Choroba wilsona
Etiologia i przyczyny
Choroba Wilsona to autosomalnie recesywne zaburzenie genetyczne spowodowane mutacjami w genie ATP7B (13q14.3), kodującym miedziowo-transportującą ATP-azę 2, kluczową dla transportu i wydalania miedzi. Mutacje, takie jak His1069Gly czy p.Met645Arg, prowadzą do dysfunkcji białka ATP7B, skutkując zmniejszonym wydzielaniem miedzi do żółci (u zdrowych osób ~2 mg/d, u chorych 0,2-0,4 mg/d) oraz zaburzeniem włączania miedzi do ceruloplazminy. W efekcie dochodzi do patologicznej akumulacji miedzi w wątrobie, mózgu (jądra podstawy, jądro soczewkowate), nerkach i innych narządach, co wywołuje uszkodzenia oksydacyjne i szeroki wachlarz objawów klinicznych – od wątrobowych (zapalenie, marskość) przez neurologiczne (dysatria, dystonia, parkinsonizm) po okulistyczne (pierścień Kayser-Fleischera). Fenotyp choroby jest modyfikowany przez czynniki genetyczne (np. warianty w genie PRNP), epigenetykę i środowisko. Częstość występowania choroby szacuje się na 3,3/100 000 klinicznie, a 14,3/100 000 genetycznie, z nosicielstwem mutacji u około 1% populacji.
- Etiologia Choroby Wilsona
- Mutacja genu ATP7B
- Mechanizm dziedziczenia
- Zaburzenia metabolizmu miedzi w chorobie Wilsona
- Patogeneza uszkodzenia narządów
- Czynniki modyfikujące przebieg choroby
- Epidemiologia
- Mechanizmy patofizjologiczne w chorobie Wilsona
- Czynniki ryzyka choroby Wilsona
- Diagnostyka choroby Wilsona
- Leczenie choroby Wilsona
- Podsumowanie etiologii choroby Wilsona
Etiologia Choroby Wilsona
Choroba Wilsona, zwana również zwyrodnieniem wątrobowo-soczewkowym (hepatolenticular degeneration), jest rzadkim genetycznym zaburzeniem metabolizmu miedzi, które charakteryzuje się nieprawidłowym gromadzeniem tego pierwiastka w organizmie, głównie w wątrobie, mózgu i innych tkankach.12 Proces dziedziczenia choroby Wilsona następuje w sposób autosomalny recesywny, co oznacza, że do rozwoju choroby konieczne jest odziedziczenie dwóch kopii zmutowanego genu – po jednej od każdego z rodziców.34
Mutacja genu ATP7B
Główną przyczyną choroby Wilsona jest mutacja w genie ATP7B zlokalizowanym na chromosomie 13 (13q14.3), który koduje białko transportujące miedź – ATP-azę typu P (miedziowo-transportującą ATP-azę 2).56 Białko to odgrywa kluczową rolę w transporcie miedzi z wątroby do innych części ciała oraz w wydalaniu nadmiaru miedzi z organizmu poprzez żółć.7 Gen ATP7B ulega ekspresji głównie w wątrobie, nerkach i łożysku.8
Dotychczas zidentyfikowano ponad 500 różnych mutacji genu ATP7B, które mogą prowadzić do rozwoju choroby Wilsona.910 Większość z tych mutacji to małe delecje, insercje lub mutacje zmiany sensu (missense).11 Rodzaj mutacji zazwyczaj jest specyficzny dla danej populacji.12 Na przykład, mutacja His1069Gly występuje u prawie połowy pacjentów w Ameryce Północnej i Europie.13
Inna istotna mutacja to wariant NM_000053.3:c.1934TG (p.Met645Arg), który jest szczególnie rozpowszechniony wśród pacjentów hiszpańskiego pochodzenia.14 Badania wykazały, że wariant ten powoduje nieprawidłowe wycinanie eksonu 6, co prowadzi do przesunięcia ramki odczytu i przedwczesnego kodonu stop, skutkując utratą funkcji białka ATP7B.15
Mechanizm dziedziczenia
Choroba Wilsona jest dziedziczona w sposób autosomalny recesywny.1617 Oznacza to, że osoba musi odziedziczyć dwie kopie zmutowanego genu ATP7B – po jednej od każdego rodzica – aby rozwinęła się choroba.18 Rodzice osoby chorej zazwyczaj są nosicielami jednej kopii zmutowanego genu i jednej kopii prawidłowego genu, przez co sami nie wykazują objawów choroby.19
