Дефицит пируваткиназы

Дефици́т пируваткина́зы (ДПК) — редкое аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся хронической гемолитической анемией вариабельной степени тяжести. Фенотип заболевания отличается высокой гетерогенностью, при этом потребность в трансфузиях и частота осложнений существенно различаются у детей, подростков и взрослых пациентов. Терапия носит поддерживающий характер и включает витаминотерапию и трансфузии эритроцитарной массы[1].

Общие сведения

История

Исторически связь между нарушением гликолиза и гемолитической анемией была установлена на основании наблюдений Сельвина и Дейси, которые в 1954 году отметили, что у пациентов с врождённой несфероцитарной гемолитической анемией наблюдался повышенный гемолиз in vitro после инкубации дефибринированной крови, который не уменьшался при добавлении избытка глюкозы. Эти исследования побудили Валентайна и его коллег провести анализ активности различных гликолитических ферментов в эритроцитах нескольких семей с врождённой несфероцитарной гемолитической анемией, что привело к открытию ДПК. В 1991 г. были описаны первые две точечные мутации, вызывающие дефицит ПК[2][3].

Этиология

ДПК является наследственным заболеванием, обусловленным мутациями в гене PKLR, расположенном на длинном плече первой хромосомы (локус 1q21). Этот ген кодирует два изофермента: пируваткиназу-R, специфичную для эритроцитов, и пируваткиназу-L, экспрессирующуюся в печени. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Гетерозиготные носители, как правило, клинически здоровы, за исключением случаев компаундной гетерозиготности, когда унаследованные от каждого из родителей разные мутантные аллели могут приводить к манифестации заболевания. Описано несколько сотен вариантов мутаций гена PKLR, включая однонуклеотидные замены (как миссенс, так и нонсенс), делеции, инсерции, а также сложные варианты, такие как микроделеции и микровставки. Часть мутаций затрагивает некодирующие участки гена — промоторные последовательности и интроны, что также приводит к нарушению синтеза или функциональности фермента[3][4].

Патогенез

Дефицит пируваткиназы приводит к блокированию заключительного этапа гликолиза — преобразования фосфоенолпирувата в пируват. Снижение ферментативной активности более чем на 75 % вызывает два ключевых метаболических следствия[3].

  • Во-первых, происходит накопление промежуточных продуктов гликолиза, преимущественно 1,3-дифосфоглицерата, который перенаправляется в обходной путь синтеза 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ). Избыток 2,3-ДФГ снижает сродство гемоглобина к кислороду, улучшая оксигенацию тканей и частично компенсируя гипоксию.
  • Во-вторых, возникает выраженный энергетический дефицит вследствие нарушения синтеза АТФ. Это приводит к дисфункции ионных каналов и структурным изменениям цитоскелета эритроцитов, что значительно снижает их деформируемость и нарушает реологические свойства крови. Следствием становятся внесосудистый гемолиз (особенно при прохождении селезёночных синусоидов) и системные нарушения микроциркуляции.

Костный мозг, пытаясь компенсировать потерю эритроцитов, усиливает эритропоэз, однако мутация также затрагивает процессы созревания эритроидных предшественников. Нарушение анаплеротической функции пирувата приводит к дефициту глутатиона и усилению окислительного стресса, что вызывает активацию патологических форм клеточной гибели эритробластов[3].

Эпидемиология

Точные эпидемиологические данные о распространённости ДПК отсутствуют, однако ориентировочные показатели варьируют в значительном диапазоне — от 3 до 50 случаев на 1 000 000 населения. Наиболее высокая распространённость отмечается среди представителей европеоидной расы, особенно в популяциях Европы и Северной Америки, где распространённость может достигать 5 случаев на 100 000 человек. В то же время, отдельные регистры пациентов, основанные на данных североевропейских стран, указывают на более низкую заболеваемость — приблизительно 1 случай на 100 000 населения. Такой разброс в оценках связан с различиями в методологии исследований, особенностями диагностики и неполной выявляемостью лёгких и бессимптомных форм заболевания[4].

