Lysosomal storage diseases. Mucopolysaccharidosis type III, sanfilippo syndrome

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The review describes the clinical, biochemical and molecular genetic characteristics of autosomal recessive mucopolysaccharidosis type III, or Sanfilippo syndrome. This is a genetically heterogeneous group of rare, but similar in nature, diseases caused by a deficiency of one of the four lysosomal enzymes involved in the degradation of heparan sulfate. All types of mucopolysaccharidosis III are characterized by severe degeneration of the central nervous system in combination with mild somatic manifestations, which is explained by the accumulation of high concentrations of heparan sulfate in the lysosomes of various cells, including the central nervous system. The primary biochemical defect in the most common type of mucopolysaccharidosis IIIA, occurring with a frequency of 1 : 105 and presented in 60% of all cases of the disease, is heparan-N-sulfatase, or sulfamidase deficiency. Mucopolysaccharidosis IIIB type occurs twice less often and accounts for about 30% of all cases of Sanfilippo syndrome. It is caused by the presence of inactivating mutations in the lysosomal α-N-acetylglucosaminidase gene. Mucopolysaccharidosis IIIC and IIID are 4% and 6%, and occur at frequencies of 0.7 and 1.0 : 106. Mucopolysaccharidosis IIIC is caused by inactivating mutations in the gene of membrane-bound lysosomal acetyl-CoA:α-glucosaminid-N-acetyltransferase, or N-acetyltransferase. Mucopolysaccharidosis IIID is based on the deficiency of lysosomal N-acetylglucosamine-6-sulfatase. The role of experimental models in the study of the biochemical basis of the pathogenesis of Sanfilippo syndrome and the development of various therapeutic approaches are discussed. The possibility of neonatal screening, early diagnosis, prevention and pathogenetic therapy of these severe lysosomal diseases are considered. As an example, a clinical case of diagnosis and treatment of a child with type IIIB mucopolysaccharidosis is presented.

作者简介

V. Gorbunova

Saint Petersburg State Pediatric Medical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: vngor@mail.ru

PhD, Professor, Department of Medical Genetics

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

N. Buchinskaya

St. Petersburg State Medical Diagnostic Center (Genetic Medical Center)

Email: nbuchinskaia@gmail.com

MD, PhD, pediatrician, geneticist of Consulting department

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Alekseev VV, Alipov AN, Andreev VA, et al. Medicinskie laboratornye tekhnologii: Rukovodstvo po klinicheskoj laboratornoj diagnostike. V 2-h t. Moscow: GEOTAR-Media; 2013. (In Russ.)
  2. Gorbunova VN. Congenital metabolic diseases. Lysosomal Storage Diseases. Pediatrician (St. Petersburg). 2021;12(2):73–83. (In Russ.) doi: 10.17816/PED12273-83
  3. Gorbunova VN, Baranov VS. Vvedenie v molekulyarnuyu diagnostiku i genoterapiyu nasledstvennyh zabolevanij. Saint Peterburg: Special’naya Literatura; 1997. 287 p. (In Russ.)
  4. Gorbunova VN. Buchinskaia NV. Lysosomal storage diseases: mucopolysaccharidosis type I and II. Pediatrician (St. Petersburg). 2021;12(3):69–83. (In Russ.) doi: 10.17816/PED12369-83
  5. Mukopolisaharidoz III tipa u detej. Klinicheskie rekomendacii utverzhdeny Minzdravom Rossii. Moscow: 2016. 30 p. (In Russ.)
  6. Metodicheskie rekomendatsii po ranney diagnostike mukopolisakharidozov. Assotsiatsiya meditsinskikh genetikov. Moscow: 2019. 56 p. (In Russ.)
  7. Osipova LA, Kuzenkova LM, Namazova-Baranova LS, et al. Sanfilippo syndrome. Annals of the Russian Academy of Medical sciences. 2015;70(4):419–427. (In Russ.) doi: 10.15690/vramn.v70.i4.1407
  8. Federal’nye klinicheskie rekomendacii po okazaniju medicinskoj pomoshhi detjam s mukopolisaharidozom III tipa. Ministerstvo zdravoohranenija Rossijskoj Federacii. Sojuz pediatrov Rossii. 2015. 13 p. (In Russ.)
  9. Aronovich EL, Carmichael KP, Morizono H, et al. Canine heparan sulfate sulfamidase and the molecular pathology underlying Sanfilippo syndrome type A in Dachshunds. Genomics. 2000;68(1):80–84. doi: 10.1006/geno.2000.6275
  10. Ausseil J, Loredo-Osti JC, Verner A, et al. Localisation of a gene for mucopolysaccharidosis IIIC to the pericentromeric region of chromosome 8. J Med Genet. 2004;41(12): 941–944. doi: 10.1136/jmg.2004.021501
  11. Beck M. Incidence and clinical variability of Sanfilippo disease in Germany. 4th MPS Symposium. 1996. Wollongong; Australia.
  12. Bhattacharyya R, Gliddon B, Beccar T, et al. A novel missense mutation in lysosomal sulfamidase is the basis of MPS III A in a spontaneous mouse mutant. Glycobiology. 2001;11(1):99–103. doi: 10.1093/glycob/11.1.99
  13. Bielicki J, Hopwood JJ, Melville EL, Anson DS. Recombinant human sulphamidase: expression, amplification, purification and characterization. Biochem J. 1998;329(Pt 1):145–150. doi: 10.1042/bj3290145
  14. Blanch L, Weber B, Guo XH, et al. Molecular defects in Sanfilippo syndrome type A. Hum Mol Genet. 1997;6(5):787–791. doi: 10.1093/hmg/6.5.787
  15. Bodamer OA, Giugliani R, Wood T. The laboratory diagnosis of mucopolysaccharidosis III (Sanfilippo syndrome): A changing landscape. Mol Genet Metab. 2014;113 (1–2):34–41. doi: 10.1016/j.ymgme.2014.07.013
  16. Bunge S, Ince H, Steglich C, et al. Identification of 16 sulfamidase gene mutations including the common R74C in patients with mucopolysaccharidosis type IIIA (Sanfilippo A). Hum Mutat. 1997;10(6):479–485. doi: 10.1002/(SICI)1098-1004(1997)10:6<479:: AID-HUMU10>3.0.CO;2-X
  17. Canals I, Elalaoui SC, Pineda M, et al. Molecular analysis of Sanfilippo syndrome type C in Spain: seven novel HGSNAT mutations and characterization of the mutant alleles. Clin Genet. 2011;80(4):367–374. doi: 10.1111/j.1399-0004.2010.01525.x
  18. Di Natale P, Balzano N, Esposito S, Villani GRD. Identification of molecular defects in Italian Sanfilippo A patients including 13 novel mutations. Hum Mutat. 1998;11(4):313–320. doi: 10.1002/(SICI)1098-1004(1998)11:4<313:: AID-HUMU9>3.0.CO;2-P
  19. Elcioglu NH, Pawlik P, Colak B, et al. A novel loss-of-function mutation in the GNS gene causes Sanfilippo syndrome type D. Genet Counsel. 2009;20(2)133–139.
