28
лет
предоставляем актуальную медицинскую информацию от ведущих специалистов, помогая врачам в ежедневной работе
28
лет
предоставляем актуальную медицинскую информацию от ведущих специалистов, помогая врачам в ежедневной работе
28
лет
предоставляем актуальную медицинскую информацию от ведущих специалистов, помогая врачам в ежедневной работе
Генетические предикторы в этиологии кератоконуса (обзор литературы)
string(5) "82685"
1
ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Москва, Россия
2
ФГБНУ «МГНЦ», Москва, Россия

Кератоконус (КК) — это мультифакторное дегенеративное заболевание, имеющее в том числе генетическую этиологию, относящееся к эктазии роговицы. С совершенствованием методов диа­гностики частота обнаружения этой патологии возросла до 1 случая на 100 человек и увеличивается ежегодно. КК характеризуется аутосомно-рецессивным или аутосомно-доминантным типом наследования. В обзоре представлены современные данные о роли генетических факторов в развитии КК у человека, а также о возможном проявлении КК как одного из симптомов дисплазий соединительной ткани. Цель данного обзора — проанализировать современные данные о генетических факторах, влияющих на развитие КК, а также рассмотреть возможную связь этого заболевания с дисплазиями соединительной ткани. Было показано, что пациентов как можно раньше следует направить в многопрофильный центр к генетику и офтальмологу на более детальное обследование с целью выявления серьезных нарушений строения зрительного аппарата и, если потребуется, прооперировать.

Ключевые слова: кератоконус, генетика, соединительная ткань, роговица, коллаген.

S.B. Izmailova1, A.Z. Tsyganov1, L.Ts. Astoyan1, R.A. Zinchenko2, V.V. Kadyshev2

1S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution, Moscow, Russian Federation

2Research Centre for Medical Genetics, Moscow, Russian Federation

Keratoconus is a multifactorial degenerative disease including genetic etiology related to corneal ectasia. While diagnostic methods are updated, the condition incidence has increased to 1 per 100 patients, and it is increasing annually. Keratoconus is associated with autosomal recessive or autosomal dominant inheritance. The review presents updated data on contribution of genetic factors in keratoconus development in humans, as well as on potential manifestation of the condition as one of the symptoms of connective tissue dysplasia. Aim: to analyze updated data on genetic factors influencing keratoconus development and to consider potential association of the disease with connective tissue dysplasia. It has been shown that patients should be referred to a multidisciplinary center as early as possible to a geneticist and an ophthalmologist for a more detailed examination in order to identify serious structural disorders of the visual apparatus and, if necessary, undergo surgery.

Keywords: keratoconus, genetics, connective tissue, cornea, collagen.

For citation: Izmailova S.B., Tsyganov A.Z., Astoyan L.Ts., Zinchenko R.A., Kadyshev V.V. Genetic predictors in keratoconus etiology (literature review). Russian Journal of Clinical Ophthalmology. 2025;25(1):29–35 (in Russ.). DOI: 10.32364/2311-7729-2025-25-1-4

Для цитирования: Измайлова С.Б., Цыганов А.З., Астоян Л.Ц., Зинченко Р.А., Кадышев В.В. Генетические предикторы в этиологии кератоконуса (обзор литературы). Клиническая офтальмология. 2025;25(1):29-35. DOI: 10.32364/2311-7729-2025-25-1-4.

Введение

Кератоконус (КК) — это двустороннее невоспалительное заболевание роговицы, отличительной чертой которого является прогрессивное истончение роговицы, что приводит к нерегулярному астигматизму и снижению некорригированной (НКОЗ) и максимальной корригированной остроты зрения (МКОЗ). Основным клиническим проявлением КК является асимметричное выпячивание роговицы кнаружи с истончением в центре эктазии [1, 2].

В зависимости от стадии заболевания КК характеризуется различными клиническими проявлениями и комбинацией физических характеристик и клинических признаков [3, 4]. Учитывая, что KК является серьезным и необратимым заболеванием, очень важно диа­гностировать его как можно скорее и лечить каждого пациента в индивидуальном порядке из-за уникального характера заболевания. По данным литературы, заболеваемость КК зависит от этнической принадлежности и варьирует от 50 до 230 на 100 000 [5, 6]. В настоящее время диа­гностика начальных субклинических форм КК представляет собой большую проблему даже при применении современного диа­гностического оборудования [7]. В связи с этим исследование новых диа­гностических критериев генетической этиологии при КК особенно актуально в настоящее время.

Цель обзора — поиск литературы с описанной связью между генетическими факторами недифференцированной дисплазии соединительной ткани и КК.

Генетические основы КК

Кератоконус — это комплексное, генетически гетерогенное, многофакторное дегенеративное заболевание. По данным литературы, доля генетически обусловленных форм КК варьирует от 5 до 10%. Заболевание встречается во всех этнических группах и одинаково распространено среди мужчин и женщин [8]. Сообщалось как о рецессивном, так и доминантном характере наследования с преобладанием аутосомно-доминантного наследования. Действительно, распространенность КК составляет 3,34% у родственников первой линии (т. е. в 15–67 раз выше, чем у населения в целом) [9].

В 2018 г. группой авторов из Европы [10] был опубликован обзор литературы, освещающий генетические основы КК и его связь с различными сопутствующими заболеваниями. Авторы обзора связывают с развитием КК 18 различных симптомов, 49 заболеваний и 24 гена (см. рисунок). В 2019 г. группой авторов из России опубликован обзор литературы [11] по поиску генетических маркеров для уточняющей диа­гностики КК, итогом которого было формирование списка кандидатных вариантов для генотипирования в российской популяции пациентов с КК, однако в нем описывалась лишь ассоциативная связь этих вариантов с данным заболеванием. Продолжением этой работы стало диссертационное исследование А.В. Белодедовой [12], в ходе которого была проделана большая работа по выявлению спе­ци­фичных генов КК среди пациентов российской популяции, однако исследованные гены обладали низкой спе­ци­фичностью. Полученные результаты открывают перспективы для дальнейшего изучения причин возникновения данного заболевания. В 2022 г. группой отечественных авторов была опубликована статья, в которой описывалась теория связи развития КК с патологией соединительной ткани, а именно недифференцированной дисплазией соединительной ткани (НДСТ) [13]. Эту теорию также поддерживают зарубежные авторы — у 60–67% пациентов с КК были обнаружены сопутствующие заболевания соединительной ткани [14].

