Osnovni mehanizam je obično problem sa vezivnim tkivom zbog nedostatka kolagena tipa I.[1] To se događa u više od 90% slučajeva zbog mutacija u genima COL1A1 ili COL1A2.[1] Ovi genetički problemi često su naslijeđeni od roditelja osobe u autosomno dominantnom obrascuili se javljaju s novom mutacijom.[1] Postoji najmanje osam glavnih tipova, s tim da je tip I najmanje težak, a tip II najteži.[1] Dijagnoza često zasniva se na simptomima i može se potvrditi analizom kolagena ili testiranjem DNK.[5]
Liječenje i prognoza
Ne postoji lijek.[5] Održavanje zdravog načina života vježbanjem i izbjegavanjem pušenja može pomoći u sprečavanju prijeloma.[8] Liječenje može uključivati njegu slomljenih kostiju, lijekove protiv bolova, fizioterapiju , ograde ili invalidska kolica i operacija.[8] Za njihovo učvršćivanje može se uraditi vrsta operacije kojom se metalne šipke provlače kroz duge kosti.[8] Okvirni dokazi podržavaju upotrebu lijekova tipa bisfosfonata.[9][10]
Znaci i simptomi
Vezivna tkiva
OI uzrokuje vrlo tanke krvne sudove, a može rezultirati i lahkim modricama. Slabljenje mišića rezultirat će deformacijama kostiju i problemima.
Sluh
Oko 50% odraslih sa OI ima značajan gubitak sluha, često pod utjecajem ranijeg gubitka sluha u odnosu na opću populaciju. Gubitak sluha kod OI može i ne mora biti povezan sa vidljivim deformacijama slušnih koščica i unutrašnjeg uha.[11] Gubitak sluha često započinje između druge i četvrte decenije života, a može biti provodne, senzorinervne ili mješovite prirode.[12]
Neurološki
OI je povezan s nizom neuroloških abnormalnosti, koje obično uključuju centralni živčani sistem, zbog deformacije skeletnih struktura koje ga obavijaju. Neurološke komplikacije mogu negativno uticati na životni vijek, a možda će biti potrebna neurohirurška intervencija, kako bi se ispravile teške komplikacije.[13]
Gastrointestinalni
Prema dvije studije na ispitanicima pogođenim OI, može biti povezana s ponavljajućim bolovima u trbuhu i hroničnim zatvorom.[14][15][16]
Podtipovi
Postoji najmanje devet različitih tipova OI. Tip I je najčešći. Simptomi se razlikuju od osobe do osobe.
Kolagen je normalnog kvaliteta, ali se proizvodi u nedovoljnim količinama.
Kosti se lahko lome
Mali pršljenovi
Labavi zglobovi
Slab mišićni tonus
Promjena boje na bjeloočnici (bjeloočnice), obično im daje plavo-sivu boju. Plavo-siva boja bjeloočnice posljedica je osnovnog horoidnog pigmenta koji se probija. To je zbog toga što su bjeloočnice tanje od normalnih, jer se oštećeni kolagen tipa I ne stvara pravilno.
Definirani su IA i IB, da se razlikuju po odsutnosti/prisutnosti dentinogeneze imperfecta (koju karakteriziraju opalescentni zubi; odsutna u IA, prisutna u IB). Očekivano trajanje života je malo smanjeno u odnosu na opću populaciju zbog mogućnosti fatalnih prijeloma kostiju i komplikacija povezanih s OI tipa I, kao što je bazilarna invaginacija.
Tip II može se dalje klasificirati u skupine A, B i C, koje se razlikuju radiografskom procjenom dugih kostiju i rebara. Tip IIA pokazuje široke i kratke duge kosti sa širokim i zrnastim rebrima. Tip IIB ima široke i kratke duge kosti s tankim rebrima, koja imaju malo ili nimalo zrna. Tip IIC je sa tankim i dužim dugim kostima, s tankim i zrnastim rebrima.
Tip III
Kolagen je nepropisno formiran, stvara se dovoljno kolagena, ali je neispravan.
Kosti se lahko lome, ponekad i prije rođenja
Deformacija kosti, često teška
Mogući problemi s dišnim sistemom
Niskog rasta, zakrivljenost kičme i ponekad rebrasti prsten u obliku bačve
Tip III razlikuje se među ostalim klasifikacijama kao tip "progresivne deformacije", u kojem novorođenče ima blage simptome pri rođenju i razvija gore spomenute simptome tokom života. Životni vijek može biti normalan, iako s ozbiljnim fizičkim hendikepom.
