Vrodené neuromuskulárne ochorenia (NMO) sú vzácne ochorenia – ich presný výskyt na Slovensku nie je známy. Pediatrické neuromuskulárne poruchy sú rôznorodou skupinou stavov, ktoré ovplyvňujú fungovanie svalov a nervov. Zahŕňajú ochorenia pochádzajúce z abnormalít v motorneurónoch predných rohov miechy, v periférnych nervoch, neuromuskulárnom spojení a v kostrovom svale.

Klinické prejavy

Klinické prejavy sa môžu vyskytnúť v akomkoľvek veku. Ochorenie sa môže prejaviť ako hypotonické dieťa s oneskorenými motorickými míľnikmi v prvých 2 rokoch života, v detstve s abnormálnou chôdzou, problémami s behom, s chôdzou po schodoch a častými pádmi, až po neskorú dospelosť.

Klinické prejavy v detstve sú spravidla nešpecifické a prekrývajú sa. Detské neuromuskulárne poruchy sa prejavujú hypotóniou, svalovou slabosťou a hyporeflexiou. Slabosť kostrových svalov môže viesť k oneskoreniu motorického vývoja, abnormalitám chôdze a niekedy dokonca k strate nezávislej pohyblivosti. Pacienti často trpia intoleranciou fyzickej záťaže, myalgiami, respiračným zlyhávaním, kardiomyopatiou, arytmiou a srdcovým zlyhávaním, kontraktúrami kĺbov a deformitami kostry. Postupom času vzniká množstvo celoživotných komorbidít s významným funkčným postihnutím. V najextrémnejšom prípade môžu tieto poruchy viesť k úplnej paralýze a k predčasnej smti, sekundárne ku komplikáciám.

Dôležitosť a úskalia stanovenia správnej diagnózy

Celkový počet typov vrodených neuromuskulárnych ochorení je vysoký, pričom jednotlivé ochorenia charakterizuje zriedkavý až vzácny výskyt. Tieto ochorenia patria do skupiny zriedkavých chorôb. Za zriedkavé ochorenie sa považuje choroba s výskytom menej ako 5 chorých na 10 000 obyvateľov. Z výraznej zriedkavosti neuromuskulárnych ochorení vyplývajú časté nedostatky v ich diagnostike. Pre lekárov a vedcov predstavujú výzvu aj kvôli svojej obrovskej variabilite, a to klinickej aj genetickej. Za posledné roky sa oblasť neuromuskulárnych chorôb dramaticky zmenila. Významné objavy boli urobené predovšetkým v genetickej analýze svalových dystrofií, spinálnych svalových atrofií a dedičných neuropatií. Podiel pacientov s neuromuskulárnymi ochoreniami, u ktorých môžeme stanoviť genetickú diagnózu, sa v posledných rokoch dramaticky zvýšil a očakáva sa, že sa bude ešte zvyšovať vďaka rýchlemu napredovaniu sekvenčných technológií novej generácie a nižším nákladom. Posilňuje sa klinické rozpoznávanie fenotypov a odbornosť v oblasti molekulárnej genetiky, ktoré sú potrebné na orientáciu v zložitosti takýchto diagnóz. Stanovenie správnej diagnózy je dôležité pre pochopenie prognózy, umožnenie prístupu k špecifickým terapiám a klinickým skúškam, presné genetické poradenstvo pre budúce tehotenstvá a umožnenie zastavenia ďalšieho invazívneho testovania pri diagnostike.