Рисунок. Корреляционная матрица между генами, участвующими в развитии КК, и различными сопутствующими заболеваниями, связанными с КК [10] Figure. Correlation matrix between genes involved in keratoconus and various keratoconus-related comorbidities [10]

Генетические исследования выявили ряд генов, ассоциированных с КК. Они делятся на: гены, связанные с экстрацеллюлярным матриксом (ЭЦМ): LOX, COL4A1 и COL4A2, гены, кодирующие структурные белки роговицы: VSX1, ZNF469, TGFB1 и гены, участвующие в процессах регенерации и воспаления: SOD1 [10].

Ген VSX1 (Visual System Homeobox 1) (OMIM 605020) расположен на хромосоме 20p11–q11, локус, обнаруженный при дистрофии роговицы, называемой задней полиморф-ной дистрофией. Дистрофия была связана с КК в нескольких отчетах. VSX1 был одним из первых генов, связанных с КК. Он кодирует транскрипционный фактор, участвующий в развитии роговицы и сетчатки. Впервые в 2002 г. было сообщено, что мутации VSX1 вызывают КК и заднюю полиморфную дистрофию [15]. Сообщалось, что ген VSX1 кодирует парный домен-белок, относящийся к семейству парных факторов транскрипции (paired-like transcription factors). Этот белок обладает гомеодоменом, который связывается с контрольными областями ДНК, включая локус зрительных пигментов красного и зеленого спектра. VSX1 играет ключевую роль в регуляции экспрессии генов, участвующих в развитии роговицы и других структур глаза на ранних стадиях эмбрионального развития. Сообщалось, что две мутации в VSX1 (R166W и L159M) связаны с КК и способствуют истончению роговицы [16]. Он экспрессируется в нескольких тканях глаза, включая ядерный слой сетчатки и эмбриональную хрящевую ткань. Связь гена VSX1 с развитием роговицы у человека и мыши остается предметом дискуссий, поскольку по результатам многих исследований не смогли однозначно подтвердить эту зависимость. На мышиных нокаутных моделях с потерей функции VSX1 не выявили фенотипов нарушений, связанных с роговицей. Предполагается, что мутации VSX1 затрагивают только небольшое количество пациентов с КК [17, 18].

SOD1 (Superoxide Dismutase 1) (OMIM 147450) расположен на хромосоме 20p11.2 и кодирует ключевой цитоплазматический фермент антиоксидантной системы. Этот фермент играет важную роль в нейтрализации супероксидных радикалов, преобразуя их в менее токсичные соединения, такие как перекись водорода и молекулярный кислород, тем самым защищая клетки от окислительного стресса. Окислительный стресс признан одним из ключевых факторов, способствующих прогрессированию КК. Исследования показали значительное накопление цитотоксических побочных продуктов, повреждение митохондриальной ДНК и повышенный уровень окислительного стресса в роговице пациентов с этим заболеванием. Ген SOD1 часто рассматривается как ген-кандидат, поскольку его функция критически важна для поддержания клеточного гомеостаза в тканях, подверженных воздействию реактивных форм кислорода, включая роговицу. У пациентов с КК было выявлено снижение экспрессии SOD1, что приводит к накоплению супероксидных радикалов, повреждающих компоненты ЭЦМ, такие как коллаген и протеогликаны. Это также способствует апоптозу клеток роговицы и истончению ее структуры [19]. Генетические исследования выявили полиморфизмы и мутации в SOD1, связанные с повышенным риском развития КК. В частности, изменения в регуляторных областях гена могут снижать уровень экспрессии фермента, делая роговицу более уязвимой к повреждениям. Кроме того, нарушение функции SOD1 связано с активацией матриксных металлопротеиназ (ММП), которые разрушают структуру ЭЦМ, способствуя дальнейшему истончению роговицы. Усиление окислительного стресса, вызванного дисфункцией SOD1, также провоцирует воспалительные процессы, что дополнительно усугубляет деформацию роговицы. В современных исследованиях показано, что восстановление экспрессии SOD1 может быть перспективным направлением в терапии КК [20]. На экспериментальных моделях установлено, что усиление антиоксидантной защиты при экзогенном введении супероксиддисмутазы или активации SOD1 способно замедлить прогрессирование заболевания, уменьшить повреждение тканей и улучшить биомеханические свойства роговицы [20]. Ген SOD1 рассматривается как перспективная мишень для разработки диа­гностических и терапевтических подходов, направленных на коррекцию окислительного стресса при КК. Некоторые авторы предполагают потенциальный вклад SOD1 и супероксиддисмутазы 1 в развитие КК. Однако у пациентов с КК не было обнаружено никаких мутаций. Остается неясным, играет ли SOD1 роль в патогенезе КК [21].