  20. Escolar M, Bradshaw J, Byers VTh, et al. Development of a Clinical Algorithm for the Early Diagnosis of Mucopolysaccharidosis III. J Inborn Errors Metabol Screen. 2020;8. doi: 10.1590/2326-4594-JIEMS-2020-0002
  21. Fan X, Zhang H, Zhang S, et al. Identification of the gene encoding the enzyme deficient in mucopolysaccharidosis IIIC (Sanfilippo disease type C). Am J Hum Genet. 2006;79(4):738–744. doi: 10.1086/508068
  22. Feldhammer M, Durand S, Mrazova L, et al. Sanfilippo syndrome type C: mutation spectrum in the heparan sulfate acetyl-CoA: alpha-glucosaminide N-acetyltransferase (HGSNAT) gene. Hum Mutat. 2009;30(6):918–925. doi: 10.1002/humu.20986
  23. Fischer A, Carmichael KP, Munnell JF, et al. Sulfamidase deficiency in a family of dachshunds: a canine model of mucopolysaccharidosis IIIA (Sanfilippo A). Pediat Res. 1998;44(1):74–82. doi: 10.1203/00006450-199807000-00012
  24. Freeman C, Clements PR, Hopwood JJ. Human liver N-acetylglucosamine-6-sulphate sulphatase: purification and characterization. Biochem J. 1987;246(2): 347–354. doi: 10.1042/bj2460347
  25. Hemsley KM, Hopwood JJ. Development of motor deficits in a murine model of mucopolysaccharidosis type IIIA (MPS-IIIA). Behav Brain Res. 2005;158(2): 191–199. doi: 10.1016/j.bbr.2004.08.019
  26. Hrebicek M, Mrazova L, Seyrantepe V, et al. Mutations in TMEM76 cause mucopolysaccharidosis IIIC (Sanfilippo C syndrome). Am J Hum Genet. 2006;79(5):807–819. doi: 10.1086/508294
  27. Jansen ACM, Cao H, Kaplan P, et al. Sanfilippo syndrome type D: natural history and identification of 3 novel mutations in the GNS gene. Arch Neurol. 2007;64(11): 1629–1634. doi: 10.1001/archneur.64.11.1629
  28. Karageorgos LE, Guo XH, Blanch L, et al. Structure and sequence of the human sulphamidase gene. DNA Res. 1996;3(4):269–271. doi: 10.1093/dnares/3.4.269
  29. Kresse H, Neufeld EF. The Sanfilippo A corrective factor: purification and mode of action. J Biol Chem. 1972;247(7):2164–2170.
  30. Kresse H, Paschke E, von Figura K, et al. Sanfilippo disease type D: N-acetylglucosamine-6-sulphate sulphatase required for heparan sulphate degradation. Proc Nat Acad Sci. 1980;77(11):6822–6826. doi: 10.1073/pnas.77.11.6822
  31. Li HH, Yu WH, Rozengurt N, et al. Mouse model of Sanfilippo syndrome type B produced by targeted disruption of the gene encoding alpha-N-acetylglucosaminidase. Proc Nat Acad Sci. 1999;96(25):14505–14510. doi: 10.1073/pnas.96.25.14505
  32. Lowry RB, Applegarth DA, Toone JR, et al. An update on the frequency of mucopolysaccharide syndromes in British Columbia. Hum Genet. 1990;85(3): 389–390. doi: 10.1007/BF00206770
  33. Mangas M, Nogueira C, Prata MJ, et al. Molecular analysis of mucopolysaccharidosis type IIIB in Portugal: evidence of a single origin for a common mutation (R234C) in the Iberian Peninsula. Clin Genet. 2008;73(3): 251–256. doi: 10.1111/j.1399-0004.2007.00951.x
  34. Nelson J, Crowhurst J, Carey B, Greed L. Incidence of the mucopolysaccharidoses in Western Australia. Am J Med Genet. 2003;123A(3):310–313. doi: 10.1002/ajmg.a.20314
  35. Nijmeijer SCM, van den Born LI, Kievit AJA. The attenuated end of the phenotypic spectrum in MPS III: from late onset stable cognitive impairment to a non-neuropathic phenotype. Orphanet J Rare Dis. 2019;14(1):249. doi: 10.1186/s13023-019-1232-0
  36. Ohmi K, Greenberg DS, Rajavel KS, et al. Activated microglia in cortex of mouse models of mucopolysaccharidoses I and IIIB. Proc Nat Acad Sci. 2003;100(4): 1902–1907. doi: 10.1073/pnas.252784899
  37. Pearse Y, Iacovino M. A Cure for Sanfilippo Syndrome? A Summary of Current Therapeutic Approaches and their Promise. Med Res Arch. 2020;8(2):10.18103/mra.v8i2.2045. doi: 10.18103/mra.v8i2.2045
  38. Piotrowska E, Jakóbkiewicz-Banecka J, Barańska S, et al. Genistein-mediated inhibition of glycosaminoglycan synthesis as a basis for gene expression-targeted isoflavone therapy for mucopolysaccharidoses. Eur J Hum Genet. 2006;14(7):846–852. doi: 10.1038/sj.ejhg.5201623
