فیبروز کیستیک (Cystic fibrosis)

بیماری فیبروز کیستیک چیست؟ علائم و نحوه تشخیص و درمان CF

بیماری فیبروز کیستیک یا Cystic fibrosis، یک اختلال ژنتیکی با الگوی توارث اتوزوم مغلوب است که در اثر جهش در ژن تنظیم کننده هدایت غشایی گذرنده سیستیک فیبروز (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) یا به اختصار CFTR ایجاد می شود. این بیماری باعث کاهش طول عمر افراد مبتلا شده و نرخ بروز آن 1 نفر در هر 3500 نوزاد متولد شده می باشد. با این وجود، در حال حاضر، امید به زندگی بیماران CF در کشورهای توسعه یافته به دلیل پیشرفت در مدیریت بیماری به بیش از 40 سال افزایش یافته است. از جمله مشکلاتی که افراد مبتلا به بیماری CF با آن مواجه هستند می توان به موارد مانند سیروز کبدی، نارسایی ریوی، دیابت و پوکی استخوان اشاره کرد. در میان این عوارض، مشکلات و بیماری های مرتبط با کبد به دلیل شیوع بالای آن ها و خطر مرگ و میر، از اهمیت بالایی برخوردار هستند. طبق آمار، تقریباً 2.5 درصد از مرگ و میر کلی در بیماران مبتلا به CF مربوط به بیماری کبدی است که به عنوان سومین علت مرگ و میر در این بیماران شناخته می شود.

تا امروز حدود 2000 جهش ژن CFTR شناسایی شده است اما کمتر از 150 مورد آن به عنوان جهش های ایجاد کننده بیماری CF عمل می کنند. اگرچه فیبروز کیستیک به عنوان یک بیماری تک ژنی (monogenetic disease) معرفی می گردد، اما تنوع فنوتیپی آن قابل توجه می باشد. همانطور که توسط طیف وسیعی از شدت بیماری مشاهده شده در بیماران با ژنوتیپ یکسان مشهود است.

جهش های ژن CFTR بر اساس پیامدهای عملکردی که ایجاد می کنند به گروه های مختلفی طبقه بندی می شوند. اولین گروه، جهش های شدید یا sever mutations هستند که منجر به از دست رفتن بیان ژن CFTR در سطح سلول یا از دست دادن عملکرد آن می گردد. فنوتیپ هایی که در اثر وقوع این جهش رخ می دهند شامل بیماری ریوی و نارسایی پانکراس می باشد. در گروهی دیگر از جهش ها، کاهش عملکرد ژن CFTR مشاهده می گردد که اغلب با حفظ عملکرد پانکراس همراه است.

نرخ شیوع بیماری فیبروز کیستیک

نرخ شیوع بیماری CF در جمعیت های اروپایی تبار حدود 1 مورد در هر 2500 تولد می باشد. امروزه به دلیل انجام آزمایشات مختلف، میزان شیوع این بیماری در برخی جمعیت ها کاهش یافته است، به طوری که در ایرلند 1 مورد در هر 1353 تولد، در فنلاند 1 مورد در هر 25000 تولد، در اروپای غربی 4500/1 و در اروپای شمالی و مرکزی 6000/1 تولد می باشد. از سوی دیگر، در برخی جمعیت ها مانند Amish در اوهایو و یا Saguenay-Lac-Saint-Jean در کبک کانادا، نرخ شیوع این بیماری بسیار بالاست که احتمالا به دلیل رانش ژنتیکی (genetic drift) و اثر بنیان گذار (founding effects) ایجاد شده است.

علائم بیماری فیبروز کیستیک

بروز علائم بیماری فیبروز کیستیک، ناشی از انتقال ناکارآمد یون کلرید و یا سایر یون ها (مانند سدیم و بی کربنات) است که منجر به تولید ترشحات غلیظ و چسبناک (مثلاً مخاط) در ریه ها، پانکراس، کبد، روده و دستگاه تناسلی و افزایش سطح نمک در عرق بدن فرد می گردد. با پیشرفت بیماری، اغلب ریه بیمار عملکرد خود را از دست داده و منجر به مرگ خواهد شد که این امر اصلی ترین عارضه یا علائم فیروز کیستیک است.

