21. Poradnictwo genetyczne w cukrzycy Maciej T. Małecki, Tomasz Klupa

Transkrypt

1 21. Poradnictwo genetyczne w cukrzycy Maciej T. Małecki, Tomasz Klupa Genetyka w praktyce diabetologicznej wprowadzenie Czynniki genetyczne odgrywają zróżnicowaną rolę w rozwoju cukrzycy od wpływu na ryzyko zachorowania i przebieg kliniczny choroby aż do pełnej determinacji wystąpienia schorzenia [1 9]. Do niedawna wiedza na temat genetycznego podłoża cukrzycy w bardzo ograniczonym stopniu przekładała się na praktykę kliniczną. Czy obecnie, w XXI wieku, na progu nowego tysiąclecia biologia molekularna i poradnictwo genetyczne mogą odegrać istotną rolę w dziedzinie diabetologii? Jacy pacjenci powinni korzystać z porad genetycznych? Kto powinien udzielać tych porad chorym na cukrzycę? Mimo że osiągnięto znaczący postęp w rozumieniu podłoża genetycznego poszczególnych typów choroby, na powyższe pytania wciąż nie ma jednoznacznej odpowiedzi [4]. Wiadomo, że warianty genetyczne predysponujące do złożonych form choroby, autoimmunologicznej cukrzycy typu 1 i wielogenowej cukrzycy typu 2, jedynie w niewielkim stopniu zwiększają ryzyko choroby i są powszechne także w populacji osób zdrowych [5]. Czy oznacza to, że porady dotyczące dziedziczenia choroby nie mają u tych pacjentów żadnego zastosowania? Problem ten zostanie przedyskutowany w dalszej części rozdziału. Na drugim biegunie znajdują się formy monogenowe, w których chorobę determinuje i wywołuje mutacja pojedynczego genu [4 7]. Badania genetyczne mają w przypadkach monogenowych znaczącą i ciągle rosnącą rolę do odegrania. W cukrzycy monogenowej, w której zmiana pojedynczej pary zasad decyduje o fenotypie choroby, możliwe jest postawienie konkretnej diagnozy poprzez analizę struktury DNA genu chorego. Najczęściej dokonuje się to poprzez automatyczne sekwencjonowanie. Wykonanie takiego badania może mieć nieocenioną wartość może dostarczyć wiadomości dotyczących prognozy przebiegu choroby u danego pacjenta, wpłynąć na sposób leczenia, a także wyjaśnić genezę towarzyszących cukrzycy zmian fenotypowych innych narządów. Dotyczy to szczególnie dwóch form cukrzycy monogenowej: MODY (maturity onset diabetes of the young) [8, 9] i utrwalonej cukrzycy noworodkowej (PND, permanent neonatal diabetes) [10]. Obie wiążą się z genetycznie uwarunkowanym defektem komórki beta. Badania genetyczne w rodzinie z cukrzycą monogenową mogą mieć charakter prognostyczny oraz diagnostyczny [11]. Testy prognostyczne odnoszą się do osób, które w momencie badania są wolne od choroby, ale charakteryzują się dużym ryzykiem zachorowania w związku z jej dziedziczeniem w rodzinie. Przykładem są dzieci osób z cukrzycą o wczesnym początku, która dziedziczy się autosomalnie dominująco (MODY). Badania diagnostyczne odnoszą się do osób, które już zachorowały, a celem testów jest głównie określenie formy choroby z etiopatogenetycznego, molekularnego punktu widzenia Rola poradnictwa genetycznego w monogenowych formach cukrzycy MODY i cukrzyca mitochondrialna od obrazu klinicznego do diagnozy molekularnej Postęp nauki w ostatnich dwóch dekadach umożliwił poznanie podłoża molekularnego większości form cukrzycy monogenowej. Zmieniło to postrzeganie choroby u wielu pacjentów. 579

2 CUKRZYCA KOMPENDIUM Najlepszym przykładem jest tu cukrzyca MODY. Dotychczas odkryto 6 genów MODY, które wyjaśniają patogenezę choroby w większości wielopokoleniowych rodzin z autosomalnym dominującym sposobem dziedziczenia cukrzycy o wczesnym początku [8, 9]. Osoby z MODY stanowią zapewne kilka procent wszystkich przypadków cukrzycy, jednak brakuje obiektywnych badań populacyjnych, które mogłyby potwierdzić te przybliżone liczby. Szczególnie diagnostyka dotycząca sporadycznych przypadków jest trudna i praktycznie nieprowadzona na świecie, choć kazuistyczne opisy sugerują, że mutacje de novo mogą być zjawiskiem częstszym niż się przypuszcza [12]. Cukrzyca typu MODY w stosunkowo niewielkim stopniu wpływa na zdrowotność populacji, jednak jej zdiagnozowanie ma ogromne znaczenie prognostyczne dla każdego pacjenta dotkniętego tą formą choroby. Dodatkowo okazuje się, że polimorfizmy w genach, w których mutacje powodują cukrzycę typu MODY, mogą sprzyjać rozwojowi cukrzycy typu 2 [13, 14]. W ostatnim okresie powołano grupę roboczą EMGQN MODY, będącą częścią Europejskiej Sieci Jakości Diagnostyki Molekularnej (European Molecular Genetics Quality Network), która opracowała wytyczne diagnostyki i postępowania w cukrzycy typu MODY [15]. Konsultujący diabetolog lub genetyk kliniczny powinien myśleć o cukrzycy MODY przede wszystkim wówczas, gdy zwraca się do niego człowiek młody, szczupły, z bogatym wywiadem dotyczącym cukrzycy w obrębie jednej gałęzi rodziny, matczynej lub ojcowskiej [4 9]. Rodowód (pedigree) typowej rodziny z cukrzycą typu MODY przedstawiono na rycinie Z reguły cukrzyca ma dość łagodny przebieg, znaczna hiperglikemia z towarzyszącą kwasicą ketonową przy rozpoznaniu choroby praktycznie wyklucza rozpoznanie MODY. Nie należy zapominać, że do lekarza może się zgłosić osoba wiele lat po rozpoznaniu cukrzycy, w wieku średnim lub podeszłym. Warto wtedy pytać nie tylko o starsze pokolenia, ale także o dzieci, o potomstwo brata lub siostry. Ponadto, choć otyłość nie jest typowym zjawiskiem w tym przypadku, nie wyklucza ona rozpoznania cukrzycy typu MODY [16]. Należy pamiętać, Rycina Rodzina z cukrzycą MODY. Zamknięte i otwarte symbole oznaczają odpowiednio osoby z cukrzycą oraz prawidłową tolerancją glukozy. W pierwszym wierszu pod symbolami podano wiek zachorowania na cukrzycę, w drugim sposób leczenia w momencie badania. Uwagę zwraca występowanie cukrzycy w czterech kolejnych generacjach, zróżnicowany sposób terapii oraz jej autosomalny dominujący sposób dziedziczenia. Cukrzyca w prezentowanej rodzinie ma wczesny początek (głównie w 2. i 3. dekadzie życia); OHA lek doustny 580

