โรคผิวหนังแข็งแต่กำเนิด | |
---|---|
ชื่ออื่น ๆ | กลุ่มอาการ Zinsser-Cole-Engman , [1] [2] : 570 |
โรค Dyskeratosis congenita ถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบ X-linked recessive | |
ความเชี่ยวชาญ | พันธุศาสตร์การแพทย์ |
โรคผิวหนังแข็ง ( Dyskeratosis congenita หรือ DKC ) หรือที่รู้จักกันในชื่อกลุ่มอาการ Zinsser-Engman-Coleเป็นโรคทางพันธุกรรม ที่ค่อยๆ ลุกลาม และ มีลักษณะทาง ฟีโนไทป์ที่หลากหลาย[3]โรคนี้มีลักษณะทั่วไปคือมีเม็ดสีผิวผิดปกติ เล็บผิดปกติ และเม็ดเลือดขาวในช่องปากและกลุ่มอาการ MDS หรือมะเร็งเม็ดเลือดขาวเฉียบพลันแบบ ไมอีลอยด์ (AML) แต่ส่วนประกอบเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นเสมอไป[3] DKC มีลักษณะเด่นคือเทโลเมียร์ สั้น โรคนี้ในระยะแรกอาจส่งผลต่อผิวหนังแต่ผลที่ตามมาที่สำคัญคือไขกระดูกเสื่อมซึ่งเกิดขึ้นมากกว่า 80% ทำให้เสียชีวิตก่อนวัยอันควร[3]
DKC สามารถจำแนกลักษณะได้โดยมีการสร้างเม็ดสีบนผิวหนัง ผมหงอกก่อนวัยเล็บ ผิดปกติ เยื่อ บุ ช่องปากมี เม็ดเลือดขาวสูง น้ำตาไหลอย่าง ต่อเนื่องเนื่องจากท่อน้ำตาอุดตันเกล็ดเลือดต่ำ โลหิตจางอัณฑะฝ่อในผู้ที่มีบุตรยาก และมีความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็ง[ 4] [5] นอกจากนี้ ความผิดปกติของตับยังเกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการนี้ ซึ่งก็คือ Nodular Regenerative Hypoplasia ของตับ ถึงแม้จะพบได้น้อย แต่ก็เป็นหนึ่งในอาการแสดงหลายอย่างของโรคตับที่เทโลเมียร์สั้นอาจทำให้เกิดขึ้นได้[6]
เชื่อกัน ว่า [7]หากไม่มีเทโลเมอเรสที่ทำงานได้ โครโมโซมจะยึดติดกันที่ปลายทั้งสองข้างผ่าน เส้นทาง เชื่อมปลายที่ไม่ใช่แบบโฮโมล็อกหากสิ่งนี้พิสูจน์ได้ว่าเกิดขึ้นบ่อยพอ มะเร็งก็อาจเกิดขึ้นได้แม้จะไม่มีเทโลเมอเรสอยู่ กลุ่มอาการ Myelodysplastic เกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการนี้ ซึ่งมักแสดงอาการเป็นไขกระดูกอ่อนซึ่งอาจคล้ายกับโรคโลหิตจางแบบอะพลาสติก แต่สามารถแยกความแตกต่างได้ด้วยดิสพลาเซียมากกว่า 10% ในสายเซลล์ที่ได้รับผลกระทบ แม้ว่าบางครั้งจะทำไม่ได้ก็ตาม เนื่องจากสามารถสังเกตเห็นเซลล์เม็ดเลือดที่ลดจำนวนลงในไขกระดูกอ่อนได้ โคลนทางพันธุกรรมมักจะไม่ปรากฏร่วมกับกลุ่มอาการ Hypoplastic Myelodysplastic Disorder ที่เกี่ยวข้องกับ Dyskeratosis Congenita