Jeśli oboje rodzice są nosicielami zmutowanego genu ATP7B, to przy każdej ciąży istnieje:2021
- 25% szans, że dziecko odziedziczy dwie kopie zmutowanego genu i rozwinie chorobę Wilsona
- 50% szans, że dziecko będzie nosicielem (jedna kopia zmutowanego genu)
- 25% szans, że dziecko odziedziczy dwie prawidłowe kopie genu
Osoby będące nosicielami jednej kopii zmutowanego genu zazwyczaj nie rozwijają objawów choroby, ale mogą przekazać zmutowany gen swoim dzieciom.2223
Zaburzenia metabolizmu miedzi w chorobie Wilsona
Miedź jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym potrzebnym do wielu funkcji komórkowych, jednak jej nadmiar jest toksyczny dla organizmu.24 W warunkach prawidłowych nadmiar miedzi jest wydalany z organizmu poprzez żółć.25 Białko ATP7B odgrywa kluczową rolę w tym procesie, transportując miedź do żółci oraz włączając ją do ceruloplazminy – białka wiążącego miedź w krwiobiegu.2627
W chorobie Wilsona defekt genu ATP7B powoduje, że białko transportujące miedź nie funkcjonuje prawidłowo.28 Prowadzi to do zaburzenia następujących procesów:2930
- Zmniejszone wydzielanie nadmiaru miedzi do żółci
- Zaburzenie włączania miedzi do ceruloplazminy
- Akumulacja miedzi w wątrobie, a następnie w innych narządach
U osób zdrowych przez żółć wydalane jest około 2 mg miedzi dziennie, natomiast u osób z chorobą Wilsona ilość ta wynosi jedynie 0,2-0,4 mg.31 Główne zaburzenie fizjologiczne polega na nadmiernym wchłanianiu miedzi z jelita cienkiego i zmniejszonym wydalaniu miedzi przez wątrobę.32
Patogeneza uszkodzenia narządów
Nadmiar miedzi gromadzący się w organizmie prowadzi do uszkodzenia tkanek i narządów poprzez mechanizmy oksydacyjne.3334 Proces ten można podzielić na następujące etapy:
1. Akumulacja miedzi w wątrobie: Początkowo nadmiar miedzi gromadzi się w wątrobie, prowadząc do uszkodzenia hepatocytów.35 Miedź sprzyja tworzeniu wolnych rodników, które powodują utlenianie lipidów i białek, prowadząc do uszkodzenia komórek i tkanek.36
2. Uwolnienie miedzi do krwiobiegu: Gdy zdolność magazynowania miedzi przez wątrobę zostaje wyczerpana, miedź jest uwalniana do krwiobiegu w postaci niezwiązanej z ceruloplazminą.3738
3. Odkładanie miedzi w innych narządach: Niezwiązana miedź przedostaje się do innych narządów, głównie do mózgu (zwłaszcza do jąder podstawy, brzusznej i gałki bladej, czyli jądra soczewkowatego), nerek i oczu, prowadząc do ich uszkodzenia.3940
Czynniki modyfikujące przebieg choroby
Obserwuje się dużą zmienność w wieku zachorowania i obrazie klinicznym choroby Wilsona, nawet wśród osób z identycznymi mutacjami genu ATP7B.41 Sugeruje to, że na fenotyp choroby wpływają również inne czynniki:
Czynniki genetyczne modyfikujące:
- Badania wskazują, że prawidłowa zmienność w genie PRNP, kodującym białko prionowe, może modyfikować przebieg choroby Wilsona.42
- Szczególnie istotna jest zmienność w pozycji 129 białka prionowego, gdzie może występować metionina lub walina.43
- Obecność metioniny zamiast waliny w tej pozycji jest związana z opóźnionym wystąpieniem objawów i zwiększonym występowaniem objawów neurologicznych, zwłaszcza drżenia.44
Inne czynniki wpływające na przebieg choroby:454647
- Różnice w mutacjach i ich penetracji
- Epigenetyka
- Czynniki środowiskowe, w tym dieta
- Metabolizm
Epidemiologia
Choroba Wilsona jest rzadkim schorzeniem genetycznym. Dotychczas powszechnie przyjmowana częstość występowania choroby Wilsona wynosiła około 1 na 30 000 osób.4849 Jednakże nowsze badania sugerują, że rzeczywista częstość występowania może być wyższa.