V minulosti sa väčšina pediatrických neuromuskulárnych porúch považovala za nevyliečiteľné so zlou prognózou. Preto sa cieľ liečby zameriaval na podpornú starostlivosť a zníženie úmrtnosti, chorobnosti a zlepšenie kvality života. Avšak s obrovským zlepšením molekulárno-genetických diagnostických metód a vývojom liečiv sú teraz niektorým pacientom ponúknuté terapeutické možnosti. Špecifická liečba modifikujúca ochorenie sa pri niektorých neuromuskulárnych poruchách stáva klinickou realitou, čo zdôrazňuje dôležitosť včasnej a špecifickej diagnózy. Napriek tomu je ťažké povedať, že metódy genetického testovania poskytujú jednotné a konečné riešenie diagnostiky týchto detí. Diagnostika vyžaduje komplexný prístup, začínajúc kategorizáciou podľa klinických symptómov a znakov. Aj keď v tejto skupine ochorení existujú určité podskupiny, ktoré majú relatívne jedinečné klinické znaky, ako sú Duchennova svalová dystrofia (DMD), spinálna svalová atrofia (SMA), myotonická dystrofia a facio-skapulo-humerálna dystrofia (FSHD). Väčšina prípadov týchto ochorení je diagnostikovaná génovým testovaním na základe sugestívneho klinického fenotypu bez potreby invazívnych testov. Väčšina ostatných ochorení spravidla vykazuje klinickú heterogenitu a fenotypové prekrývanie, ktoré komplikujú klinické zaradenie. Výsledky získané konvenčným diagnostickým prístupom s postupným hodnotením laboratórnych testov, elektrofyziologických štúdií, svalovej biopsie a zobrazovacích štúdií niekedy poskytujú nešpecifické výsledky a nenaznačujú jednu konkrétnu diagnózu. Okrem toho je ťažké vykonať tieto štúdie v pediatrickej populácii z dôvodu nespolupráce. Aj genetické testovanie a interpretácia výsledkov môžu byť mätúce, jedna genetická mutácia môže spôsobiť odlišnú diagnózu s prekrývajúcim sa klinickým spektrom, zatiaľ čo jedno klinické spektrum môže byť spôsobené viacerými genetickými mutáciami. Navyše, keď sa pri genetickom testovaní nájdu varianty neznámeho významu, cesta k presnej diagnóze je ešte komplikovanejšia. Napríklad u pacientov s nemalinovou myopatiou (podtyp vrodených myopatií) je známych 11 genetických lokusov, ktoré sú spojené s ochorením. Naopak, keď dôjde k mutácii génu pre ryanodinový receptor (RYR1), pri tejto génovej mutácii je možné vidieť rôzne patologické znaky a rôznu klinickú závažnosť. Napriek tomu, že je genetická diagnostika veľmi účinná, pridala do už komplexnej diagnostickej oblasti ďalšiu úroveň zložitosti.

Tradičné diagnostické postupy ako elektro-myografia (EMG), kondukčné štúdie nervového vedenia (NCS) a svalová biopsia sú stále výťažné u pacientov, u ktorých sa genetickou analýzou nepodarilo potvrdiť diagnózu, resp. na stanovenie rýchlej elektrofyziologickej diagnózy (napríklad pri spinálnej svalovej atrofii) a keď treba zúžiť genetickú alebo biochemickú analýzu alebo vykonať imunohistochémiu svalového tkaniva.

Diagnostický prístup

Anamnéza, klinické vyšetrenie a laboratórne štúdie
Existujú určité skupiny chorôb s charakteristickými klinickými znakmi, preto je veľmi dôležité, aby klinický lekár urobil prvý krok kategorizácie s podrobným klinickým vyšetrením a odobratím anamnézy. Treba získať informácie o prenatálnej anamnéze, rodinnej anamnéze, o psychomotorickom vývoji a veku nástupu symptómov.

Po získaní relevantnej anamnézy by sa malo vykonať podrobné fyzikálne vyšetrenie zamerané na muskuloskeletálny a neurologický nález. To zahŕňa hodnotenie akýchkoľvek syndrómových znakov, skoliózy, artrogrypózy alebo iných deformít končatín, encefalopatie, kognitívnych/rečových oneskorení, deficitov hlavových nervov, svalových atrofií, pseudohypertrofií, hyper/hypotónie, fascikulácií, myotónie, slabosti, senzitívnych porúch, funkčných porúch, šľachovo-okosticových reflexov (ktoré môžu byť normálne alebo nízke/chýbajúce) a poruchy chôdze. (Tabuľka č. 1)

U detí s proximálnou slabosťou býva pozitívny Gowersov príznak (Obrázok č. 1). Najlepšie je opísaný u detí s Duchennovou svalovou dystrofiou (DMD), ale možno ho pozorovať aj pri iných myopatiách a dystrofiách a pri ľahších formách spinálnej svalovej atrofie (SMA). Ptózu a oftalmoplégiu možno pozorovať pri vrodených myopatiách, myotonickej dystrofii, pri myastenických syndrómoch a mitochondriálnych ochoreniach. Slabosť tváre sa môže prejaviť pri facio-skapulo-humerálnej dystrofii (FSHD), myotonickej dystrofii a pri kongenitálnych myopatiách. Fascikulácie jazyka sa vyskytujú pri SMA a iných poruchách buniek predných rohov miechy. Tiež by sa malo vykonať všeobecné vyšetrenie vrátane vyšetrenia prítomnosti dysmorfizmu, kožných abnormalít a organomegálie. Integrácia týchto informácií vedie k uprednostňovaniu diferenciálnych diagnóz. Tabuľka č. 2 uvádza kľúčové prejavy, keď je podozrenie na nervovo-svalové ochorenie na základe veku.

