Нейрорадіологічні ознаки енцефалопатії у дітей з розладами спектрa аутизму, асоційованими з генетичним дефіцитом фолатного циклу

  13.12.2021

Одним із важливих досягнень у психіатрії та неврології останніх років є встановлення асоціації між генетичним дефіцитом фолатного циклу (ГДФЦ) і розладами спектрa аутизму (РАС) у дітей.

Докази такої асоціації ґрунтуються на результатах щонайменше п’яти метааналізів рандомізованих контрольованих клінічних досліджень і низки додаткових рандомізованих контрольованих випробувань, результати яких досі не систематизовані. Показано, що ГДФЦ призводить до розвитку низки типових біохімічних порушень, які зумовлюють особливу форму імунодефіциту і пов’язані з цим оксидативний стрес, котрий персистує, системне запалення, зокре- ма гіперпродукцію фактора некрозу пухлини-a (ФНП-a) та інших прозапальних цитокінів з нейро- токсичною дією, опортуністичні нейротропні інфекції, зокрема спричинені вірусами герпесу 6 (HHV-6) і 7 (HHV-7) типу, антимозкові автоімунні реакції до автоантигенів нейронів та мієліну. Видається очевидним, що ці три імунозалежні механізми церебрального пошкодження відіграють важливу роль у розвитку енцефалопатії при ГДФЦ, одним із клінічних виявів якої є РАС, однак загальну концепцію патогенезу хвороби досі належним чином не оформлено. Оскільки більшість вивчених шляхів ураження центральної нервової системи (ЦНС) при ГДФЦ мають імуноопосередкований характер, говорять про специфічне порушення нейроімунного інтерфейсу як модель формування енцефалопатії в таких випадках, що може бути використано при плануванні та проведенні клінічних досліджень у цьому напрямі.

Корисним для клінічної практики був би опис типових радіологічних ознак такої енцефалопатії, що поліпшило би виявлення хвороби та оптимізувало оцінку тяжкості стану пацієнта і ефективності лікувальних втручань. J. P. Hegarty та співавт. у спеціально спланованому клінічному дослідженні недавно показали, що радіологічні дані можуть бути потенційно інформативними для прогнозування результатів реабілітації дітей з РАС.

З огляду на багатокомпонентність патогенезу енцефалопатії при ГДФЦ, слід очікувати виявлення комплексу нейровізуалізаційних ознак, які теоретично мають корелювати з реалізацією певних механізмів церебрального пошкодження, які є причиною їх розвитку, і появою клінічних симптомів, котрі є наслідком їх виникнення.

Мета роботи — описати типові нейровізуалізаційні ознаки енцефалопатії у дітей з генетичним дефіцитом фолатного циклу і розладами спектрa аутизму та встановити кореляції між клінічними ознаками, механізмами пошкодження нервової системи і даними нейровізуалізації для оптимізації алгоритму діагностики, моніторингу та лікування.

Матеріали і методи

Ретроспективно проаналізовано медичні дані 225 дітей (183 хлопчики і 42 дівчинки) віком від 2 до 9 років з ГДФЦ та клінічними виявами за типом РАС. Усі вони були пацієнтами спеціалізованої нейроімунологічної клініки «Vivere» (реєстраційне досьє від 22.12.2018 № 10/2212-М). Отримання даних для дослідження та обробку матеріалу проведено згідно з договором № 150221 від 15.02.2021 р. та висновком комісії біоетичної експертизи (протокол № 140 від 21.12.2020 р. НМУ імені О. О. Богомольця).

Клінічний діагноз РАС установлено дитячими психіатрами за критеріями DSM-IV-TR (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders) та ICD-10 (The International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems).

Патогенні поліморфні варіанти генів фолатного циклу визначали методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) з рестрикцією на підставі виявлення заміни нуклеотидів MTHFR C677T у моно- формі (n = 68), а також у поєднанні з іншими замінами нуклеотидів — MTHFR A1298C, MTRR A66G і/або MTR A2756G (n = 157). Ці особи утворили досліджувану групу. До контрольної групи ввійшла 51 клінічно здорова дитина (37 хлопчиків та 14 дівчаток) аналогічного вікового розподілу, які не страждали на ГДФЦ.

Оцінювали тяжкість клінічних симптомів РАС за спеціалізованою шкалою Aberrant Behavior Checklist (АВС).

Лабораторне параклінічне обстеження дітей груп спостереження проводили з урахуванням сучасних уявлень щодо механізмів пошкодження ЦНС при РАС, асоційованих з ГДФЦ. Діагностику реактивованих герпесвірусних інфекцій здійсню- вали методом ПЛР лейкоцитів крові (відділ нейробіохімії Інституту нейрохірургії імені А. П. Ромоданова НАМН України) відповідно до даних дослідження G. L. Nicolson та співавт.

