетическое консультирование. Возможности современных молекулярно-генетических технологий позволяют разобраться в сложных диагностических ситуациях, установить этиологию заболевания, своевременно назначить лечение и обеспечить профилактику в семье больного. Молекулярно-генетические методы получили широкое распространение и в диагностике мочекаменной болезни (МКБ). Данное заболевание широко распространено как среди взрослого населения, так и среди детей. Распространенность нефролитиаза во взрослой популяции России составляет не менее 450 на 100 тыс. населения, у подростков – 80 на 100 тыс., у детей – около 20 случаев на 100 тыс. [1, 2]. В большинстве (80%) случаев у пациентов выявляются кальциевые конкременты. На цистиновый уролитиаз приходится 1–3% случаев МКБ [3].

Основную долю случаев МКБ можно отнести к многофакторной патологии, т.е. к болезням с наследственной предрасположенностью. Многофакторные заболевания возникают из-за полиморфизма генов, которые обусловливают генетическую предрасположенность к камнеобразованию в почках при воздействии факторов окружающей среды. Так, образование кальциевых конкрементов может быть связано с наличием полиморфизмов в генах кальциево-фосфорного обмена: VDR, CASR, CALCR, SLC34A1, CLDN14, TRPV5, TRPV6 и др. [4].

Меньшую долю составляют моногенные формы патологии. Как правило, это редкие заболевания, манифестирующие в раннем детском возрасте. Эта группа болезней связана с мутацией в одном гене. Несмотря на то что встречаются они редко, многие из них хорошо известны практикующим врачам-урологам. Ярким примером такого заболевания является цистинурия.

Цистинурия – это наследственное моногенное заболевание, которое характеризуется гиперэкскрецией цистина с мочой (более 400 мг/день при норме менее 30 мг/сут) [5–11]. Распространенность данного заболевания в мире составляет в среднем 1:7000 (от 1:2500 среди ливийских евреев до 1:100000 среди шведов) [12–14]. Первые клинические симптомы болезни появляются в возрасте от 2 до 40 лет [15]. Основным проявлением заболевания являются цистиновые камни, причем более чем в 75% случаев в почках образуются двусторонние камни [9]. Течение заболевания, как правило, рецидивирующее. Диагностика основывается на данных спектрального анализа мочевого камня и определения цистина в моче. Однако диагностика цистинурии у детей до 1 года представляет определенные трудности в связи с тем, что в этом возрасте система транспорта аминокислот в мембранах почечных канальцев незрелая и повышение уровня цистина в моче может быть транзиторным [16]. В связи с этим использование молекулярно-генетических методов приобретает особое значение, так как позволяет уточнить клинический диагноз и выявить молекулярную причину заболевания. Представляем собственное клиническое наблюдение.

Пациент М. 4 лет 7 месяцев поступил с жалобами на эпизоды фебрильной лихорадки и отхождение конкремента с мочой (со слов мамы). Ребенок рожден от 1-й беременности, роды срочные самопроизвольные с акушерским пособием (метод Кристеллера), масса тела при рождении – 4110 г, рост –56 см. Оценка по шкале Апгар – 8/9 баллов. Из анамнеза известно, что с 6 мес. у ребенка отмечалось повышение температуры тела до фебрильных цифр без катаральных явлений, выявлялась лейкоцитурия (до 32 клеток в поле зрения), проводилась антибактериальная терапия с положительным, но кратковременным эффектом. При УЗИ с 6 мес. выявлялся симптом «белых пирамидок» в обеих почках. При УЗИ яичек выявлены эхо-признаки двустороннего крипторхизма. В 9 мес. у пациента зафиксирован повторный эпизод лихорадки с лейкоцитурией. Выполнена цистография, по результатам которой диагностирован пузырно-мочеточниковый рефлюкс I–II степеней слева.

В биохимических анализах крови изменений уровня общего и ионизированного кальция, фосфора не наблюдалось. Однако при биохимическом исследовании суточной мочи определялась гиперкальциурия (Ca/Cr=0,44 мг/мг (норма до 0,21). При УЗИ выявлен медуллярный нефрокальциноз, размеры почек, толщина паренхимы, состояние кровотока без изменений. В 3 года у ребенка самостоятельно отошел почечный камень (гладкий желто-коричневого цвета). Результаты рентгенофазового анализа: оксалат кальция моногидрат (вевеллит) – 23%, оксалат кальция гидрат (ведделит) – 28%, дигидроксофосфат кальция (гидроксиапатит) – 32%, фосфат кальция (витлокит) – 17%.

127-1.png (77 KB)

В семейном анамнезе пациента у ряда родственников выявлена МКБ. Так, у матери при УЗИ выявлены 3 камня размером до 3 мм в правой почке в возрасте 27 лет. У бабушки по материнской линии МКБ диагностирована в возрасте 40 лет (см. рисунок). При биохимическом анализе крови выявлен умеренный гипопаратиреоз (уровень паратиреоидного гормона составил 13,5 пг/мл при норме 16–62 пг/мл). Остальные показатели, отражающие фосфорно-кальциевый обмен, были в пределах референсных значений: Са общий максимально 2,66 мМоль/л (норма – 2,20–2,70), Са ионизированный – 1,26 мМоль/л (норма – 1,13–1,32), фосфор – 1,63 ммоль/л (норма – 1,3–2,26 ммоль/л), 25(ОН)D – 56,8 нг/мл (норма – 14–60), креатинин – 47 мкмоль/л. Расчетная скорость клубочковой фильтрации по формуле Шварца составила 98 мл/мин/1,73 м2.