بیماری پیشرونده ریه علت اصلی عوارض CF و مرگ و میر بیماران است. سیر پیشروفت علائم بیماری ژنتیکی فیبروز کیستیک بسیار متفاوت بوده و می تواند از چند ماه پس از تولد تا چند دهه پس از تولد آغاز گردد. در بسیاری از بیماران علائم خفیف یا غیر معمول را نشان می دهند. بنابراین، پزشکان باید مراقب باشند که در مواردی که بیماران فقط چند علامت و نشانه CF معمولی دارند، از حذف CF به عنوان یک تشخیص احتمالی اجتناب کنند. به طور کلی علائم بیماری فیبروز کیستیک عبارتند از:

درگیر شدن مجاری تنفسی

سرفه های مکرر
تورم ریه ها
تنگی نفس
تاکی پنه یا نفس های کم سریع اما کم عمق (tachypnea)
افزایش میزان تولید خلط
بی حالی و ضعف
کاهش وزن و بی اشتهایی

بیماری سینوسی

یکی از علائم بیماری فیبروز کیستیک، بیماری سینوسی یا sinus disease است که اکثر افراد CF، به آن مبتلا می شوند. بیماری سینوسی می تواند با احتقان مزمن بینی، سردرد، سرفه ناشی از چکه های مزمن پس از بینی (chronic postnasal drip) و اختلالات خواب تظاهر بروز می یابد.

بیماری های مرتبط با دستگاه گوارش

از دیگر علائم بیماری ژنتیکی فیبروز کیستیک می توان به مشکلات گوارشی اشاره کرد. تقریباً دو سوم بیماران CF از بدو تولد دچار نارسایی اگزوکراین لوزالمعده ‌(insufficiency of the exocrine pancreas) می شوند و حدود 20 تا 25 درصد آنها در چند سال اول زندگی خود دچار این مشکل خواهند شد. به طور کلی، حدود 85% از بیماران مبتلا به فیبروز کیستیک، در نهایت دچار نارسایی پانکراس خواهند شد که علائم مرتبط با آن شامل حجیم، روغنی و بد بو بودن مدفوع، افزایش وزن، کمبود ویتامین، کم خونی و دفع مکرر مدفوع می باشد.

بیماری های دستگاه تناسلی

یکی دیگر از علائم بیماری فیبروز کیستیک، مشکلات ناباروری و دستگاه تناسلی می باشد. بیش از 95 درصد از مردان مبتلا به CF به دلیل نقص در انتقال اسپرم نابارور هستند، البته باید توجه داشت که در این بیماران اسپرم زایی تحت تأثیر قرار نمی گیرد. نتایج مطالعات مختلف نشان می دهد که تقریباً نیمی از مردان با فقدان مادرزادی دو طرفه مجرای دفران و عملکرد طبیعی ریه دارای دو جهش در ژن CFTR هستند. علاوه بر این، زنان مبتلا به CF ، باروری کمتری نسبت به زنان سالم دارند.

دلیل به وجود آمدن بیماری فیروز کیستیک

دلیل ابتلا به فیبروز کیستیک، جهش در ژن CFTR با موقعیت کروموزومی 7q31 می باشد. طول این ژن حدود 230 kb بوده و از 27 عدد اگزون تشکیل شده است. cDNA ژن CFTR حدود 602 kb طول داشته و پروتئین CFTR با 1480 آمینو اسید را کد می کند. پروتئین CFTR متعلق به خانواده پروتئینی ABC (ATP‐binding cassette) است و یک کانال کلریدی پوشاننده غشای سلولی را ایجاد می کند که عملکرد آن توسط فسفوریله شدن با کمک فسفوکینازهای وابسته به cAMP تنظیم خواهد شد.