Виявлення b-гемолітичного стрептокока групи А проводили шляхом бактеріологічного посіву зі слизової ротоглотки на селективному поживному середовищі або за специфічним антитоксичним імунітетом у сироватці крові (антистрептолізин-О, антистрептодорназа, антигіалуронідаза) (ELISA; MDI Limbach Berlin GmbH, Німеччина). Додатково проводили визначення панелі Канінгем (Cunningham Panel™) з метою ідентифікації автоантитіл до нейронів підкіркових гангліїв (ELISA, cell-based assay; Moleculera Labs Inc, США). Оцінювали результати серологічних досліджень сироватки крові на предмет виявлення специфічних антинейрональних автоантитіл, які валідовані як маркери автоімунних лімбічних енцефалітів у дітей та дорослих, а саме автоантитіл до глутамінокисної декарбоксилази (GADA), калієвих каналів нейронів, амфіфізину, NMDA-рецепторів нейронів, GABA, СV2, Yo, Ro, Hu, AMPAR 1 і 2 (імуноферментний аналіз; MDI Limbach Berlin GmbH, Німеччина), що відповідає сучасним підходам до діагностики автоімунних лімбічних енцефалітів.

Сироваткову концентрацію ФНП-a вимірювали методом імуноферментного аналізу (норма < 8,1 пг/мл) («Сінево», Україна).

Нейровізуалізацію проводили за допомогою магнітно-резонансної томографії (МРТ) головного мозку у конвенційних режимах (Т1 і Т2-зважені, FLAIR) на томографах з величиною магнітної індукції котушки 1,5 Тл. Відео-електроенцефалографічний моніторинг здійснювали шляхом 30-хвилинногозапису біоелектричної активності кори головного мозку дитини у стандартних відведеннях з пробами фотостимуляції та гіпервентиляції.

Статистичну обробку матеріалу проводили шляхом порівняльного і структурного аналізу. Для ви- значення вірогідності відмінностей між показниками у групах спостереження використовували параметричний Т-критерій Стьюдента з показником довірчої ймовірності (р) та непараметричний критерій — число знаків Z за Ю. В. Урбахом. Вірогідними вважали відмінності при р < 0,05 і Z < Z0,05. Для вивчення асоціацій між досліджуваними показниками застосовували відношення шансів (ВШ) та 95 % довірчий інтервал (ДІ).

Для проведення статистичних розрахунків користувалися програмою Microsoft Excel.

Результати та обговорення

Аналіз МР-знімків у дітей з РАС, асоційованими з ГДФЦ, як і очікувалося, виявив низку нейровізуалізаційних ознак, які були типовими для цієї категорії пацієнтів і не спостерігалися у здорових осіб. Усі виявлені нейрорадіологічні ознаки можна об’єднати щонайменше в 5 різнорідних груп за їх характером. По-перше, відзначено вияви лейкоенцефалопатії різного ступеня тяжкості з переважним порушенням мієлінізації в білій речовині тім’яних часток півкуль великого мозку перивентрикулярно в так званих перитригональних зонах — ділянках термінальної мієлінізації (89 % випадків у досліджуваній групі та лише 17 % — у контрольній групі, р < 0,05, Z < Z0,05). Оскільки радіологічні вияви лейкоенцефалопатії спостерігали майже в усіх пацієнтів досліджуваної групи, можна вважати ці зміни класовою ознакою для дітей з РАС, асоційованими з ГДФЦ. По-друге, мали місце вияви скроневого медіанного склерозу (tempo- ral mesial sclerosis) з ураженням гіпокампів, парагіпокампальних звивин, мигдалеподібних тіл і острівців (67 % випадків у досліджуваній групі та лише 12 % — у контрольній групі, р < 0,05, Z < Z0,05). По-третє, виявлено симптоми гіпертрофії підкіркових гангліїв півкуль великого мозку, здебільшого — хвостатих ядер, з компресією передніх рогів бічних шлуночків (39 % випадків у досліджуваній групі та лише 7 % — у контрольній групі, р < 0,05, Z < Z0,05). По-четверте, діагностували нейрорадіологічні ознаки природженої СMV-нейроінфекції (відповід- но 7 та 2 % випадків, р < 0,05, Z < Z0,05) і залиш- кові явища постнатально перенесених вірусних енцефалітів (16 та 0 % випадків, р < 0,05, Z < Z0,05). По-п’яте, ідентифікували вияви так званих малих аномалій розвитку головного мозку (48 і 22 % ви- падків, р < 0,05, Z < Z0,05) (рис. 1).