Ako ďalší krok sa vyšetrí sérová kreatínkináza (CK). Sérová hladina CK poskytuje vodidlo pri diferenciálnej diagnostike. Zvýšená CK v sére zvyčajne naznačuje primárne svalové poruchy, môže byť ale mierne zvýšená aj pri neurogénnych poruchách. Ak je CK v sére značne zvýšená, až 5 – 10-krát v porovnaní s referenčnou hodnotou, je podozrenie na diagnózu spektra DMD a Beckerovej svalovej dystrofie (BMD), ako aj pletencových svalových dystrofií a na kongenitálne svalové dystrofie. Okrem toho, v niektorých prípadoch, keď je na základe anamnézy a klinického vyšetrenia podozrenie na metabolické myopatie, sa môže indikovať metabolické vyšetrenie. Špecializované vyšetrenia zamerané na detekciu enzymologických deficitov umožňujú diagnostiku ochorení ako myopatia pri Pompeho chorobe alebo polyneuropatia pri Fabryho chorobe. Enzymologické vyšetrenia spolu s metodikami DNA diagnostiky umožňujú diagnostikovať celý rad neuro-muskulárnych ochorení podmienených enzymatickými poruchami v glycidovom, lipidovom metabolizme a na úrovni mitochondriálnych porúch.

Elektrofyziologické štúdie
Ďalším krokom sú väčšinou elektrofyziologické štúdie vrátane EMG a NCS (kondukčné štúdie), resp. sa následne zvažuje svalová biopsia. Lekár by mal indikáciu svalovej biopsie starostlivo zvážiť, pretože má pomerne invazívny charakter. To platí aj v niektorých prípadoch vyšetrenia EMG u veľmi malých detí. Okrem zlej znášanlivosti a ťažkostí v spolupráci sťažujú vyšetrenie u detí technické a interpretačné problémy. Referenčné normatívne hodnoty sa v priebehu veku menia, čo si vyžaduje odbornosť vykonávajúceho lekára. EMG a NCS však môžu poskytnúť cenné informácie na rozlíšenie neuropatie a myopatie. U myopatií je na EMG nález krátkych polyfázických MUP s nízkou amplitúdou, pri neurogénnych poruchách nájdeme patologickú spontánnu aktivitu, reinervačné vysokovoltážne potenciály motorických jednotiek, pri myotonických poruchách sú prítomné myotonické výboje. Prítomnosť dekrementu pri repetitívnej nervovej stimulácii s nízkymi frekvenciami (2 – 5 Hz) je užitočná pri identifikácii kongenitálnych myastenických syndrómov. (Obrázok č. 2, Obrázok č. 3)

Svalová biopsia
Svalovú biopsiu je možné indikovať, ak je podozrenie na diagnózu svalovej dystrofie alebo myopatie z informácií uvedených vyššie. Je možné získať informácie týkajúce sa svalovej histológie, histochémie, imunohistochémie a ultraštruktúry. Ide o invazívne vyšetrenie, takže ak má klinický lekár podozrenie na diagnózu s možnosťou genetického testovania, svalová biopsia nemusí byť potrebná, ako napríklad pri diagnózach DMD, SMA a FSHD. Svalová biopsia však v mnohých prípadoch stále poskytuje významné informácie a je pri diagnostike zásadná.

Zobrazovanie svalov a mozgu: ultrazvuk a MRI
V poslednej dobe sa zobrazovanie svalov vrátane ultrazvuku a MRI častejšie používa na rozlíšenie rôznych foriem vrodenej myopatie. Informácie zo zobrazovacích štúdií sú však premenlivé z hľadiska špecifickosti a interpretácia závisí od odbornosti hodnotiaceho rádiológa. Údaje zo zobrazovacích štúdií by mali byť hodnotené v kontexte s výsledkami ostatných vyšetrení. MRI možno použiť tiež na výber vhodného svalu na realizáciu svalovej biopsie, respektíve na monitorovanie progresie ochorenia a odpovede na liečbu. Magnetická rezonancia mozgu môže ukázať špecifické nálezy pri niektorých neuromuskulárnych ochoreniach. Napríklad merozín-deficitná vrodená svalová dystrofia vykazuje signifikantné zmeny signálu bielej hmoty mozgu, pri Fukuyama type kongenitálnej svalovej dystrofie je na MRI mozgu nález polymikrogýrie, pachygýrie až agýrie, pri Walkerovom-Warburgovom syndróme je prítomná závažná lissencefália, encefalokéla, resp. iné malfomácie mozgu.

