A cystás fibrosis (CF)

A cystás fibrosis (CF, OMIM 219700) a monogénes betegségek archetípusának nevezhető. Az egyik legjobban vizsgált és a kaukázusi népcsoport egyik leggyakoribb súlyos monogénes betegsége. Öröklődésmenete autoszomális recesszív. Habár a betegek várható élettartama az utóbbi évtizedekben jelentősen megnőtt, és napjainkra eléri a 40 évet is, a betegség igen nagy terhet ró az érintett családokra. Számos országban a CF nem genetikai módszertannal való, általában immunreaktív tripszinogén (IRT) alapú szűrése bekerült az újszülöttkori szűrőprogramokba, habár a szűrés ellentmondásos, hiszen a CF a legutóbbi időkig az összes

Wilson és Jungner kritériumnak (205) nem felelt meg, elsősorban azért, mert nincsen olyan kezelési módja, amely érdemben befolyásolná a fenotípus kialakulását és progresszióját. A betegség által érintett fehérje a CFTR (cystic fibrosis transmembrane regulator) egy, elsősorban a légutakban és a verejték mirigyekben expresszálódó klorid ion csatorna. A betegség diagnosztikáját megnehezíti az a tény, hogy a fehérjét kódoló CFTR génben több, mint 2000 mutáció okozhat CF-et és az egyes mutációk előfordulása igen változó a különböző vizsgált populációkban. A CF mutációk hazai prevalencia adatai igen hiányosak voltak az ezirányú munkánk megkezdése előtt.

Európában több mint 30.000 beteg, míg világszerte több mint 80.000 beteg szenved CF-ben (206).

Ma már több felnőtt beteg van mint gyermek, de a halálozáskori medián életkor még mindig csak 28 év (206). Az egészségügyi rendszer fejlődésével azonban ez nagyon nagy mértékben kitolódhat, a legutóbbi 15 évben született betegek az Egyesült Királyságban már hosszabb, mint 50 éves születéskor várható élettartamra számíthatnak (207). Hiába vezették be több országban a CF újszülöttkori szűrését, a várakozással szemben az nemhogy csökkentette az incidenciát, hanem általában növelte, hiszen a korai felismerés jobb életminőséget és hosszabb élettartamot jelent. A CFTR fehérje egy epitheliális klorid és bikarbonát transzmembrán ion csatorna (6. ábra) (208, 209).

6. ábra. A CFTR fehérje. Forrás: Balogh et al. Molekuláris diagnosztika,

https://regi.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0011_1A_Molelkularis_diagnoszitka_hu_book/adatok.html.

A klinikai manifesztáció legnagyobb részben a progresszív tüdőbetegség miatt alakul ki, ahol a légutakat a hiperviszkózus nyák elzárja, így baktériumok telepednek meg a kialakult biofilmen és gyulladás alakul ki. A legutóbbi időkig tüneti kezelési mód volt csak lehetséges, ami elsősorban a viszkózus nyák oldását jelentette, illetve az antibiotikum kezelés, amely az infekciók megelőzésére és kezelésére szolgál, valamint a krónikus gyulladás leküzdésére szolgáló gyulladás elleni gyógyszerek. A már említett archetípus abban is leírható, hogy minden olyan genetikai, molekuláris és a pathogenezist feltáró folyamat illetve kutatási módszertan, ami a CF-nél eredeztethető, az bevonul(t) más ritka monogénes betegségek kutatásába is. A több mint 1400 CFTR mutáció legnagyobb része, 40%-a misszensz, 15-16% olvasási kereteltolódással járó mutáció, 11% splicingot megzavaró mutáció és 14% nonszensz mutáció. Elég számottevő (8%) a nagy genetikai eltérések aránya is, míg a mutációk kevesebb, mint 1% a érinti a promotert (6,74) (HGMD Professional 2020.1). A leggyakoribb mutáció a p.Phe508del, amely a betegek 70-80%-ban kimutatható földrajzi lokalizációtól függően. Észak-Európá70-80%-ban nagyon magas a frekvenciája, megfigyelhető egy Észak-déli csökkenő grádiens (210). A CF fő oka a cAMP-szabályozta klorid és bikarbonát szekréció sérülése az epitheliális sejteken, de a konkrét molekuláris ok nagymértékben különböző lehet. Éppen ezért a mutáció-specifikus terápiák kifejlesztése során nagy jelentősége van ezeknek a különböző pathomechanizmus utaknak. A funkcionális defektus tulajdonságainak megfelelően 7 mutációs osztályt különböztetünk meg CF esetében (206, 211, 212). Az I. osztályú mutációk esetében fehérje nem keletkezik, melynek leggyakoribb oka a nonszensz mutáció, aminek a következménye a korai stop kodon miatti mRNS degradáció (nonsense-mediated mRNA decay, NMD) vagy a trunkált fehérje lebomlása. A II. osztályú mutációk (ide is tartozik a p.Phe508del) a CFTR fehérje intracelluláris mozgását, illetve érését befolyásolják és a végeredménye az lesz, hogy a fehérje csomagolódása, foldingja sérül, a rosszul kialakult fehérje az endoplazmás retikulumban marad és utána korai degradációval elemésztődik és ezért nem jut ki a sejtmembránba (213). A III. osztályú mutációk esetében a CFTR csatorna nyitási funkció érintett, míg a IV-es osztályú mutációk esetében a kloridion vezetés csökkent. Az V. osztályú mutációk esetében a CFTR fehérje szerkezete normál, viszont a mennyisége csökkent, mert olyan splicingot megzavaró mutációk következtében alakul ki, amelyek mind kóros, mind normál mRNS képződését eredményezik, de csak a normál mRNS képződéssel kialakult fehérje jut ki a membránba. A VI. osztályú mutációk a citoplazma membránban levő CFTR fehérjének életidejét csökkentik, ezek destabilizáló mutációk vagy azért, mert az endocitózis gyorsul fel, vagy a fehérje membránba történő újra kijutása sérül. A VII. osztályú mutációk esetében a farmakológiai kezelésnek elvi lehetősége sincsen, hiszen oly mértékben sérül a genetikai állomány, hogy