Поєднання 4-5 груп нейрорадіологічних ознак енцефалопатії розглядали як повний нейровізуалізаційний фенотип хвороби, тоді як наявність 1-3 груп інструментальних ознак ураження головного мозку — як неповний. Повний фенотип відзна- чено щонайменше в 40 % випадків, а неповний — у 60 %. Повний нейрорадіологічний фенотип енцефалопатії був асоційований з тяжчим клінічним станом пацієнта за шкалою АВС порівняно з особою з неповним фенотипом (р < 0,05, Z < Z0,05).

Лейкоенцефалопатія, яка виявлялася на МР- знімках у вигляді плямисто або мозаїчно нерівномірно розподіленого гіперінтенсивного сигналу помірної або слабкої вираженості з нечіткими контурами в Т2-зваженому режимі та режимі FLAIR, відрізнялася за тяжкістю і поширеністю у пацієнтів досліджуваної групи (рис. 2, 3).

Можна було визначити дифузну форму лейкоенцефалопатії, за якої порушення мієлінізації були майже рівномірно розподілені між різними частками півкуль великого мозку (22 % випадків). Частіше відзначали вогнищеві форми ураження білої речовини півкуль, причому тім’яна частка залучалася найчастіше, особливо — в перивентрикулярній зоні, де, як відомо, дозрівання мієлі- ну протягом онтогенезу відбувається найпізніше. Лобно-скронево-тім’яні ураження білої речовини півкуль великого мозку мали місце в 13 % випадків, скронево-тім’яні — у 16 %, лобно-тім’яні — в 11 %, лобно-скроневі — в 3 %, ізольовані ураження білої речовини тім’яних часток — у 15 %. Спостерігали менш виражені радіологічні вияви лейкоенцефалопатії у дітей старшої вікової групи (> 4 років) порівняно з дітьми віком 2-4 роки (р < 0,05, Z < Z0,05), що, ймовірно, відображує процес затриманого дозрівання мієліну у дітей з РАС, асоційованими з ГДФЦ.

Про мієлінопатію у дітей з ГДФЦ повідомляли раніше. Зокрема T. Strunk та співавт. доповіли про феномен полегшеної демієлінізації в білій речовині півкуль великого мозку при ГДФЦ, описавши підгостру лейкоенцефалопатію у пацієнта з гетерозиготною патологічною поліморфною заміною нуклеотиду MTHFR C677T при застосуванні метотрексату в низькій терапевтичній дозі. L. M. Marseglia та співавт. у контрольованому клінічному дослідженні виявили зв’язок між наявністю генотипів MTHFR A1298C і A1298C/ C677T і появою патологічного гіперінтенсивного МР-сигналу в Т2-зваженому режимі та режимі FLAIR у ділянці білої речовини півкуль великого мозку у доношених новонароджених, а саме перивентрикулярної демієлінізації та втрати об’єму білої речовини навколо шлуночків з розвитком вікарної вентрикуломегалії. A. Y. Hardan та співавт. провели спеціально сплановане клінічне дослідження стану білої речовини півкуль великого мозку у дітей з РАС на підставі аналізу результатів МР-спектроскопії головного мозку ((1)H-MRS) з отриманням мультивоксельних ехо-часових in vivo (1)H-MRS-даних. Протонна МР-спектроскопія продемонструвала особливий патерн метаболіч- них порушень, зокрема аномальне зменшення величини співвідношення N-ацетиласпартат/креатин, що вказувало на велике багатовогнищеве нерівномірно розподілене пошкодження мієліну і аномальний розвиток аксонів у білій речовині півкуль великого мозку у дітей з РАС.

Скроневий медіанний склероз (рис. 4), який виявлявся на МР-знімках у вигляді гіперінтенсивного сигналу від основних структур мезолімбічної системи скроневих часток півкуль великого мозку в Т2-зваженому режимі та режимі FLAIR, у дітей досліджуваної групи, також відрізнявся за вираженістю та поширеністю патологічних нейро- візуалізаційних змін у різних пацієнтів. Тотальна форма ураження із залученням усіх чотирьох осно- вних структур мезолімбічної системи мала місце в 43 % випадків, а парціальні форми з ураженням 1-3 зазначених структур — у 57 %. Білатеральні ураження (76 % спостережень) переважали над унілатеральними (34 %). При парціальних уражен- нях структур мезолімбічної системи найчастіше спостерігали залучення гіпокампів (64 % випад- ків), рідше мав місце гіперінтенсивний МР-сигнал від острівців (53 %), парагіпокампальних звивин (47 %) та мигдалеподібних тіл (36 %). Ознаки атрофії структур мезолімбічної системи зареєстровано
у більшості пацієнтів досліджуваної групи (76 %), причому вияви атрофії та поширеність гіперінтен- сивного сигналу були більшими у пацієнтів стар- шої вікової групи (> 4 років) порівняно з дітьми віком 2-4 роки (р < 0,05, Z < Z0,05), що, ймовірно, відображує повільне прогресування скроневого медіанного склерозу у дітей з РАС, асоційовани- ми з ГДФЦ. В останніх частіше реєстрували при проведенні електроенцефалографії (ЕЕГ) епілеп- тиформну біоелектричну активність, переважно — у лобно-скроневих відведеннях (р < 0,05, Z < Z0,05), характерну для скроневої медіанної епілепсії, асоційованої зі скроневим медіанним склерозом (mesial temporal lobe epilepsy associated with hip- pocampal sclerosis, MTLE-HS).

