石 真,劉 明,2,曹彬彬,3,延會芳,郭芒芒,4,謝 涵,肖江喜,楊艷玲,熊 暉,顧 強,李 明,吳 曄,姜玉武,6,王靜敏,6*

(1 北京大學第一醫(yī)院兒科,北京 100034;2 首都醫(yī)科大學附屬北京兒童醫(yī)院兒科;3 廣州市婦女兒童醫(yī)療診療中心兒科;4 首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院兒科;5 北京大學第一醫(yī)院影像科;6 國家教育部/衛(wèi)生部神經(jīng)科學重點實驗室;*通訊作者,E-mail:wang66jm@163.com)

伴皮層下囊腫的巨腦性白質腦病是一種罕見的常染色體隱性遺傳或顯性異質性神經(jīng)系統(tǒng)疾病,經(jīng)典臨床表現(xiàn)是生后一年內出現(xiàn)巨顱畸形、運動發(fā)育遲緩、認知功能正常或輕度受損,經(jīng)典顱腦MRI顯示雙側大腦白質腫脹,伴雙側彌漫性對稱性異常信號,伴有或不伴有皮層下囊腫[1-3]。患兒也可出現(xiàn)痙攣、共濟失調、運動倒退、錐體和錐體外系功能障礙[1,2]。目前75% MLC患兒致病基因為MLC1基因,臨床表現(xiàn)為經(jīng)典型MLC,命名為MLC1型(OMIM 604004)[4];20%患兒由膠質細胞黏附分子(glial cell adhesion molecular,GLIALCAM)基因突變導致,常染色體隱性遺傳方式表現(xiàn)為MLC2A型(OMIM 613925),常染色體顯性遺傳方式表現(xiàn)為MLC2B型(OMIM 613926),MLC2A型患兒臨床表現(xiàn)與MLC1型患兒臨床表現(xiàn)類似,而MLC2B型患兒在1歲以內與經(jīng)典型表現(xiàn)類似,但后期隨年齡增長可出現(xiàn)臨床和影像學改善[5-8]。GLIALCAM突變能夠導致明確的基因型-表型相關的常染色體顯性/隱性兩種不同遺傳方式的經(jīng)典型MLC2A/改善型MLC2B,后者具有包括頭顱影像學在內的臨床癥狀改善甚至恢復正常的特殊臨床現(xiàn)象[1-3,5-8]。在MLC的臨床診斷中,頭顱影像學占據(jù)很重要的地位,不同常染色體顯性/隱形遺傳患者的影像學具有異質性,本研究為進一步闡明GLIALCAM突變導致的MLC患兒的臨床遺傳學及影像學特征,為準確的遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷打下堅實基礎。

1 資料與方法

1.1 研究對象

1.2 采集標本

門診留取患兒及其家屬外周靜脈血4 ml,提取DNA,采用靶向捕獲二代測序技術或Sanger測序進行GLIALCAM突變分析,根據(jù)美國醫(yī)學遺傳學會(ACMG)指南進行變異位點致病性分析[9]。

1.3 MRI評估方法

MRI評估序列至少包括T1WI和T2WI序列。正常髓鞘化的白質信號與灰質信號相比,表現(xiàn)為短T1WI和T2WI信號。脫髓鞘白質病變定義為T2WI顯著高信號,T1WI顯著低信號。萎縮病變定義為結構體積縮小,導致相應腦室和/或蛛網(wǎng)膜下隙增寬。兩位醫(yī)生根據(jù)MRI結構評估表對MRI進行評估,結構有病變記為1,無病變記為0。同時對MRI信號進行評估。當評估意見不一致時由第3位高年資醫(yī)師再次評估[10]。

2 結果

2.1 臨床分析結果

5例患兒(Pt1-Pt4和Pt6)從生后至7月起病,1例(Pt5)為2歲5月起病,Pt1-Pt4和Pt6均以巨顱為首發(fā)癥狀,Pt5以癲癇起病,5例患兒(Pt1-Pt4和Pt6)頭圍大于同齡兒頭圍2SD,1例患兒(Pt5)頭圍大于同齡兒頭圍1SD。Pt4出現(xiàn)智力運動發(fā)育遲緩,Pt6出現(xiàn)運動倒退,共濟失調和錐體束征,Pt5出現(xiàn)癲癇發(fā)作,Pt1和Pt2出現(xiàn)錐體外系癥狀,Pt3和Pt4有家族史(見表1)。到末次隨訪時,Pt2和Pt3患兒頭圍仍然大于正常同齡兒童2SD,Pt4和Pt5頭圍恢復正常范圍。Pt3患兒頭顱MRI出現(xiàn)改善。Pt4不會說話并出現(xiàn)孤獨癥樣行為。Pt5患兒初診時檢測到頭圍大于同齡兒頭圍1SD,1歲以內有頭圍快速增長史,生后2月出現(xiàn)局灶性癲癇,服用丙戊酸鈉可控制。Pt6出現(xiàn)肢體痙攣、共濟失調、運動倒退。

