Zespół klippela-trenaunaya
Patofizjologia i mechanizm
Zespół Klippela-Trenaunaya (KTS) jest rzadkim wrodzonym zaburzeniem naczyniowym, którego patogeneza wiąże się głównie z somatycznymi mutacjami w genie PIK3CA, prowadzącymi do nadaktywacji szlaku PI3K/AKT/mTOR. Mutacje te powodują niekontrolowany wzrost i proliferację komórek naczyń krwionośnych, limfatycznych, tkanek miękkich oraz kości, co manifestuje się przerostem i malformacjami naczyniowymi. KTS jest klasyfikowany w spektrum przerostów związanych z PIK3CA (PROS). Dodatkowo, mutacje w genie AGGF1 zwiększają angiogenezę, co również przyczynia się do fenotypu choroby. Patofizjologia obejmuje także zaburzenia równowagi angiogenezy i waskulogenezy, prowadzące do powikłań takich jak krwawienia, zakrzepica, DIC oraz chylothorax, które znacząco wpływają na rokowanie pacjentów. Zajęcie narządów wewnętrznych, zwłaszcza układu pokarmowego, jest częste i wymaga szczególnej uwagi diagnostycznej i terapeutycznej.
Patogeneza Zespołu Klippela-Trenaunaya
Zespół Klippela-Trenaunaya (KTS) to rzadkie, wrodzone zaburzenie naczyniowe charakteryzujące się obecnością malformacji naczyń krwionośnych i limfatycznych, przerostem tkanek miękkich i kości oraz nieprawidłowym rozwojem naczyń żylnych i limfatycznych.12 Dokładna etiologia tego zespołu przez długi czas pozostawała niejasna, jednak najnowsze badania dostarczyły istotnych informacji na temat mechanizmów molekularnych leżących u podłoża tej choroby.
Mutacje genetyczne PIK3CA
Obecne badania wykazały, że etiologia zespołu Klippela-Trenaunaya jest związana z somatycznymi mutacjami w genie fosfatydyloinozytolo-4,5-bisfosforanu 3-kinazy, podjednostki katalitycznej alfa (PIK3CA).34 Gen PIK3CA dostarcza instrukcji do wytwarzania białka p110 alfa (p110α), które jest jedną z podjednostek enzymu zwanego fosfatydyloinozytolem 3-kinazą (PI3K). PI3K odgrywa kluczową rolę w przekazywaniu sygnałów chemicznych, które są istotne dla wielu aktywności komórkowych, w tym wzrostu i podziału komórek (proliferacji), ruchu (migracji) komórek oraz przeżycia komórek.5
Mutacje w genie PIK3CA związane z zespołem Klippela-Trenaunaya zmieniają białko p110α, co prowadzi do nieprawidłowej aktywności enzymu PI3K. Ta zwiększona aktywność powoduje dysregulację szlaku mTORC2, co skutkuje ciągłym wzrostem i podziałem komórek. Nadmierna proliferacja komórek prowadzi do nieprawidłowego wzrostu kości, tkanek miękkich i naczyń krwionośnych.67
Należy podkreślić, że mutacje te występują w stadium embrionalnym rozwoju, obejmując angiogenezę, co odzwierciedla zmiany obserwowane w tym schorzeniu.8 KTS jest obecnie klasyfikowany w grupie podobnych zespołów przerostowych – spektrum przerostu związanego z PIK3CA (PIK3CA-related overgrowth spectrum, PROS).910
Mozaikowość genetyczna
Zespół Klippela-Trenaunaya nie jest zwykle dziedziczony. Zmiany genetyczne występują losowo podczas podziału komórek we wczesnym rozwoju przed urodzeniem, co prowadzi do mozaikowości somatycznej.1112 Teoria paradominującego dziedziczenia sugeruje, że KTS jest wywołany przez pojedynczy defekt genu, który jest letalny u osób homozygotycznych. Heterozygoty noszą gen, ale pozostają niezaaffektowane. Choroba manifestuje się u osób, które wykazują utratę heterozygotyczności w wyniku somatycznej mutacji podczas embriogenezy.13
Istotne jest, że mutacja w genie PIK3CA występuje w komórkach prymitywnych naczyń krwionośnych i limfatycznych, tkanki tłuszczowej oraz kości dotkniętej kończyny.14 W tych przypadkach tylko region skóry, w którym znajduje się ta populacja komórek, wykazuje mutację KTS.15
Inne geny związane z KTS
Ponieważ nie wszyscy pacjenci z zespołem Klippela-Trenaunaya mają mutację w genie PIK3CA, możliwe jest, że mutacje w nieidentyfikowanych genach mogą również powodować ten stan.1617 Badania wykazały istotny związek między genem czynnika angiogennego AGGF1 (dawniej VG5Q) a KTS.1819