Ген LOX (Lysyl Oxidase) (OMIM 153455) расположен на хромосоме 5q23.1, кодирует фермент лизилоксидазу, который играет ключевую роль в поддержании прочности и стабильности соединительной ткани. Этот фермент катализирует процесс ковалентного сшивания коллагеновых и эластиновых волокон в ЭЦМ, обеспечивая его механическую устойчивость. Лизилоксидаза участвует в модификации коллагеновых волокон при синтезе коллагена, связывая лизиновые остатки для формирования стабильной структуры ткани [22]. В роговице этот процесс особенно важен, поскольку коллаген обеспечивает ее прочность, прозрачность и способность выдерживать внутриглазное давление. Также немаловажна его роль в поддержании архитектоники роговицы: LOX предотвращает истончение и деформацию роговицы за счет оптимизации механических свойств ЭЦМ. Мутации LOX связаны с нарушением функции фермента, что приводит к структурным изменениям в роговице. Исследования семей с наследственным КК показали, что мутации в LOX коррелируют с более ранним началом заболевания и его прогрессированием [23]. Ключевые полиморфизмы SNP rs2956540 и rs3900885 LOX ассоциированы с повышенным риском развития КК, нарушения регуляции LOX на уровне РНК могут снижать его активность, что усиливает деструктивные процессы в роговице. У пациентов с КК наблюдается снижение экспрессии LOX в тканях роговицы по сравнению с его экспрессией у здоровых людей. Это подтверждено исследованиями, которые выявили уменьшение концентрации активного фермента в роговичной ткани [19].

В исследованиях на животных моделях нарушение функции LOX приводило к развитию признаков, сходных с КК, включая истончение и искривление роговицы. Добавление активного фермента LOX в экспериментальных условиях способствовало восстановлению прочности роговицы. Экспериментальная генная терапия с использованием активного LOX показала положительные результаты на животных моделях, включая уменьшение истончения роговицы. LOX является одним из ключевых генов, участвующих в этиологии КК. Его роль заключается в поддержании структуры ЭЦМ, защите от окислительного стресса и обеспечении прочности роговицы. Изучение LOX открывает перспективы для разработки инновационных методов диа­гностики и терапии КК [24, 25].

Ген ZNF469 (Zinc Finger Protein 469) (OMIM 612078) расположен на хромосоме 16q24.2, кодирует белок, который играет ключевую роль в регуляции синтеза и структурной организации компонентов соединительной ткани, включая коллаген. Нарушения в работе этого гена могут приводить к аномалиям в структуре роговицы и другим заболеваниям, связанным с истончением соединительной ткани. Важна его роль в формировании соединительной ткани. Белок, кодируемый ZNF469, участвует в транскрипционной регуляции генов, ответственных за синтез компонентов ЭЦМ, таких как коллаген. Он необходим для нормального формирования роговицы, ее прочности и прозрачности [26]. Коллагеновые волокна, регулируемые ZNF469, являются ключевыми для поддержания формы и толщины роговицы. Мутации в ZNF469 приводят к нарушению синтеза коллагена, что вызывает истончение роговицы, ее деформацию и предрасположенность к прогрессированию КК. По данным нескольких популяционных исследований, SNP rs9938149 и rs10169943 ассоциированы с риском развития КК. Редкие аллели, идентифицированные в ZNF469, коррелируют с более тяжелыми формами КК, включая быстрое прогрессирование заболевания. Мутации ZNF469 связаны не только с КК, но и с синдромами, такими как синдром Берта — Хогга — Дюбе (характеризуется системными нарушениями соединительной ткани), синдром Элерса — Данло (проявляется гипермобильностью суставов, хрупкостью кожи и истончением тканей) [27]. Исследования показывают, что у пациентов с мутациями в ZNF469 наблюдается уменьшение толщины роговицы (центральной зоны) и нарушение формы. GWAS (геномные исследования ассоциаций) выделили ZNF469 как ключевой ген, влияющий на морфологию роговицы. В частности, он связан с параметрами роговичной топографии, такими как кривизна и толщина. У пациентов с КК наблюдается гиперметилирование регуляторных участков гена ZNF469, что снижает его экспрессию. MiR-29 и miR-214 регулируют экспрессию ZNF469 и могут играть роль в развитии заболевания. В исследовании зарубежных коллег было показано, что у пациентов с мутациями в ZNF469 значительно уменьшена центральная толщина роговицы, что подтверждает роль гена в патогенезе КК. В экспериментах на клеточных культурах было продемонстрировано, что увеличение экспрессии ZNF469 способствует улучшению механических свойств клеток роговицы. Ген ZNF469 играет важную роль в развитии КК за счет регулирования структуры ЭЦМ. Его мутации ассоциированы с истончением роговицы, изменением ее формы и повышением риска прогрессирования заболевания. В современных исследованиях подтверждена значимость ZNF469 как диа­гностического и терапевтического инструмента, что открывает перспективы для улучшения диа­гностики и лечения КК [28].

Другим геном, который может быть связан с КК, является ген TGFBI (Transforming Growth Factor Beta Induced) (OMIM 601692). Он расположен на хромосоме 5q31.1 и кодирует белок, индуцируемый трансформирующим фактором роста β, который является ключевым элементом регуляции экстрасосудистой межклеточной матрицы и клеточной адгезии. Этот белок, также известный как βig-H3, выполняет структурную функцию, обеспечивая прочность и прозрачность роговицы [29]. Дисфункция TGFBI связана с нарушением синтеза ключевых компонентов ЭЦМ, таких как фибронектин, ламинин и интегрины, которые выполняют важные функции в поддержании структурной целостности и межклеточных взаимодействий. В итоге это приводит к истончению роговицы и ее деформации, что типично для КК. У пациентов с КК наблюдается снижение экспрессии TGFBI, что уменьшает способность роговицы выдерживать механические нагрузки. Полиморфизмы и мутации, такие как SNP rs4669 и rs35125521, ассоциированы с изменением экспрессии гена и прогрессированием заболевания. Дефицит TGFBI также усиливает окислительный стресс в тканях роговицы, повышая их уязвимость к повреждению. В исследованиях на животных моделях и in vitro подтвердили, что повышение уровня TGFBI способствует стабилизации ЭЦМ и улучшению механических свойств роговицы. Перспективы терапии включают генную терапию, направленную на коррекцию мутаций, экзогенное введение белка βig-H3 и молекулярные ингибиторы для регуляции активности TGF-β. Эти подходы открывают новые возможности для лечения КК и предотвращения его прогрессирования. Современные исследования продолжают изучать механизмы действия TGFBI, чтобы внедрить эти знания в клиническую практику [30].