Nová éra molekulárneho genetického testovania
Za posledné roky došlo k obrovskému pokroku v technikách molekulárnej genetickej diagnostiky. Dostupné sú techniky vrátane MLPA (Multiplex ligation-dependent probe amplification) a Sangerovho sekvenovania pre špecifické gény, ako aj ďalšie pokročilé cielené génové panely, cielené sekvenovanie novej generácie (NGS) alebo sekvenovanie celého exómu (WES). Genetické testovanie má v pediatrickej populácii v porovnaní s inými vyšetreniami výhodu, že je menej invazívne a veľmi presné pri dosahovaní konečnej diagnózy. V skupinách chorôb ako SMA a DMD s rozpoznateľnou klinickou prezentáciou a anamnézou je metóda MLPA na detekciu delécie alebo duplikácie exónu testom prvej úrovne.

Ak je MLPA negatívna pri DMD, potom Sangerovo sekvenovanie génu dystrofínu bude testom druhej línie a pre iné skupiny chorôb s obzvlášť dobre definovaným klinickým fenotypom je Sangerovo sekvenovanie nákladovo efektívny a časovo menej náročný spôsob detekcie malých sekvenčných variácií s vyššou diagnostickou výťažnosťou. Sangerove sekvenovanie však môže analyzovať iba jeden gén naraz. Veľká časť neuromuskulárnych porúch v detstve zdieľa prekrývajúce sa klinické znaky. Vzhľadom na tento fakt sa v súčasnosti široko používajú cielené génové panely, cielené metódy NGS alebo WES na skríning stoviek až tisícov génov v jedinom kroku. Mali by sa však indikovať opatrne a nemali by sa používať ako diagnostický test prvého stupňa pred komplexným klinickým zhodnotením a zvážením iných doplnkových diagnostických metód. Existuje niekoľko problémov pri interpretácii výsledkov z NGS alebo génového panelu, najdôležitejšie je hodnotenie získaných variantov a vyhodnotenie ich patogenicity. Napriek výhodám relatívne rýchlej a nákladovej efektívnosti pri skríningu viacerých génov by lekári mali vynaložiť úsilie na výber správneho panelu a na správnu interpretáciu výsledkov. Doteraz sa uvádza, že diagnostická výťažnosť sa pohybuje od 18 do 60 %, v závislosti od podtypu ochorenia.

Záver

Vrodené neuromuskulárne ochorenia u detí predstavujú pre lekárov a vedcov výzvu kvôli svojej obrovskej variabilite, a to klinickej aj genetickej. Ak dieťa príde k detskému neurológovi alebo genetikovi s podozrením na nervovo-svalové ochorenie, mal by sa čo najefektívnejším spôsobom vykonať komplexný diagnostický prístup vrátane podrobného odberu anamnézy, dôkladného klinického vyšetrenia fenotypu a ďalších laboratórnych, elektrofyziologických, prípadne patologických vyšetrení v kombinácii s príslušným genetickým testovaním.

Pokroky v NGS objasnili kauzálne gény pre množstvo vrodených neuromuskulárnych ochorení. Podiel pacientov s neuromuskulánym ochorením, u ktorých môžeme stanoviť genetickú diagnózu, sa v posledných rokoch dramaticky zvýšil a očakáva sa, že sa bude ešte zvyšovať vďaka rýchlemu napredovaniu sekvenčných technológií novej generácie i vďaka nižším nákladom. Stanovenie molekulárnej genetickej diagnózy je dôležité pre pochopenie prognózy, umožnenie prístupu k špecifickým terapiám a klinickým skúškam, presné genetické poradenstvo pre budúce tehotenstvá a umožnenie zastavenia ďalšieho invazívneho testovania v rámci diagnostiky. S vývojom a dostupnosťou špecifickej liečby pre niektoré neuromuskulárne ochorenia sa táto oblasť detskej neurológie dostáva z okraja medicínskeho záujmu do popredia.