Badania przeprowadzone przez Leung i współpracowników wykazały rozbieżność między kliniczną a genetyczną częstością występowania choroby:50
- Kliniczna częstość występowania: 3,3 na 100 000
- Genetyczna częstość występowania: 14,3 na 100 000
Ta różnica może być częściowo wyjaśniona przez takie czynniki jak epigenetyka, metabolizm, niepełna penetracja i przeoczone diagnozy.51 Częstość nosicielstwa zmutowanego genu w populacji ogólnej szacuje się na około 1 na 100 osób.5253
Mechanizmy patofizjologiczne w chorobie Wilsona
Zaburzenia transportu miedzi
W chorobie Wilsona zaburzony jest transport miedzi przez ATP-azę typu P, która wykazuje specyficzność substratową dla jonów miedzi.54 Białko ATP7B odpowiada za nadzorowanie wiązania miedzi przez ceruloplazminę oraz za transport nadmiaru miedzi do żółci.55 Gdy gen ATP7B ulega mutacji, białko to staje się dysfunkcyjne, co prowadzi do:
- Zaburzenia syntezy ceruloplazminy z powodu braku pobierania miedzi (defekt ATP-azy 7B), co skutkuje znacznym obniżeniem ogólnego poziomu miedzi w surowicy.56
- Akumulacji miedzi w wątrobie z powodu niemożności wydalenia jej przez żółć.57
- Uwolnienia niezwiązanej miedzi do krwiobiegu, gdy zdolność magazynowania wątroby zostaje przekroczona.58
Warto zauważyć, że charakterystyczny patologiczny profil parametrów metabolizmu miedzi może być już weryfikowalny przed wystąpieniem głównych objawów klinicznych związanych z toksycznym działaniem miedzi.59
Wpływ na wątrobę
Wątroba jest pierwszym organem, który zostaje dotknięty akumulacją miedzi w chorobie Wilsona.60 Nadmiar miedzi w wątrobie powoduje uszkodzenie oksydacyjne, prowadząc do różnych zaburzeń wątrobowych.61 Uszkodzenie wątroby może postępować od stanu zapalnego, przez stłuszczenie, włóknienie, aż do marskości i niewydolności wątroby.6263
Wpływ na układ nerwowy
Odkładanie się niezwiązanej miedzi w mózgu koncentruje się głównie wokół jąder podstawy, skorupy i gałki bladej (tzw. jądra soczewkowatego), uszkadzając procesy neurokognitywne i prowadząc do neuropsychiatrycznych objawów choroby Wilsona.64 Objawy neurologiczne mogą obejmować dyzartrię, dystonię, drżenie, parkinsonizm, pląsawicę, ataksję i zaburzenia chodu.65
Wpływ na inne narządy
Choroba Wilsona może być chorobą wielonarządową już od początku, nie ograniczając się tylko do uszkodzenia wątroby czy mózgu.66 Nadmiar miedzi może gromadzić się również w innych narządach, prowadząc do:
- Uszkodzenia nerek i zaburzeń nerkowych67
- Zaburzeń kostno-stawowych68
- Zaburzeń endokrynologicznych69
- Zmian w rogówce oka, w tym charakterystycznego brązowego pierścienia Kayser-Fleischera wokół rogówki70
Czynniki ryzyka choroby Wilsona
Głównym czynnikiem ryzyka rozwoju choroby Wilsona jest obecność tej choroby w rodzinie.7172 Ponieważ choroba Wilsona jest dziedziczona w sposób autosomalny recesywny, ryzyko jest szczególnie wysokie, gdy:
- Rodzice chorego są nosicielami zmutowanego genu ATP7B73
- Rodzeństwo ma zdiagnozowaną chorobę Wilsona74
- W bliskiej rodzinie występują przypadki choroby Wilsona75
Osoby, które wiedzą, że są nosicielami zmutowanego genu, powinny być świadome, że mogą przekazać go swoim dzieciom.76 Jeśli oboje rodzice są nosicielami, ryzyko, że ich dziecko rozwinie chorobę Wilsona, wynosi 25% przy każdej ciąży.77
Inne czynniki środowiskowe
Chociaż główną przyczyną choroby Wilsona są mutacje genetyczne, czynniki środowiskowe mogą wpływać na jej przebieg i manifestację kliniczną.78 Do potencjalnych czynników środowiskowych należą:
- Nadmierne spożycie miedzi w diecie79
- Ekspozycja na niektóre leki, które zaburzają metabolizm miedzi80
Interesującym przykładem wpływu czynników środowiskowych jest indyjska marskość wątroby wieku dziecięcego, która wydaje się być związana ze spożywaniem mleka, które było przechowywane lub gotowane w skorodowanych naczyniach miedzianych lub mosiężnych, powszechnie używanych w gospodarstwach domowych w Indiach.81
Diagnostyka choroby Wilsona
Diagnoza choroby Wilsona może być trudna, ponieważ jej objawy często przypominają inne choroby wątroby, takie jak zapalenie wątroby.82 Rozpoznanie choroby powinno być rozważane u pacjentów w każdym wieku z niejasnymi objawami wątrobowymi, neurologicznymi lub psychiatrycznymi.83
Badania diagnostyczne
Kompleksowa diagnostyka choroby Wilsona obejmuje:8485
- Badania krwi: Oceniające funkcję wątroby oraz wykrywające miedź i ceruloplazminę (białko uczestniczące w wiązaniu miedzi).86
- Badanie moczu: Pomiar ilości miedzi wydalanej z moczem.87
- Biopsja wątroby: Badanie ilości miedzi w wątrobie i stopnia uszkodzenia wątroby.88 Diagnoza choroby Wilsona jest potwierdzona, jeśli stężenie miedzi w wątrobie wynosi >250 μg/g suchej masy (4 μmol/g suchej masy).89
- Badania genetyczne: Testy DNA mogą wykryć mutacje w genie ATP7B.90 Są one szczególnie istotne w przypadku badań przesiewowych członków rodziny osoby chorej.91
Wyzwania diagnostyczne
Istnieją liczne wyzwania w diagnostyce choroby Wilsona:92
- Rozpoznanie nietypowych lub rzadkich objawów choroby Wilsona, które mogą prowadzić do diagnozy.93
- Potwierdzenie diagnozy szybciej, aby nie opóźniać rozpoczęcia leczenia.94
- Przeprowadzenie badań przesiewowych w rodzinie.95
Wyzwania te wynikają z dużej zmienności w wieku zachorowania i obrazie klinicznym choroby Wilsona, co odzwierciedla ograniczoną wiedzę na temat naturalnej historii choroby.96
Badania genetyczne
Badania genetyczne odgrywają ważną rolę w diagnostyce choroby Wilsona, ale napotykają na pewne trudności ze względu na dużą liczbę różnych mutacji, które mogą powodować chorobę.97 Zaleca się stratyfikowaną analizę genetyczną w celu osiągnięcia rozsądnego wskaźnika sukcesu diagnostycznego, mającą na celu pokrycie całej sekwencji ATP7B i różnych możliwych typów mutacji.98
Jeśli standardowe badania genetyczne nie przynoszą diagnozy, należy rozważyć możliwość dużych delecji lub insercji, które można badać metodą MLPA (multiplex-ligation probe amplification), a także sekwencjonowanie promotora.99 Jednak pomimo postępu technologicznego, u istotnego odsetka pacjentów (około 1-27%) identyfikuje się tylko jedną mutację lub nie identyfikuje się żadnej mutacji.100