Гены COL4A1 и COL4A2 (Collagen Type IV Alpha 1 и Collagen Type IV Alpha 2) кодируют цепи коллагена IV типа, который является ключевым компонентом базальной мембраны роговицы. Коллаген IV типа обеспечивает структурную целостность базальной мембраны, ее прочность и взаимодействие с ЭЦМ. Мутации этих генов приводят к дефектам коллагена IV, что ослабляет механические свойства роговицы, делая ее уязвимой к истончению и деформации, характерным для КК. Полиморфизмы rs951519 и rs3757888 в COL4A1 связаны с изменением толщины роговицы, а аналогичные изменения в COL4A2 влияют на структурные свойства базальной мембраны. Эти гены также связаны с наследственными синдромами, включая синдром порэнцефалии, характеризующийся системными нарушениями соединительной ткани. Дефекты в базальной мембране, вызванные мутациями, усиливают окислительный стресс и восприимчивость роговицы к механическим повреждениям, что усугубляет прогрессирование КК. Современные подходы к терапии включают генное редактирование с использованием CRISPR/Cas9, экзогенное введение коллагена IV для компенсации его дефицита и стимуляцию ремоделирования ЭЦМ. В работах последних лет, например K.P. Burdon и A.L. Vincent [31], подтверждается значимость COL4A1 и COL4A2 в развитии КК и открываются перспективы для их использования в диа­гностике и лечении заболевания.

К 2020 г. несколько генов были исключены из списка генов, имеющих причинно-следственные связи с КК. Это гены COL6A1 (кодирующий субъединицу α-1 коллагена VI типа), SOD1 (кодирующий растворимый цитоплазматический белок, который преобразует супероксидные радикалы в молекулярный кислород и перекись водорода) и COL8A1 (кодирующий одну из двух α-цепей коллагена VIII типа, который является основным компонентом базальной мембраны эндотелия роговицы). Исследования роли гена VSX1 в китайской популяции хань дали противоречивые результаты. Кроме того, сообщалось, что только несколько пациентов с KК несут мутации VSX1 [17, 18]. На данный момент роль большинства генов в развитии КК остается недостаточно изученной и не имеет однозначных подтверждений. Это соответствует концепции генетической гетерогенности КК.

Соединительная ткань и развитие КК

Роль соединительной ткани в развитии КК активно изучается, поскольку патологические изменения в ее структуре и функции являются ключевыми факторами прогрессирования заболевания. Роговица представляет собой структурно сложный компонент соединительной ткани глаза, играющий ключевую роль в его анатомии и функционировании. Она имеет сложную архитектуру, в основе которой лежат коллагеновые волокна, протеогликаны и компоненты ЭЦМ [14, 32, 33]. В норме эти элементы обеспечивают прозрачность, прочность и устойчивость роговицы к механическим и биохимическим воздействиям. При КК наблюдается нарушение баланса между синтезом и деградацией этих компонентов, что приводит к истончению роговицы, ее деформации и снижению функциональности. Коллагеновые волокна, особенно коллаген I и IV типов, играют важную роль в обеспечении структурной целостности роговицы. Исследования показывают, что дисфункция ответственных за их синтез генов, таких как COL4A1, COL4A2 и COL1A1, ассоциируется с патологическими изменениями базальной мембраны и стромы роговицы. В частности, мутации в COL4A1 и COL4A2 приводят к нарушению формирования сети коллагена IV типа в базальной мембране, что ослабляет ее устойчивость к биомеханическим нагрузкам и способствует истончению роговицы [34]. Кроме того, выявлено нарушение активности ферментов, включая лизилоксидазу, которая играет важнейшую роль в создании ковалентных поперечных связей, обеспечивающих прочность и стабильность коллагеновых волокон. Снижение активности лизилоксидазы приводит к ослаблению ЭЦМ и прогрессированию истончения роговицы. Протеогликаны, такие как декорин и кератансульфат, также играют значительную роль в регуляции структуры ЭЦМ и во взаимодействии с коллагеновыми волокнами [35]. У пациентов с КК обнаружены нарушения в синтезе и модификации этих молекул, что приводит к потере упорядоченности структуры ЭЦМ и увеличению его восприимчивости к механическим повреждениям. Важную роль в патогенезе КК играет окислительный стресс, который усиливает процессы деградации ЭЦМ. В исследованиях показано, что у пациентов с КК уровень антиоксидантной защиты снижен, что приводит к накоплению активных форм кислорода и повреждению коллагена и протеогликанов. Генетические и эпигенетические механизмы также играют важную роль в регуляции состояния соединительной ткани при КК [36]. Полиморфизмы в генах TGFBI, ZNF469 и LOX ассоциируются с нарушением синтеза и структуры компонентов ЭЦМ. Эпигенетические изменения, такие как метилирование ДНК и регуляция микроРНК, могут дополнительно влиять на экспрессию генов, вовлеченных в поддержание гомео-стаза роговицы. Например, гиперметилирование промоторных областей TGFBI и сниженная экспрессия ZNF469 связаны с усилением патологического ремоделирования тканей. Ремоделирование ЭЦМ, вызванное изменением активности ферментов ММП, также вносит вклад в развитие КК. У пациентов с этим заболеванием отмечается повышенная экспрессия ММП-9 и ММП-2, что способствует разрушению коллагеновых волокон и протеогликанов. В недавно проведенных исследованиях подтверждено, что КК является полиэтиологическим заболеванием, где центральную роль играют патологические изменения в соединительной ткани. Комплексное изучение генетических, биохимических и биофизических процессов, происходящих в роговице, позволяет глубже понять патогенез заболевания и разработать новые подходы к его диа­гностике и лечению [37, 38].