Отримані нами дані узгоджуються з результа- тами спеціально спланованого ретроспективного клінічного дослідження L. Monge-Galindo та співавт. Автори висвітлили досвід діагностики скроневого медіанного склерозу в одному клінічному центрі протягом останніх 19 років у дітей із симптомами порушеного розвитку. Причинами зазначеного церебрального ураження були герпесвірусна інфекція, цитомегаловірус, пренатальна церебральна патологія. У 5 пацієнтів мав місце ізольований епілептичний синдром, у 1 — затримка психомоторного та інтелектуального розвитку, ще в 1 — РАС, у 3 — епілептичний синдром із затримкою психомовленнєвого розвитку, ще у 1 — РАС з епілептичним синдромом, у 2 — РАС із затримкою психомовленнєвого розвитку, ще у 2 — РАС з епілептичним синдромом і затримкою пси- хомовленнєвого розвитку, в 1 — тяжкі мігренозні цефалгічні пароксизми.

Гіпертрофія підкіркових гангліїв півкуль великого мозку здебільшого мала білатеральний і майжесиметричний характер (67 % випадків; рис. 5). Унілатеральні ураження зареєстровано в 33 % випадків. Переважно залучалися хвостаті ядра (89 % випадків) як ізольований радіологічний синдром або в по-єднанні з ураженням інших підкіркових ганглїів (шкаралупи, блідого і сочевицеподібного ядер; 27 % випадків). Повна компресія передніх рогів бічних шлуночків унаслідок збільшення розмірів хвостатих ядер мала місце в 47 % випадків, часткова — в 53 %. Не виявлено відмінностей за нейровізуалізаційними виявами гіпертрофії підкіркових вузлів між пацієнтами різних вікових груп (р > 0,05, Z > Z0,05).

Результати ЕЕГ, отримані у цієї категорії пацієнтів, вкладаються у три патерни патологічних порушень біоелектричної активності кори головного мозку. В разі початкових МР-ознак гіпертрофії хвостатих підкіркових гангліїв відзначали вияви локального гіперзбудження біоелектричної активності в проекції підкіркових вузлів півкуль великого мозку (рис. 6). У пацієнтів з виявами вираженішого збільшення розмірів nn. caudati реєстрували ознаки білатеральних латералізованих синхронних електричних розрядів (рис. 7). У разі МР-ознак тяжкої гіпертрофії хвостатих підкіркових ядер з повною компресією передніх рогів бічних шлуночків мала місце дифузна гіперсинхронізація біоелектричних кіркових ритмів (рис. 8).

Про гіпертрофію підкіркових гангліїв як радіологічний біомаркер говорять у контексті субкортикальних автоімунних енцефалітів у дітей і дорослих (PANS/PITANDS/PANDAS; pediatric acute-onset neu-ropsychiatric syndrome/pediatric infection-triggered autoimmune neuropsychiatric disorder/pediatric autoimmune neuropsychiatric disorders associated with streptococcal infections). Раніше повідомляли, що у дітей з РАС, асоційованими з ГДФЦ, щонайменше в третині випадків відзначають клініко-радіологічні ознаки субкортикального автоімунного енцефаліту, що може пояснити отримані нейровізу алізаційні дані у дітей досліджуваної групи.

Під нейровізуалізаційними ознаками перене- сеної природженої СMV-нейроінфекції розуміли пентаду інструментальних симптомів: вентрикуло- мегалію, гіпоплазію мозолистого тіла, симетричні кісти в полюсах скроневих часток, великі поля демієлінізації в білій речовині півкуль великого моз- ку та перивентрикулярні кальцинати (рис. 9, 10). Повний нейрорадіологічний фенотип зареєстровано в 79 % випадків, частковий (3-4 ознаки) — в 21 %. Мали місце лише білатеральні та лише асиметричні ураження. Ці зміни зазвичай поєдну- валися з ознаками васкулопатії стріарних артерій, які виявляли при нейросонографічному дослідженні в антенатальний період і/або протягом першого року після народження.