3 PORADNICTWO GENETYCZNE W CUKRZYCY że konsultacja genetyczna nie ogranicza się do rozmowy i badania jednej osoby, a każdy przypadek powinien być analizowany w odniesieniu do całej rodziny. Mając do czynienia z pacjentem odpowiadającym powyższej charakterystyce konsultant musi się starać wstępnie odróżnić cukrzycę MODY związaną z glukokinazą od będącej konsekwencją mutacji w czynnikach transkrypcyjnych. W cukrzycy MODY2 (glukokinaza) przebieg choroby jest łagodny, stabilny. Jeżeli wykonano krzywą cukrową, to zwraca uwagę fakt, że rano przed posiłkiem wartość stężenia glukozy jest nieznacznie podwyższona i może na przykład odpowiadać wartościom nieprawidłowej glikemii na czczo (IFG, impaired fasting glucose) [17]. Po 2. godzinie test jest niższy niż można by oczekiwać na podstawie hiperglikemii na czczo. Cukrzyca o podobnym charakterze dotyczy najczęściej kilku członków rodziny, choć może się zdarzyć, że wywiad nie spełni rutynowo spodziewanego w cukrzycy MODY kryterium trzech pokoleń. Grupa EMGQN MODY [15] wskazuje na następujące typowe cechy kliniczne charakterystyczne dla nosicieli mutacji w genie dla glukokinazy: hiperglikemia na czczo powyżej 5,5 mmol/l (obecna u ponad 98% pacjentów), potwierdzona w co najmniej 3 badaniach, utrzymująca się przez wiele miesięcy lub lat; hemoglobina glikowana (HbA 1c ) typowo tuż powyżej górnej granicy normy, sporadycznie przekracza wartość 7,5%; wzrost glikemii w 2. godzinie doustnego testu tolerancji glukozy (OGTT, oral glucose tolerance test) jest zwykle niewielki w stosunku do glikemii wyjściowej (najczęściej < 3 mmol/l); wywiad rodzinny w kierunku cukrzycy u rodziców może być ujemny lub rodzice mogą być klasyfikowani jako chorzy na cukrzycę typu 2 bez przewlekłych powikłań. Diagnozę cukrzycy typu MODY2 należy też rozważyć w przypadku cukrzycy ciążowej z dominującą hiperglikemią na czczo i umiarkowanym wzrostem glikemii po posiłku lub w 2. godzinie OGGT. W cukrzycy związanej z czynnikami transkrypcyjnymi w początkowych latach choroby stężenie glukozy na czczo może się zawierać w granicach normy, hiperglikemia zwykle dotyczy okresów poposiłkowych. W późniejszym okresie stężenia glukozy są wysokie także przed posiłkami [18]. W niektórych przypadkach uwagę może zwracać glikozuria większa, niż mogłoby na to wskazywać stężenie glukozy [19]. W formach MODY związanych z czynnikami transkrypcyjnymi najczęściej występuje typowy, wielopokoleniowy wywiad rodzinny [8, 9]. Najczęstszą formą cukrzycy MODY jest cukrzyca typu MODY3 [15]. Według grupy EMGQN MODY elementy typowe dla tej formy cukrzycy to: wczesny wiek zachorowania (zwykle < 25. rż. u co najmniej 1 osoby chorującej w rodzinie); kliniczna niezależność od insuliny nawet po upływie kilku lat od rozpoznania choroby. Oznacza to niewystępowanie kwasicy ketonowej pomimo niestosowania egzogennej insuliny, nieoczekiwanie dobrą kontrolę glikemii mimo stosowania niewielkich dawek insuliny egzogennej, mierzalne stężenie peptydu C u chorych przyjmujących insulinę przy glikemii powyżej 8 mmol/l; dodatni wywiad rodzinny w kierunku cukrzycy (czasami rozpoznawanej jako cukrzyca typu 1 lub typu 2). Doustny test tolerancji glukozy nawet w początkowej fazie choroby wykazuje wysoką glikemię w 2. godzinie testu, z przyrostem glikemii w stosunku do wartości wyjściowych powyżej 5 mmol/l; nieobecność przeciwciał przeciwwyspowych; glikozuria przy stężeniu glukozy poniżej 10 mmol/l; dobra odpowiedź na pochodne sulfonylomocznika, mogąca powodować hipoglikemię po ich zastosowaniu, nawet przy wyjściowo wysokiej glikemii; najczęściej brak otyłości. 581

4 CUKRZYCA KOMPENDIUM Kiedy wszystkie elementy obrazu klinicznego, w tym wywiad rodzinny, przemawiają za cukrzycą MODY, istnieją wskazania do skierowania pacjenta na badania genetyczne mające na celu poszukiwanie mutacji. Podstawę takich badań stanowi automatyczne sekwencjonowanie. W praktyce klinicznej na obecnym etapie rozwoju technik molekularnych uzasadnienie mają jedynie badania w kierunku MODY2 i MODY3; ze względu na rzadkość pozostałych form ich poszukiwanie utrudniają względy ekonomiczne. Wyjątkiem mogą być te rodziny, w których cukrzyca dziedziczy się razem z wadami rozwojowymi nerek, co może od razu ukierunkowywać poszukiwania w stronę formy MODY5, związanej z HNF-1b [20]. Koszt procedury badania genu glukokinazy, HNF-1a czy też HNF-1b, z których każdy posiada 10 egzonów, w polskich warunkach może wynosić 1000 zł. Nie tylko w Polsce, ale także w większości krajów europejskich badania takie są nadal domeną projektów naukowych. Poddanie się testom genetycznym w cukrzycy MODY, podobnie jak w przypadku każdego innego schorzenia, musi być autonomiczną, w pełni świadomą decyzją dorosłej osoby. W przypadku dzieci i młodzieży powinni ją podjąć rodzice, choć zdanie osoby niepełnoletniej, która ma się poddać testom, musi być także uwzględnione. Proces decyzyjny trzeba poprzedzić przekazaniem wiadomości na temat cukrzycy MODY, jej sposobu dziedziczenia i leczenia oraz możliwych badań ukierunkowanych na uchwycenie rozwoju klinicznego choroby na wczesnym etapie [21]. Nie wolno pominąć informacji, że ryzyko wystąpienia choroby u każdego potomka nosicieli mutacji wynosi 50%. Choremu należy przekazać dane dotyczące korzyści z diagnostycznych lub prognostycznych badań u pacjentów z MODY, w przypadku której ryzyko wystąpienia choroby u nosicieli mutacji w poszczególnych genach może przekraczać 90% [22]. W odniesieniu do testów diagnostycznych, to znaczy wykonywanych u osób już chorujących na cukrzycę, korzyści wynikają głównie z postawienia prawidłowej diagnozy i wiążą się z możliwością indywidualizacji leczenia, na przykład przez zastosowanie pochodnych sulfonylomocznika. Wpływa to zarówno na jakość życia, jak i stopień wyrównania metabolicznego. Dotyczy to zwłaszcza formy MODY3 [23]. Testy prognostyczne, czyli wykonywane u zdrowych osób z rodzin o dużym ryzyku, pozwalają ocenić prawdopodobieństwo zachorowania u poszczególnych pacjentów i wcześnie wdrożyć właściwą terapię. Jest to szczególnie ważne w okresie ciąży i pozwala na uniknięcie ryzyka dla matki i płodu. Mimo że MODY uważa się za stosunkowo łagodną formę choroby, to jednak u osób źle kontrolowanych metabolicznie może prowadzić do poważnych powikłań mikronaczyniowych [24]. Istotny jest fakt, że tolerancja glukozy pogarsza się już w okresie dojrzewania, a diagnozę stawia się najczęściej dopiero wiele lat później. Zatem informacja o dużym ryzyku zachorowania na cukrzycę MODY związanym z mutacjami czynnika transkrypcyjnego, przede wszystkim HNF-1a, może w wyniku podjętych regularnych badań kontrolnych zapobiec przewlekłym powikłaniom cukrzycy. Test prognostyczny może także zmniejszyć poczucie niepewności. Należy jednak uwzgledniać także potencjalne niekorzystne konsekwencje takich badań poczucie winy czy też trudności w określeniu perspektywy życiowej. Jeżeli pacjent wyraził zgodę na wykonanie testów genetycznych i dały one pozytywny wynik, a więc zidentyfikowano mutację, która jest przyczyną jego choroby, to uzasadnione jest wykonanie badań genetycznych u innych członków jego rodziny. Identyfikacja tej samej mutacji u innych osób z cukrzycą w rodzinie ma wartość diagnostyczną i potwierdza rozpoznanie MODY. Wynik ujemny u osób bez cukrzycy uwalnia je od obawy rozwoju tej formy choroby w przyszłości; ich ryzyko zachorowania na cukrzycę spada w takiej sytuacji do wartości charakteryzującej całą populację. Wśród badanych członków rodziny mogą się też znaleźć nosiciele mutacji z prawidłową tolerancją glukozy, dla których wynik ma wartość prognostyczną. Taka sytuacja może dotyczyć przede wszystkim dzieci w wieku młodszym niż ten, w którym cukrzyca MODY zwykle się ujawnia [25, 26]. Ryzyko zachorowania przez nich 582