Диагностика

Клиническая картина

У значительной части пациентов с ДПК клиническая картина формируется уже в первые сутки жизни. Тяжёлый гемолиз часто требует проведения обменного переливания крови почти у половины новорождённых, в то время как фототерапия применяется у подавляющего большинства пациентов для коррекции непрямой гипербилирубинемии. Характерным признаком заболевания в неонатальном периоде является появление петехиальной сыпи, которая отражает явления кожного экстрамедуллярного кроветворения. Однако клиническая картина может значительно варьировать: у некоторых новорождённых отсутствует выраженная желтуха, а заболевание проявляется лишь лёгкой или полностью компенсированной формой хронической гемолитической анемии[4].

У пациентов старше 60 лет ДПК проявляется характерными признаками хронического гемолиза. Наиболее частыми симптомами являются анемия различной степени тяжести, иктеричность кожных покровов и склер, спленомегалия или гепатоспленомегалия, а также жёлчнокаменная болезнь. Степень анемии варьирует от лёгкой компенсированной формы до тяжёлой трансфузионно-зависимой, сопровождающейся развитием гиперспленизма, жёлчнокаменной болезни и перегрузки железом. У детей до 10 лет с тяжёлой анемией могут наблюдаться костные деформации, такие как выступание лобных бугров, обусловленные выраженным расширением эритроидного ростка костного мозга. Особенностью заболевания является хорошая переносимость анемии пациентами, что связано с увеличением содержания 2,3-дифосфоглицерата в эритроцитах, приводящим к смещению кривой диссоциации оксигемоглобина вправо и улучшению оксигенации тканей. Клинические проявления анемии обычно ослабевают с возрастом, и течение заболевания стабилизируется во взрослом состоянии. Однако под влиянием стресса, острых инфекций или беременности могут развиваться гемолитические кризы, требующие трансфузионной поддержки. Отягощающим фактором является сонаследование дефицита пируваткиназы с наследственным сфероцитозом, что приводит к более тяжёлому течению заболевания[4].

Лабораторная диагностика

  • Клинический анализ крови: выявляют анемию различной степени тяжести (концентрация гемоглобина колеблется в пределах 65—110 г/л) с характерными морфологическими изменениями эритроцитов, например, анизоцитоз и пойкилоцитоз, а также компенсаторный ретикулоцитоз[4].
  • Микроскопия мазка крови: в тяжёлых случаях в мазке периферической крови могут визуализироваться единичные эритробласты, что является морфологическим признаком неэффективного эритропоэза[4].
  • Биохимический анализ крови: выявляются признаки гемолиза — снижение концентрациигаптоглобина и непрямая гипербилирубинемия. При этом активность лактатдегидрогеназы обычно остаётся в пределах нормы. Также возможно повышение концентрации ферритина[4].
  • Цитологическое исследование костного мозга: часто обнаруживаются признаки дизэритропоэза[4].
  • Молекулярно-генетический анализ крови: характерно выявление мутаций в гене PKLR методом секвенирования[4].
  • Спектрофотометрический анализ: характерно снижение активности пируваткиназы в лизированных эритроцитах[4].

Дифференциальная диагностика

Дифференциальный диагноз проводится с наследственным сфероцитозом, дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, аутоиммунными гемолитическими анемиями, а также с другими редкими ферментопатиями эритроцитов[4].

Осложнения

К возможным осложнениям относятся: неонатальная гипербилирубинемия, перегрузка железом, образование пигментных жёлчных камней, апластические кризы при парвовирусной инфекции, экстрамедуллярный гемопоэз с образованием паравертебральных или внутрибрюшных масс, а также осложнения беременности[5].