β2-микроглобулин (как показатель низкомолекулярной протеинурии – дисфункции проксимального канальца) в моче не обнаружен.

Пациенту в возрасте 3,5 лет проведено секвенирование клинического экзома. В результате исследования в гене SLC7A9 выявлена мутация c.695A>G (p.Tyr232Cys, rs121908487) в гетерозиготной форме (генотип A/G, Tyr/Cys).

Ген SLC7A9 локализован в длинном плече 19-й хромосомы (19q13.1) и кодирует белок В(0,+)АТ, относящийся к семейству легких субъединиц аминокислотных транспортеров, работающих в почках, печени, тонкой кишке и плаценте [12, 13, 17–20]. Мутации гена SLC7A9 ответственны за развитие цистинурии типа В. У пациента выявлена ранее описанная мутация c.695A>G, которая располагается в 6-м экзоне гена SLC7A9. Данная однонуклеотидная замена приводит к замене тирозина на цистеин в 232-м положении молекулы белка – продукта гена. Частота данной мутации в популяции Европы составляет 0,02%. Обычно данная мутация в сочетании с другим патогенным вариантом того же гена приводит к клинической манифестации заболевания в виде образования цистиновых камней.

Ввиду того, что у больного были выявлены кальциево-оксалатные камни, принято решение провести дополнительное молекулярно-генетическое исследование (см. таблицу).

128-1.png (265 KB)

В 8 из 15 проанализированных генов выявлены полиморфизмы, ассоциированные с нарушением кальциево-фосфорного обмена. Таким образом, клиническая картина, обусловленная наличием кальциевых конкрементов, может быть связана с генетическими особенностями пациента.

В представленном клиническом наблюдении при уточнении молекулярной причины заболевания возникли трудности, связанные с несоответствием результатов первоначального молекулярно-генетического анализа (исследование клинического экзома) и клинических проявлений МКБ у пациента.

Так как у пациента был диагностирован кальциево-оксалатный нефролитиаз, первоначально назначено исследование для подтверждения моногенной формы нарушения кальциево-фосфорного обмена. Однако результаты секвенирования клинического экзома не выявили клинически значимых мутаций, отвечающих за нарушение кальциевого обмена. Вместе с тем у пациента выявлено гетерозиготное носительство мутации в гене SLC7A9, отвечающем за аутосомно-рецессивную форму цистинурии типа В.

Мутация c.695A>G (p.Tyr232Cys, rs121908487), обнаруженная у пациента, относится к так называемым мутациям type non-I, которые в гетерозиготном состоянии обычно не приводят к образованию цистиновых камней [21]. Возможно, у таких пациентов (гетерозиготных носителей) имеется нерегистрируемое в ходе биохимических исследований увеличение уровня цистина в моче. Как известно, определить наличие цистина в моче весьма сложно из-за выраженной нестойкости цистина при контакте с окружающей средой. Однако есть данные, согласно которым мутации в гене SLC7A9 в гетерозиготном состоянии могут способствовать образованию камней преимущественно кальциево-оксалатного типа. Это связано с тем, что цистин мочи сам по себе способствует кристаллизации кальция в мочевыводящих путях [22].

Кроме того, образование кальциево-оксалатных камней может быть обусловлено полиморфизмом генов, отвечающих за кальциево-фосфорный обмен. Поэтому пациенту было проведено генетическое исследование по панели генов, ассоциированных с образованием кальциевых камней. Данное исследование показало наличие у больного полиморфизмов, дополнительно способствующих образованию кальциево-оксалатных конкрементов.

Уточнение молекулярно-генетической картины заболевания дало возможность разработать схему персонализированного лечения и обеспечить профилактику МКБ в семье больного. Прежде всего это неспецифические, но крайне важные рекомендации по увеличению количества потребляемой воды (около 2 л/1,73 м2, в том числе около ¼ в ночное время) и соблюдению низкосолевой диеты (для ребенка не более 2–3 г/сут, для взрослых не более 5 г/сут пищевой соли, в т.ч. содержащейся в готовой еде – такой, как хлеб, мясопродукты, сыр и т.п). Кроме того, рекомендовано ограничение метионин-содержащих продуктов (сыр, яйца, рыба) в связи с метаболизмом метионина в цистеин. Необходим также курсовой прием алкалинизирующих смесей, в том числе как донация цитрата, важнейшего ингибитора кристаллообразования, под контролем рН мочи (целевой уровень не выше 7–7,2 с учетом многофакторной причины камнеобразования). Лечение препаратами, связывающими цистин (тиопронин, D-пеницилламин), не было назначено в связи с недоступностью в РФ количественного определения цистина в порциях мочи, а также из-за возможных побочных эффектов препаратов. Кроме того, учитывая полиморфизм генов, ответственных за кальциево-фосфорный обмен, и риск развития гиперкальциемии, не назначался гипотиазид для снижения степени кальциурии [23, 24].

Мы представили сложное клиническое наблюдение ребенка 4 лет, страдавшего МКБ, у которого причиной заболевания стало сочетание носительства мутации в гене SLC7A9, ответственном за цистинурию типа В, и генетической предрасположенности к образованию кальциевых конкрементов. Выявленные генетические особенности позволили определиться с тактикой ведения пациента и сформировать подход к проведению профилактики камнеобразования в семье пациента.

About the Authors

Corresponding author: M.M. Litvinova – Ph.D, associate professor at the Department of Medical Genetics of I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Ministry of Public Health of Russian Federation (Sechenov University), Moscow, Russia; clinical geneticist at the Loginov Moscow Clinical Scientific Center of Moscow Health Department, Moscow, Russia; e-mail: mariya.litvinova@gmail.com