5 PORADNICTWO GENETYCZNE W CUKRZYCY w przyszłości jest duże i powinno się regularnie kontrolować ich wartości glikemii. W danej rodzinie może się też zdarzyć, że pacjent z cukrzycą nie będzie nosicielem mutacji. Są to zwykle osoby chorujące na typową cukrzycę typu 2, czyli stanowiące tak zwane fenokopie. Najczęściej już na pierwszy rzut oka widać kliniczne różnice między taką osobą a innymi chorymi na cukrzycę w rodzinie. Jest ona zwykle starsza, otyła w momencie diagnozy, występują u niej cechy zespołu metabolicznego [27]. Stwierdzenia zawarte w poprzednim paragrafie odnoszą się głównie do MODY3, będącej najczęstszą formą autosomalnej dominującej cukrzycy o wczesnym początku. Cukrzyca związana z glukokinazą (MODY2), ze względu na swój łagodny przebieg i stabilny charakter defektu, stanowi odrębną jednostkę. W zdecydowanej większości przypadków wystarczającą metodą leczenia jest dieta cukrzycowa, a choroba bardzo rzadko wiąże się z ryzykiem powikłań. Bardzo ważne jest uspokojenie pacjenta i całej rodziny. Poradnictwo i badania genetyczne odgrywają więc w cukrzycy MODY dużą i ciągle rosnącą rolę. Można mieć nadzieję, że cena procedur związanych z poszukiwaniem mutacji w genach MODY w kolejnych latach spadnie oraz że w Polsce możliwe będzie pokrycie ich kosztów przez społecznego ubezpieczyciela zdrowotnego. Warto podkreślić, że z ekonomicznego punktu widzenia rozpoznanie cukrzycy MODY w rodzinie na poziomie molekularnym przynosi znaczące oszczędności finansowe. Nieco zbliżona w swoim monogenowym charakterze do MODY jest cukrzyca mitochondrialna, która także może być przedmiotem poradnictwa genetycznego. Wiąże się ona z różnicami w sekwencji w DNA mitochondrialnym [28], co powoduje, że ta forma choroby dziedziczy się w rodzinach w sposób matczyny. Oznacza to, że co prawda kobiety i mężczyźni chorują z równą częstością, to jednak przekazywanie mutacji może następować jedynie przez matki na synów lub córki, zaś choroby nigdy nie przekazuje ojciec [29]. Cukrzycę charakteryzuje wczesny wiek diagnozy, zwykle stwierdza się ją u młodych dorosłych. Należy jednak zwrócić uwagę, że zakres wieku zachorowania jest szeroki i choroba może wystąpić już u dzieci. Z punktu widzenia dynamiki objawów i obrazu klinicznego może ona przypominać, w zależności od stopnia zmniejszenia sekrecji insuliny, cukrzycę typu 1 lub typu 2. Pacjentów z łagodniejszym klinicznie fenotypem można początkowo leczyć pochodnymi sulfonylomocznika [30]. Insulinopenia w cukrzycy mitochondrialnej ma charakter progresywny, tak jak w postaciach MODY związanych z czynnikami transkrypcyjnymi. Większość pacjentów wymaga stosowania insuliny po kilku latach choroby. Tej formie cukrzycy towarzyszy często upośledzenie słuchu lub głuchota (MIDD, maternally inherited diabetes with deafness) [30 32]. Opisano liczne mutacje w mitochondrialnym DNA, które wiązały się z fenotypem cukrzycowym. Najczęstszą z nich jest substytucja A3243G w mitochondrialnym genie trna leucyny [30 32]. Mutacja ta została pierwotnie zidentyfikowana w zespole MELAS encefalopatia mitochondrialna mitochondrial encephalopathy, kwasica mleczanowa lactic acidosis, incydenty przypominające udar mózgu stroke like episodes. Dopiero później okazało się, że tworzy ona także inne fenotypy, w tym między innymi cukrzycę [33]. Substytucję A3243G opisano u różnych ras i w licznych populacjach [30 32]. Mechanizm powstawania choroby wiąże się z upośledzeniem syntezy trifosforanu adenozyny (ATP, adenosine triphosphate) w mitochondriach, a w konsekwencji ze zmniejszeniem wydzielania insuliny. Powstaje pytanie, kiedy diabetolog lub genetyk kliniczny powinien uwzględnić możliwość mutacji mitochondrialnej jako potencjalnej przyczyny cukrzycy w rodzinie. Typowa sytuacja, z jaką mamy do czynienia, to osoba, u której do zachorowania doszło w relatywnie młodym wieku i u której stwierdza się bogaty, wielopokoleniowy wywiad rodzinny. Rodowód (pedigree) taki w przeciwieństwie do MODY nie cechuje się dziedziczeniem autosomal- 583

6 CUKRZYCA KOMPENDIUM nym dominującym, a matczynym. W przypadku MIDD zdarza się, że chorują wszystkie osoby w poszczególnych pokoleniach w rodzinie, choć nasilenie fenotypu może być zmienne. Bardzo ważną dodatkową wskazówką jest współwystępowanie głuchoty, rzadziej innych defektów neurologicznych [30, 32]. Cukrzycę mitochondrialną można diagnozować na poziomie molekularnym. Badania przesiewowe w kierunku mutacji A2343G trna leucyny można prowadzić w każdym laboratorium, w którym wykonuje się PCR i trawienie enzymem restrykcyjnym [33]. Warto zaznaczyć, że metody wykrywania tej mutacji różnią się rodzajem wykorzystywanej tkanki, sposobem barwienia materiału i techniką elektroforezy [34]. Szczegóły te wpływają na czułość metody. Mutacja ta odpowiada za około 80% wszystkich przypadków MIDD. Poszukiwanie innych mutacji wymaga już zastosowania automatycznego sekwencjonowania, jest bardziej skomplikowane i kosztowniejsze [35]. Podobnie jak w cukrzycy MODY, w przypadku MIDD postawienie diagnozy na poziomie molekularnym ma w rodzinie znaczenie rokownicze i może wpłynąć na sposób leczenia Przetrwała cukrzyca noworodkowa zmiana życia pacjenta przez diagnozę molekularną Jeszcze kilka lat temu chyba żadna z osób zajmujących się podłożem molekularnym cukrzycy nie przypuszczała, że kwestia poradnictwa genetycznego może mieć duże znaczenie dla pacjentów, którzy zachorowali w bardzo wczesnym okresie życia. Ostatnio okazało się jednak, że diagnostyka genetyczna może mieć bardzo poważne skutki kliniczne i terapeutyczne dla chorych, u których cukrzycę zdiagnozowano w pierwszych 6 miesiącach życia [3]. Do niedawna byli oni traktowani jak chorzy z klasyczną, autoimmunologiczną cukrzycą typu 1. Dziś wiadomo, że stanowią grupę odrębną klinicznie i patogenetycznie, a formę choroby, na którą chorują, określa się pojęciem cukrzycy noworodkowej. Wyróżnia się dwie postacie cukrzycy noworodkowej: przejściową cukrzycę noworodkową (TNDM, transient neonatal diabetes mellitus), która ustępuje najczęściej kilka lub kilkanaście tygodni po diagnozie, oraz utrwaloną cukrzycę noworodkową (PNDM, permanent neonatal diabetes mellitus), która ma charakter trwały i wymaga leczenia przez całe życie [36]. Poniżej omówiono kwestie związane z poradnictwem genetycznym w PNDM. Diagnoza utrwalonej cukrzycy noworodkowej ma duże znaczenie praktyczne dla pacjentów, którzy na nią chorują. Ten typ cukrzycy różni się od cukrzycy typu 1 patogenezą, niektórymi elementami obrazu klinicznego, sposobem dziedziczenia oraz, co być może najważniejsze, sposobem leczenia. Diagnozę poszczególnych form cukrzycy noworodkowej można postawić na podstawie wyniku badań molekularnych. Wobec rosnącej świadomości tego faktu wśród diabetologów, pediatrów oraz pacjentów z PNDM i ich rodzin należy oczekiwać, że chorzy z cukrzycą noworodkową będą coraz częściej kierowani na konsultacje genetyczne. Warto zauważyć, że podmiotem takiej konsultacji może być zarówno dziecko, w tym także noworodek czy niemowlę, jak i osoba dorosła. Należy więc zadać sobie pytanie, kto powinien być kierowany do diagnostyki molekularnej pod kątem PNDM i jakie są konsekwencje identyfikacji podłoża molekularnego choroby. Pierwszym i podstawowym kryterium, które należy wziąć pod uwagę, rozważając konsultację genetyczną, a potem kwalifikację do dalszych testów, powinien być wiek diagnozy, który nie może przekroczyć 6. miesiąca życia. Wybór tego okresu wiąże się z kilkoma podstawowymi faktami [36]. Po pierwsze, przeprowadzone analizy immunologiczne i badania genetyczne polimorfizmów układu HLA sugerują, że typowa cukrzyca typu 1 bardzo rzadko rozwija się w pierwszym półroczu życia. Po drugie, we wszystkich przypadkach cukrzycy noworodkowej, które udało się połączyć z poznanymi do chwili obecnej, a wymienionymi poniżej 584