Tip IV
Količina kolagena je dovoljna, ali nije dovoljno kvalitetan
Nizak rast, zakrivljenosti kičme i grudnog koša u obliku bačve
Deformacija kostiju je blaga do umjerena
Rani gubitak sluha
Slično tipu I, tip IV može se dalje klasificirati u tipove IVA i IVB koje karakterizira odsutnost (IVA) ili prisutnost (IVB) dentinogenesis imperfecta.
Tip V
Imajući iste kliničke značajke kao tip IV, histološki se razlikuje po izgledu kostiju poput mrežaste strukture. Nadalje, karakteriziran je "V trozvukom" koji se sastoji od (a) radio-neprozirne trake uz ploče za rast, (b) hipertrofiranih žuljeva na mjestima prijeloma i (c) &kalcifikacije radio-ulninemeđukostne membrane.[23]
OI Tip V obilježen je kalcifikacijama membrane između dviju kostiju podlaktice, što otežava okretanje zgloba. Sljedeći simptom su abnormalno velike količine popravnog tkiva (hiperplazijski kalus) na mjestu prijeloma. Ostale značajke ovog stanja uključuju radijalno iščašenje glave, naklon dugih kostiju i mješoviti gubitak sluha. Bar neki slučajevi ovog tipa uzrokovani su mutacijama gena "IFITM5".[20]
Tip V OI u odraslih
Tip V OI kod djeteta
Tip VI
S istim kliničkim značajkama kao i tip IV, histološki se razlikuje po izgledu kostiju poput "riblje ljuske". Nedavno je utvrđeno da je tip VI uzrokovan gubitkom mutacije funkcije u genu SERPINF1 . SERPINF1 , član porodice serpina, poznat je i kao faktor izveden iz pigmentnog epitela (PEDF), najmoćniji endogeni antiangiogeni faktor kod sisara.
Tip VII
Godine 2006. otkriven je recesivni oblik zvani "Tip VII" (fenotip težak do smrtonosnog). Do sada se činilo da je ograničen na autohtono pleme zvano Prvi narodi u Quebecu.[24] Ovaj tip uzrokuju mutecije gena CRTAP.[25]
Tip VIII
OI uzrokovana mutacijom gena LEPRE1 klasificirana je kao tip VIII.
Tip IX
Osteogenesis imperfecta tipa IX (OI9) uzrokovana je homozigotnom ili složenom heterozigotnom mutacijom u genu PPIB na hromosomu 15q22.[26]
Tip X
Uzrokovan je homozigotnom mutacijom gena SERPINH na hromosomu 11q13.[27]
Tip XI
OI izazvana mutacijama FKBP10 na hromosomu 17q21.[28] The mutations cause a decrease in secretion of trimeric procollagen molecules. These mutations can also cause autosomal recessive Bruck syndrome which is similar to OI.
Tip XII
OI uzrokovana okvirnom mutacijom u SP7. Ova mutacija uzrokuje deformacije kostiju, prijelome i odgođenu nicanje zuba.[29]
Tip XIII
OI uzrokovana mutacijom gena koštanog morfogenog proteina 1 (BMP1).[30][31] Ova mutacija uzrokuje ponavljane prijelome, visoku koštanu masu i hiperekstenzivne zglobove.[32]
Tip XIV
OI uzrokovana mutacijama gena TMEM38B. Ova mutacija uzrokuje ponovljene prijelome i osteopeniju.
Tip XV
OI uzrokovana homozigotnim ili složenim heterozigotnim mutacijama u genu WNT1 na hromosomu 12q13. Autosomno je recesivan.[32][33]
Tip XVI
OI uzrokovana mutacijama u genu CREB3L1. Ova mutacija uzrokuje prenatusni početak ponavljajućih prijeloma rebara i dugih kostiju, demineralizaciju, smanjeno okoštavanje lobanje i plave bionjače. Članovi porodice koji su heterozigotni za OI XVI, ogu imati ponovljene prijelome, osteopeniju i plave sklere.[33]
Tip XVII
OI uzrokovana homozigotnom mutacijom gena SPARC na hromosomu 5q33.