Коллаген является ключевым структурным белком, обеспечивающим прочность, эластичность и стабильность соединительной ткани во всем организме. Роговица как часть соединительной ткани глаза особенно зависит от упорядоченного расположения коллагеновых фибрилл и состава ЭЦМ, которые определяют ее биохимические и биомеханические свойства [35]. Нарушения в этих структурах, связанные с дефектами коллагена, лежат в основе физических проявлений КК, таких как истончение и деформация роговицы. Для более глубокого понимания молекулярных механизмов, влияющих на структуру соединительной ткани роговицы, было принято разграничить роли генов, участвующих в формировании коллагеновых фибрилл, и генов, регулирующих состав и функции ЭЦМ. Высокопроизводительное секвенирование за последние десятилетия позволило выявить ряд генетических изменений, связанных с патологиями соединительной ткани, включая синдромальные заболевания. Поскольку КК также рассматривается как патология, связанная с дефектами соединительной ткани, изучение каузативных генов и генов-кандидатов, регулирующих ее состояние, становится важным инструментом для уточнения, дифференциации и подтверждения клинико-генетических форм заболевания роговицы. Следовательно, можно сделать вывод, что молекулярно-генетические исследования каузативных генов и генов-кандидатов при патологии соединительной ткани являются своевременными и актуальными для уточнения, дифференциации и подтверждения клинико-генетической формы наследственной патологии роговицы [39, 40]. В 2022 г. группой исследователей была проведена масштабная работа по изучению взаимосвязи клинических симптомов, характерных для НДСТ, и генетических факторов. В когорте из 100 пациентов было выявлено 4 патогенных, 6 вероятно патогенных и 35 потенциально патогенных вариантов. У пациентов с потенциально патогенными вариантами были продемонстрированы аналогичные профили симптомов по сравнению с пациентами с патогенными / потенциально патогенными вариантами в тех же генах. В этой работе для исследования была использована уже разработанная ранее панель генов дисплазии соединительной ткани, которая показала хорошую спе­ци­фичность в диа­гностике, что позволило увеличить точность диа­гностики данного состояния [41].

Связь КК с другими заболеваниями соединительной ткани

Кератоконус часто ассоциируется с другими заболеваниями соединительной ткани, что подчеркивает его генетическую связь с системными нарушениями. Исследования показывают, что нарушения в структурах ЭЦМ, свойственные КК, могут быть следствием дисфункции связанных с соединительной тканью генов, таких как COL4A1, COL4A2, ZNF469, TGFBI и LOX. Эти гены также участвуют в патогенезе таких заболеваний, как синдром Элерса — Данло, синдром Марфана и несовершенный остеогенез. Например, мутации в COL4A1 и COL4A2, кодирующих коллаген IV типа, связаны с истончением роговицы при КК, а также с сосудистыми аневризмами и микроангиопатиями, наблюдаемыми при наследственных болезнях соединительной ткани [33, 40]. Аналогично мутации в ZNF469, регулирующем синтез коллагена и других структурных белков, вызывают нарушения не только в роговице, но и в других тканях, как при синдроме Берта — Хогга — Дюбе [26]. Ген LOX, участвующий в ковалентном сшивании коллагеновых волокон, играет важную роль в формировании структурной стабильности роговицы и аорты, и его дисфункция ассоциируется с аортальными аневризмами, характерными для синдрома Марфана [22]. Роль TGFBI в регуляции ЭЦМ и ремоделирования тканей также подчеркивается его участием в таких состояниях, как гранулярная и решетчатая дистрофия роговицы, где наблюдаются сходные механизмы разрушения ЭЦМ [29]. Наличие общих молекулярных и генетических механизмов указывает на системный характер нарушений при КК и его генетическую связь с другими заболеваниями соединительной ткани. Эта связь дополнительно подтверждается эпигенетическими изменениями, включая метилирование генов и регуляцию микроРНК, которые одинаково влияют на развитие как КК, так и системных заболеваний соединительной ткани. Например, микроРНК-29, регулирующая экспрессию коллагена, показала снижение активности как при КК, так и при синдроме Элерса — Данло [42]. По результатам современных генетических исследований и анализа полигенных рисков установлено, что пациенты с наследственными заболеваниями соединительной ткани имеют повышенную предрасположенность к развитию КК. Это особенно важно для ранней диа­гностики и стратификации риска, поскольку позволяет выявить пациентов, у которых КК может быть одним из первых проявлений системного заболевания. Взаимосвязь КК с другими заболеваниями соединительной ткани требует дальнейшего изучения, чтобы лучше понять общие молекулярные механизмы и разработать новые подходы к его лечению и профилактике.

Заключение

Кератоконус является наиболее распространенным невоспалительным нарушением эктазии роговицы. Обычно он развивается во втором десятилетии жизни во время полового созревания и прогрессирует в течение следующих двух десятилетий. Это затрагивает представителей обоих полов и всех этнических групп. В нашем обзоре было показано, что генетика играет важную роль в патогенезе КК. Однако, несмотря на обширные исследования в последние десятилетия, генетическая этиология КК все еще остается не до конца изученной. Внедрение генетических технологий в клиническую практику, включая секвенирование экзома или генома, значительно улучшит наше понимание генетической этиологии данного заболевания и приведет к созданию новых методов диа­гностики и целевых методов лечения. Пациенты с впервые выявленным КК нуждаются в междисциплинарном подходе к лечению с консультацией врача-генетика и врача-офтальмолога. Дальнейшие исследования могут быть направлены на составление перечня симптомов НДСТ, основанного на современных клинических рекомендациях и сопоставлении этих симптомов с генетическими мишенями у пациентов с КК. Пациенты с данным заболеванием могут нуждаться в проведении дополнительной комплексной диа­гностики по поводу проявлений НДСТ в других органах и тканях у профильных специалистов, а пациенты с выявленными нарушениями в развитии соединительной ткани должны быть как можно раньше направлены в многопрофильный центр к генетику и офтальмологу на более детальное обследование с целью выявления серьезных нарушений строения зрительного аппарата и, если потребуется, прооперированы. С учетом новых генетических исследований данное направление в области изучения КК является перспективным.