2.2 遺傳學結果

6例患者共發(fā)現(xiàn)4個GLIALCAM錯義突變(見表2),包括1個已報道的突變c.274C>T(p.Arg92Trp),2個本組之前報道的錯義突變c.203A>T(p.Lys68Met),c.395C>A(p.Thr132Asn)[11]和1個新突變c.275 G

表1 6例患兒初診臨床特點Table 1 Clinical characteristics of 6 patients at first visit

+,陽性;-,陰性

>C(p.Arg92Pro)(見圖1)。其中4例患兒(Pt1-Pt4)為GLIALCAM已報道的突變c.274C>T(p.Arg92Trp)[5],1例患兒(Pt5)為c.275G>C(p.Arg92Pro)新突變,1例患兒(Pt6)為復合雜合突變(c.203A>T(p.Lys68Met), c.395C>A(p.Thr132Asn))。對兩個變異位點使用基因組進化速率分析軟件(Genomic Evolutionary Rate Profiling,GERP)進行保守性預測均為高度保守,這兩個變異位點在gnomAD數(shù)據(jù)庫中未收錄,Pt3和Pt5患兒母親均攜帶了c.274C>T(p.Arg92Trp),Pt4母親攜帶c.275G>C(p.Arg92Pro),在幼兒時期Pt3和Pt4母親有一過性頭大史。使用Polyphen2,SIFT,Mutation Taster預測4個突變對蛋白的功能具有有害性影響。根據(jù)ACMG指南對c.274C>T(p.Arg92Trp)進行致病性分析為致病性突變,c.275G>C(p.Arg92Pro)和c.203A>T(p.Lys68Met)為可能致病,c.395C>A(p.Thr132Asn)為意義不明。

表2 6例患兒GLIALCAM突變及致病性分析Table 2 GLIALCAM mutations and pathogenetic analysis of 6 patients

*患兒母親頭大史;PD代表“很可能有害”，得分0.957-1認為很可能有害，0.453-0.956認為可能有害，<0.452認為良性；DC代表“導致疾病”, 分值代表該核苷酸預測為致病性的可靠程度；D代表“有害的”，分值<0.05推測該核苷酸變異有害，≥0.05認為該核苷酸變異可忍受

2.3 影像學評估結果

因Pt6的影像學檢查只有CT,未納入此次評估范圍內。因此,本研究的影像學評估針對GLIALCAM突變導致的常染色體顯性遺傳的5例患兒的頭顱MRI(見圖1-3)。5個患兒共收集頭顱MRI 9次,其中2例患者(Pt1和Pt2)分別只行1次MRI,1例患者行3次MRI(Pt3),2例患者行2次MRI(Pt4和Pt5)(見表3)。MRI前后間隔為3月以內的,因間隔時間較短,視為一次頭顱MRI,所有患者初次行頭顱MRI均出現(xiàn)大腦腫脹及大腦皮層大腦額葉、顳島葉、頂枕葉皮層下白質異常信號,所有患兒胼胝體、大腦皮層和小腦均無受累情況。2例患者(Pt2和Pt3)額葉中央?yún)^(qū)白質受累,4例患者(Pt1,Pt2,Pt3和Pt4)顳島葉、頂枕葉中央?yún)^(qū)白質受累,2例患兒(Pt2和Pt3)內囊后肢受累,4例患者(Pt2和Pt3)基底節(jié)受累,3例患兒出現(xiàn)顳葉囊腫(Pt1-Pt3)。在隨訪過程中,1例患者(Pt3)出現(xiàn)影像學好轉,表現(xiàn)為囊腫消失,大腦白質基本恢復正常。定量評估得分情況,3例患者(Pt1-Pt3)共5次評估得分其中4次≥7分,2例患者(Pt4和Pt5)得分為4分和5分,1例患者(Pt3)3次評估中最后一次MRI評估得分為1分。

圖1 Pt1家系圖、頭顱MRI及測序Figure 1 Genogram, cranial MRI and sequencing results of Pt1

圖2 Pt3家系圖、頭顱MRI及測序Figure 2 Genogram, cranial MRI and sequencing results of Pt3

圖3 Pt4家系圖、頭顱MRI及測序Figure 3 Genogram, cranial MRI and sequencing results of Pt4

表3 5例GLIALCAM突變MLC患兒頭顱MRI評估Table 3 Cranial MRI evaluation of 5 MLC patients with GLIALCAM mutations