Tip XVIII
OI uzrokovana homozigotnom mutacijom gena FAM46A na hromosomu 6, regija 6q14. Karakteriziran prirođenim naklonom dugih kostiju, krhkih kostiju, plavih bionjača, pršnjenskog kolapsa i višestrukih prijeloma u prvim godinama života.[34]
Ostali
Objevljeno je da porodica s recesivnom osteogenesis imperfecta ima mutaciju gena TMEM38B na hromosomu 9.[35] Ovaj gen kodira TRIC-B, komponentu TRIC-a, monovalentnog kationski specifičnog kanala koji sudjeluje u oslobađanju kalcija iz unutarćelijskih zaliha.
Jako je vjerojatno da postoje i drugi geni povezani s ovom bolešću koji tek trebaju biti prijavljeni.
Genetika
Osteogenesis imperfecta je genetički poremećaj koji uzrokuje povećanje pojave prijeloma kostiju i defekte kolagena. Glavni uzroci nastanka poremećaja rezultat su mutacija gena COL1A1 i COL1A2, koji su odgovorni za proizvodnju kolagena 1.[36] Otprilike 90% ljudi s OI heterozigotno je zbog mutacija gena i COL1A1 i COL1A2.[37] Postoji nekoliko faktora koji su posljedica dominantnog oblika OI poremećaja. Uključuju: unutarćelijski stres, abnormalnu mineralizaciju tkiva, abnormalne interakcije ćelija-ćelija, abnormalne interakcije ćelija-matrica, narušenu strukturu ćelijskog matriksa i poremećaje između nekolagenih proteina i kolagena.[38] Prethodna istraživanja dovela su do uvjerenja da je OI bio autosomno dominantni poremećaj s nekoliko drugih varijacija u genomima.[39] Međutim, u posljednjih nekoliko godina identificirani su i autosomno recesivni oblici poremećaja.[40] Recesivni oblici OI u velikoj su mjeri povezani s oštećenjima kolagenih pratitelja odgovornih za proizvodnju prokolagena i skupljanje srodnih proteina.[41] Primjeri kolagenih šaperon koji su oštećeni u bolesnika s OI uključuju šaperon HSP47 (Cole-Carpenterov sindrom) i FKBP65.[42] Mutacije ovih šaperona rezultiraju nepravilnim uzorkom transkripcije u proteinima kolagena 1, što uzrokuje recesivni oblik poremećaja. Postoje tri značajna tipa OI koji su rezultat mutacija kolagenskog kompleksnog prolila 3-hidroksilacije (komponente CRTAP, P3H1 i CyPB). Te komponente odgovorne su za modifikaciju kolagena a1 (l) Pro986. Mutacije u drugim genima, kao što su SP7, SERPINF1, TMEM38B i BMP1 također mogu dovesti do nepravilno oblikovanih proteina i enzima koji rezultiraju recesivnim oblikom osteogenesis imperfecta. Sada postoje veze do defekata u drugim proteinima, uzrokovanih genetičkim mutacijama, u rasponu od funkcije od strukturnih do enzimskih proteina. Veza između proteina kao što je faktor izveden iz pigmentnog epitela (PEDF) i koštano ograničeni interferonski transmembranski protein (BRIL) uzroci su osteoporoze tipa V i VI imperfecta.[43]
Patofiziologija
Ljudi s OI rađaju se s oštećenim vezivnim tkivom ili bez mogućnosti stvaranja, obično zbog nedostatka kolagena tipa I.[44] Ovaj nedostatak proizlazi iz supstitucije aminokiselineglicina u glomaznije aminokiseline u strukturi kolagenaupredene zavojnice. Veći bočni lanci aminokiselina stvaraju sterinu smetnju koja stvara izbočenje u kompleksu kolagena, što zauzvrat utiče i na molekulsku nanomehaniku i na interakciju između molekula, koje su obje ugrožene.[45] Kao rezultat, tijelo može reagirati hidrolizom nepravilne strukture kolagena. Ako ne uništi nepravilan kolagen, promijeni se odnos između kolagenih vlakana i kristala hidroksiapatita, kako bi se stvorila kost, što uzrokuje krhkost.[46] Ostali predloženi mehanizam bolesti je da se stresno stanje unutar kolagenskih fibrila mijenja na mjestima mutacija, gdje lokalno veće sile dovode do brzog otkazivanja fibrila čak i pri umjerenim opterećenjima, jer se homogeno stresno stanje pronađeno u zdravim kolagenskim fibrilima gubi.[45] Ovi nedavni radovi sugeriraju da se OI mora shvatiti kao fenomen u više razmjera, koji uključuje mehanizme na genetičkim, nano–, mikro– i makrorazinama tkiva. Većina ljudi s OI nasljeđuje stanje od roditelja, ali u 35% slučajeva riječ je o pojedinačnoj (de novo ili "sporadičnoj") mutaciji.