Сведения об авторах:

Измайлова Светлана Борисовна — д.м.н., заведующая отделом трансплантационной и оптико-реконструктивной хирургии переднего отрезка глазного яблока ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Мин­здрава России; 127486, Россия, г. Москва, Бескудниковский б-р, д. 59а; ORCID iD 0000-0002-3516-1774

Цыганов Артем Захарович — врач-офтальмолог, аспирант ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Мин­здрава России; 127486, Россия, г. Москва, Бескудниковский б-р, д. 59а; ORCID iD 0000-0003-2959-4319

Астоян Люси Цолаговна — аспирант ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Мин­здрава России; 127486, Россия, г. Москва, Бескудниковский б-р, д. 59а; ORCID iD 0009-0007-5336-0850

Зинченко Рена Абульфазовна — д.м.н., член-корреспондент РАН, заместитель директора по научно-клинической работе, заведующая лабораторией генетической эпидемиологии; заведующая кафедрой организации здравоохранения, общественного здоровья и медико-генетического мониторинга ФГБНУ «МГНЦ»; 115522, Россия, г. Москва, ул. Москворечье, д. 1; ORCID iD 0000-0003-3586-3458

Кадышев Виталий Викторович — к.м.н., доцент, ведущий научный сотрудник, врач-генетик-офтальмолог высшей квалификационной категории, заведующий кафедрой офтальмогенетики, руководитель научно-клинического центра генетики глазных болезней ФГБНУ «МГНЦ»; 115522, Россия, г. Москва, ул. Москворечье, д. 1; ORCID iD 0000-0001-7765-3307

Контактная информация: Цыганов Артем Захарович, e-mail: zokogama@yandex.ru

Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 20.12.2024.

Поступила после рецензирования 10.01.2025.

Принята в печать 30.01.2025.

About the authors:

Svetlana B. Izmailova — Dr. Sc. (Med.), Head of the Department of Transplantation and Opto-Reconstructive Surgery of the Anterior Segment of the Eyeball, S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution; 59a, Beskudnikovskii blvd., Moscow, 127486, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-3516-1774

Artyom Z. Tsyganov — Ophthalmologist, Postgraduate Student, S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution; 59a, Beskudnikovskii blvd., Moscow, 127486, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-2959-4319

Lucy Ts. Astoyan — Postgraduate Student, S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution; 59a, Beskudnikovskii blvd., Moscow, 127486, Russian Federation; ORCID iD 0009-0007-5336-0850

Rena A. Zinchenko — Dr. Sc. (Med.), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Deputy Director for Scientific and Clinical Work, Head of the Laboratory of Genetic Epidemiology; Head of the Department of Healthcare Organization, Public Health and Medical and Genetic Monitoring, Research Centre for Medical Genetics; 1, Moskvorech'ye str., Moscow, 115522, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-3586-3458

Vitalii V. Kadyshev — C. Sc. (Med.), Assistant Professor, Leading Scientific Officer, Board Certified Ophthalmologist Geneticist, Head of the Department of Ophthalmogenetics, Head of the Scientific and Clinical Center for Eye Disease Genetics, Research Centre for Medical Genetics; 1, Moskvorech'ye str., Moscow, 115522, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-7765-3307

Contact information: Artyom Z. Tsyganov, e-mail: zokogama@yandex.ru

Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned.

There is no conflict of interest.

Received 20.12.2024.

Revised 10.01.2025.

Accepted 30.01.2025.

 