فسفوریلاسیون پروتئین CFTR در حضور ATP منجر به باز شدن کانال و عبور تقریبا 10 یون کلرید به خارج از سلول در هر دقیقه می گردد. برخی جهش‌ های ژن CFTR باعث تولید پروتئین‌ های معیوبی می‌ شوند که عملکرد مناسب را نداشته و نمی‌ توانند به طور معمول توسط شبکه آندوپلاسمی پردازش شوند و در غشای سلول قرار گیرند. با این وجود، تعداد محدودی از پروتئین های CFTR جهش ‌یافته که به غشای سلولی می ‌رسند اما ناکارآمد بوده و قادر به انتقال یون کلرید نخواهند بود. در نتیجه، تجمع یون ‌های کلرید و مولکول‌ های آب در سلول‌ های اپیتلیال و عدم هیدراتاسیون مخاط و ترشحات خارج سلولی مشاهده می ‌شود.

رایج ترین جهش بیماری زا در ژن CFTR و دلیل ابتلا به فیبروز کیستیک، یک جهش حذفی با نام F508del (حذف فنیل آلانین در محل 508 ناشی از حذف ژنومی سه نوکلئوتید با نام( c.1521_1523delCTT است. این جهش در قفقازی های شمال اروپا متداول می باشد. نتایج مطالعات مختلف نشان داده که تقریباً 70٪ از بیماران CF قفقازی در ایالات متحده دارای این جهش خاص CFTR هستند. درصورتی که افراد برای جهش F508del هموزیگوت باشند، تظاهرات بالینی شدیدی بروز خواهد یافت. در ادامه به بررسی انواع جهش های مرتبط با بیماری CF پرداخته می شود.

روش پیشگیری از بیماری فیبروز کیستیک

بهترین روش پیشگیری از فیبروز کیستیک و ابتلا جنین به آن، انجام تست های مولکولی در دوران بارداری می باشد. در صورتی که سابقه ابتلا به بیماری CF در یک خانواده وجود داشته باشد، اغلب مشاورین ژنتیک انجام تست ژنتیک را برای والدین توصیه می کنند.

چه افرادی ممکن است در معرض بیماری ژنتیکی CF باشند؟

با توجه به اینکه بیماری CF ژنتیکی است، برخی افراد در معرض ابتلا به فیبروز کیستیک قرار دارند. در صورتی که سابقه خانوادگی ابتلا به این بیماری در خانواده و اقوام پدر و مادر وجود داشته باشد، ممکن است فرزند آنها نیز به این بیماری مبتلا گردد.

انواع جهش های ژنی در فیبروز کیستیک

جهش های مرتبط با ژن CFTR با الگوی های مختلفی طبقه بندی می گردند که ادامه معرفی خواهند شد.

جهش های بدمعنی (missense): در حدود 38% از بیماران CF مشاهده شده و منجر به جایگزین شدن یک آمینو اسید دیگر می گردد.
جهش های تغییر چارچوب (Frame Shift): عامل حدودا 16% از موارد بیماری فیبروز کیستیک می باشد.
جهش های Splicing یا اصلاح نادرست اینترون ها: در حدود 10% موارد مشاهده می شود.
جهش های بی معنی (nonsense): باعث ایجاد کدون خاتمه زودرس و ختم زنجیره می گردد . در حدود 8% بیماران شناسای شده است.

در یک طبقه بندی دیگر، جهش های ژن CFTR به شش کلاس مختلف طبقه بندی می شوند که عبارتند از:

· کلاس I

این دسته از جهش ها منجر به تولید یک پروتئین معیوب (Defective protein production) می شوند. انواع جهش های مرتبط با این کلاس می توان به انواع بی معنی (nonsense) و جهش های جایگاه ویرایش (splice‐site mutations) اشاره کرد که منجر به ختم زودهنگام mRNA و عدم تولید یک پروتئین کامل می شوند.