Dijagnoza
Dijagnoza se obično temelji na medicinskom snimanju, uključujući obične rendgenske zrake i simptome. Znakovi medicinske slike uključuju abnormalnosti u svim krajnostima i kičmu.[47] Dijagnoza OI može se potvrditi testiranjem DNK ili kolagena, ali u mnogim slučajevima za dijagnozu su dovoljni pojava prijeloma kostiju s malo traume i prisutnost drugih kliničkih značajki poput plavih bionjača. Biopsija kože može se izvršiti kako bi se utvrdila struktura i količina kolagena tipa I. Testiranje DNK može potvrditi dijagnozu, ali ne može je isključiti jer nisu poznate i/ili testirane sve mutacije koje uzrokuju OI. OI tip II često se dijagnosticira ultrazvukom. tokom trudnoće, gdje mogu biti prisutni već višestruki prijelomi i druge karakteristične značajke. U odnosu na kontrolu, korteks kosti u OI pokazuje povećanu poroznost, promjer kanala i povezanost u MRI-tomografiji.[48] Teški tipovi OI obično se mogu otkriti prije rođenja, genetičkim testiranjemin vitro.[49]
Genetičko testiranje
Da bi se utvrdilo je li prisutna osteogenesis imperfecta, može se izvršiti genetičko sekvenciranje gena COL1A1, COL1A2 i IFITM5.[50][51] Duplication and deletion testing is also suggested to parents who suspect their child has OI.[50] Prisutnost okvirnih mutacija uzrokovanih duplikacijama ili delecijama, općenito je uzrok povećane ozbiljnosti bolesti.[50]
Diferencijalna dijagnoza
Važna diferencijalna dijagnoza OI je zlostavljanje djece, jer se oboje mogu pojaviti s više prijeloma u različitim fazama zacjeljivanja. Razlikovati ih može biti teško, pogotovo kada nisu prisutne druge karakteristične značajke OI. Ostale diferencijalne dijagnoze uključuju rahitis, osteomalaciju i druge rijetke koštane sindrome.
Liječenje
Za ovu bolest nema lijeka.[5] Održavanje zdravog načina života vježbanjem i izbjegavanjem pušenja može pomoći u sprečavanju prijeloma. Liječenje može uključivati njegu slomljenih kostiju, lijekove protiv bolova, fizioterapiju, aparatić za zube ili invalidska kolica, i hirurški zahvat. Za njihovo učvršćivanje može se napraviti operacije kojom se kroz duge kosti provlače metalne šipke.[8]
U 1998., kliničko ispitivanje pokazalo je učinkovitost intravenskog pamidronatnogbisfosfonata, koji se prethodno koristio u odraslih za liječenje osteoporoza. U ozbiljnoj OI, pamidronat je smanjio bolove u kostima, spriječio nove prijelome pršljenova, preoblikovao njihova prethodno prijelomljena tijela i smanjio broj prijeloma dugih kostiju.[52]
Iako su oralni bisfosfonati prikladniji i jeftiniji, oni se također ne apsorbiraju, a intravenski bisfosfonati općenito su učinkovitiji, iako se to proučava. Neke su studije pronašle oralne i intravenske bisfosfonate, kao što su oralni alendronatni i intravenski pamidronatni ekvivalenti.[53] U ispitivanju djece s blagom OI, oralni risedronat povećao je mineralnu gustoću kostiju i smanjio nepršljenske frakture. Međutim, to nije smanjilo nove prijelome pršljenova.[54][55]Cochraneov pregled iz 2016. zaključio je da iako bisfosfonati poboljšavaju mineralnu gustoću kostiju, ali nije sigurno da li to vodi smanjenju prijeloma ili poboljšanju kvaliteta života osoba s osteogenesis imperfecta.