semmilyen formában nem alakulhat ki működőképes fehérje. Ilyen eltérések a nagy CNV-k, mint például az eredményeink alapján (lásd lentebb) hazánkban is jelentős frekvenciával előforduló nagy szláv eredetű deléció, a CFTRdele2,3(21kb) (214). Azaz, ezek mutációspecifikus terápiával nem megközelíthető eltérések.

Még a CF esetében, mely az egyik legnagyobb erőforásokkal kutatott monogénes betegség is alig több, mint 300 mutációt sikerült funkcionálisan tesztelni az ismert 2000 variánsból molekulasúlyú CF modulátor molekulák, amelyek feladata az, hogy valamilyen módon javítsák a mutáns CFTR fehérje funkcióját (215). Különböző típusokat fejlesztettek, illetve vannak fejlesztés alatt:

1. A potenciátorok, amely esetében a kis molekula hatása az, hogy a csatorna nyitási valószínűségét növeli meg.

2. A korrektorok, amelyeknek a funkciója az, hogy az átíródó CFTR fehérjének a plazma membránba való kijutását segítsék elő egyfajta chaperon molekulaként.

3. A stabilizátorok, melyeknek meghosszabbítják a mutáns CFTR fehérje plazma membránban eltöltött idejét.

4. Az amplifikálók, amelyeknek az a funkciója, hogy megnöveljék a mutáns CFTR fehérje a mennyiségét ahhoz, hogy utána más kis molekulák tudjanak rajta hatni és a nonszensz mutációk kezelésére szolgáló átolvasó gyógyszerek, amelyek a korai terminációs kodont tartalmazó mRNS-nél ezt a korai stop kodont átugorva (pontosabban egy random aminosavat beépítve) haladjon tovább a fehérje szintézis a normál stop kodonig, tehát egyfajta transzlációs átolvasást indukáljon a riboszómának, hogy teljes hosszúságú fehérje keletkezhessen. Ez az utóbbi nagyon nehéz, hiszen a nonszensz mutációk nem csak trunkált fehérjét, de NMD-t is okozhatnak (216). A modulátorok két osztálya kapott már szabályozási hatóságtól engedélyt:

(1) a potenciátorok, amely esetében a nyitási és a vezetési hibát okozó CFTR mutációkat lehet kezelni, valamint olyan variánsoknál, ahol van reziduális funkció és az bizonyítottan javul a potenciátor kezelés hatására,

(2) a korrektorok, amelyeknek az érést elősegítő funkciójuk a potenciátorokkal együtt értelmezhető, azaz együtt fogják a p.Phe508del homozigóta betegeknél vagy a p.Phe508del/más mutáció összetett heterozigóta betegek esetében javítani a klinikai képet. A potenciátorokat, amplifikálókat, korrektorokat tesztelő klinikai vizsgálatok napjainkban folyamatosan folynak és kombinációs terápiák is vannak.

A betegség súlyossági fokától függően, újszülött vagy csecsemő, kisded korban jelentkezhet. A legsúlyosabb formában meconium ileus alakul ki, de általában a betegség kicsit később jelentkezik, fél-, egy éves életkorban, visszatérő tüdőgyulladás illetve felsőlégúti gyulladások formájában. A CFTR-t expresszáló szövetekben, a tüdőben, a pancreasban cisztás kötőszövetes elfajulás alakul ki, és a működési zavart elsősorban a viszkózus nyák okozta obstrukció fogja jelenteni. Az újszülöttkori szűrés több szinten valósulhat meg, kettő vagy három szintű lehet, de az első lépés az majdnem mindig IRT, ezt követi a pancreas asszociált protein (PAP) meghatározása és utána következnek a DNS alapú tesztek (217, 218).