AGGF1 koduje potencjał angiogenny, a KTS-związane mutacje zwiększają aktywność angiogenną AGGF1, definiując zwiększoną angiogenezę jako jeden z molekularnych mechanizmów patogenezy KTS.20 Białko VG5Q wykazuje silną ekspresję w naczyniach krwionośnych i jest wydzielane w momencie inicjacji tworzenia naczyń. VG5Q może wiązać się z komórkami śródbłonka i promować proliferację komórek, sugerując, że może działać w sposób autokrynny.21
Nowsze badania molekularne wskazują również na zwiększone rozpowszechnienie wariantów genu AGGF1, które mogą zwiększać ryzyko KTS.22 Kihiczak i wsp. zgłosili, że KTS może wynikać z patogennego genu odpowiedzialnego za przerost naczyń i tkanek.23
Szlaki sygnałowe w KTS
Szlak PI3K/AKT/mTOR
Aktywacja szlaku PI3K/AKT/mTOR jest kluczowym mechanizmem patofizjologicznym w zespole Klippela-Trenaunaya.24 Mutacje w genie PIK3CA prowadzą do nadmiernej aktywacji fosfatydyloinozytolo-3-kinazy (PI3K), co skutkuje hiperaktywacją szlaku PI3K/AKT/mTOR z konsekwencjami w postaci wzmożonego wzrostu komórkowego i zahamowania apoptozy.25
Rapamycyna (sirolimus) jest stosunkowo nowszą terapią, która może zatrzymać progresję malformacji naczyniowych i poprawić jakość życia pacjentów z KTS. Ten lek działa poprzez hamowanie szlaku PI3K/AKT/mTOR. Kompleks rapamycyna-białko hamuje działanie mTOR1, prowadząc do zatrzymania wzrostu komórek, tym samym zapobiegając przerostowi tkanek.26
Ostatnie badania badały dodatkowe inhibitory szlaku sygnałowego PI3K-Akt-mTOR w KTS, co może prowadzić do nowych opcji terapeutycznych.27 Inhibitory PIK3CA jako leki celowane w leczeniu KTS mają potencjalną skuteczność.28 Leczenie alpeliśibem zmienia rokowanie, gdy zidentyfikowano wariant PIK3CA.29
Angiogeneza i waskulogeneza
Nieprawidłowa angiogeneza jest kluczowym aspektem patofizjologii KTS.30 Zaburzenia równowagi między angiogenezą a waskulogenezą, proces kontrolowany przez liczne geny, prowadzą do nieprawidłowego rozwoju naczyń krwionośnych.31
Badania wykazały, że zwiększona angiogeneza jest jednym z molekularnych mechanizmów patogenetycznych KTS.32 Czynniki angiogenne, takie jak VG5Q, są krytyczne dla inicjacji angiogenezy i utrzymania sieci naczyniowej.33
Teorie patogenetyczne
Chociaż mutacje w genie PIK3CA są obecnie uważane za główną przyczynę KTS, istnieje kilka innych teorii patogenetycznych, które próbują wyjaśnić mechanizmy rozwoju tego zespołu:
Teoria uszkodzenia wewnątrzmacicznego
Bliznak i Staple zasugerowali wewnątrzmaciczne uszkodzenie zwojów współczulnych lub drogi pośrednio-bocznej, prowadzące do rozszerzonych mikroskopijnych zespoleń tętniczo-żylnych jako przyczynę.34
Teoria anomalii żylnych
Servelle uważa, że nieprawidłowości głębokich żył, z wynikającą z tego obstrukcją przepływu żylnego, prowadzą do nadciśnienia żylnego, rozwoju żylaków i przerostu kończyn.35 Według tej teorii, pierwotna obstrukcja układu żylnego w kończynie prowadzi do przewlekłego nadciśnienia żylnego z następczym nieprawidłowym rozwojem znamion, żylaków i przerostu.36
Teoria wad mezodermalnych
Baskerville i wsp. twierdzą, że defekt mezodermalny podczas rozwoju płodowego powoduje utrzymanie mikroskopijnych połączeń tętniczo-żylnych.37 Zakładany szlak patogenetyczny to zaburzenie rozwoju mezodermalnego, prowadzące do utrzymania mikroskopijnych komunikacji tętniczo-żylnych w zawiązku kończyny, z konsekwentnym rozwojem naevusa, powierzchownych żylaków i przerostu kończyny.38
Teoria mieszanej dysplazji
McGrory i Amadio uważają, że podstawową mieszana dysplazja mezodermalna i ektodermalna jest prawdopodobnie odpowiedzialna za rozwój KTS.39
Implikacje kliniczne
Manifestacje narządowe
Patofizjologia KTS ma istotne implikacje kliniczne, szczególnie w kontekście zajęcia narządów wewnętrznych. Zajęcie układu pokarmowego jest powszechne u pacjentów z KTS i może być źródłem znaczącej chorobowości, a nawet śmiertelności.40
Malformacje naczyniowe odbytnicy i esicy w KTS mają odrębne i bardziej skomplikowane patofizjologie niż malformacje naczyniowe odbytu. Typowo prezentują się jako obrzęknięta i pogrubiona odbytnica z siecią malformacji żylnych (VM) wokół i wewnątrz ściany.41
W KTS z zajęciem miednicy, system żyły biodrowej wewnętrznej-pośladkowej-brzeżnej jest malformowanym kanałem refluksowym bez zastawek, który może powodować krwawienie z narządów miednicy (odbytnica i układ moczowo-płciowy).42
