Arylsulfatase A

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
Arylsulfatase A
שמות אחרים	ARSA
מעבדה	כימיה בשתן, בלויקוציטים, בפיברובלסטים
תחום	אבחון של metachromatic leucodystrophy‏ (MLD)
טווח ערכים תקין	בפיברובלסטים-מעל 4.25 ננומול/דקה/מיליגרם חלבון; בלויקוציטים-מעל 62 ננומול/שעה/מיליגרם; בשתן-מעל 19 ננומול/שעה/ מיליליטר.
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

לערכים נוספים הקשורים לנושא זה, ראו את דף הפירושים – מחלות אגירה

מטרת הבדיקה

זיהוי של metachromatic leucodystrophy‏ (MLD).

המפגע הליזוזמאלי MLD

מחלת האגירה הליזוזומאלית metachromatic leukodystrophy (להלן MLD) נגרמת על ידי חסר של האנזים arylsulfatase A (להלן ARSA), מה שגורם להצטברות של סולפטידים [גלקטוזיל סולפטיד (הידוע כ-cerebroside sulfate) ולקטוזיל סולפטיד] בחומר הלבן של מערכת העצבים המרכזית ובמערכת העצבים ההיקפית (Sevin וחב' ב-J Inherit Metab Dis משנת 2007). גלקטוזיל סולפטיד, ובמידה מועטה יותר גם לקטוזיל סולפטיד מצטברים גם באיברים ויסצרליים כולל הכליות וכיס המרה, ומופרשים בשתן בכמויות ניכרות. קיימות 3 צורות של MLD בהתבסס על הגיל בו מופיעים התסמינים: Late-infentile, juvenile ו-adult, כאשר שלושתם מתבטאים בשינויים נוירולוגיים הדרגתיים ולויקו-דיסטרופיה המודגמים ב-MRI. יש הכוללים בשלב ה-adult של המחלה שלב ביניים המוגדר כ-late stage juvenile. השכיחות של MLD על שלושת צורותיו היא בין 1:40,000 ל-1:100,000 באוכלוסיות שונות. אין הבדלים בשכיחות המחלה בין 2 המינים, וכן לא ידועים הבדלים בשכיחותה בין מגזרים אתניים שונים.

צורת ה-late-infantile של MLD היא השכיחה ביותר (50-60% מהמקרים) ומופיעה בדרך כלל בין הגילים 6 חודשים ושנתיים, בצורת היפוטוניה, מגוּשמוּת, רפלקסים מופחתים ודיבור בלתי ברור. בהמשך מופיע ניוון נוירולוגי הדרגתי, כאשר רוב הלוקים במחלה זו מתים תוך 5 שנים מהאבחון. צורת juvenile של MLD המהווה 20-30% המקרים מתאפיינת בהופעה בין הגילים 4-14 שנה, ותסמיניה העיקריים בעיות התנהגות, ביצועי למידה מתדרדרים, מגושמות, דיבור בלתי ברור ובליעת מלים. ניוון נוירולוגי מופיע בקצב מעט יותר איטי בהשוואה לצורת ה-late-infantile. צורת ה-adult המופיעה ב-15-20% מהמקרים, מופיעה לאחר ההתבגרות המינית ולעתים אף בעשור הרביעי או החמישי לחיים. מאפייני צורת ה-adult הם שינויים בהתנהגות ובאישיות, כולל תסמינים פסיכיאטריים, ירידה בתפקוד המנטאלי, מגושמות ונטייה לנפילות כתוצאה מאיבוד שליטה על השרירים, אי-שליטה על הסוגרים, תסמינים נוירולוגיים ולעתים פרכוסים, וקשיים בבליעה. לצורה זו מהלך מחלה ווריאבילי, והיא יכולה לבוא לביטוי לאורך 2-3 עשורי חיים. הסולפטידים המצטברים מזיקים במיוחד לממברנת המיאלין העוטפת את האקסונים של תאי העצב.