  39. Robertson DA, Callen DF, Baker EG, et al. Chromosomal localization of the gene for human glucosamine-6-sulphatase to 12q14. Hum Genet. 1988;79(2):175–178. doi: 10.1007/BF00280560
  40. Robertson DA, Freeman C, Nelson PV, et al. Human glucosamine-6-sulphatase cDNA reveals homology with steroid sulphatase. Biochem Biophys Res Commun. 1988;157(1):218–224. doi: 10.1016/s0006-291x(88)80035-4
  41. Ruijter GJ, Valstar MJ, van de Kamp JM, et al. Clinical and genetic spectrum of Sanfilippo type C (MPS IIIC) disease in The Netherlands. Mol Genet Metab. 2008;93(2): 104–111. doi: 10.1016/j.ymgme.2007.09.011
  42. Ryazantsev S, Yu WH, Zhao HZ, et al. Lysosomal accumulation of SCMAS (subunit c of mitochondrial ATP synthase) in neurons of the mouse model of mucopolysaccharidosis III B. Molec Genet Metab. 2007;90(4): 393–401. doi: 10.1016/j.ymgme.2006.11.006
  43. Scott HS, Blanch L, Guo XH, et al. Cloning of the sulfamidase gene and identification of mutations in Sanfilippo A syndrome. Nature Genet. 1995;11(4): 465–467. doi: 10.1038/ng1295-465
  44. Settembre C, Fraldi A, Jahreiss L, et al. A block of autophagy in lysosomal storage disorders. Hum Molec Genet. 2008;17(1):119–129. doi: 10.1093/hmg/ddm289
  45. Valstar MJ, Neijs S, Bruggenwirth HT, et al. Mucopolysaccharidosis type IIIA: clinical spectrum and genotype-phenotype correlations. Ann Neurol. 2010;68(6):876–887. doi: 10.1002/ana.22092
  46. Van de Kamp JJP, Niermeijer MF, von Figura K, Giesberts MAH. Genetic heterogeneity and clinical variability in the Sanfilippo syndrome (types A, B and C). Clin Genet. 1981;20(2):152–160. doi: 10.1111/j.1399-0004.1981.tb01821.x
  47. Vellodi A, Young E, New M, et al. Bone marrow transplantation for Sanfilippo disease type B. J Inherit Metab Dis. 1992;15(6):911–918. doi: 10.1007/BF01800232
  48. Weber B., Blanch L., Clements P.R., et al. Cloning and expression of the gene involved in Sanfilippo B syndrome (mucopolysaccharidosis III B). Hum Mol Genet. 1996;5(6):771–777. doi: 10.1093/hmg/5.6.771
  49. Weber B, Guo XH, Wraith JE, et al. Novel mutations in Sanfilippo A syndrome: implication for enzyme function. Hum Mol Genet. 1997;6(9):1573–1579. doi: 10.1093/hmg/6.9.1573
  50. Weber B, Guo XH, Kleijer WJ, et al. Sanfilippo type B syndrome (mucopolysaccharidosis III B): allelic heterogeneity corresponds to the wide spectrum of clinical phenotypes. Europ J Hum Genet. 1999;7(1):34–44. doi: 10.1038/sj.ejhg.5200242
  51. Yilmaz BS, Davison J, Jones SA, Julien Baruteau J, et al. Novel therapies for mucopolysaccharidosis type III // J Inherit Metab D. 2020;44(1):129–147. doi: 10.1002/jimd.12316
  52. Yogalingam G, Hopwood JJ. Molecular genetics of mucopolysaccharidosis type IIIA and IIIB: diagnostic, clinical, and biological implications. Hum Mutat. 2001;18(4):264–281. doi: 10.1002/humu.1189
  53. Zhao HG, Lopez R, Rennecker J, Neufeld EF. Sanfilippo syndrome type B: cDNA and gene encoding human a-N-acetylglucosaminidase. Am J Hum Genet. 1994;55(Suppl. 3): A252.
  54. Zhao HG, Li HH, Bach G, et al. The molecular basis of Sanfilippo syndrome type B. Proc Nat Acad Sci. 1996; 93(12): 6101–6105. doi: 10.1073/pnas.93.12.6101
  55. Zhao HG, Aronovich EL, Whitley CB. Genotype-phenotype correspondence in Sanfilippo syndrome type B. Am J Hum Genet. 1998;62(1):53–63. doi: 10.1086/301682

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Girl with mucopolysaccharidosis type III at the age of 1 month

下载 (120KB)
3. Fig. 2. Girl with mucopolysaccharidosis type III at the age of 3 years

下载 (90KB)
4. Fig. 3. Girl with mucopolysaccharidosis type III at the age of 6 years

下载 (105KB)

版权所有 © Gorbunova V., Buchinskaya N., 2021

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».