1,結構有病變;0,無病變

3 討論

6例MLC患者中有5例首發(fā)癥狀為巨顱,頭顱MRI表現(xiàn)為雙側大腦白質對稱性彌漫性異常信號伴腫脹,1例患兒表現(xiàn)為頭圍大于正常同齡兒童1SD,有1歲以內頭圍快速增長史,雙側皮層下白質出現(xiàn)對稱性彌漫性異常信號伴腫脹[8]。部分患兒伴隨智力運動發(fā)育遲緩[1,3]、運動倒退、肢體痙攣[6,12,14]、孤獨癥樣行為[5]等臨床表現(xiàn)。因此,6例患者臨床診斷MLC。目前GLIALCAM共報道20個突變(HGMD數(shù)據(jù)庫),包括17個錯義/無義突變,2個小缺失突變和1個小的缺失插入突變。本研究患兒共發(fā)現(xiàn)4個GLIALCAM錯義雜合突變,其中1個為已報道的熱點突變c.274C>T(p.Arg92Trp),1個為新突變c.275G>C(p.Arg92Pro),2個為本組之前報道的突變[c.203A>T(p.Lys68Met),c.395C>A(p.Thr132Asn)],根據(jù)ACMG指南評估突變?yōu)橹虏⌒酝蛔儭⒖赡苤虏⊥蛔兓蛞饬x不明,結合患兒的臨床表現(xiàn),6例患兒基因確診,其中5例(Pt1-Pt5)為MLC2B型,1例(Pt6)為MLC2A型[3,13]。

MLC患兒頭顱MRI特征在多個研究中已報道[1-2,14-17],本研究首次對MLC2B型患兒大腦白質受累情況進行定量分析,探討GLIALCAM突變導致常染色體顯性遺傳的MLC患兒的頭顱MRI特征。本研究5例MLC2B患兒最終納入分析的MRI為6次,除了Pt3視為2次之外,其他患兒MRI視為1次。對MLC2B患兒頭顱MRI白質受累情況進行定量分析,5例患者初診時的橫斷面研究發(fā)現(xiàn),在所有MLC2B患兒除Pt5外,雙側大腦白質彌漫性腫脹,所有患兒各腦區(qū)皮層下白質和基底節(jié)均受累,部分患者出現(xiàn)各腦區(qū)皮層下和中央?yún)^(qū)白質均受累,伴或不伴顳葉皮層下囊腫和內囊受累。所有患者均無大腦皮層、胼胝體及小腦受累。這說明本研究部分結果與既往報道相一致,即GLIALCAM突變患者頭顱MRI影像可有與既往報道的MLC1或MLC2A型患者相一致的表現(xiàn),表現(xiàn)為雙側大腦白質對稱性彌漫性腫脹伴異常信號,伴或不伴顳葉、額頂葉皮層下囊腫,少數(shù)情況下伴有內囊、基底節(jié)的受累[5,13,18]。部分MLC2B患者僅有皮層下白質的受累,這與最近的研究報道相一致[8]。本課題組內首次發(fā)現(xiàn)MLC患者出現(xiàn)內囊后肢受累的情況。內囊后肢受累是MLC1和MLC2A患者中最常見的內囊異常信號[1,6]。其中Pt3患者有3次MRI,對序列性MRI進行比較,發(fā)現(xiàn)患兒在7歲9月復查時,白質腫脹和囊腫消失,除了額葉中央?yún)^(qū)白質外其他受累白質均恢復正常,這與之前報道的部分MLC2B患者隨年齡增加頭顱MRI出現(xiàn)改善甚至完全恢復[5,6]相一致。

根據(jù)白質評分總分數(shù)可以看出患兒得分主要集中分布在3個分數(shù)段:1分,4-5分以及7-8分,得分越高表明受累部位越多。4例患兒為c.274C>T(p.Arg92Trp)突變患者,其中3例患者[Pt1,Pt2和Pt3(3次中2次)]腦白質評分7分以上,Pt5患者評分為5分,提示c.274C>T(p.Arg92Trp)突變在嬰兒期即可引起患者較多部位白質的異常,但可出現(xiàn)受累部位較少的情況,這可能是由于不同患兒來自不同家庭的遺傳背景,存在其他調節(jié)基因/分子的差異導致。1例患者(Pt3)在7歲9月復查時得分較前明顯下降,出現(xiàn)好轉,表明該患兒頭顱MRI出現(xiàn)大范圍改善,Hamilton等[6]研究報道MLC2B患者3歲之后,74%患者大腦皮層白質異常信號出現(xiàn)改善,20%患者完全改善;約一半MLC2B患者可出現(xiàn)內囊后肢異常信號,在3歲后其中11%出現(xiàn)改善,26%患者恢復正常。Pt4患兒得分為5分,雖與Pt4受累部位類似,但患兒中度智力運動發(fā)育落后,伴自閉癥樣行為,患兒為GLIALCAMc.275G>C(p.Arg92Pro)突變,結合c.274C>T(p.Arg92Trp)突變患者的臨床表現(xiàn),提示GLIALCAM等位基因突變的遺傳異質性。該疾病為罕見病,患兒例數(shù)有限,需擴大樣本量繼續(xù)研究GLIALCAM突變患兒頭顱MRI特征。

綜上所述,GLIALCAM突變MLC患者多具有巨顱和典型頭顱MRI表現(xiàn),GLIALCAM突變顯性遺傳患者頭顱MRI具有異質性,部分患兒頭顱MRI可恢復正常。發(fā)現(xiàn)了c.275G>C(p.Arg92Pro)新突變,擴展了GLIALCAM突變譜,同時,本研究為MLC患者準確的遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷提供了依據(jù)。