MLD הוא מפגע אוטוזומאלי-רצסיבי הנגרם על ידי מוטציות בגן ARSA המקודד לאנזים ARSA. מפגע זה נבדל ממצבים הנגרמים על ידי חסר של האנזים arylsulfatase B הגורם למחלת Maroteaux-Lamy, או חסר האנזים arylsulfatase C הגורם ל-steroid sulfatase deficiency. מפגע אוטוזומאלי-רצסיבי נדיר נוסף עם תסמינים הדומים לאלה של MLD ידוע כ-saposin B deficiency, אלא שבאחרון רמת ARSA תקינה. בדומה ללוקים ב-MLD, גם מטופלים מאובחנים עם חסר saposin B יכולים להפריש בשתן כמויות גדולות של סולפטידים. רמות נמוכות ביותר של ARSA נמצאו גם בהורים או באחאים של מאובחנים ב-MLD, אם כי בקרובי משפחה אלה לא נמצאו משקעים מטה-כרומטיים בעצבים ההיקפיים, ורמת הסולפטידים בשתן שלהם תקינה.

פרטים עם "פסבדו-חסר" זוהו בשכיחות עולה בקרב מטופלים עם מצבים נוירולוגיים לכאורה בלתי קשורים כמו גם באוכלוסייה הכללית. ממצא זה נקשר לתופעה השכיחה של פולימורפיזם בגן ARSA, שגורמת לביטוי מופחת של האנזים (5-20% מרמתו הנורמאלית). קשה להבדיל בין האחרונים לבין אלה עם MLD אמיתי. בירורים נוספים כגון בחינה גנטית מולקולארית של ARSA, מדידת ההפרשה בשתן של סולפטידים ושל ceramide trihexosides ובחינה היסטולוגית של משקעי ליפידים מטה-כרומטיים ברקמות של מערכת העצבים, מומלצים לאישוש האבחון.

החלופות הטיפוליות המקובלות כיום במקרי MLD, מתמקדות בהתמודדות עם תסמיני הפרכוסים, ואילו השתלת מח עצם נותרה נתונה במחלוקת. גם היעילות של תרפיה במתן האנזים החסר מוגבלת בגלל קשיים של מעבר האנזים דרך מחסום דם-מוח. טיפולים אחרים נמצאים בעיצומו של מחקר כמו השתלת תאי גזע המאטו-פויאטיים או של דם עוברי-טבורי.

רמת האנזים ARSA

בדיקת רמת ARSA באיסוף שתן של 24 שעות לסייע לזיהוי MLD. רמות נמוכות במיוחד של רמת האנזים בשתן (פחות מ-15 ננומול/מיליליטר/שעה) אופייניות למחלה. נבדקים עם pseudoarylsulfatase A deficiency יכולים להראות גם כן תוצאות דומות בבדיקת שתן, אך באלה לא מופיעים תסמיני MLD. תוצאות בלתי נורמאליות של רמת האנזים בשתן, יש לאשש על בדיקה גנטית מולקולארית של הגן ARSA. תחום הנורמה של רמת האנזים בשתן הוא מעל 19 ננומול/מיליליטר/שעה. תוצאות בדיקת שתן זו אינן משקפות סטאטוס של נשאי (carriers) המחלה (Mahmood וחב' ב-J Child Neurol משנת 2010. ו-van Rappard וחב' ב-Best Pract Res Clin Endocrinol Metab משנת 2015).

האנזים arylsulfatase A או cerebroside-sulfatase מפרק קשרי אסטר בסולפטידים, דהיינו cerebroside 3-sulfate לקבלת cerebroside וסולפאט. האנזים מקודד על ידי הגן ARSA (על פי Stein וחב' ב-J Biol Chem משנת 1989, ו-Matzner וחב' ב-Hum Mol Genet משנת 2005). הגן ARSA ממוקם על הזרוע הארוכה של כרומוזום 22 בעמדה 13.33. האנזים הליזוזמאלי ARSA מעוכב על ידי פוספאט, היוצר קשר קו-ולנטי עם האתר הפעיל של האנזים, 3-oxoalanine, הידוע גם כ-C- formylglycine. ההתמרה ל-3-oxoalanine של שייר serine או cysteine ביצורים פרוקריוטים, או של שייר cysteine ביצורים אאוקריוטים, הוא קריטי לפעילות הקטליטית של האנזים. מודיפיקציה זו שהיא post-translational פגומה באופן חמור באלה עם MSD או multiple sulfatase deficiency. סידן נחשב לקו-פקטור של פעילות ARSA, ויון אחד של סידן נקשר לכל תת-יחידה של האנזים, ומחיש את הפעילות הקטליטית שלו בריאקציה:

cerebroside 3-sulfate + H2O = cerebroside + sulfate

האנזים ARSA מורכב מ-507 חומצות אמינו, והוא בעל מבנה של הומודימר ב-pH ניטראלי, ובעל מבנה של הומו-אוקטמר בתנאי pH חומציים. האנזים קיים או כשרשרת יחידה בעלת משקל מולקולארי של 58,000 דלטון (component A), או כשרשרת של 50,000 דלטון (componenet B) המחוברים על ידי קשר או קשרים דיסולפידיים (-S-S-) לשרשרת בגודל 7,000 דלטון (component C). האנזים ARSA עובר אינטראקציה עם sulfatase-modifying factor 1. האנזים ARSA משחק תפקיד במשתית החוץ-תאית (extracellular matrix) ומתפקד כמצע אליו נספחים תאים ויוצרים שלוחות (Fujita וחב' ב-Connect Tissue Res משנת 2010).

הוראות לביצוע בדיקת ארילסולפטאזה A בלויקוציטים

בדיקת האנזים בלויקוציטים היא הבדיקה המועדפת כבדיקת screening לאבחון MLD. יש לדגום 5-7 מיליליטר דם במבחנת ציטראט דקסטרוזה (פקק תכלת). יש להעביר את המבנה כדם מלא בקירור למעבדה. הדגימה יציבה בטמפרטורת החדר או בקירור למשך 4 ימים. יש לפסול דגימות דם המגיעות למעבדה קפואות, או דגימות מאוד המוליטיות, אך אין לפסול דגימות המוליטיות באופן מתון. גם דגימות ליפמיות או איקטריות ראויות לבדיקה. דגימות שמגיעות למעבדה מעבר ל-96 שעות ממועד נטילת הדם אינן ראויות לבדיקה. הבדיקה מתבצעת בשיטה אנזימטית קולורימטרית.

הוראות לביצוע בדיקת רמת ARSA בשתן צריכה להתבצע בדגימת איסוף שתן של 24 שעות. אין צורך להשתמש בחומר משמר בשתן כגון תימול, חומצה בּוֹרית, toluene, חומצה אצטית, HCl או HNO3, ויש להסתפק בשמירת השתן בקירור ולא בהקפאה. אין לפסול את דגימת השתן בגין המוליזה, ליפמיה או איקטריה. יש לאחסן את השתן בקירור וכך הוא יציב למשך 14 יום. מדידת רמת או פעילות האנזים ARSA בלויקוציטים, בפיברובלסטים או בשתן אינה אמינה לצורך זיהוי של נשאי הפגם, כתוצאה מוואריביליות אנליטית, וכן בגלל ואריאנטים גנטיים בלתי רגילים. לבדיקת נשאות יש לבצע בדיקות גנטיות, מדידת הפרשה של סולפטידים בשתן, ואנליזה היסטולוגית לגילוי משקעים ליפידיים מטכרומטיים ברקמות של מערכת העצבים, לצורך אישוש האבחון.

הוראות לבדיקת ARSA בפיברובלסטים: הבדיקה יכולה להתבצע ישירות בביופסיית עור או ב-monolayer של פיברובלסטים בתרבית שמקורם בביופסיה הלקוחה מעומק של 4 מילימטר. יציבות הדגימות המועברות למעבדה בטמפרטורת החדר (מועדף) או בקירור היא עד 24 שעות. את התאים ניתן לגדל במדיום מקובל כגון minimal essential media, RPMI 1640, או Eagle's minimum essential medium בתוספת של 1% פניצילין או סטרפטומיצין. גורמים בעטיים ניתן לפסול את הבדיקה הם פיברובלסטים מתים, זיהום בקטריאלי, הגעה מאוחרת למעבדה או חשיפת הדגימות לטמפרטורה גבוהה של מעל Cº30 או לטמפרטורת הקפאה.