Literatúra

1. Darras BT, Jones HR. Diagnosis of pediatric neuromuscular disorders in the era of DNA analysis. Pediatr Neurol 2000;23:289-300.
2. Darras B.T., Jones H.R. Jr, Ryan M.M., De Vivo D.C. Neuromuscular disorders of infancy, childhood, and adeloscence: a clinician’s approach. 2. vydanie. San Diego: Academic Press; 2014. 1160s. ISBN 9780124170445.
3. Darras BT. Molecular genetics of Duchenne and Becker muscular dystrophy. J Pediatr 1990;117:1-15.
4. Den Dunnen JT, Grootscholten PM, Bakker E, et al. Topography of the Duchenne muscular dystrophy (DMD) gene: FIGE and cDNA analysis of 194 cases reveals 115 deletions and 13 duplications. Am J Hum Genet 1989;45:835-47.
5. Dowling J.J., Gonorazky H.D., Cohn R.D., Campbell C. Treating pediatric neuromuscular disorders: the future is now. Am J Med Genet A 2018; 176(4):804-41.
6. Dubowitz V., Sewry C.A., Oldfors A., Lane R.J.M. Muscle biopsy: a practical approach. 4. vydanie. Philadelphia: Saunders Elsevier; 2013. 592s. ISBN: 9780702043406.
7. Emery AE, Muntoni F, Quinlivan R. Duchenne muscular dystrophy. 4. vydanie. Oxford: Oxford University Press; 2015. 320s. ISBN: 9780199681488.
8. Goebel H.H., Sewry C.A., Weller R.O. Muscle disease: pathology and genetics. 2.vydanie. Chichester: Wiley-Blackwell; 2013. 392s. ISBN: 9780470672051.
9. Chae J.H., Vasta V., Cho A., Lim B.C., Zhang Q., Eun S.H., Hahn S.H. Utility of next generation sequencing in genetic diagnosis of early onset neuromuscular disorders. J Med Genet 2015;32(3):208-16.
10. Chance P.F., Ashizawa T., Hoffman E.P., Crawford T.O. Molecular basis of neuromuscular diseases. Phys Med Rehabil Clin North Am 1998;9:49-81.
11. Chikkannaiah M., Reyes I. New diagnostic and therapeutic modalities in neuromuscular disorders in children. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 2021; 51(7):101033.
12. Karakis I., Liew W., Darras B.T., Jones H.R., Kang P.B. Referral and diagnostic trends in pediatric electromyography in the molecular era. Muscle Nerve 2014;50(2):244-9.
13. Kimura J. Electrodiagnosis in Disease of Nerve and Muscle: Principles and Practice. 2. vydanie. New York: Oxford University Press; 2013. 1176s. ISBN 9780199738687.
14. Kley R.A., Shimidt-Wilcke T., Vorgerd M. Differential diagnosis of hyper-CKemia. Neurol Intern Open 2018;2 (1):E72-83.
15. Lee H. N. a Lee Y. M. Integrated diagnostic approach of pediatric neuromuscular disorders. Journal of Genetic Medicine 2018; 15(2): 55-63.
16. Lim B.C., Ki .C.S, Kim J.W., Cho A., Kim M.J., Hwang H., et al. Fukutin mutations in congenital muscular dystrophies with defective glycosylation of dystroglycan in Korea. Neuromuscul Disord 2010;20(8):524-30.
17. North K.N., Wang C.H., Clarke N., Jungbluth H., Vainzof M., Dowing J.J., Amburgey K., Quijano-Roy S., Beggs A.H., Sewry C., Laing N.G., Bönnemann C.G. Approach to the diagnosis of congenital myopathies. Neuromuscl Dis 2014;24(2):97-116.
18. Piña-Garza J.E., Fenichel G.M. Fenichel’s clinical pediatric neurology: a signs and symptoms approach. 7th ed. London: Elsevier Saunders; 2013.412s.ISBN 9781455723768.
19. Ravenscroft G., Davis M.R., Lamont P., Forrest A., Laing N.G. New era in genetics of early-onset muscle disease: breakthroughs and challenges. Semin Cell Dev Biol 2017;64:160-70.
20. Rabie M., Jossiphov J., Nevo Y. Electromyography (EMG) accuracy compared to muscle biopsy in childhood. J Child Neurol 2007;22(7):803-8.
21. Špalek P, Neuromuskulárne ochorenia – súčasné možnosti diagnostiky a aktuálne trendy v liečbe. Interná med. 2013; 13(1): 35-42
22. Zvaritch E., Kraeva N., Bobardier .E, McCloy R.A., Depreux F., Holmyard D., Kraev A., Seidman C.E., Seidman J.G., Tupling A.R., MacLennan D.H. Ca2+ dysregulation in Ryr1 (I4895T/wt) mice causes congenital myopathy with progressive formation of minicores, cores, and nemaline rods. Proc Natl Acad Sci U S A 2009;106(51):21813-8.