Mucopolysaccharidosis IVB and sensorineural deafness associated with the CDH23 gene: A unique clinical case

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKROUND: Mucopolysaccharidoses are a group of lysosomal storage diseases belonging to orphan diseases. Certain types of mucopolysaccharides have a typical musculoskeletal findings and radiological changes. The mucopolysaccharidosis IVB is a rare type. Thus, >95% of cases of the mucopolysaccharidosis IV are subtype A.

CLINICAL CASE: Сlinical and radiological changes and genetic examination were performed to a 9-year-old patient with sensorineural deafness who applied to a medical institution with complaints of right hip pain and limping.

DISCUSSION: Based on complaints and radiological changes of the hip joints, the patient was initially diagnosed with Legg–Calve–Perthes disease. The presence of a symmetrical bilateral process, pathognomonic changes in the acetabulum and femoral heads, and an atypical clinic of Legg–Calve–Perthes disease made us suspect mucopolysaccharidos. Enzymatic analysis revealed a significant decrease in the beta-D-galactosidase enzyme activity. In addition, two compound heterozygous variants in the GLB1 gene were identified: the pathogenic variant c.808T>G, inherited from the father, and an insertion of a mobile genetic element, inherited from the mother. Only one variant in the GLB1 gene was detected in the brother (born in 2009), and none of the above GLB1 variants was detected in the older brother (born in 2003). Moreover, the proband (with clinical mucopolysaccharidos IVB) and his brother (born in 2009) (without mucopolysaccharidos IVB) inherited pathogenic CDH23 variants (c.6992T>C and c.805C>T) from their mother and father, respectively, which is consistent with their having sensorineural hearing loss.

CONCLUSIONS: The uniqueness of this clinical case is the presence of the rare type of mucopolysaccharidos and the separate genetic cause of sensorineural hearing loss in a single patient. The diagnosis of mucopolysaccharidos IVB in the proband was confirmed by biochemical and molecular genetic tests, and the diagnosis of CDH23-associated sensorineural deafness in the proband and brother (born in 2009) was confirmed by molecular genetic testing.

About the authors

Vladimir M. Kenis

H. Turner National Medical Research Center for Children’s Orthopedics and Trauma Surgery

Email: kenis@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7651-8485
SPIN-code: 5597-8832
Scopus Author ID: 36191914200
ResearcherId: K-8112-2013

MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Leonid V. Gorobets

Clinical and diagnostic center “Zdorovoe detstvo”

Email: gorobetsleonid@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9424-3713

MD, traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Rostov-on-Don

Alena Yu. Dimitrieva

H. Turner National Medical Research Center for Children’s Orthopedics and Trauma Surgery

Author for correspondence.
Email: aloyna17@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3610-7788
SPIN-code: 7112-8638
Scopus Author ID: 57194179597
ResearcherId: AGO-2659-2022

MD, PhD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Alisa A. Zhmurova-Kriventsova

Clinic of the evidence-based medicine “Umka Family”

Email: alice.kriventsova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8257-2680

MD, neurologist

Russian Federation, Rostov-on-Don

Igor O. Bychkov

Research Centre for Medical Genetics

Email: bychkov.nbo@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6594-6126
Scopus Author ID: 57201638845
ResearcherId: J-6421-2018

MD, PhD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Galina V. Baydakova

Research Centre for Medical Genetics

Email: labnbo@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8806-5287
Scopus Author ID: 25622266400

PhD, Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, Moscow

Tatiana V. Markova

Research Centre for Medical Genetics

Email: markova@med-gen.ru
ORCID iD: 0000-0002-2672-6294
SPIN-code: 4707-9184
Scopus Author ID: 57204436561
ResearcherId: AAJ-8352-2021

MD, PhD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Ekaterina Yu. Zakharova

Research Centre for Medical Genetics

Email: doctor.zakharova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5020-1180
SPIN-code: 7296-6097
Scopus Author ID: 7102655877
ResearcherId: K-3413-2018

MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Wraith JE, Rogers JG, Danks DM. The mucopolysaccharidoses. J Paediatr Child Health. 1987;23:329–334. doi: 10.1111/j.1440-1754.1987.tb00284.x
  2. Demydchuk M, Hill CH, Zhou A, et al. Insights into Hunter syndrome from the structure of iduronate-2-sulfatase. Nat Commun. 2017;8(1). doi: 10.1038/ncomms15786
  3. Andrade F, Aldámiz-Echevarría L, Llarena M, Couce ML. Sanfilippo syndrome: Overall review. Pediatr Int. 2015;57(3):331–338. doi: 10.1111/ped.12636
  4. Shimada T, Tomatsu S, Mason RW, et al. Di-sulfated keratan sulfate as a novel biomarker for mucopolysaccharidosis II, IVA, and IVB. JIMD Reports. 2014;21:1–13. doi: 10.1007/8904_2014_330
  5. Tomanin R, Karageorgos L, Zanetti A, et al. Mucopolysaccharidosis type VI (MPS VI) and molecular analysis: Review and classification of published variants in the ARSB gene. Hum Mutat. 2018;39(12):1788–1802. doi: 10.1002/humu.23613
  6. Natowicz MR, Short MP, Wang Y et al. Clinical and biochemical manifestations of hyaluronidase deficiency. N Engl J Med. 1996;335(14):1029–1033. doi: 10.1056/nejm199610033351405
  7. Simonaro CM, Haskins ME, Schuchman EH. Articular chondrocytes from animals with a dermatan sulfate storage disease undergo a high rate of apoptosis and release nitric oxide and inflammatory cytokines: A possible mechanism underlying degenerative joint disease in the mucopolysaccharidoses. Lab Invest. 2001;81(9):1319–1328. doi: 10.1038/labinvest.3780345
  8. Wang JY, Roehrl MH. Glycosaminoglycans are a potential cause of rheumatoid arthritis. Proc Natl Acad Sci USA. 2002;99(22):14362–14367. doi: 10.1073/pnas.222536599
  9. Simonaro CM, D’Angelo M, He X, et al. Mechanism of glycosaminoglycan-mediated bone and joint disease. Am J Pathol. 2008;172(1):112–22. doi: 10.2353/ajpath.2008.070564
  10. Opoka-Winiarska V, Jurecka A, Emeryk A, Tylki-Szymańska A. Osteoimmunology in mucopolysaccharidoses type I, II, VI and VII. Immunological regulation of the osteoarticular system in the course of metabolic inflammation. Osteoarthritis Cartilage. 2013;21(12):1813–1823. doi: 10.1016/j.joca.2013.08.001
  11. White KK. Orthopaedic aspects of mucopolysaccharidoses. Rheumatol. 2011;50(suppl 5):v26–v33. doi: 10.1093/rheumatology/ker393
  12. Borgo A, Cossio A, Gallone D, et al. Orthopaedic challenges for mucopolysaccharidoses. Ital J Pediatr. 2018;44(S2). doi: 10.1186/s13052-018-0557-y
  13. Tomatsu S, Montaño AM, Nishioka T, Orii T. Mucopolysaccharidosis IV (Morquio Syndrome). Lysosomal Storage Disorders. 2007:433–445. doi: 10.1007/978-0-387-70909-3_27
  14. Arbisser AI, Donnelly KA, Scott CI, et al. Morquio-like syndrome with beta galactosidase deficiency and normal hexosamine sulfatase activity: Mucopolysaccharidosis IVB. Am J Med Genet. 1977;1(2):195–205. doi: 10.1002/ajmg.1320010205
  15. Bychkov I, Kuznetsova A, Baydakova G, et al. Processed pseudogene insertion in GLB1 causes Morquio B disease by altering intronic splicing regulatory landscape. NPJ genomic medicine. [in print].
  16. Hunter C. A rare disease in two brothers. Proc R Soc Med. 1917; 10(Study_Dis_Child):104–116. doi: 10.1177/003591571701001833
  17. Zhou J, Lin J, Leung WT, Wang L. A basic understanding of mucopolysaccharidosis: Incidence, clinical features, diagnosis, and management. Intractable & Rare Diseases Research. 2020;9(1):1–9. doi: 10.5582/irdr.2020.01011
  18. Lin H-Y, Lin S-P, Chuang C-K, et al. Incidence of the mucopolysaccharidoses in Taiwan, 1984-2004. Am J Med Genet A. 2009;149A(5):960–964. doi: 10.1002/ajmg.a.32781
  19. Chen X, Qiu W, Ye J, et al. Demographic characteristics and distribution of lysosomal storage disorder subtypes in Eastern China. J Hum Genet. 2016;61(4):345–349. doi: 10.1038/jhg.2015.155
  20. Puckett Y, Bui E, Zelicoff A, Montano A. Epidemiology of mucopolysaccharidoses (MPS) in the United States: challenges and opportunities. Mol Genet Metab. 2017;120(1−2):S111. doi: 10.1016/j.ymgme.2016.11.285
  21. Lowry RB, Applegarth DA, Toone JR, et al. An update on the frequency of mucopolysaccharide syndromes in British Columbia. Hum Genet. 1990;85(3). doi: 10.1007/bf00206770
  22. Silveira M, Buriti A, Martins A, et al. Audiometric evaluation in individuals with mucopolysaccharidosis. Clinics. 2018;73. doi: 10.6061/clinics/2018/e523
  23. Keilmann A, Nakarat T, Bruce IA, et al. Hearing loss in patients with mucopolysaccharidosis II: Data from HOS – the Hunter Outcome Survey. J Inherit Metab Dis. 2011;35(2):343–353. doi: 10.1007/s10545-011-9378-5
  24. Valstar MJ, Bertoli-Avella AM, Wessels MW, et al. Mucopolysaccharidosis type IIID: 12 new patients and 15 novel mutations. Hum Mutat. 2010;31(5):е1348−1360. doi: 10.1002/humu.21234
  25. Jansen ACM, Cao H, Kaplan P, et al. Sanfilippo syndrome type D. Archiv Neurology. 2007;64(11):1629. doi: 10.1001/archneur.64.11.1629
  26. Zafeiriou DI, Savvopoulou-Augoustidou PA, Sewell A, et al. Serial magnetic resonance imaging findings in mucopolysaccharidosis IIIB (Sanfilippo’s syndrome B). Brain Dev. 2001;23:385–389. doi: 10.1016/s0387-7604(01)00242-x
  27. Lin H-Y, Shih S-C, Chuang C-K, et al. Assessment of hearing loss by pure-tone audiometry in patients with mucopolysaccharidoses. Mol Genet Metabol. 2014;111(4):533–538. doi: 10.1016/j.ymgme.2014.02.003
  28. Nagao K, Morlet T, Haley E, et al. Neurophysiology of hearing in patients with mucopolysaccharidosis type IV. Mol Genet Metabol. 2018;123(4):472–478. doi: 10.1016/j.ymgme.2018.02.002
  29. Riedner ED, Levin LS. Hearing patterns in Morquio’s syndrome (mucopolysaccharidosis IV). Arch Otolaryngol. 1977;103:518–520. doi: 10.1001/archotol.1977.00780260048003
  30. Akyol MU, Alden TD, Amartino H, et al. Recommendations for the management of MPS VI: systematic evidence- and consensus-based guidance. Orphan J Rare Dis. 2019;14(1). doi: 10.1186/s13023-019-1080-y
  31. Montaño AM, Lock-Hock N, Steiner RD, et al. Clinical course of sly syndrome (mucopolysaccharidosis type VII). J Med Genet. BMJ. 2016;53(6):403–418. doi: 10.1136/jmedgenet-2015-103322
  32. Imundo L, LeDuc CA, Guha S, et al. A complete deficiency of Hyaluronoglucosaminidase 1 (HYAL1) presenting as familial juvenile idiopathic arthritis. J Inher Metab Dis. 2011;34(5):1013–1022. doi: 10.1007/s10545-011-9343-3
  33. Van den Eeden YNT, Unter Ecker N, Kleinertz H, et al. Total hip arthroplasty in a patient with mucopolysaccharidosis type IVB. Case Rep Orthop. 2021;2021:1–8. doi: 10.1155/2021/5584408

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Family tree of the proband. Generation I, white square and circle indicate the father and the mother, respectively; generation II, square 1 is the older brother born in 2003 without hearing loss, square 2 is the older brother born in 2009 with hearing loss, and square 3 with a black arrow is the examined patient with hearing loss (proband). MPS, mucopolysaccharidosis

Download (124KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Radiographs of the cervical and thoracic spine: a, white arrows indicate expansion of the intercostal spaces, paddle-like costal deformity, and deformity of the ventral vertebrae; blue-dotted line indicates anisospondylia with an uneven height of the vertebrae in the craniocaudal direction; b, white line indicates hypoplasia of the odontoid process of the second cervical vertebra, black arrows indicate signs of atlanto-axial instability, and white arrows indicate deformity of the ventral cervical vertebrae

Download (289KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. X-ray images of the hands and knee joints in the frontal view

Download (144KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. X-ray image of the hip joints in the frontal view: flattening and impaired ossification of the epiphyses (blue arrow), expansion of the metaphyseal zones, acetabular dysplasia (blue angle), insufficient ossification of the edge of the acetabulum and femoral heads (red arrow), change in the proportions between the width of the wings and body of the ilium (Mickey Mouse sign) (black arrows), valgus deformity of the femoral necks (red line), and discontinuity of Shenton’s line (yellow lines)

Download (69KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Kenis V.M., Gorobets L.V., Dimitrieva A.Y., Zhmurova-Kriventsova A.A., Bychkov I.O., Baydakova G.V., Markova T.V., Zakharova E.Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


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».