مثال این دسته از جهش ها: G542X، W1282X، R553X، 621+G>T و 1717-1G>A

· کلاس II

در این گروه پردازش پروتئین معیوب (Defective protein processing) مشاهده می گردد. این دسته از جهش ها عامل پردازش غیر طبیعی پروتئین CFTR پس از ترجمه شده و از انتقال پروتئین به محل صحیح خود در غشای سلول جلوگیری می کند.

مثال: F508del

· کلاس III

این دسته از جهش ها منجر به تنظیم معیوب (Defective regulation) ژن و کاهش فعالیت کانال می شوند حتی زمانی که سطح ATP کافی باشد. جهش های کلاس III نواحی از پروتئین که به ATP متصل می شوند، مانند NBF را تحت تاثیر خود قرار می دهند.

مثال: G551D

· کلاس IV

هدایت ناقص (defective conduction) مشکلی است که توسط جهش های گروه 4 ایجاد می شود. در این گروه پروتئین CTFR به درستی تولید شده و به سطح سلول منتقل می گردد. با این حال، سرعت جریان یون ها و مدت زمان باز شدن کانال در مقایسه با پروتئین CFTR معمولی کاهش یافته است.

مثال: R117H

· کلاس V

جهش هایی که باعث کاهش پایداری mRNA و در نتیجه کم شدن میزان تولید پروتئین های CFTR با عملکرد مناسب در این گروه قرار می گیرند.

· کلاس VI

کاهش پایداری پروتئین CFTR (Decreased CFTR stability) از نتایج جهش های این گروه می باشد.

مثال: rPhe508del

روش های تشخیص فیبروز کیستیک

به منظور تشخیص بیماری فیبروز کیستیک، می توان از دو روش بررسی علائم بالینی و انجام تست های تشخیص ملکولی استفاده کرد. در ادامه به معرفی انواع روش تشخیص فیبروز کیستیک پرداخته می شود.

آزمایشات لازم برای تشخیص بیماری فیبروز کیستیک

تست کلرید عرق

یک آزمایش تشخیص بیماری فیبروز کیستیک اولیه، انجام آزمایش کلرید عرق است. به این صورت که اگر غلظت کلر بیشتر از 60 میلی مول در لیتر باشد، ابتلای فرد به بیماری CF تایید می شود. در حالی که غلظت حدود 40-60 میلی مول در لیتر باشد فرد مشکوک است و غلظت کمتر از mmol/L 40 طبیعی می باشد.

یک نکته مهم در خصوص این تست وجود دارد که باید مورد توجه قرار گیرد، در حدود 1% از بیماران CF با ژنوتیپ c.3717+12191C>T مقدار کلرید موجود در عرق نرمال دیده می شود.

تست های مولکولی

با توجه به اینکه در حدود تا 15 درصد از بیماران CF که علائم خفیف، عملکرد طبیعی پانکراس، تغذیه خوب، کاهش آهسته عملکرد ریه و نبود سابقه خانوادگی ابتلا به این بیماری وجود دارد، دقیق ترین آزمایش تشخیص فیبروز کیستیک تست های ملکولی است. یکی از روش های متداول در آزمایشات ملکولی، ARMS-PCR (amplification refractory mutation system) می باشد که برای شناسایی جهش های نقطه ای و SNPs رخ داده در ژنوم مورد استفاده قرار می گیرد. از ویژگی های مهم این روش تشخیصی می تواند به بازدهی بالا و سهولت استفاده از آن اشاره کرد. یکی از ویژگی های ARMS-PCR کم تر بودن تعداد سیکل های آن در مقایسه با PCR معمولی است که این امر سرعت تشخیص را بالا می برد.