7 PORADNICTWO GENETYCZNE W CUKRZYCY genami, chorobę rozpoznano przed upływem tego okresu. Po trzecie, u dzieci, u których cukrzycę rozpoznano do 6 miesiąca życia, stwierdza się wyraźnie niższą masę urodzeniową niż u tych, które zachorowały po tym okresie. Sugeruje to, że hipoinsulinizm był u nich obecny już in utero. Konsekwencją takiego zjawiska jest ograniczenie wzrostu uwarunkowanego obecnością tego hormonu. Jeżeli spełnione jest podstawowe kryterium wieku zachorowania, to istnieją przesłanki do wdrożenia testów genetycznych w kierunku PNDM. Jakie geny powinny być analizowane? W pierwszej kolejności należy badać geny dla podjednostki Kir6.2 ATP-zależnego kanału potasowego komórek beta wysp trzustkowych [36 43]. Warto wiedzieć, że około połowa wszystkich przypadków PNDM wiąże się z mutacją tego genu. Defekt białka Kir6.2 powoduje hiperpolaryzację błony komórkowej komórki beta i zahamowanie sekrecji insuliny [40, 44]. Nosiciele mutacji w genie Kir6.2 mają typowe, wyżej opisane cechy cukrzycy noworodkowej. Oprócz, niejako z definicji, wczesnego wieku zachorowania, w tej grupie cech zawiera się także niska masa urodzeniowa oraz znaczna hiperglikemia i często kwasica ketonowa przy rozpoznaniu [37 43]. Wydzielanie endogennej insuliny u pacjentów z mutacjami Kir6.2 jest praktycznie na poziomie zerowym; w odróżnieniu od chorych na cukrzycę typu 1 nie występują autoprzeciwciała przeciw antygenom komórki beta [38, 39, 41 43]. W części przypadków cukrzycy związanej z genem Kir.6.2 obraz kliniczny obejmuje także zaburzenia neurologiczne i mięśniowe. Mogą one tworzyć zespół wielonarządowy, określany jako DEND (opóźnienie rozwoju developmental delay, padaczka epilepsy, cukrzyca noworodkowa neonatal diabetes) [38, 39, 42]. Opóźnienie rozwoju może być bardzo znaczne, niektórzy z chorych nie są w stanie samodzielnie stać czy mówić nawet w wieku kilku lub kilkunastu lat. Ciężkie przypadki wiążą się także z padaczką, zwykle diagnozowaną poniżej 12. miesiąca życia. Zakres objawów pozatrzustkowych koreluje z tkankową dystrybucją podjednostki Kir6.2 kanału potasowego. Jest ona, poza komórkami beta trzustki, obecna także w mózgu, aksonach nerwów obwodowych oraz mięśniach szkieletowych. Zespół DEND dotyczy jedynie nielicznych pacjentów z cukrzycą noworodkową i jest schorzeniem stosunkowo rzadkim. Istnieje ponadto pewna grupa pacjentów z fenotypem pośrednim, z mniej nasilonymi objawami opóźnienia rozwoju psychomotorycznego oraz cukrzycą noworodkową. Na koniec należy podkreślić, że mutacje w Kir6.2 zwykle mają charakter spontaniczny, nie można się więc spodziewać dodatniego, rozbudowanego wywiadu rodzinnego w kierunku cukrzycy [37, 38]. Wobec poprawy jakości opieki diabetologicznej osoby z mutacjami genu Kir6.2 i cukrzycą noworodkową dożywają obecnie okresu rozrodczego i decydują się na własne potomstwo. Powinni oni wiedzieć, że ryzyko zachorowania u ich dzieci wynosi 50%. Warto się zastanowić nad konsekwencjami, które wiążą się z diagnozą PNDM związaną z mutacjami Kir6.2. Po pierwsze, w czasie konsultacji genetycznej należy poinformować chorego i jego rodzinę, że istnieje możliwość próby odstawienia insuliny i zastosowania leków doustnych z grupy pochodnych sulfonylomocznika. Wcześniej wspomniano, że mutacje w Kir6.2 hamują zależne od ATP zamknięcie kanału potasowego. Pochodne sulfonylomocznika mają natomiast zdolność do łączenia się z receptorem 1 sulfonylomocznika (SUR1), będącym także podjednostką kanału potasowego, która fizycznie i funkcjonalnie pozostaje w związku z Kir6.2. Łączenie się pochodnych sulfonylomocznika z białkiem SUR1 powoduje zamykanie kanału potasowego w mechanizmie niezależnym od ATP. Wprawdzie u pacjentów z mutacją w obrębie Kir6.2 nie dochodzi do wydzielania insuliny w odpowiedzi na dożylne obciążenie glukozą, ale testy fizjologiczne udowodniły, że sekrecja taka następuje w odpowiedzi na dożylnie podany sulfonylomocznik [37, 38]. Eksperyment był podstawą do przeprowadzenia testów mających na celu sprawdzenie, czy u pacjentów z mutacją w obrębie genu Kir

