כניסה 
עקבו אחרינו בפייסבוק בדיקת Alpha-L-iduronidase בלויקוציטים
| מדריך בדיקות מעבדה | |
| בדיקת Alpha-L-iduronidase בלויקוציטים | |
|---|---|
| Iduronidase | |
| שמות אחרים | L-iduronidase, α-L-iduronidase, laronidase, alpha-L-Idosiduronase ,Laronidase |
| מעבדה | גנטיקה בלויקוציטים |
| תחום | מחלות גנטיות |
 | |
| טווח ערכים תקין | גבוה יותר או שווה ל-2.06 ננומול/שעה/מיליגרם חלבון. |
| יוצר הערך | פרופ' בן-עמי סלע |
מטרת הבדיקה
אבחון של MPS I, ותסמונות Hurler, Scheie ו-Hurler-Scheie בלויקוציטים. בדיקה זו אינה משמשת לקביעת סטאטוס של נשאים. קביעת האנזים כלולה בפעילות האבחונית של תינוקות הנמצאים חיוביים ל-MPS בבדיקות סקר יילודים.
מידע קליני
המוקופוליסכרידוזות (MPS) הן קבוצה של מפגעי אגירה ליזוזומליים, הנגרמים על ידי חסר של האנזימים הכרוכים בפירוק השלבי של dermatan sulfate, heparan sulfate ,keratan sulfate, ו-chondroitin sulfate הידועים כ-glycosaminoglycans (או GAGs) (Enns וחב' ב-Pediatric Endocrinol Inborn Errors of Metab משנת 2009). הצטברות של GAG בליזוזומים פוגעת בתפקוד התקין של תאים, רקמות ואיברים. ידועים 11 מפגעים הכרוכים בהצטברות של GAGs. מפגעי MPS מופיעים במערכות איברים רבות, והם מתבטאים בתווי פנים גסים, אי-סדירות לבבית, organomegaly, פגיעה ביכולת האינטלקטואלית, וכן באנומליה שלדית.
Mucopolysaccharidosis I הוא מפגע אוטוזומלי-רצסיבי הנגרם על ידי חסר או רמה מופחתת של האנזים alpha-L-iduronidase כתוצאה מוריאנטים בגן IDUA. חסר של alpha-L-iduronidase עלול לגרום לסדרה רחבה של פנוטיפים, המתחלקים לשלושה תסמינים: Hurler syndrome (או MPS IH), תסמונת Scheie syndrome (או MPS IS) ותסמונת Hurler-Scheie (או MPS IH/S). כיוון שתסמינים אלה אינם יכולים להיות מובדלים ביוכימית, ההתייחסות אליהם היא כאל MPS I ו-MPS I מוחלשת. המאפיינים הקליניים וחומרת התסמינים של MPS I מגוונים, החל ממחלה חמורה עד לצורה המוחלשת שמופיעה בדרך כלל מאוחר יותר בחיים (Clarke וחב' ב-J Pediatr משנת 2017). לרוב התסמינים כוללים תווי פנים גסים, כבד וטחול מוגדלים, עכירות של הקרנית, איבוד שמיעה, פגיעה אינטלקטואלית וקשיי לימוד, מחלה מסתמית של הלב, ו-dysostosis multiplex מתקדמת.
השכיחות של MPS I היא בערך 1 ל-100,000 לידות-חי, והחלופות הטיפוליות כוללות השתלת תאי-אב המטו-פויאטיים או תרפיה של החדרת האנזים החסר. מטופלים עם MPS I הם בדרך כלל בעלי רמות מוגברות של dermatan sulfate ושל heparan sulfate. פעילות חסרה או מופחתת של alpha L-iduronidase עשוייה לאשר אבחון של MPS I, אך אינה אמינה באבחון של נשאים (Martins וחב ב-J Pediatr משנת 2009).
אנליזת ריצוף מולקולרי של הגן IDUA מאפשרת זיהוי של וריאנטים הגורמים למחלה במטופלים מאובחנים וזיהוי של נשאים בקרב בני משפחה מדרגה ראשונה. מתאם ברור של גנוטיפ-פנוטיפ אינו מתאפשר. תוצאות הנמוכות מ-2.06 ננומול/שעה/מיליגרם חלבון בדגימות, הן במתאם טוב עם חסר של alpha-L-iduronidase (או mucopolysaccharidosis I). הבדלה בין תסמונות Hurlel ,Scheie ו- Hurler-Scheie תלויה בממצאים הקליניים. תוצאות נורמליות השוות או גדולות מ-2.06 ננומול/שעה/מיליגרם חלבון אינן תואמות חסר של alpha-L-iduronidase. הנוכחות של אלל שהוא pseudodeficient עלולה לגרום לפעילות מופחתת של alpha-L-iduronidase במצע מלאכותי המשמש בבדיקה זו. עובדה זו עלולה לגרום לערכים של האנזים המצויים מתחת לטווח הערכים התקין, אך הם יהיו גדולים יותר מאלה שמוצאים במטופלים עם mucopolysaccharidosis I. בדיקה זו אינה מבדילה בין תסמונות Hurler ו-Scheie. ההצטברות של GAGs במצבי חסר של α-L-Iduronidase גורמתלאנומליות היסטולוגיות שונות כגון: התנפחות רקמתית ופיברוזיס, לאי-סדירות של השלד והסחוס, ל-organomegaly כאשר הכבד, הטחול והלב גדלים בגלל הצטברות GAGs, וכן יצירת וקואולות תאיות, בעיקר ברקמות חיבור, המאופיינות על ידי הופעת וקואולות גדולות המלאות ב-GAGs שעברו פירוק חלקי. Iduronidase (הנמכר כ-aldurazyme), הוא אנזים בעל השם הסיסטמטי glycosaminoglycan α-L-iduronohydrolase (Matalon וחב' ב-Biochem Biophys Res Commun משנת 1971, Rome וחב' ב-Arch Biochem Biophys משנת 1978, ו-Sviraslava וחב' ב-Carbohydr. Res משנת 1978). מדובר באנזים מונומרי גלובולרי המקטלז את ההידרוליזה של קשרים בלתי מסולפטים של α-L-iduronosidic בדרמטן סולפאט. אנזים זה הוא גליקופרוטאין הנמצא בליזוזומים של תאים. הוא מעורב בפירוק של GAGs כגון dermatan sulfate ו-heparan sulfate. לאנזים משקל מולקולרי של 83 קילו-דלטון. בתסמונת Scheie שהיא בעלת פרוגנוזה מתונה יותר מאשר תסמונת Hurler' ה-GAGs מצטברים בליזוזומים ופוגעים ברקמות רבות. מוטציות בגן IDUA הממוקם בזרוע הקצרה של כרומוזום 4 באתר p 16.3, גורמות לפנוטיפים של MPS 1, העוברים בתורשה אוטוזומלית-רצסיבית (Scott וחב' ב-Human Molecular Genetics משנת 1993). החסר של α-L-iduronidase גורם להצטברות של הפארן ודרמטאן סולפאטים בתוך פגוציטים, באנדותליום, בתאי שריר חלקים, בנוירונים ובפיברובלסטים. במיקרוסקופ אלקטרוני מבנים אלה מופיעים כסטרוקטורות רב-שכבתיות הקרויות גופיפי Zebra. האנזים aldurazyme יוצר בשחלות של אוגר סיני על ידי טכנולוגיית ריקומבינציה של DNA, והוא משווק על ידי .BioMarin Pharmaceutical Inc ועל ידי חברת Sanofi. האנזים מוחדר בעירוי ורידי איטי. האנזים הריקומביננטי מכיל 528 חומצות אמינו עם שישה אתרי אוליגוסכרידים בקשר N, ושני שרשרות אוליסכרידיות המסתיימות בשיירי mannose. בשנת 2003 אושר aldurazyme לשימוש רפואי בארה"ב ובאיחוד האירופי. החלטה של מינון האנזים בניסויים קליניים באדם, הייתה מבוססת על ניסויים ב-MPS I בכלבים. ניסויים קליניים ודגש על בטיחות הראו שתופעות הלוואי השכיחות ביותר של aldurazyme מסתכמות בתגובה אלרגית, וכדי למנוע אותה ואת המצוקה הרספירטורית, ההמלצה היא להיות מטופלים עם אנטי-היסטמינים לפני עירוי האנזים. תגובה אלרגית מופיעה בערך ב-1% מהמטופלים, וגם כאן ההמלצה שאלה הנמצאים בסיכון גבוה למצוקה נשימתית, יטופלו באופן שימנע תגובה אנפילקטית. בנוסף, מומלץ שמטופלים יוזרקו עם תכשיר נוגד חום לפני הטיפול. על פי אתר aldurazyme, תופעות הלוואי השכיחות ביותר בניסוי שנמשך 26 שבועות כנגד פלצבו של מטופלים בני 6 שנים ומעלה, הם סומק, חום, כאבי ראש ופריחה על פני העור. סומק הופיע ב-23% מהמטופלים, והרחבה של הניסוי נמצא שכאבי בטן הופיעו בחלק מהמטופלים. אתר זה מציין שבניסוי קליני בן 52 שבועות, תופעת הלוואי השכיחה ביותר בקרב ילדים צעירים מגיל 6 שנים, נמצאה כ-otitis media (דלקת ממושכת של האוזן התיכונה) ב-20% מהילדים. תופעות לוואי נוספות הן חום גבוה (30%), צמרמורות (20%), עליייה בלחץ הדם (10%), טכיקרדיה (10%) וירידה בריוויון החמצן של הדם (10%). תופעות נוספות המופיעות ב-5% מהמטופלים הן חיוורון, רעד, מצוקה נשימתית, נשימה שורקנית, גרד, פריחה ורחש נשימה.
רגולציה
Aldurazyme נהנה בזמנו מסטאטוס של "תרופת יתום" בארה"ב ובאיחוד האירופי, אם כי סטאטוס זה התפוגג (כיוון שהוא נמשך 7 שנים בארה"ב ו-10 שנים באירופה). Aldurazyme זכה להגדרה של תרופת יתום כטיפול באלה עם MPS I בתאריך 24 בספטמבר 1997. החל משנת 2014 התכשיר יוצר על ידי חברת BioMarin ב-Novbado, קליפורניה.
מבנה האנזים
האנזים מורכב מ-528 חומצות אמינו, כאשר המבנה שלו מכיל 22% סלילי אלפא, ו-28% beta sheets. השיירים הנותרים יוצרים עיקולים, גשרים על מנת לאפשר סלילי אלפא ו-beta sheets, כמו גם לאפשר אינטראקציות המסייעות למקטעים התפקודיים של האנזים. מוטציות בגן IDUA המקודד לאנזים נכרכות ב-MPS I שהוא פגם של אגירה. למעלה מ-100 מוטציות -DNA שונות בגן, כאשר חלק מהן הם שינויים חד-נוקלאוטידיים ברצף ה-DNA. אם מבנים סכרידיים אלה אינם מתפרקים, הם מצטברים ומגדילים פיזית את נפח הליזוזום ואת נפח התאים ומשפיעים שלילית על מערכות השלד, העצבים והלב. באתר הפעיל, השיירים החשובים הם הנוקלאופיל, Glu299, והאתר חומצב/בסיס Glu182, המשתתף בביקוע של הקשר הגליקוזידי של המצע. שיירים אחרים הכרוכים בקישור למצע, כוללים את Arg363, Asp349, His91, ואת Asn181. שיירים אלה תורמים קשרי מימן כדי לסייע בכיוונון המצע. Arg89 ו-Lys264 גם כן מסייעים לשמור על סביבה טעונה חיובית באזור הפעיל על מנת לדכא את ה-pKa עבור החומצה הקרבוקסילית של Glu. ישנם לפחות שלושה שיירים של aspargine בפוליפפטיד הפועלים כאתרי N-גליקוזילציה, הכוללים את Asn372 באתר הפעיל, שנמצא חיוני לקישור למצע ולפעילות האנזים. שייר זה בדרך כלל עשיר ב-mannose (או Man9NAG2), כאשר הדה-גליקוזילציה שלו מפחיתה את פעילות האנזים. שני האתרים האחרים למודיפיקציה קו-ולנטית הם Asn110 ו-Asn415, אם כי לא ברור עדיין כיצד שני אתרים אלה תורמים ספציפית לפעילות האנזים. מוטציה שכיחה בגן DUA גורמת לשייר Pro533 להיות מותמר על ידי חומצת אמינו אחרת, בדרך כלל על ידי ארגינין. Proline זה מעורב בין שני beta sheets, באופן שהפגיעה במבנה על ידי התמרה עם שייר גדול או טעון, פוגעת במבנה השלישוני, ולפיכך בתפקוד של alpha-L-iduronidase. מוטציה משפיעה על האתר הקטליטי בגלל המיקום של Pro533, המוקף על ידי השרשרות הצדדיות של Ala448, Leu535 ו-Val316, כיוון ש-Pro533 מגיב עם ה-mannose של Asn372.
הוראות לביצוע הבדיקה
את הדם יש לדגום למבחנה כימית (פקק צהוב) או למבחנת ספירת דם (פקק סגלגל, EDTA). יש לפסול דגימה מאוד המוליטית. דגימה מקוררת (מועדפת) או בטמפרטורת החדר יציבות למשך 6 ימים. יש לשלוח למעבדה דם מלא במבחנה המקורית. אין לבצע ALIQUOTING. לבידוד מושלם של לויקוציטים, מומלץ שהדגימה תגיע למעבדה מקוררת תוך 6 ימים מנטילת הדם.
שיטת הבדיקה: Flow Injection Analysis-Tandem Mass Spectrometry.
ראו גם
המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן-עמי סלע, המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-שומר;
החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב (יוצר הערך)