Лечение

Поддерживающая терапия играет ключевую роль при хронической анемии. Детям рекомендуется назначение фолиевой кислоты. Дополнительный приём показан при беременности и гемолитических кризах, поскольку эти состояния связаны с повышенной потребностью в фолатах[5].

Гемотрансфузии применяются для коррекции анемии. Решение о переливании крови должно быть клинически обоснованным и основываться на индивидуальных показаниях, что позволяет предотвратить развитие перегрузки железом. Увеличение интервалов между трансфузиями способствует снижению риска перегрузки железом[5].

Спленэктомия показана при массивной спленомегалии для устранения риска травматического разрыва селезёнки, а также при тяжёлых формах анемии[5].

При развитии гемосидероза требуется терапия хелаторами железа, такими как дефероксамин. Однако лечение следует прекратить при наступлении беременности[5].

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток представляет собой потенциально радикальный метод лечения ДПК. Однако чётко определённые показания для проведения трансплантации у данной категории пациентов отсутствуют. Существующие ограниченные данные свидетельствуют о том, что трансплантация сопряжена со значительными рисками, что ограничивает её широкое применение. Оптимальные результаты наблюдаются у пациентов в возрасте до 10 лет с наиболее тяжёлыми формами заболевания[6].

Генная терапия показывает многообещающие результаты при лечении ДПК. Предварительные данные исследований демонстрируют нормализацию концентрации гемоглобина, улучшение показателей гемолиза и отсутствие необходимости в переливаниях крови у пациентов в течение 24 месяцев наблюдения[6].

Прогноз

Прогноз при ДПК отличается значительной вариабельностью и зависит от множества факторов. На исходы заболевания существенное влияние оказывают тяжесть анемии, своевременность начала терапии и качество оказываемой медицинской помощи. Неблагоприятными прогностическими факторами являются тяжёлая степень анемии и развитие гемосидероза. Эти состояния особенно опасны в период беременности, поскольку могут приводить к серьёзным осложнениям как для матери, так и для плода. Однако при адекватной поддерживающей терапии, включающей регулярный мониторинг показателей крови, своевременное проведение гемотрансфузий по показаниям и профилактику перегрузки железом, большинство пациентов достигают стабильного состояния и сохраняют приемлемое качество жизни[5][6].

Диспансерное наблюдение

Не разработано.

Профилактика

Не разработана.

Примечания

  1. Fattizzo B., Cavallaro F., Marcello A.P.M.L., Vercellati C., Barcellini W. Pyruvate Kinase Deficiency: Current Challenges and Future Prospects (англ.) // Journal of Blood Medicine : Journal Article. — 2022. — 1 September (vol. 13). — P. 461—471. — doi:10.2147/JBM.S353907. — PMID 36072510.
  2. Бовт Е.А., Колева Л.Д., Черняк Е.А. и др. Дефицит пируваткиназы и несфероцитарная гемолитическая анемия // Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. — 2020. — Т. 19, № 3. — С. 121—130. — doi:10.24287/1726-1708-2020-19-3-121-130.
  3. 1 2 3 4 Поляков П. П., Занин С. А., Цирульникова С. В. Клиническая патофизиология дефицита пируваткиназы // Медицина в Кузбассе : Journal Article. — 2025. — № 1. — С. 36—43.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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. — Т. 7, № 2. — С. 86—93. — doi:10.21682/2311-1267-2020-7-2-86-93.
  5. 1 2 3 4 5 6 O.A. Enegela, F. Anjum. Pyruvate Kinase Deficiency (англ.). Statpearls (27 апреля 2023). Дата обращения: 18 сентября 2025. Архивировано 10 июля 2022 года.
  6. 1 2 3 Luke N., Hillier K., Al-Samkari H., Grace R.F. Updates and advances in pyruvate kinase deficiency (англ.) // Trends in Molecular Medicine. — 2023. — May (vol. 29, no. 5). — P. 406—418. — doi:10.1016/j.molmed.2023.02.005. — PMID 36935283.

Литература

Дополнительно по теме