Bisfosfonati su manje učinkoviti za OI u odraslih.[56]
Hirurgija
Hirurški se mogu umetnuti metalne šipke u duge kosti, radi poboljšanja čvrstoće, postupak koji je razvio Harold A. Sofield u Shriners Hospitals for Children, Chicago. Tokom kasnih 1940-ih, Sofield, šef osoblja bolnice Shriners u Chicagu, radio je tamo s velikim brojem djece s OI i eksperimentirao s raznim metodama za jačanje njihovih kostiju.[57] Sofield je 1959. s Edwardom A. Millerom napisao osnovni članak opisujući rješenje koje se u to vrijeme činilo radikalnim: postavljanje šipki od nehrđajućeg čelika u intramedularne kanale dugih kostiju, kako bi ih stabiliziralo i ojačalo. Njegovo liječenje pokazalo se izuzetno korisnim u rehabilitaciji i prevenciji prijeloma; prihvaćen je u cijelom svijetu i još uvijek čini osnovu za ortopedsko liječenje OI.
Spinalna fuzija može se izvesti kako bi se ispravila skolioza, iako svojstvena krhkost kostiju čini ovu operaciju složenijom u bolesnika s OI. Može se izvesti i operacija bazilarnih otisaka, ako pritisak koji vrši na leđnu moždinu i moždano stablo uzrokuje neurološke probleme.
Epidemiologija
U Sjedinjenim Državama procjenjuje se da učestalost osteogenesis imperfecta iznosi 1/20.000 živorođenih.[58] Procjenjuje se da je OI u Sjedinjenim Državama pogođeno 20.000 do 50.000 ljudi. Najčešći su tipovi I - IV, dok su ostali vrlo rijetki.[59]
Učestalost je približno jednaka među skupinama, ali iz nepoznatih razloga, čini se da Shona i Ndebele, Zimbabve imaju veći udio tipa III i tipa I od ostalih skupina.[60]
Reference
^ abcdefghijkl[1] Osteogenesis imperfecta". Genetics Home Reference. 11 October 2016. Archived from the original on 18 October 2016. Retrieved 15 October 2016.
^Surabhi Subramanian; Vibhu Krishnan Viswanathan. "Osteogenesis Imperfecta". StatPearls Publishing.CS1 održavanje: više imena: authors list (link) Last Update: February 3, 2019.
^Fuller E, Lin V, Bell M, Bharatha A, Yeung R, Aviv RI, Symons SP (2011). "Case of the month #171: osteogenesis imperfecta of the temporal bone". Can Assoc Radiol J. 62 (4): 296–8. doi:10.1016/j.carj.2010.04.002. PMID22018338. S2CID30745040.
^Volodarsky M, Markus B, Cohen I, Staretz-Chacham O, Flusser H, Landau D, Shelef I, Langer Y, Birk OS (2013). "A deletion mutation in TMEM38B associated with autosomal recessive osteogenesis imperfecta". Hum Mutat. 34 (4): 582–6. doi:10.1002/humu.22274. PMID23316006. S2CID6036441.
^Palomo T, Vilaça T, Lazareto-castro M (1. 12. 2017). "Osteogenesis imperfecta: diagnosis and treatment". Current Opinion in Endocrinology, Diabetes and Obesity. 24 (6): 381–388. doi:10.1097/MED.0000000000000367. PMID28863000. S2CID4555427.
^Rohrbach M, Giunta C (12. 7. 2012). "Recessive osteogenesis imperfecta: clinical, radiological, and molecular findings". Am J Med Genet C Semin Med Genet. 160C(3) (3): 175–189. doi:10.1002/ajmg.c.31334. PMID22791419. S2CID28592112.
^Westgren M, Götherström c (3. 6. 2015). "Stem cell transplantation before birth - a realistic option for treatment of osteogenesis imperfecta?". Prenat Diagn. 35 (9): 827–832. doi:10.1002/pd.4611. PMID25962526. S2CID10640427.
^ abcPepin MG, Byers PH (14. 11. 2015). "What every clinical geneticist should know about testing for osteogenesis imperfecta in suspected child abuse cases". Am J Med Genet C Semin Med Genet. 169 (4): 307–313. doi:10.1002/ajmg.c.31459. PMID26566591. S2CID26045033.
^DiMeglio LA, Peacock M (2006). "Two-year clinical trial of oral alendronate versus intravenous pamidronate in children with osteogenesis imperfecta". J. Bone Miner. Res. 21 (1): 132–40. doi:10.1359/JBMR.051006. PMID16355282. S2CID12996685.
^Viljoen D, Beighton P (1987). "Osteogenesis imperfecta type III: an ancient mutation in Africa?". Am. J. Med. Genet. 27 (4): 907–12. doi:10.1002/ajmg.1320270417. PMID3425600.