ในบรรดาองค์ประกอบขององค์ประกอบ RNA ของเทโลเมอเรส (TERC) โดเมน H/ACA ของกล่อง ถือเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่มีความสำคัญ อย่างยิ่ง โดเมน H/ACA นี้มีหน้าที่รับผิดชอบต่อการเจริญเติบโตและเสถียรภาพของ TERC และด้วยเหตุนี้จึงรวมถึงเทโลเมอเรสโดยรวมด้วย ไรโบนิวคลีโอโปรตีนH / ACA ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมประกอบด้วยโปรตีนซับยูนิตสี่ตัว ได้แก่ ไดสเคอริน การ์ 1 โนพ10 และเอ็นเอชพี2 การกลายพันธุ์ในโนพ10 [8]เอ็นเอชพี2 [9]และไดสเคอริน 1 [10]ล้วนแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดอาการคล้าย DKC
รูปแบบที่มีลักษณะเฉพาะที่สุดของ dyskeratosis congenita เป็นผลจากการกลายพันธุ์หนึ่งครั้งหรือมากกว่านั้นในแขนยาวของโครโมโซม Xในยีน DKC1 [7] [10]ส่งผลให้โรคนี้มีลักษณะด้อยที่เชื่อมโยงกับโครโมโซม X โดยโปรตีนหลักที่ได้รับผลกระทบคือ dyskerin จากการกลายพันธุ์ทั้งห้าแบบที่อธิบายโดย Heiss และเพื่อนร่วมงานในNature Genetics [ 10]สี่แบบเป็นโพลีมอร์ฟิซึมของนิวคลีโอไทด์เดี่ยว ซึ่งทั้งหมดส่งผลให้กรดอะมิโนที่อนุรักษ์ไว้ สูงเปลี่ยนแปลง ไป กรณีหนึ่งคือการลบในกรอบซึ่งส่งผลให้สูญเสียกรดอะ มิ โนลิวซีน ซึ่งอนุรักษ์ไว้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่นกัน ในสามกรณี กรดอะมิโนเฉพาะที่ได้รับผลกระทบ ( ฟีนิลอะลานีนโพรลีนไกลซีน ) พบในตำแหน่ง เดียวกัน ในมนุษย์ เช่นเดียวกับในยีสต์ ( S. Cerevisiae ) และหนูสีน้ำตาล ( R. Norvegicus ) [10] สิ่งนี้กำหนดลำดับการอนุรักษ์และความสำคัญของ dyskerin ในยูคาริโอต ลักษณะที่เกี่ยวข้องของ dyskerin ในสปีชีส์ส่วนใหญ่คือการเร่งปฏิกิริยาpseudouridylation ของ uridinesเฉพาะที่พบใน RNA ที่ไม่เข้ารหัส เช่นribosomal RNA (rRNA) Cbf5 ซึ่งเป็นอนาล็อกของยีสต์ของ dyskerin ในมนุษย์ เป็นที่ทราบกันดีว่าเกี่ยวข้องกับการประมวลผลและการทำให้ rRNA สุก[7] ในมนุษย์ บทบาทนี้สามารถนำมาประกอบกับ dyskerin ได้[10] ดังนั้น รูปแบบที่เชื่อมโยงกับ X ของโรคนี้อาจส่งผลให้เกิดปัญหาเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับ RNA ที่ผิดปกติและอาจมีฟีโนไทป์ที่รุนแรงกว่า ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง เมื่อเทียบกับยูคาริโอตเซลล์เดียว dyskerin เป็นส่วนประกอบสำคัญของส่วนประกอบ RNA ของเทโลเมอเรส (TERC) ในรูปแบบของโมทีฟ H/ACA [11]การกลายพันธุ์แบบ X-linked นี้ เช่น Nop10 และ Nhp2 แสดงให้เห็นเทโลเมียร์ที่สั้นลงอันเป็นผลจากความเข้มข้นของ TERC ที่ลดลง[12]
3 ยีน: TERC, TERT, TINF2 หลักฐานที่สนับสนุนความสำคัญของโดเมน H/ACA ในเทโลเมอเรสของมนุษย์นั้นมีมากมาย อย่างน้อยหนึ่งการศึกษา[13]ได้แสดงให้เห็นว่าการกลายพันธุ์เหล่านี้ส่งผลต่อกิจกรรมของเทโลเมอเรสโดยส่งผลเชิงลบต่อการประกอบ RNP ก่อนและการทำให้ RNA ของเทโลเมอเรสของมนุษย์สุก อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์ที่ส่งผลโดยตรงต่อส่วนประกอบของ RNA ของเทโลเมอเรสน่าจะมีอยู่และควรทำให้เกิดการแก่ก่อนวัยหรืออาการคล้าย DKC ด้วย อันที่จริงแล้ว มีการศึกษาครอบครัวสามครอบครัวที่มีการกลายพันธุ์ในยีน TERC ของมนุษย์ ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ[7]ในครอบครัวเหล่านี้สองครอบครัว มีโพลีมอร์ฟิซึมนิวคลีโอไทด์เดี่ยวที่จำเพาะต่อครอบครัวสองครอบครัว ในขณะที่อีกครอบครัวหนึ่งยังคงมีการลบออกในขนาดใหญ่ (821 คู่เบสของ DNA) บนโครโมโซม 3ซึ่งรวมถึงเบส 74 ตัวที่เข้ารหัสสำหรับส่วนหนึ่งของโดเมน H/ACA การกลายพันธุ์สามแบบที่แตกต่างกันนี้ส่งผลให้เกิดโรค dyskeratosis congenita ในรูปแบบที่ไม่รุนแรง ซึ่งถ่ายทอดทางพันธุกรรมตามรูปแบบออโตโซมโดมิแนนต์โดยเฉพาะ การหงอกก่อนวัย การสูญเสียฟันก่อนวัย ความเสี่ยงต่อมะเร็งผิวหนัง ตลอดจนความยาวของเทโลเมียร์ที่สั้นลงยังคงเป็นลักษณะเฉพาะของโรคนี้[14]
6 ยีน: ฟีโนไทป์ ที่แท้จริง ของบุคคล DKC อาจขึ้นอยู่กับโปรตีนที่เกิดการกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์แบบออโตโซมลักษณะด้อยที่ได้รับการยืนยันหนึ่งรายการ[8]ในครอบครัวที่มี DKC พบใน NOP10 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกลายพันธุ์คือการเปลี่ยนแปลงเบสจากไซโทซีนเป็นไทมีนในบริเวณที่อนุรักษ์ไว้สูงของลำดับ NOP10 การกลายพันธุ์นี้บนโครโมโซม 15ส่งผลให้กรดอะมิโนเปลี่ยนจากอาร์จินีนเป็นท ริป โต เฟน บุคคลที่มีโครโมโซม 15 ที่เป็นลักษณะด้อยแบบโฮโมไซกัสแสดงอาการของโรคดิสเคอราโทซิสคองเจนิตาอย่างสมบูรณ์ เมื่อเปรียบเทียบกับบุคคลปกติที่มีอายุเท่ากัน ผู้ป่วย DKC จะมีเทโลเมียร์ที่สั้นกว่ามาก นอกจากนี้ เฮเทอโรไซโกต ซึ่งเป็นผู้ที่มีอัลลีล ปกติหนึ่งตัว และอัลลีลหนึ่งตัวที่เข้ารหัสโรค ยังแสดงให้เห็นเทโลเมียร์ที่สั้นลงด้วย สาเหตุของสิ่งนี้ระบุว่าเกิดจากการลดลงของระดับ TERC ในผู้ที่มีการกลายพันธุ์ Nop10 เมื่อระดับ TERC ลดลง การบำรุงรักษาเทโลเมียร์ โดยเฉพาะในช่วงพัฒนาการ จะต้องได้รับผลกระทบตามไปด้วย ซึ่งจะนำไปสู่การสั้นลงของเทโลเมียร์ดังที่ได้อธิบายไว้[8]
การกลายพันธุ์ของ NHP2 มีลักษณะคล้ายคลึงกับ NOP10 การกลายพันธุ์เหล่านี้ยังเป็นแบบถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบด้อยอีกด้วย โดย มีการระบุ โพลีมอร์ฟิซึมนิวคลีโอไทด์ เดี่ยวเฉพาะเจาะจงสามแบบ ซึ่งส่งผลให้เกิดโรค dyskeratosis congenita เช่นเดียวกับ NOP10 บุคคลที่มีการกลายพันธุ์ของ NHP2 เหล่านี้จะมีปริมาณของส่วนประกอบของเทโลเมอเรสอาร์เอ็นเอ (TERC) ในเซลล์ลดลง อีกครั้ง อาจสันนิษฐานได้ว่าการลดลงของ TERC ส่งผลให้เทโลเมียร์คงอยู่ผิดปกติและเทโลเมียร์สั้นลง การกลายพันธุ์แบบด้อยแบบโฮโมไซกัสใน NHP2 แสดงให้เห็นว่าเทโลเมียร์สั้นลงเมื่อเทียบกับบุคคลปกติที่มีอายุเท่ากัน[9]
Dyskeratosis congenita เป็นโรคที่เกิดจากการบำรุงรักษาเทโลเมียร์ ไม่ดี [7] โดยส่วนใหญ่เกิดจาก การกลายพันธุ์ของยีน จำนวนหนึ่งที่ทำให้เกิดการทำงานของไรโบโซมที่ผิดปกติ ซึ่งเรียกว่าไรโบโซโมพาที โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โรคนี้เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์หนึ่งครั้งขึ้นไปที่ส่งผลต่อ ส่วนประกอบ RNA ของเทโลเมอเรสของสัตว์มีกระดูกสันหลัง (TERC) โดยตรงหรือโดยอ้อม[15]
เทโลเมอเรสเป็นเอนไซม์ทรานสคริปเทสย้อนกลับซึ่งรักษาลำดับซ้ำเฉพาะของดีเอ็นเอเทโลเมียร์ ในระหว่างการพัฒนา เทโลเมียร์ถูกวางไว้ที่ปลายทั้งสองข้างของโครโมโซมเชิงเส้นเพื่อป้องกันดีเอ็นเอเชิงเส้นจากความเสียหายทางเคมีทั่วไป และเพื่อแก้ไขการสั้นลงของปลายโครโมโซมที่เกิดขึ้นระหว่างการจำลองดีเอ็นเอตาม ปกติ [16]การสั้นลงของปลายนี้เป็นผลมาจากดีเอ็นเอโพลีเมอเรส ของยูคาริโอต ไม่มีกลไกในการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ สุดท้าย ที่อยู่ที่ปลายของ "สายล่าช้า" ของดีเอ็นเอสายคู่ ดีเอ็นเอโพลีเมอเรสสามารถสังเคราะห์ดีเอ็นเอใหม่จากสายดีเอ็นเอเก่าในทิศทาง 5'→3' เท่านั้น เนื่องจากดีเอ็นเอมีสองสายที่เสริมกัน สายหนึ่งจะต้องมีขนาด 5'→3' ในขณะที่อีกสายหนึ่งจะมีขนาด 3'→5' ความไม่สามารถสังเคราะห์ในทิศทาง 3’→5’ นี้ได้รับการชดเชยด้วยการใช้ชิ้นส่วนโอคาซากิซึ่งเป็นชิ้นส่วน DNA สั้นๆ ที่สังเคราะห์ขึ้น 5’→3’ จาก 3’→5’ ในขณะที่ส้อมการจำลองเคลื่อนที่ เนื่องจากดีเอ็นเอโพลีเมอเรสต้องการไพรเมอร์ RNAเพื่อจับกับดีเอ็นเอเพื่อเริ่มการจำลอง ชิ้นส่วนโอคาซากิแต่ละชิ้นจึงนำหน้าด้วยไพรเมอร์ RNA บนสายที่กำลังสังเคราะห์ เมื่อถึงจุดสิ้นสุดของโครโมโซม ไพรเมอร์ RNA สุดท้ายจะถูกวางไว้บนบริเวณนิวคลีโอไทด์นี้ และจะถูกกำจัดออกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ น่าเสียดายที่เมื่อไพรเมอร์ถูกกำจัดออกไป ดีเอ็นเอโพลีเมอเรสจะไม่สามารถสังเคราะห์เบสที่เหลือได้[16] [17]
ผู้ป่วย DKC พบว่าระดับ TERC ลดลงอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งส่งผลต่อการทำงานปกติของเทโลเมอเรสที่รักษาเทโลเมียร์เหล่านี้ไว้[7] [8] [10] เมื่อระดับ TERC ลดลง การรักษาเทโลเมียร์ในระหว่างการพัฒนาก็จะลดลงตามไปด้วย ในมนุษย์ เทโลเมอเรสจะไม่ทำงานในเซลล์ประเภทต่างๆ ส่วนใหญ่หลังจากการพัฒนาในระยะเริ่มต้น (ยกเว้นในกรณีร้ายแรง เช่น มะเร็ง) [11]ดังนั้น หากเทโลเมอเรสไม่สามารถส่งผลกระทบต่อ DNA ได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงเริ่มต้นของชีวิต ความไม่เสถียรของโครโมโซมก็อาจเกิดขึ้นได้ในผู้ป่วยเร็วกว่าที่คาดไว้มาก[18]
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าข้อบกพร่องในการแพร่กระจายในเซลล์เคอราติโนไซต์ ของผิวหนัง DC ได้รับการแก้ไขโดยการแสดงออกของเทโลเมอเรสรีเวิร์สทรานสคริปเทส (TERT) หรือโดยการกระตุ้นเทโลเมอเรสภายในร่างกายผ่านการแสดงออกของพาพิลโลมาไวรัส E6/E7 ของส่วนประกอบ RNA ของเทโลเมอเรส (TERC) [19]
เนื่องจากโรคนี้มีอาการหลากหลายเนื่องจากเกี่ยวข้องกับระบบต่างๆ ของร่างกายหลายระบบ การทดสอบวินิจฉัยจึงขึ้นอยู่กับผลการตรวจทางคลินิกในผู้ป่วยแต่ละราย การทดสอบที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การนับเม็ดเลือดสมบูรณ์ (CBC) การตรวจไขกระดูก การทดสอบความยาวเทโลเมียร์ของเม็ดเลือดขาว (เช่น Flow FISH) การทดสอบการทำงานของปอด และการทดสอบทางพันธุกรรม[20] [ 21]
การรักษาหลักสำหรับโรค dyskeratosis congenita คือการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดซึ่งให้ผลดีที่สุดกับผู้บริจาคที่เป็นพี่น้องกัน การบำบัดระยะสั้นในระยะเริ่มต้นคือการใช้สเตียรอยด์อนาโบลิก (ออกซีเมโทโลน ดานาโซล) หรือฮอร์โมนคล้ายอีริโทรโพอิเอติน หรือแฟกเตอร์กระตุ้นการสร้างเม็ดเลือดขาว (ฟิลกราสติม) การบำบัดทั้งหมดนี้มุ่งเป้าไปที่การรับมือกับผลกระทบของภาวะไขกระดูกล้มเหลว ซึ่งแสดงออกมาในรูปของจำนวนเม็ดเลือดแดงและเม็ดเลือดขาวต่ำ ยาเหล่านี้จะช่วยเพิ่มส่วนประกอบของเลือดและชดเชยส่วนที่ขาดหายไปที่เกิดจากภาวะไขกระดูกล้มเหลว โรค dyskeratosis congenita ที่เกี่ยวข้องกับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดจะต้องได้รับการรักษาอย่างระมัดระวังด้วยการฉายรังสีหรือเคมีบำบัดความเข้มข้นต่ำ เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบร้ายแรงของโรค Host versus graft และพิษต่ออวัยวะอื่นๆ ที่ได้รับผลกระทบจากเทโลเมียร์สั้น ซึ่งทำให้อวัยวะเหล่านี้ไวต่อรังสีมาก โดยเฉพาะปอดและตับ[22]
DC เกี่ยวข้องกับอายุขัยที่สั้นลง แต่หลายคนมีอายุยืนยาวถึง 60 ปี[23] สาเหตุหลักของการเสียชีวิตในผู้ป่วยเหล่านี้เกี่ยวข้องกับภาวะไขกระดูกล้มเหลว ผู้ป่วยโรค dyskeratosis congenita เกือบ 80% มีภาวะไขกระดูกล้มเหลว[24]
งานวิจัยล่าสุดได้ใช้เซลล์ต้นกำเนิดพหุศักยภาพที่เหนี่ยวนำเพื่อศึกษาเกี่ยวกับกลไกของโรคในมนุษย์ และค้นพบว่าการรีโปรแกรมเซลล์โซมาติกช่วยฟื้นฟูการยืดตัวของเทโลเมียร์ในเซลล์ดิสเคราโตซิสคองเจนิตา (DKC) แม้จะมีรอยโรคทางพันธุกรรมที่ส่งผลต่อเทโลเมอเรส เซลล์ DKC ที่ได้รับการรีโปรแกรมสามารถเอาชนะข้อจำกัดที่สำคัญใน ระดับ TERCและฟื้นฟูการทำงาน (การรักษาเทโลเมียร์และการต่ออายุตัวเอง) ในทางการรักษา วิธีการที่มุ่งเป้าไปที่การเพิ่มการแสดงออกของ TERC อาจพิสูจน์ได้ว่าเป็นประโยชน์ใน DKC [25]