8 CUKRZYCA KOMPENDIUM możliwa jest zmiana leczenia insuliną na terapię za pomocą pochodnych sulfonylomocznika [40, 43, 45 47]. Duże dawki glibenklamidu lub innych pochodnych sulfonylomocznika umożliwiły w przypadku większości chorych całkowite odstawienie insuliny, polepszenie wyrównania cukrzycy i wyraźną poprawę jakości życia [40, 43, 46, 47]. Ponadto, w części przypadków udało się zastosować sulfonylomocznik w formie o zmodyfikowanym uwalnianiu, którą podaje się raz dziennie [43, 47]. Potencjalnie powinno to dodatkowo wpłynąć na poprawę jakości życia i regularność przyjmowania leku. Niewątpliwą korzyść z wdrożenia leczenia pochodnymi sulfonylomocznika odnoszą więc pacjenci, u których cukrzyca jest jedynym objawem nosicielstwa mutacji w Kir6.2. Czy jednak chorzy, u których cukrzycy towarzyszą zaburzenia neurologiczne, mogą liczyć na poprawę w tym zakresie? Istnieją teoretyczne patofizjologiczne przesłanki, aby sądzić, że poprawa taka jest możliwa. Glibenklamid łączy się zarówno z SUR1, receptorami zlokalizowanymi w trzustce, jak i SUR2 obecnym w obrębie nerwów obwodowych, mięśni i, potencjalnie, mózgu. Niestety, w przypadku pełnoobjawowego zespołu DEND nie odniesiono pełnego sukcesu; u części pacjentów całkowite odstawienie insuliny nie jest możliwe. Testy prowadzone in vitro sugerują, że mutacje związane z zespołem DEND znacznie słabiej reagują na pochodne sulfonylomocznika w porównaniu z mutacjami, których efektem jest izolowana cukrzyca. Kazuistyczne opisy sugerują, że u części pacjentów z ograniczonym opóźnieniem rozwojowym i cukrzycą udało się nie tylko zastąpić insulinę glibenklamidem bez uszczerbku dla wyrównania metabolicznego, ale także doprowadzić do poprawy siły mięśniowej, mowy i zdolności do koncentracji [48, 49]. Autorzy niniejszego rozdziału sądzą jednak, że należy zachować dużą ostrożność w stwarzaniu tego rodzaju nadziei podczas rozmowy z rodziną pacjenta. Odkrycie mutacji w genie Kir6.2 jako przyczyny przetrwałej cukrzycy noworodkowej było pierwszym krokiem na drodze do poznania podłoża genetycznego PNDM. Ostatnie lata przyniosły dalszy postęp w tej dziedzinie. Okazuje się, że znaczny odsetek chorych z PNDM, u których nie potwierdzono obecności mutacji w genie Kir6.2, jest nosicielem mutacji w opisywanym powyżej w aspekcie znaczenia fizjologicznego i struktury genie dla SUR1 (ABCC8) [48, 50, 51]. Niestety, gen ten jest znacznie większy od Kir6.2; jego sekwencjonowanie (jedyna skuteczna metoda potwierdzenia lub wykluczenia mutacji) jest praco- i czasochłonne. Obraz kliniczny cukrzycy zależnej od mutacji w SUR1 może być bardzo różny: może to być klasyczna przetrwała cukrzyca noworodkowa, przejściowa cukrzyca noworodkowa (z możliwością ewentualnego nawrotu choroby), jak również cukrzyca pojawiająca się po raz pierwszy u osób dorosłych [51]. Reakcja na pochodne sulfonylomocznika jest bardzo zróżnicowana, zależnie od typu mutacji; w większości przypadków możliwe jest całkowite odstawienie insuliny i wdrożenie pochodnych sulfonylomocznika [52], dlatego, podobnie jak w przypadku mutacji w Kir6.2, postawienie odpowiedniej diagnozy molekularnej ma ogromne znaczenie dla każdego nosiciela mutacji. Liczba pacjentów chorujących na PNDM będących nosicielami mutacji w genie insuliny jest nieco mniejsza niż osób z mutacją Kir6.2 [53, 54]. Postulowany mechanizm powstawania cukrzycy w tym przypadku to produkcja nieprawidłowej cząsteczki insuliny (w części przypadków zahamowanie syntezy insuliny z proinsuliny) z jej akumulacją w retikulum endoplazmatycznym, wywoływaniem stresu oksydacyjnego i apoptozą komórek beta trzustki [53]. W związku z tym próba leczenia pochodnymi sulfonylomocznika nie jest uzasadniona. Wiadomo, że w pojedynczych przypadkach PNDM może się wiązać z mutacjami w genach czynnika promotora insuliny 1a (IPF-1a, insulin promoter factor 1a), glukokinazy, kinazy 3 czynnika inicjacji translacji u eukariotów 2a (EIF2AK3, eukaryotic translation initiation factor-2a kinase 3) oraz czynnika transkrypcyjnego Foxp3 (forkhead box-p3) [55 59]. Ponie- 586

9 PORADNICTWO GENETYCZNE W CUKRZYCY waż szanse znalezienia mutacji we wspomnianych genach u pacjentów z PNDM są bardzo małe, należy bardzo ostrożnie kwalifikować chorych do badań w ich kierunku, uwzględniając obecność dodatkowych objawów klinicznych. Po pierwsze, agenezja trzustki sugeruje homozygotyczne nosicielstwo mutacji w genie IPF-1a [57]. Po drugie, istnienie dodatniego, wielopokoleniowego, obecnego w obu liniach dziedziczenia (matczynej i ojcowskiej) wywiadu rodzinnego w kierunku stosunkowo łagodnych zaburzeń gospodarki węglowodanowej może sugerować obecność mutacji obu alleli w genie glukokinazy [56]. Mutacje w genie EIF2AK3 powodują zespół Wolcotta-Rallisona, w skład którego, oprócz cukrzycy, wchodzi zahamowanie wzrostu i dysplaza chrząstek stawowych [58]. W końcu, mutacje w genie Foxp3 wywołują cukrzycę dziedziczoną w sposób matczyny, enteropatię, poliendokrynopatię [59]. Należy podkreślić, że dostępność badań wspomnianych genów jest ograniczona Rzadkie zespoły insulinooporności niedoceniany problem Problem właściwego rozpoznania etiologicznego i poradnictwa genetycznego dotyczy nie tylko monogenowych form choroby związanych z upośledzonym wydzieleniem insuliny, ale także rzadkich zespołów insulinooporności i cukrzycy. Jeszcze do niedawna cała wiedza związana z tymi rzadkimi postaciami sprowadzała się do przypadków choroby związanych z mutacjami receptora insulinowego skutkującymi zróżnicowanym fenotypem (krasnoludkowatość, zespół Rabsona-Mendehalla, insulinooporność typu A) [60 63]. Dopiero stosunkowo niedawno powiązano rzadkie przypadki cukrzycy i nasilonej insulinooporności z różnicami sekwencji w innych genach związanych z białkami leżącymi na szlaku postreceptorowego działania insuliny. Dotyczy to genu kinazy AKT2 (znanej też jako PKBb), czynnika transkrypcyjnego peroksysomalnego aktywowanego proliferacyjnie receptora g (PPARg, peroxisome proliferator-activated receptor g) oraz laminy, kodującej element białkowej wyściółki wewnętrznej powierzchni błony jądrowej [64 70]. Mutacje tego ostatniego genu są prawdopodobnie najczęstszą monogenową postacią insulinooporności i wynikającej z niej cukrzycy [71]. Trzeba dokładnie rozważyć, kiedy należy myśleć o rzadkich przypadkach genetycznie uwarunkowanej insulinooporności. Tego rodzaju możliwość należy uwzględnić, kiedy w rodzinie oprócz cukrzycy występują także zaburzenia dystrybucji i ilości tkanki tłuszczowej (brak podskórnej tkanki tłuszczowej w okolicy kończyn i pośladków; ryc. 21.2), zmiany skórne o typie acanthosis nigricans, czasami cechy przedwczesnego starzenia się. W badaniach laboratoryjnych zwracają uwagę wysokie stężenia insuliny i peptydu C oraz zaburzenia lipidowe, typowo niskie stężenie cholesterolu frakcji lipoprotein o dużej gęstości i wysokie stężenie triglicerydów. Częstość występowania poszczególnych elementów obrazu klinicznego zależy od specyfiki defektu molekularnego. Poradnictwo genetyczne w przypadkach zespołów insulinoooporności jest trudnym zadaniem. Po pierwsze, poszukiwanie mutacji w opisanych powyżej genach jest domeną badań naukowych, a w Polsce obecnie jest ono praktycznie niedostępne. Po drugie, sposób dziedziczenia defektu może się różnić nawet w obrębie tego samego genu. Na przykład w przypadku receptora insulinowego i laminy fenotyp może się wiązać zarówno z dziedziczeniem autosomalnie recesywnym, jak i autosomalnie dominującym [72 75]. Po trzecie, nie ma dowodów na spektakularny wpływ terapii zmodyfikowanej pod wpływem diagnozy molekularnej na rokowanie w poszczególnych formach choroby. Warto jednak zaznaczyć, że istnieją doniesienia o korzystnym działaniu tiazolidynedionów na terapię cukrzycy związanej z mutacjami w genie laminy [76]. 587

10 CUKRZYCA KOMPENDIUM Rycina Zaburzenia dystrybucji tkanki tłuszczowej u chorej z mutacją w genie dla laminy (LMNA) Poradnictwo genetyczne w złożonych formach cukrzycy typu 1 i typu 2 wyzwanie na przyszłość Zdecydowana większość przypadków cukrzycy wiąże się z dziedziczeniem o złożonym charakterze. Oznacza to, że fenotyp choroby wynika z oddziaływania wielu różnych, predysponujących i ochronnych, czynników genetycznych i środowiskowych, które ze sobą współdziałają. Czynniki genetyczne są reprezentowane nie przez rzadkie ciężkie mutacje, jak to opisano wcześniej, ale przez częste polimorfizmy. Są one obecne nie tylko wśród chorych na cukrzycę, ale także wśród zdrowej populacji. Rola każdego z genów związanych z predyspozycją do złożonej formy cukrzycy typu 2, stanowiącej około 90% wszystkich przypadków choroby, jest stosunkowo niewielka. Przykładem jest polimorfizm Pro12Ala w genie PPARg. Nosiciele częstszego z wariantów, proliny, cechują się jedynie około 1,25-krotnie większym ryzykiem zachorowania niż nosiciele alaniny [77]. Sytuacja wygląda podobnie w przypadku genów kalpainy 10, Kir6.2 czy też czynnika transkrypcyjnego TCF7L2 [78 80]. Genów odgrywających zbliżoną, niewielką rolę w patogenezie złożonej formy cukrzycy typu 2, które nie zostały dotąd opisane, jest zapewne wiele; dotychczasowe badania oparte w większości na technice asocjacyjnego badania całego genomu doprowadziły do identyfikacji 11 spośród nich [13, 14], a dla kolejnych 6 opisano loci chromosomalne [79, 81]. Jest zatem oczywiste, że uwzględniając ich liczbę oraz niewielkie ryzyko z nimi związane, a także znaczny wpływ czynników środowiskowych, badania genetyczne na obecnym etapie wiedzy nie mają praktycznie żadnego znaczenia. Nie oznacza to, że w codziennej praktyce nie możemy się spotkać z pytaniami dotyczącymi kwestii genetycznych, takich jak problem ryzyka zachorowania u kolejnych członków rodziny. Niestety, wartość predykcyjna opisanych dotychczas polimorfizmów związanych ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na cukrzycę typu 2 jest niewielka. 588