Leczenie choroby Wilsona
Choroba Wilsona powinna być leczona jak najwcześniej i przez całe życie pacjenta.101 Celem terapii jest osiągnięcie homeostazy miedzi (utrzymanie prawidłowego stężenia).102
Metody leczenia
Aktualne opcje leczenia pierwszego rzutu to:103104
- Chelatory: Substancje wiążące miedź, umożliwiające jej wydalanie z organizmu, takie jak D-penicylamina i sole trientyny. Trientyna jest często preferowana ze względu na mniejszą liczbę działań niepożądanych.105106
- Octan cynku: Pomaga utrzymać zdrowy poziom miedzi, zmniejszając jej wchłanianie w organizmie.107108
Jeśli terapia nie działa, transplantacja wątroby może być ratująca życie.109110 Transplantacja wątroby może wyleczyć chorobę i może uratować życie osobom z ciężką niewydolnością wątroby lub poważnymi problemami wątrobowymi, które nie reagują na leczenie farmakologiczne.111
Postępy w badaniach nad chorobą Wilsona
Prowadzone są intensywne badania nad nowymi metodami leczenia choroby Wilsona. Jednym z obiecujących kierunków jest terapia genowa. Na przykład, Centrum Badań Medycznych Stosowanych Uniwersytetu Nawarry (Cima) rozpoczęło linię badań nad tą chorobą w 2014 roku, co zaowocowało zaprojektowaniem i opracowaniem wektora wirusowego VTX-801, zdolnego do korygowania specyficznej przyczyny choroby Wilsona (akumulacji miedzi) i odwracania objawów oraz zmian patologicznych związanych z tą patologią.112
Centrum Cima zobowiązało się do kontynuowania badań nad mechanizmami molekularnymi związanymi z chorobą Wilsona, co może prowadzić do opracowania nowych, bardziej skutecznych metod leczenia.113
Podsumowanie etiologii choroby Wilsona
Choroba Wilsona jest rzadkim genetycznym zaburzeniem metabolizmu miedzi, spowodowanym mutacjami w genie ATP7B, który koduje białko transportujące miedź. Mutacje te prowadzą do upośledzenia funkcji tego białka, co skutkuje zmniejszonym wydzielaniem miedzi do żółci i jej akumulacją w wątrobie, mózgu i innych narządach.114115
Choroba jest dziedziczona w sposób autosomalny recesywny, co oznacza, że osoba musi odziedziczyć dwie kopie zmutowanego genu – po jednej od każdego rodzica – aby rozwinęła się choroba.116 Osoby będące nosicielami jednej kopii zmutowanego genu zwykle nie wykazują objawów choroby, ale mogą przekazać zmutowany gen swoim dzieciom.117
Nadmiar miedzi gromadzący się w organizmie prowadzi do uszkodzenia narządów poprzez mechanizmy oksydacyjne, co może prowadzić do szerokiego spektrum objawów klinicznych, w tym objawów wątrobowych, neurologicznych i psychiatrycznych.118119
Wczesna diagnoza i leczenie są kluczowe dla skutecznego zarządzania chorobą Wilsona.120 Leczenie obejmuje stosowanie chelatorów miedzi, takich jak D-penicylamina i trientyna, oraz preparatów cynku, które zmniejszają wchłanianie miedzi.121122 W ciężkich przypadkach może być konieczna transplantacja wątroby.123
Badania nad chorobą Wilsona są kontynuowane, a nowe podejścia terapeutyczne, takie jak terapia genowa, mogą w przyszłości oferować nowe możliwości leczenia.124
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.