Powikłania naczyniowe
Malformacje naczyniowe w KTS mogą prowadzić do poważnych powikłań, w tym krwawienia z nieprawidłowych naczyń.43 Pęknięcie podśluzówkowych żylaków prowadzi do krwawienia z odbytniczej malformacji żylnej.44
Gdy naczynia embrionalne utrzymują się, zaburzają fizjologiczny wzrost normalnej anatomii żylnej i często rozszerzają się do dużych średnic, znacznie zwiększając ryzyko zastoju żylnego. W ciężkich przypadkach może to prowadzić do zagrażających życiu powikłań, w tym krwawienia o dużej objętości, zatorów płucnych i zakrzepicy żył.45
U pacjentów z KTS może również rozwinąć się bardzo poważna nieprawidłowość krzepnięcia zwana DIC (rozsiane krzepnięcie wewnątrznaczyniowe).46
Zespół Klippela-Trenaunaya a chylothorax
Interesującym aspektem patofizjologii KTS jest związek z chylothoraxem (obecność chłonki w jamie opłucnowej). Stan ten może prowadzić do znacznej chorobowości i śmiertelności, ponieważ wyciek płynu limfatycznego z przewodu piersiowego lub jego dopływów do jamy opłucnowej może prowadzić do znacznej utraty niezbędnych białek, immunoglobulin, tłuszczu, witamin, elektrolitów i wody.47
Ze względu na patogenezę choroby samo odbarczające odwodnienie prawdopodobnie zawiedzie, powodując nawrót i przewlekłość. Ostateczne leczenie musi być szybkie i skuteczne, aby zapobiec pogorszeniu z powodu długotrwałego niedożywienia i niedoboru odporności.48
Implikacje terapeutyczne
Terapie celowane molekularnie
Zrozumienie mechanizmów molekularnych KTS doprowadziło do rozwoju terapii celowanych. Rapamycyna (sirolimus) jest obiecującą terapią, która działa poprzez hamowanie szlaku PI3K/AKT/mTOR.49 Inhibitory PIK3CA, takie jak alpeliśib, są również badane jako potencjalne leki do leczenia KTS.5051
Precyzyjna diagnoza może rozszerzyć opcje leczenia pacjenta o leki, które celują w szlak biologiczny powodujący ich stan. Leki te mogą być nowymi terapiami celowanymi lub terapiami już stosowanymi w leczeniu innych chorób.52
Podejście multidyscyplinarne
Zarządzanie KTS wymaga zespołu multidyscyplinarnego. Cele leczenia obejmują zmniejszenie objawów i ryzyka związanego z KTS.53 Fundamentalna przyczyna powikłań w KTS leży w jego rozległych malformacjach naczyniowych, więc wszystkie leczenie KTS powinno opierać się na korygowaniu nieprawidłowości naczyniowych.54
W przypadku zajęcia układu pokarmowego, uznanie odrębnej patofizjologii jest wymagane, aby zapobiec pułapkom w zarządzaniu.55 Dokładna diagnoza służy jako podstawa leczenia.56
Leczenie chirurgiczne
Leczenie tego zespołu historycznie było chirurgiczne, co może wiązać się ze znacznymi powikłaniami. Nowe małoinwazyjne techniki, w tym ablacja częstotliwości radiowej (RFA), wewnątrznaczyniowa terapia laserowa (EVLT) i skleroterapia, rozszerzyły opcje leczenia z mniejszą liczbą powikłań.57
W naszym doświadczeniu chirurgiczne leczenie chylothoraxu w KTS powinno być minimalnie inwazyjne. Podwiązanie przewodu piersiowego nie jest zalecane, głównie z powodu nadekspresji obocznic limfatycznych oraz z powodu teoretycznie możliwego refluksu chłonki do dolnej części ciała.58
Przyszłe kierunki badań
Przyszłe badania genów anomalii naczyniowych dostarczą wglądu w molekularne mechanizmy morfogenezy naczyniowej i mogą prowadzić do opracowania strategii terapeutycznych do leczenia tych i innych chorób związanych z angiogenezą, w tym choroby wieńcowej i raka.59
Ośrodek Anomalii Naczyniowych prowadzi badania, które mogą prowadzić do opracowania nowych, bardziej skutecznych metod leczenia, a być może ostatecznie zaowocują sposobami zapobiegania KTS. Badacze obecnie badają geny i cząsteczki, które regulują tworzenie i wzrost naczyń krwionośnych i limfatycznych. Mają nadzieję, że zrozumienie genów, które kontrolują te wydarzenia molekularne, zaowocuje nowymi terapiami malformacji naczyniowych.60
Włączenie KTS do grupy PROS może być użyteczne w osiągnięciu nowych postępów w czynnikach etiopatogenetycznych KTS.61
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.