11 PORADNICTWO GENETYCZNE W CUKRZYCY Nawet gdyby, teoretycznie, istniała możliwość przebadania pacjenta pod kątem nosicielstwa niekorzystnego układu alleli we wszystkich znanych genach dla cukrzycy typu 2, wartość takiego testu byłaby niewielka. Znacznie więcej informacji dotyczących zagrożenia rozwojem cukrzycy typu 2 w przyszłości daje ocena tradycyjnych czynników ryzyka, takich jak otyłość, mała aktywność fizyczna czy dodatni wywiad rodzinny w kierunku cukrzycy typu 2. Sytuacja ta może się zmienić w przyszłości wraz z odkryciem kolejnych genów predysponujących do rozwoju choroby i opracowaniem tańszych oraz mniej pracochłonnych metod genotypowania. O praktycznej użyteczności badań genetycznych w cukrzycy typu 2 w przyszłości może też zadecydować poszerzenie wiedzy na temat interakcji i wzajemnego powiązania między czynnikami genetycznymi i środowiskowymi w rozwoju choroby. Z kolei już dziś podejmuje się próby oparcia wyboru rodzaju terapii cukrzycy typu 2 na wyniku badania genetycznego [82]. Nieco inaczej wygląda sytuacja w przypadku złożonej formy cukrzycy typu 1. Region HLA zlokalizowany na chromosomie 6p ma bardzo duże znaczenie w genetycznej podatności na zachorowanie na autoimmunologiczną postać cukrzycy, odpowiadając za około 50% rodzinnej zapadalności na tę chorobę [83]. Region ten nie ma analogicznego odpowiednika w cukrzycy typu 2, ponieważ żaden z genów związanych z tą chorobą nie jest aż tak istotny. Ustalenie osobniczych haplogenotypów w układzie HLA pozwala na wskazanie osób ze znacznym ryzykiem zachorowania. Może być ono w niektórych przypadkach nawet kilkadziesiąt razy większe niż w populacji ogólnej. Warto podkreślić, że ryzyko związane z poszczególnymi genotypami układu HLA jest zróżnicowane w różnych grupach etnicznych. Zatem badania przesiewowe w konkretnych populacjach muszą być poprzedzone oceną ryzyka związaną z poszczególnymi genotypami układu HLA. Możliwe jest przeprowadzenie czułych i swoistych badań genów klasy II układu HLA, takich jak DRB1, DQA1, DQB1, które definiują ryzyko u poszczególnych osób [84]. Obecnie nie zaleca się badań przesiewowych w populacji ogólnej pod kątem ryzyka cukrzycy typu 1. Takie analizy są domeną prospektywnych projektów oceniających i opisujących historię naturalną choroby lub też badających możliwość jej zapobiegania [85 87]. Niekiedy takie badania są uzupełniane oceną przeciwciał typowych dla cukrzycy typu 1, aby zwiększyć ich wartość predykcyjną. Należy podkreślić, że w ostatnim czasie ostatecznie potwierdzono rolę kilku genów, takich jak insulina, PTPN22 oraz receptor CTLA4, w patogenezie cukrzycy typu 1 i odkryto kilka nowych loci chromosomalnych, w których mogą się znajdować geny odgrywające istotną rolę w rozwoju cukrzycy typu 1; ich identyfikacja powinna nastąpić w bliskiej przyszłości [88] Podsumowanie Jak opisano w niniejszym rozdziale, badania i poradnictwo genetyczne odgrywają już dziś dużą rolę w opiece klinicznej nad pacjentami z monogenowymi formami cukrzycy, w tym także wchodzącej w skład bardziej złożonych zespołów. Wartość rokownicza takich badań jest jednak bardzo ograniczona w odniesieniu do złożonej formy cukrzycy typu 1, a zwłaszcza cukrzycy typu 2. Dlatego też szeroka diagnostyka molekularna tych złożonych, wielogenowych typów cukrzycy nie ma jeszcze zastosowania. Można mieć jednak nadzieję, że w przyszłości wraz z powstaniem bardziej kompletnego obrazu roli czynników genetycznych i ich interakcji z elementami środowiskowymi rola prognostyczna, diagnostyczna i terapeutyczna tych badań u poszczególnych osób znacznie się zwiększy. Stworzy to pole dla szerokiego współdziałania diabetologów, genetyków klinicznych, biologów molekularnych i farmakologów w procesie kompleksowej opieki nad pacjentem, która pozwoli na indywidualizację terapii. 589