امروزه کیت های مختلفی در بازاز موجود هستند که جهت شناسایی جهش های مرتبط با بیماری CF مانند DeltaF508، G542X، 1717-1G>A و 621+1G>T مورد استفاده قرار می گیرند. در این تکنیک پروب های Amine-modified برای آلل های طبیعی (wild type) و انواع جهش یافته (mutant) به یک سطح شیشه ای متصل می شوند. در مراحل بعدی تکثیر انجام شده و نتایج با الکتروفورز قابل بررسی می باشد.

بهترین کیت تشخیص بیماری فیبروز کیستیک

در حال حاضر کیت های مختلفی جهت تشخیص بیماری های ژنتیکی از جمله فیبروز کیستیک در بازار موجود هستند که به وسیله بررسی جهش های مرتبط با این بیماری، دقت تشخیص را افزایش می دهند. شرکت تولیدی تحقیقاتی تریتاژن زیست فناور، یکی از معتبرترین شرکت های دانش بنیان در زمینه طراحی و تولید کیت های تشخیص مولکولی است که توانسته محصولاتی در حد کیفیت جهانی به مشتریان خود ارائه دهد. متخصصان شرکت تریتاژن در تلاشند تا با استفاده از به کار گیری تکنیک های سریع و آسان مانند Real-Time PCR ، تست های تشخیصی مقرون به صرفه و با دقت بالایی را طراحی کنند. جهت اطلاع از قیمت محصولات شرکت تریتاژن و خرید آنها، می توانید با شماره تلفن 44180182-021 حاصل فرمائید.

روش درمان بیماری فیبروز کیستیک

تا امروز روش درمانی مشخصی برای بیماری فیبروز کیستیک ارائه نشده است اما تلاش شده تا با رفع علائم بیماری، مشکلات بیماران را کاهش داد. با توجه به اینکه بروز مشکلات ریوی و تنفسی مانند سرفه های مکرر و تولید خلط از شایع ترین علائم بیماران CF است، پزشکان با برخی داروها این مشکل را تا حدی بهبود می بخشند. از دیگر مشکلات بیماران CF، ابتلا به عفونت های مکرر بخصوص در مسیر های تنفسی است که با آنتی بیوتیک های مختلفی مانند توبرامایسین (tobramycin) یا آزترئونام (aztreonam) تا حدودی کنترل می شود.

درمان جایگزینی آنزیم پانکراس (Pancreatic enzyme replacement therapy) یا به اختصار PERT، از دیگر روش های درمانی بیماران CF است. این روش برای افرادی که دارای الاستاز مدفوع بوده و یا دارای دو نوع واریانت CFTR مرتبط با نارسایی پانکراس هستند و همچنین کسانی که علائم یا علائم واضح سوء جذب دارند، تجویز می گردد. افرادی که دچار نارسایی برون ریز پانکراس هستند نیاز به جایگزینی آنزیم لیپاز با هر وعده غذایی و تغذیه با لوله را دارند. علاوه بر این، نارسایی پانکراس منجر به کاهش یا عدم جذب چربی و ویتامین های محلول در چربی A، D، E و K در افراد مبتلا می گردد. پزشک معالج در این خصوص استفاده منظم از ویتامین ها را تجویز کرده و با درخواست آزمایش خون به طور مرتب سطح این ویتامین ها را نظارت خواهد کرد.

رژیم غذایی مناسب برای بیماران مبتلا به CF

حدود 85 درصد از افراد مبتلا به CF دچار نارسایی پانکراس می شوند. در این بیماران مخاط مانع از پمپاژ آنزیم های پانکراس به روده میگردد. بنابراین بدون وجود آنزیم، غذا نمی تواند به مواد مغذی قابل جذب بدن تجزیه شده و فرد دچار سوء تغذیه خواهد شد. در این حالت پزشکان جایگزین های آنزیم پانکراس (PERT) را برای کمک به بهبود مشکلات بیماران CF تجویز می کنند. علاوه بر این، در اغلب موارد پزشک معالج انواع مکمل ها و مواد معدنی را در رژیم غذایی بیماران فیبروز کیستیک قرار می دهد تا مشکلات مرتبط با سوءتغذیه کاهش یابد.