1. Gomes J.A.P., Tan D., Rapuano C.J. et al. Global consensus on keratoconus and ectatic diseases. Cornea. 2015;34(4):359–369. DOI: 10.1097/ICO.0000000000000408
2. Измайлова С.Б., Яркин Д.А., Цыганов А.З. Эффективность имплантации интрастромальных сегментов при лечении прогрессирующего кератоконуса II и III стадии в отдаленные сроки наблюдения (10 лет). Современные проблемы науки и образования. 2021;5:76. (Электронный ресурс.) URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31106 (дата обращения: 04.02.2025). DOI: 10.17513/spno.31106Izmailova S.B., Yarkin D.A., Tsyganov A.Z. Efficacy of intrastromal segment implantation in the treatment of advanced stage II and III keratoconus in long-term follow-up (10 years). Modern problems of science and education. 2021;5:76. (Electronic resource.) URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31106 (access date: 04.02.2025) (in Russ.). DOI: 10.17513/spno.31106
3. Бикбов М.М., Титоян К.Х. К вопросу об этиологии, диа­гностике и лечении кератоконуса. Точка зрения. Восток — Запад. 2022;4:24–29. DOI: 10.25276/2410-1257-2022-4-24-29Bikbov M.M., Titoyan K.K. Etiology, diagnosis and treatment of keratoconus. Point of view East — West. 2023;(4):24–29 (in Russ.). DOI: 10.25276/2410-1257-2022-4-24-29
4. Подтынных Е.В., Басинская Л.А., Комаровских Е.Н. Современные представления об этиопатогенезе и методах диа­гностики кератоконуса (обзор литературы). Вестник ОГУ. 2015;12(187):188–196 Podtynykh E.V., Basinskaya L.A., Komarovskikh E.N. Current views on the etiopathogenesis and diagnostic methods of keratoconus (literature review). Bulletin of Orenburg State University. 2015;12(187):188–196 (in Russ.).
5. Ferdi A.C., Nguyen V., Gore D.M. et al. Keratoconus Natural Progression. Ophthalmology. 2019;126(7):935–945. DOI: 10.1016/j.ophtha.2019.02.029
6. Mohd-Ali B., Abdu M., Yaw C.Y., Mohidin N. Clinical characteristics of keratoconus patients in Malaysia: a review fr om a cornea specialist centre. Journal of Optometry. 2012;5(1):38–42. DOI: 10.1016/j.optom.2012.01.002
7. Alio J.L., Vega-Estrada A., Esperanza S. et al. Intrastromal corneal ring segments: how successful is the surgical treatment of keratoconus? Middle East Afr J Ophthalmol. 2014;21(1):3–9. DOI: 10.4103/0974-9233.124076
8. Abu-Amero K.K., Al-Muammar A.M., Kondkar A.A. Genetics of keratoconus: wh ere do we stand? J Ophthalmol. 2014;2014:641708. DOI: 10.1155/2014/641708
9. Rong S.S., Ma S.T.U., Yu X.T. et al. Genetic associations for keratoconus: a systematic review and meta-analysis. Sci Rep. 2017;7(1):4620. DOI: 10.1038/s41598-017-04393-2
10. Loukovitis E., Sfakianakis K., Syrmakesi P. et al. Genetic Aspects of Keratoconus: A Literature Review Exploring Potential Genetic Contributions and Possible Genetic Relationships with Comorbidities. Ophthalmol Ther. 2018;7(2):263–292. DOI: 10.1007/S40123-018-0144-8
11. Skorodumova L.O., Belodedova A.V., Sharova E.I., Malyugin B.E. Search for genetic markers for precise diagnostics of keratoconus. Biomed Khim. 2019;65(1):9–20. DOI: 10.18097/PBMC20196501009
12. Белодедова А.В. Диагностика и хирургическое лечение кератоконуса на основе углубленного изучения генетических аспектов заболевания и фемто-ассистированной кератопластики: дис. … канд. мед. наук. М.; 2020.Belodedova A.V. Diagnosis and surgical treatment of keratoconus based on an in-depth study of the genetic aspects of the disease and femto-assisted keratoplasty: thesis. M.; 2020 (in Russ.).
13. Измайлова С.Б., Маркова Е.Ю., Цыганов А.З., Арутюнян Л.Л. Хирургическое лечение начальных стадий прогрессирующего кератоконуса у детей. Офтальмохирургия. 2022;2:78–83. DOI: 10.25276/0235-4160-2022-2-78-83Izmailova S.B., Markova E.Y., Ciganov A.Z., Arutyunyan L.L. Surgical treatment of the initial stages of progressive keratoconus in children. Fyodorov Journal of Ophthalmic Surgery. 2022;2:78–83 (in Russ.). DOI: 10.25276/0235-4160-2022-2-78-83
14. Бен Салха М., Репина Н.Б. Клиническая диа­гностика недифференцированной дисплазии соединительной ткани. Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. 2016;24(4):164–172. DOI: 10.23888/pavlovj20164164-172 Ben Salha М., Repina N.B. Clinical diagnostics of undifferentiated connective tissue dysplasia. I P Pavlov Russian Medical Biological Herald. 24(4):164–172 (in Russ.). DOI: 10.23888/PAVLOVJ20164164-172
15. Aldave A.J., Yellore V.S., Salem A.K. et al. No VSX1 gene mutations associated with keratoconus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2006;47(7):2820–2822. DOI: 10.1167/IOVS.05-1530
16. Chow R.L., Volgyi B., Szilard R.K. et al. Control of late off-center cone bipolar cell differentiation and visual signaling by the homeobox gene Vsx1. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(6):1754. DOI: 10.1073/PNAS.0306520101
17. Guan T., Wang X., Zheng L.B. et al. Analysis of the VSX1 gene in sporadic keratoconus patients from China. BMC Ophthalmol. 2017;17(1):173. DOI: 10.1186/s12886-017-0567-3
18. Watson T., Chow R.L. Absence of Vsx1 expression in the normal and damaged mouse cornea. Mol Vis. 2011;17:737–744. PMID: 21437200
19. Gadelha D.N.B., Feitosa A.F.B., da Silva R.G. et al. Screening for Novel LOX and SOD1 Variants in Keratoconus Patients from Brazil. JOVR. 2020;15(2):138–148. DOI: 10.18502/jovr.v15i2.6730
20. Udar N., Atilano S.R., Brown D.J. et al. SOD1: a candidate gene for keratoconus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2006;47(8):3345–3351. DOI: 10.1167/IOVS.05-1500
21. Al-Muammar A.M., Kalantan H., Azad T.A. et al. Analysis of the SOD1 Gene in Keratoconus Patients from Saudi Arabia. Ophthalmic Genet. 2015;36(4):373–375. DOI: 10.3109/13816810.2014.889173
22. Mok J.W., So H.R., Ha M.J. et al. Association with Corneal Remodeling Related Genes, ALDH3A1, LOX, and SPARC Genes Variations in Korean Keratoconus Patients. Korean J Ophthalmol. 2021;35(2):120–129. DOI: 10.3341/kjo.2020.0138
23. Hardcastle A.J., Liskova P., Bykhovskaya Y. et al. A multi-ethnic genome-wide association study implicates collagen matrix integrity and cell differentiation pathways in keratoconus. Commun Biol. 2021;4(1):266. DOI: 10.1038/s42003-021-01784-0
24. Deshmukh R., Ong Z.Z., Rampat R. et al. Management of keratoconus: an updated review. Front Med. 2023;10:1212314. DOI: 10.3389/fmed.2023.1212314
25. González-Atienza C., Sánchez-Cazorla E., Villoldo-Fernández N. et al. Whole-Exome Sequencing of 24 Spanish Families: Candidate Genes for Non-Syndromic Pediatric Keratoconus. Genes (Basel). 2023;14(10):1838. DOI: 10.3390/genes14101838
26. Davidson A.E., Borasio E., Liskova P. et al. Brittle cornea syndrome ZNF469 mutation carrier phenotype and segregation analysis of rare ZNF469 variants in familial keratoconus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015;56(1):578–586. DOI: 10.1167/IOVS.14-15792
27. Karolak J.A., Gambin T., Rydzanicz M. et al. Evidence against ZNF 469 being causative for keratoconus in Polish patients. Acta Ophthalmol. 2016;94(3):289–294. DOI: 10.1111/aos.12968
28. Lechner J., Porter L.F., Rice A. et al. Enrichment of pathogenic alleles in the brittle cornea gene, ZNF469, in keratoconus. Hum Mol Genet. 2014;23(20):5527–5535. DOI: 10.1093/hmg/ddu253
29. Gonzalo-Gil E., Galindo-Izquierdo M. Papel del factor De crecimiento transformador-beta (TGF-β) en la fisiopatología De la artritis reumatoide. Reumatol Clin. 2014;10(3):174–179. DOI: 10.1016/j.reuma.2014.01.009
30. Guan T., Liu C., Ma Z., Ding S. The point mutation and polymorphism in keratoconus candidate gene TGFBI in Chinese population. Gene. 2012;503(1):137–139. DOI: 10.1016/J.GENE.2012.04.061
31. Burdon K.P., Vincent A.L. Insights into keratoconus from a genetic perspective. Clin Exp Optom. 2013;96(2):146–154. DOI: 10.1111/cxo.12024
32. Земцовский Э.В., Малев Э.Г., Реева С.В. и др. Диагностика наследственных нарушений соединительной ткани. Трансляционная медицина. 2015;2(5):73–82. DOI: 10.18705/2311-4495-2015-0-5-73-82Zemtsovsky E.V., Malev E.G., Reeva S.V. et al. Diagnosis of inherited connective tissue disorders. Translational Medicine. 2015;(5):73–82 (in Russ.). DOI: 10.18705/2311-4495-2015-0-5-73-82
33. Li X., Bykhovskaya Y., Canedo A.L. Genetic association of COL5A1 variants in keratoconus patients suggests a complex connection between corneal thinning and keratoconus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(4):2696–2704. DOI: 10.1167/iovs.13-11601
34. Renner S., Schüler H., Alawi M. et al. Next-generation sequencing of 32 genes associated with hereditary aortopathies and related disorders of connective tissue in a cohort of 199 patients. Genet Med. 2019;21(8):1832–1841. DOI: 10.1038/S41436-019-0435-Z
35. Veatch O.J., Steinle J., Hossain W.A., Butler M.G. Clinical genetics evaluation and testing of connective tissue disorders: a cross-sectional study. BMC Med Genomics. 2022;15(1):1–14. DOI: 10.1186/s12920-022-01321-w
36. Arbab M., Tahir S., Niazi M.K. et al. TNF-α Genetic Predisposition and Higher Expression of Inflammatory Pathway Components in Keratoconus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58(9):3481–3487. DOI: 10.1167/iovs.16-21400
37. Abu-Amero K.K., Kondkar A.A., Azad T.A. et al. Keratoconus is associated with increased copy number of mitochondrial DNA. Mol Vis. 2014;20:1203–1208. PMID: 25221426
38. Pathak D., Nayak B., Singh M. et al. Mitochondrial complex 1 gene analysis in keratoconus. Mol Vis. 2011;17:1514. PMID: 21691575
39. Kaufman C.S., Butler M.G. Mutation in TNXB gene causes moderate to severe Ehlers-Danlos syndrome. World J Med Genet. 2016;6(2):17–21. DOI: 10.5496/wjmg.v6.i2.17
40. Olson S.L., Murray M.L., Skeik N. A Novel Frameshift COL3A1 Variant in Vascular Ehlers-Danlos Syndrome. Ann Vasc Surg. 2019;61:472.e9-472.e13. DOI: 10.1016/j.avsg.2019.05.057
41. Steinle J., Hossain W.A., Veatch O.J. et al. Next-generation sequencing and analysis of consecutive patients referred for connective tissue disorders. Am J Med Genet A. 2022;188(10):3016–3023. DOI: 10.1002/ajmg.a.62905
42. Malfait F., Francomano C., Byers P. et al. The 2017 international classification of the Ehlers–Danlos syndromes. Am J Med Genet C Semin Med Genet. 2017;175(1):8–26. DOI: 10.1002/AJMG.C.31552
Лицензия Creative Commons
Контент доступен под лицензией Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Новости/Конференции
Все новости
Ближайшие конференции
Новости/Конференции
Все новости
Новости/Конференции
Все новости
Ближайшие конференции
Все мероприятия

Данный информационный сайт предназначен исключительно для медицинских, фармацевтических и иных работников системы здравоохранения.
Вся информация сайта www.rmj.ru (далее — Информация) может быть доступна исключительно для специалистов системы здравоохранения. В связи с этим для доступа к такой Информации от Вас требуется подтверждение Вашего статуса и факта наличия у Вас профессионального медицинского образования, а также того, что Вы являетесь действующим медицинским, фармацевтическим работником или иным соответствующим профессионалом, обладающим соответствующими знаниями и навыками в области медицины, фармацевтики, диагностики и здравоохранения РФ. Информация, содержащаяся на настоящем сайте, предназначена исключительно для ознакомления, носит научно-информационный характер и не должна расцениваться в качестве Информации рекламного характера для широкого круга лиц.

Информация не должна быть использована для замены непосредственной консультации с врачом и для принятия решения о применении продукции самостоятельно.

На основании вышесказанного, пожалуйста, подтвердите, что Вы являетесь действующим медицинским или фармацевтическим работником, либо иным работником системы здравоохранения.

Читать дальше