12 CUKRZYCA KOMPENDIUM Piśmiennictwo 1. Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Report of the expert committee on the diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes Care 2003; 26 (supl. 1): S5 S Classification and diagnosis of diabetes mellitus and other categories of glucose intolerance. National Diabetes Data Group. Diabetes 1979; 28: Pearson E.R., Hattersley A.T. Unravelling the heterogeneity of non insulin dependent diabetes. J. R. Coll. Physicians. Lond. 2000; 34: Hattersley A.T. Molecular genetics goes to the diabetes clinic. Clin. Med. 2005; 5: Malecki M.T. Genetics of type 2 diabetes mellitus. Diabetes Res. Clin. Pract. 2005; 68 (supl. 1): S10 S McCarthy M.I., Hattersley A.T. Molecular diagnostics in monogenic and multifactorial forms of type 2 diabetes. Expert Rev. Mol. Diagn. 2001; 1: Porter J.R., Barrett T.G. Monogenic syndromes of abnormal glucose homeostasis: clinical review and relevance to the understanding of the pathology of insulin resistance and beta-cell failure. J. Med. Genet. 2005; 16: Hattersley A.T. Maturity-onset diabetes of the young: clinical heterogeneity explained by genetic heterogeneity. Diabet. Med. 1998; 15: Fajans S.S., Bell G.I., Polonsky K.S. Molecular mechanisms and clinical pathophysiology of maturity-onset diabetes of the young. N. Engl. J. Med. 2001; 345: Gloyn A.L., Pearson E.R., Antcliff J.F. i wsp. Activating mutations in the gene encoding the ATP-sensitive potassium-channel subunit Kir6.2 and permanent neonatal diabetes. N. Engl. J. Med. 2004; 350: Liljestrom B., Aktan-Collan K, Isomaa B. i wsp. Genetic testing for maturity onset diabetes of the young: uptake, attitudes and comparison with hereditary non-polyposis colorectal cancer. Diabetologia 2005; 48: Malecki M.T., Skupien J., Gorczynska-Kosiorz S. Renal malformations may be linked to mutations in the hepatocyte nuclear factor-1alpha (MODY3) gene. Diabetes Care 2005; 28: Scott L.J, Mohlke K.L., Bonnycastle L.L.Y. A genome-wide association study of type 2 diabetes in Finns detects multiple susceptibility variants. Science 2007; 316: Wellcome Trust Case Control Consortium. Genome-wide association study of 14,000 cases of seven common diseases and 3,000 shared controls. Nature 2007; 447: Ellard S., Bellanné-Chantelot C., Hattersley A.T. European Molecular Genetics Quality Network (EMQN) MODY Group. Best practice guidelines for the molecular genetic diagnosis of maturity-onset diabetes of the young. Diabetologia 2008; 51: Pearson E.R., Liddell W.G., Shepherd M., Corrall R.J., Hattersley A.T. Sensitivity to sulphonylureas in patients with hepatocyte nuclear factor-1alpha gene mutations: evidence for pharmacogenetics in diabetes. Diabet. Med. 2000; 17: Schnyder S., Mullis P.E., Ellard S., Hattersley A.T., Fluck C.E. Genetic testing for glucokinase mutations in clinically selected patients with MODY: a worthwhile investment. Swiss Med. Wkly 2005; 135: Pearson E.R, Velho G., Clark P. i wsp. Beta-cell genes and diabetes: quantitative and qualitative differences in the pathophysiology of hepatic nuclear factor-1alpha and glucokinase mutations. Diabetes 2001; 50 (supl. 1): S101 S Menzel R., Kaisaki P.J., Rjasanowski I., Heinke P., Kerner W., Menzel S. A low renal threshold for glucose in diabetic patients with a mutation in the hepatocyte nuclear factor-1alpha (HNF-1alpha) gene. Diabet. Med. 1998; 15: Bingham C., Ellard S., Allen L. Abnormal nephron development associated with a frameshift mutation in the transcription factor hepatocyte nuclear factor-1beta. Kidney Int. 2000, 57: Shepherd M., Ellis I., Ahmad A.M. Predictive genetic testing in maturity-onset diabetes of the young (MODY). Diabet. Med. 2001; 18: Honkanen E.H., Isomaa B., Sarelin L., Lehto M., Groop L., Tuomi T. Onset of glucose intolerance in MODY3 Pro291fsInsC mutation carriers coincides with pubertal years a prospective follow-up study. Diabetologia 2002; 45: A Pearson E.R., Starkey B.J., Powell R.J., Gribble F.M., Clark P.M., Hattersley A.T. Genetic cause of hyperglycaemia and response to treatment in diabetes. Lancet 2003; 362: Isomaa B., Henricsson M., Lehto M. i wsp. Chronic diabetic complications in patients with MODY3 diabetes. Diabetologia 1998; 41: Klupa T., Warram J.H., Antonellis A. Determinants of the development of diabetes (maturity-onset diabetes of the young-3) in carriers of HNF-1alpha mutations: evidence for parent-of-origin effect. Diabetes Care 2002; 25: Stride A., Shepherd M., Frayling T.M., Bulman M.P., Ellard S. Hattersley A.T. Intrauterine hyperglycemia is associated with an earlier diagnosis of diabetes in HNF-1alpha gene mutation carriers. Diabetes Care 2002; 25: Malecki M.T., Klupa T., Frey J. i wsp. Identification of a new mutation in the hepatocyte nuclear factor-1alpha gene in a Polish family with early-onset type 2 diabetes mellitus. Diabetes Nutr. Metab. 2001; 14: Ballinger S.W., Shoffner J.M., Hedaya E.V. Maternally transmitted diabetes and deafness associated with a 10.4 kb mitochondrial DNA deletion. Nat. Genet. 1992; 1: Maassen J.A., Hart L.M., Van Essen E. Mitochondrial diabetes: molecular mechanisms and clinical presentation. Diabetes 2004; 53 (supl. 1): S103 S van den Ouweland J.M., Lemkes H.H., Ruitenbeek W. Mutation in mitochondrial trna(leu)(uur) gene in a large pedigree with maternally transmitted type II diabetes mellitus and deafness. Nat. Genet. 1992; 1: Maassen J.A., Kadowaki T. Maternally inherited diabetes and deafness: a new diabetes subtype. Diabetologia 1996; 39:

13 PORADNICTWO GENETYCZNE W CUKRZYCY 32. Goto Y., Nonaka I., Horai S. A mutation in the trna(leu)(uur) gene associated with the MELAS subgroup of mitochondrial encephalomyopathies. Nature 1990; 348: Malecki M., Klupa T., Wanic K., Frey J., Cyganek K., Sieradzki J. Search for mitochondrial A3243G trna(leu) mutation in Polish patients with type 2 diabetes mellitus. Med. Sci. Monit. 2001; 7: Derrien C., Maugendre D., Sonnet E., Gall J.Y.L., Allanic H., David V. Accurate detection of low percentages of mutation A3243G in blood using a new non-radioactive method. Diabetologia 1999; 42 (supl. 1): 453 (streszczenie). 35. Choo-Kang A.T, Lynn S., Taylor G.A. Defining the importance of mitochondrial gene defects in maternally inherited diabetes by sequencing the entire mitochondrial genome. Diabetes 2002; 51: Sperling M.A. Neonatal diabetes mellitus: from understudy to center stage. Curr. Opin. Pediatr. 2005; 17: Hattersley A.T., Ashcroft F.M. Activating mutations in Kir6.2 and neonatal diabetes: new clinical syndromes, new scientific insights, and new therapy. Diabetes 2005; 54: Gloyn A.L., Pearson E.R., Antcliff J.F. Activating mutations in the gene encoding the ATP-sensitive potassium- -channel subunit Kir6.2 and permanent neonatal diabetes. N. Engl. J. Med. 2004; 350: Proks P., Antcliff J.F., Lippiat J., Gloyn A.L., Hattersley A.T., Ashcroft F.M. Molecular basis of Kir6.2 mutations associated with neonatal diabetes or neonatal diabetes plus neurological features. Proc. Natl. Acad. Sci. 2004; 101: Sagen J.V., Raeder H., Hathout E. Neonatal diabetes due to mutations in KCNJ11 encoding Kir6.2: patient characteristics and initial response to sulfonylurea therapy. Diabetes 2004; 53: Vaxillaire M., Populaire C., Busiah K. i wsp. Kir6.2 mutations are a common cause of permanent neonatal diabetes in a large cohort of French patients. Diabetes 2004; 53: Massa O., Iafusco D., D Amato E. i wsp. Early Onset Diabetes Study Group of the Italian Society of Pediatric Endocrinology and Diabetology: KCNJ11 activating mutations in Italian patients with permanent neonatal diabetes. Hum. Mutat. 2005; 25: Klupa T., Edghill E.L., Nazim J. i wsp. The identification of a R201H mutation in KCNJ11, which encodes Kir6.2, and successful transfer to sustained-release sulphonylurea therapy in a subject with neonatal diabetes: evidence for heterogeneity of beta cell function among carriers of the R201H mutation. Diabetologia 2005; 48: Koster J.C., Permutt M.A., Nichols C.G. Diabetes and Insulin Secretion: The ATP-Sensitive K+ channel (KATP) Connection. Diabetes 2005; 54: Koster J.C., Remedi M.S., Dao C., Nichols C.G. ATP and sulfonylurea sensitivity of mutant ATP-sensitive K+ channels in neonatal diabetes: implications for pharmacogenomic therapy. Diabetes 2005; 54: Zung A., Glaser B., Nimri R., Zadik Z. Glibenclamide treatment in permanent neonatal diabetes mellitus due to an activating mutation in Kir6.2. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2004; 89: Malecki M.T., Klupa T., Flanagan S. i wsp. Kir6.2 mutations search in patients with permanent neonatal diabetes from a Polish population: the identification of a R201H mutation in KCNJ11, which encodes Kir6.2, and successful transfer to sustained-release sulphonylurea therapy in a subject with neonatal diabetes: evidence for heterogeneity of beta cell function among carriers of the R201H mutation. Diabetologia 2005; 48: (supl. 1): 297 (streszczenie). 48. Młynarski W., Tarasov A.I., Gach A. i wsp. Sulphonylurea improves CNS function in a case of intermediate DEND syndrome caused by a mutation in KCNJ11. Nat. Clin. Pract. Neurol. 2007; 11: Slingerland A.S., Hurx W., Noordam K. Sulphonylurea therapy improves cognition in a patient with the V59M KCNJ11 mutation. Diabet. Med. 2008; 25: Babenko A.P., Polak M., Cavé H. i wsp. Activating mutations in the ABCC8 gene in neonatal diabetes mellitus. N. Engl. J. Med. 2006; 355: Patch A.M., Flanagan S.E., Boustred C., Hattersley A.T., Ellard S. Mutations in the ABCC8 gene encoding the SUR1 subunit of the KATP channel cause transient neonatal diabetes, permanent neonatal diabetes or permanent diabetes diagnosed outside the neonatal period. Diabetes Obes. Metab. 2007; 9 (supl. 2): Rafiq M., Flanagan S.E., Patch A.M., Shields B.M., Ellard S., Hattersley A.T. Neonatal Diabetes International Collaborative Group. Effective treatment with oral sulfonylureas in patients with diabetes due to sulfonylurea receptor 1 (SUR1) mutations. Diabetes Care 2008; 31: Støy J., Edghill E.L., Flanagan S.E. i wsp. Neonatal Diabetes International Collaborative Group. Insulin gene mutations as a cause of permanent neonatal diabetes. Proc. Natl. Acad. Sci. 2007; 104: Edghill E.L, Flanagan S.E., Patch A.M. i wsp. Insulin mutation screening in 1,044 patients with diabetes: mutations in the INS gene are a common cause of neonatal diabetes but a rare cause of diabetes diagnosed in childhood or adulthood. Diabetes 2008; 57: Njolstad P.R., Sagen J.V., Bjorkhaug L. i wsp. Permanent neonatal diabetes caused by glucokinase deficiency: inborn error of the glucose-insulin signaling pathway. Diabetes 2003; 52: Njolstad P.R., Sovik O., Cuesta-Munoz A. i wsp. Neonatal diabetes mellitus due to complete glucokinase deficiency. N. Engl. J. Med. 2001, 344: Stoffers D.A., Zinkin N.T., Stanojevic V., Clarke W.L., Habener J.F. Pancreatic agenesis attributable to a single nucleotide deletion in the human IPF1 gene coding sequence. Nat. Genet. 1997; 15: Delepine M., Nicolino M., Barrett T., Golamaully M., Lathrop G.M., Julier C. EIF2AK3, encoding translation initiation factor 2-alpha kinase 3, is mutated in patients with Wolcott-Rallison syndrome. Nat. Genet. 2000; 25: Wildin R.S., Ramdell F., Peake J. X-linked neonatal diabetes mellitus, enteropathy and endocrinopathy syndrome is the human equivalent of mouse scurfy. Nat. Genet. 2001; 27: Kishimoto M., Hashiramoto M., Yonezawa K., Shii K., Kazumi T., Kasuga M. Substitution of glutamine for arginine A newly identified mutation in the catalytic loop of the tyrosine kinase domain of the human insulin receptor. J. Biol. Chem. 1994; 269: Kadowaki H., Takahashi Y., Ando A. Four mutant alleles of the insulin receptor gene associated with genetic syndromes of extreme insulin resistance. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997; 237:

14 CUKRZYCA KOMPENDIUM 62. Rau H., Kocova M., O Rahilly S., Whitehead J.P. Naturally occurring amino acid substitutions at Arg1174 in the human insulin receptor result in differential effects on receptor biosynthesis and hybrid formation, leading to discordant clinical phenotypes. Diabetes 2000; 49: Donohue W.L., Uchida I. Leprechaunism: a euphemism for a rare familial disorder. J. Pediatr. 1954; 45: George S., Rochford J.J., Wolfrum C. A family with severe insulin resistance and diabetes due to a mutation in AKT2. Science 2004; 304: Tontonoz P., Hu E., Spiegelman B.M. Stimulation of adipogenesis in fibroblasts by PPARg2, a lipid activated transcription factor. Cell 1994; 79: Barroso T., Gurnell M., Crowley V.E.F. Dominant negative mutations in human PPARg associated with severe insulin resistance, diabetes mellitus and hypertension. Nature 1999; 402: Savage D.B., Tan G.D., Acerini C.L. i wsp. Human metabolic syndrome resulting from dominant-negative mutations in the nuclear receptor peroxisome proliferator-activated receptor-gamma. Diabetes 2003; 52: Stuurman N., Heins S., Aebi U. Nuclear lamins: their structure, assembly, and interactions. J. Struct. Biol. 1998; 22: Shackleton S., Lloyd D.J., Jackson S.N. LMNA, encoding lamin A/C, is mutated in partial lipodystrophy. Nat. Genet. 2000; 24: Cao H., Hegele R.A. Nuclear lamin A/C R482Q mutation in canadian kindreds with Dunnigan-type familial partial lipodystrophy. Hum. Mol. Genet. 2000; 9: Donadille B., Lascols O., Capeau J., Vigouroux C. Etiological investigations in apparent type 2 diabetes: when to search for lamin A/C mutations? Diabetes Metab. 2005; 31: Speckman R.A., Garg A., Du F. Mutational and haplotype analyses of families with familial partial lipodystrophy (Dunnigan variety) reveal recurrent missense mutations in the globular C-terminal domain of lamin A/C. Am. J. Hum. Genet. 2000; 66: Novelli G., Muchir A., Sangiuolo F. Mandibuloacral dysplasia is caused by a mutation in LMNA-encoding lamin A/C. Am. J. Hum. Genet. 2002; 71: Moller D.E., Yokota A., White M.F., Pazianos A.G., Flier J.S. A naturally occurring mutation of insulin receptor alanine 1134 impairs tyrosine kinase function and is associated with dominantly inherited insulin resistance. J. Biol. Chem. 1990; 265: Kusari J., Takata Y., Hatada E., Freidenberg G., Kolterman O., Olefsky J.M. Insulin resistance and diabetes due to different mutations in the tyrosine kinase domain of both insulin receptor gene alleles. J. Biol. Chem. 1991; 266: Owen K.R., Donohoe M., Ellard S., Hattersley A.T. Response to treatment with rosiglitazone in familial partial lipodystrophy due to a mutation in the LMNA gene. Diabet. Med. 2003; 20: Altshuler D., Hirschhorn J.N., Klannemark M. The common PPARg Pro12Ala polymorphism is associated with decreased risk of type 2 diabetes. Nat. Genet. 2000; 26: Horikawa Y., Oda N., Cox N.J. Genetic variation in the gene encoding calpain 10 is associated with type 2 diabetes mellitus. Nat. Genet. 2000; 26: Gloyn A.L., Weedon M.N., Owen K.R. Large-scale association studies of variants in genes encoding the pancreatic beta-cell KATP channel subunits Kir6.2 (KCNJ11) and SUR1 (ABCC8) confirm that the KCNJ11 E23K variant is associated with type 2 diabetes. Diabetes 2003; 52: Grant S.F., Thorleifsson G., Reynisdottir I. i wsp. Variant of transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) gene confers risk of type 2 diabetes. Nat. Genet. 2006; 38: Zeggini E., Scott L.J., Saxena R. i wsp. Meta-analysis of genome-wide association data and large-scale replication identifies additional susceptibility loci for type 2 diabetes. Nat. Genet. 2008; 40: Pearson E.R., Donnelly L.A., Kimber C. i wsp. Variation in TCF7L2 influences therapeutic response to sulfonylureas: a GoDARTs study. Diabetes 2007; 56: Redondo M.J., Eisenbarth G.S. Genetic control of autoimmunity in type I diabetes and associated disorders. Diabetologia 2002; 45: Ilonen J., Sjoroos M., Knip M. Estimation of genetic risk for type 1 diabetes. Am. J. Med. Genet. 2002; 30: Gale E.A., Bingley P.J., Emmett C.L., Collier T. European Nicotinamide Diabetes Intervention Trial (ENDIT) Group. European Nicotinamide Diabetes Intervention Trial (ENDIT): a randomised controlled trial of intervention before the onset of type 1 diabetes. Lancet 2004; 363: Skyler J.S., Krischer J.P., Wolfsdorf J. Effects of oral insulin in relatives of patients with type 1 diabetes: the diabetes prevention trial type 1. Diabetes Care 2005; 28: Rewers M., Bugawan T.L., Norris J.M. i wsp. Newborn screening for HLA markers associated with IDDM: diabetes autoimmunity study in the young (DAISY). Diabetologia 1996; 39: Todd J.A., Walker N.M., Cooper J.D. i wsp. Robust associations of four new chromosome regions from genome-wide analyses of type 1 diabetes. Nat. Genet. 2007; 39: