王 瑤 禚志紅 孔惠敏 靳培娜 方 敩 王懷立
鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科(河南鄭州 450000)
神經(jīng)元蠟樣脂褐質(zhì)沉積癥(neuronal ceroid lipofuscinosis,NCL),也被稱為Batten 病,是兒童時期常見的神經(jīng)退行性疾病,主要臨床表現(xiàn)為認(rèn)知和運動功能減退、癲癇發(fā)作、進(jìn)行性視力喪失、早逝[1]。此前NCL 按發(fā)病年齡分為4 類:嬰兒型、晚嬰型、少年型和成年型。隨著遺傳基因和生化的最新研究進(jìn)展,學(xué)者對NCL 以基因分層方式進(jìn)行了新的分類,以便有效地進(jìn)行臨床管理及作為未來基因治療的基礎(chǔ)[2]。目前PPT 1、TPP 1、DNAJC 5、CLN 3、CLN 5、CLN 6、MFSD 8、CLN 8、CTSD、GRN、ATP 13 A 2、CTSF和KCDT 7基因變異被認(rèn)為與NCL 發(fā)病相關(guān)[3]。組織病理學(xué)檢查或基因檢測可明確診斷[4]。本研究分析3個家系NCL患兒的臨床特點,并進(jìn)行遺傳學(xué)分析,以提高臨床醫(yī)師對該病的認(rèn)識。
例1,女,3歲4個月,因認(rèn)知、運動倒退1年余,抽搐4 個月就診?;純?~4 個月抬頭,6 個月會坐,7 個月翻身,11 個月扶站,1 周歲可以獨走,8 個月會無意識喊“媽媽”?;純? 歲半時開始出現(xiàn)認(rèn)知、運動逐漸倒退,現(xiàn)不能獨坐、不會走路、不會說話,不會咀嚼。3歲1個月時出現(xiàn)抽搐,表現(xiàn)為雙目左斜、雙上肢屈曲、四肢快速抖動,手心、足心多汗,約1 小時緩解。予服用左乙拉西坦、托吡酯,仍有發(fā)作,4、5 次/d?;純合礕2P2,足月剖宮產(chǎn),出生體質(zhì)量3.0 kg?;純荷笥行律鷥焊吣懠t素血癥,予以藍(lán)光照射治療。母孕期體健,無有毒有害物質(zhì)接觸史。父母體健,非近親結(jié)婚。有1個哥哥8歲,1歲半前發(fā)育正常,會獨走、會說間斷的單詞,之后出現(xiàn)認(rèn)知及運動倒退,現(xiàn)不會翻身、不能站立、不會說話、不會咀嚼;3 歲時開始出現(xiàn)抽搐,表現(xiàn)為雙眼上翻、牙關(guān)緊閉、口吐白沫、四肢強直抖動,持續(xù)約半小時緩解;予以左乙拉西坦、復(fù)方苯巴比妥口服,抽搐較前有緩解;現(xiàn)間隔5~6 天發(fā)作1 次,表現(xiàn)為四肢快速抖動。體格檢查:神清,豎頭不穩(wěn),不能獨坐,不會走路,雙肺呼吸音清,心律不齊,四肢肌張力可,病理反射陰性。實驗室檢查:血常規(guī)、血生化、乳酸及血氨無異常。腦電圖(EEG)正常。雙眼彩超示右眼玻璃體輕渾,視神經(jīng)回聲前方可見小凹陷;左眼玻璃體內(nèi)未見明顯異常回聲(圖1)。頭顱磁共振成像(MRI)示幕上腦室系統(tǒng)擴(kuò)張,雙側(cè)大腦半球腦溝及腦裂可見增寬加深,考慮輕度腦萎縮(圖2)。
圖1 先證者1 雙眼彩超報告
圖2 患兒頭顱MRI 表現(xiàn)
例2,女,5 歲2 個月,因發(fā)育倒退3 年余就診。患兒3個月抬頭,6~7個月會坐、翻身,12個月扶站,1歲2個月獨走,1歲時會叫“爸爸、媽媽”。1歲半走路易摔跤,2歲半不能走路,2歲后不再說話,2歲左右咀嚼困難;現(xiàn)不能獨坐,不會說話,流質(zhì)飲食?;純合礕2P2,足月順產(chǎn),出生體質(zhì)量3.3 kg。生后無窒息、搶救史。母孕期體健,無有毒有害物質(zhì)接觸史。父母體健,非近親結(jié)婚。有1 個哥哥,1 歲半前發(fā)育正常,會獨走、叫“爸爸、媽媽”;之后出現(xiàn)認(rèn)知及運動倒退,現(xiàn)已去世。體格檢查:神清,頭可居中,不能獨坐,不能站立,不認(rèn)人;心肺腹無異常,足背屈角大,病理反射陰性。實驗室檢查:血常規(guī)、血生化、乳酸及血氨無異常。頭顱MRI示額葉腦白質(zhì)中心在T2WI呈低信號,額顳葉周圍腦白質(zhì)T2WI不明顯;側(cè)腦室前角旁及后角旁腦白質(zhì)糾集;胼胝體偏??;腦白質(zhì)髓鞘化過程落后,腦溝裂增寬,可疑輕度腦萎縮,腦發(fā)育不良(圖2)。
例3,女,6歲5個月,因發(fā)育倒退、抽搐1年余就診?;純?個月抬頭,6~7個月會坐、翻身,1歲2個月會扶站,1歲5個月會獨走,1歲2個月時會叫“爸爸、媽媽”;自幼智力稍差于同齡兒,但可正常上學(xué)?;純河?歲3個月開始出現(xiàn)認(rèn)知、運動的逐漸倒退,現(xiàn)可自行走路,但雙腿發(fā)軟;吐字不清、不會寫字、不認(rèn)字;同時伴抽搐,表現(xiàn)為雙目上翻、眨眼、咂嘴、四肢強直,無口吐白沫、大小便失禁等癥狀,持續(xù)約1分鐘緩解,緩解后嗜睡;未給予特殊治療。6歲時再次出現(xiàn)抽搐,表現(xiàn)同前,給予左乙拉西坦口服。3個月前漏服藥物后出現(xiàn)抽搐1 次,表現(xiàn)為突然摔倒、呼之不應(yīng)、雙眼半閉、四肢強直?,F(xiàn)患兒規(guī)律服藥,未再發(fā)作?;純合礕2P2,足月順產(chǎn),出生體質(zhì)量4.0 kg。生后無窒息、搶救史。母孕期體健,無有毒有害物質(zhì)接觸史。父母體健,非近親結(jié)婚。有1個姐姐14歲,體健。體格檢查:智力落后,不認(rèn)字,不能寫字,不能準(zhǔn)確計算10 以內(nèi)加減法,吐字不清,視力下降,在1m外不能辨認(rèn)家人,心肺腹正常,四肢肌張力可,病理反射陰性。實驗室檢查:血常規(guī)、血生化、乳酸及血氨無異常。視頻腦電圖示兒童異常腦電圖;背景活動偏慢,清醒期廣泛性或額區(qū)為主的慢波陣發(fā),睡眠期左側(cè)前額區(qū)或雙側(cè)枕區(qū)為主的尖慢波發(fā)放,監(jiān)測中記錄到發(fā)作期圖形。視覺誘發(fā)電位示雙眼P100潛伏時延遲,波形分化差。頭顱MRI示小腦體積減少,小腦腦溝增寬,枕大池增大,提示小腦萎縮(圖2)。
為進(jìn)一步明確診斷,經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)及家屬知情同意,對3 例患兒及其家屬行全外顯子基因檢測。采用EDTA 抗凝試管,抽取先證者及家屬外周血各2 mL,QIAGEN 基因組DNA 提取試劑盒(QIAamp DNA blood Minikit)提取外周血白細(xì)胞基因組DNA,利用NovaSeq 6000基因測序儀,將獲得的質(zhì)控合格的文庫進(jìn)行高通量測序,并根據(jù)基因檢測結(jié)果進(jìn)行Sanger 測序分析。結(jié)果顯示,例1 的PPT 1基因存在復(fù)合雜合變異,c.124+1 G>A 和c.413 C>T,其中c.124+1G>A遺傳自父親,編碼區(qū)第124號核苷酸后內(nèi)含子中第1 位核苷酸由G 變?yōu)锳;c.413 C>T遺傳自母親,導(dǎo)致編譯第138 號氨基酸由絲氨酸變?yōu)榱涟彼幔╬.Ser138Leu),見圖3。c.124+1G>A發(fā)生在splicing 區(qū)域,導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能改變;HGMD 數(shù)據(jù)庫有此變異致病的報道。c.413C>T,蛋白功能預(yù)測結(jié)果為有害,疑似致病性變異;HGMD數(shù)據(jù)庫有此變異致病的報道。結(jié)合臨床表現(xiàn)和家系特點,可判定該復(fù)合雜合變異為致病變異。例2 及其哥哥的PPT 1基因存在復(fù)合雜合變異,c.181 C>T 和c.536+1 G>A,其中c.181 C>T 遺傳自父親,導(dǎo)致編譯第61 號氨基酸Arg的密碼子變?yōu)榻K止密碼子(p.Arg61Ter),使肽鏈合成提前終止;c.536+1 G>A 遺傳自母親,編碼區(qū)第536號核苷酸后內(nèi)含子中第1位核苷酸由G變?yōu)锳(圖4)。兩個變異位點分別在Clinvar和HGMD數(shù)據(jù)庫中有致病報道。結(jié)合臨床表現(xiàn)及檢查結(jié)果,判定為致病變異。例3 的CLN 8基因存在復(fù)合雜合變異,c.768 G>T 和c.209G>T,其中c.768G>T遺傳自父親,導(dǎo)致編譯第256號氨基酸由谷氨酰胺變?yōu)榻M氨酸(p.Gln256His);c.209 G>T 遺傳自母親,導(dǎo)致編譯第70 號氨基酸由精氨酸變?yōu)榱涟彼幔╬.Arg 70 Leu),見圖5。兩變異位點均發(fā)生在CLN 8同源功能結(jié)構(gòu)域,為中等性致??;c.768 G>T 和c.209 G>T 在千人基因組以及 HGMD 數(shù)據(jù)庫中未收錄。但結(jié)合臨床表現(xiàn)、檢查結(jié)果及家系特點,可判定該復(fù)合雜合變異為致病變異。
NCL是一組單基因遺傳性退行性疾病,表現(xiàn)為神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)臘樣脂褐質(zhì)沉積、認(rèn)知運動衰退、癲癇及視網(wǎng)膜病變。雖然所有的NCL臨床和病理學(xué)都表現(xiàn)出相似性,但每一種類型都具有獨特的病理生理特征。NCL 的超微結(jié)構(gòu)可表現(xiàn)為顆粒狀嗜鋨物質(zhì)、線樣體、曲線體、指紋體結(jié)構(gòu)[4]。隨著對不同類型NCL 的深入研究,其表型譜也不斷擴(kuò)大。即使有相同基因變異的患者,臨床表現(xiàn)也可能不同[1]。
CLN1基因位于染色體1p32,編碼棕櫚酰蛋白硫代酯酶1(palmitoyl protein thioesterase 1,PPT1)[4]。PPT1是一種可溶性溶酶體蛋白,參加多種細(xì)胞過程,包括凋亡、內(nèi)吞、囊泡轉(zhuǎn)運、突觸功能和細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo),其功能障礙可多種途徑引起神經(jīng)元凋亡。研究顯示,PPT 1 也存在于溶酶體外,并不完全與溶酶體結(jié)合,表明其疾病可能并不僅僅是由于異常的儲存所 致[5-6]。CLN8基因位于8p23.3,是一種非糖化跨膜蛋白,含有286個氨基酸,參與脂質(zhì)的生物合成、轉(zhuǎn)運和代謝[7]。
圖3 先證者1 及其父母PPT1 基因測序圖
圖4 先證者2 及其父母、哥哥PPT1 基因測序圖
圖5 先證者3 及其父母CLN8 基因測序圖
典型嬰兒型(6~24個月發(fā)病) 和晚嬰型(2~5 歲發(fā)?。┍憩F(xiàn)的第一癥狀是精神運動發(fā)育減慢,隨后迅速停滯,然后是后天獲得的認(rèn)知和運動能力下降及癲癇發(fā)作,最后是視力喪失;而少年型(5~7歲發(fā)?。┩ǔJ且曈X喪失,其次是精神和行為改變,最后在青春期早期喪失運動技能和癲癇發(fā)作[8]。本組患兒中,例1 和例2 家系中的4 例患者的發(fā)病年齡均在嬰兒早期,臨床表現(xiàn)均有認(rèn)知和運動的倒退;例2 家系中后期伴有癲癇發(fā)作,符合嬰兒型的臨床表現(xiàn)。例3 的發(fā)病年齡較晚,臨床表現(xiàn)為癲癇發(fā)作、認(rèn)知和運動倒退及視力下降,考慮為晚嬰型。文獻(xiàn)報道,NCL 患兒癲癇主要發(fā)作形式為肌陣攣,可出現(xiàn)不典型失神發(fā)作、全面-強直陣攣發(fā)作或多種發(fā)作形式并存[9]。研究顯示,CLN 1和CLN 8型患兒在疾病后期癲癇發(fā)作的頻率會逐漸下降,但進(jìn)行性癡呆和運動障礙繼續(xù) 存在[7,10]。本研究中,例2 為肌陣攣癲癇,其哥哥的癲癇發(fā)作形式為多種形式并存;例3 為局灶強直陣攣發(fā)作,與文獻(xiàn)報道相符[9]。基因檢測顯示,例1 為PPT 1基因c.124+1 G>A 和c.413 C>T 復(fù)合雜合變異。其中c.124+1 G>A 發(fā)生在splicing 區(qū)域,導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能改變。依據(jù)ACMG指南,具有極強的致病性。c.413C>T經(jīng)相關(guān)蛋白功能分析軟件預(yù)測為有害變異,判定為可疑致病變異。例2 為PPT 1基因c.181 C>T和c.536+1 G>A 復(fù)合雜合變異,2 個變異位點均可使蛋白質(zhì)功能受到影響。結(jié)合臨床表現(xiàn)及輔助檢測,例1 和例2 均可診斷為NCL 1 型。例3 為CLN 8基因c.768 G>T 和c.209 G>T 復(fù)合雜合變異,2 個變異位點均未在Clinval 及HGMD 數(shù)據(jù)庫中收錄。生物信息學(xué)分析顯示2 個變異位點對基因或基因產(chǎn)物均產(chǎn)生有害影響,結(jié)合臨床表現(xiàn)及家系特點,可診斷為 NCL8型。
NCL患兒頭顱MRI幾乎都表現(xiàn)異常,主要包括彌漫性腦萎縮、白質(zhì)腦病、皮質(zhì)變薄和丘腦T2加權(quán)低強度。其中丘腦T2加權(quán)圖像出現(xiàn)低強度最常見于嬰兒,其次是青少年和晚期嬰兒[11]。3例患兒的頭顱MRI都表現(xiàn)有腦萎縮。隨著病程進(jìn)展,NCL患兒的腦萎縮程度會進(jìn)行性加重,后期還需不斷檢測其變化。NCL 患兒EEG背景多為彌散性慢波,癇樣放電可為局灶性和/ 或廣泛性[9]。例1因未做長程EEG,不能提供有效信息。例3 的EEG 提示背景活動偏慢,廣泛性癇樣放電,與報道相符[9]。
NCL現(xiàn)尚無特異性的治療手段。對于癲癇發(fā)作的患兒,可給予抗癲癇藥物治療,改善癥狀。新的治療方法,如酶替代療法、基因治療、藥理學(xué)方法、免疫調(diào)節(jié)療法及神經(jīng)干細(xì)胞移植療法均處于臨床試驗中。目前腦室內(nèi)注射酶替代療法治療CLN2是美國食品和藥物管理局和歐洲藥品管理局批準(zhǔn)的第一種治療方法,但預(yù)計需終生治療[12-13]。
綜上所述,PPT 1基因變異可呈現(xiàn)不同的臨床表現(xiàn),即使是同一家系具有相同變異點的個體臨床表現(xiàn)也可各不相同,體現(xiàn)其表型異質(zhì)性。疾病相關(guān)的基因檢測有助于臨床早期診斷,并進(jìn)行遺傳咨詢。另外,在本組家系中發(fā)現(xiàn)2 個未見報道的CLN 8基因變異位點,豐富了基因變異數(shù)據(jù)庫。隨著分子生物學(xué)研究的不斷進(jìn)展,將有利于優(yōu)生優(yōu)育及提供有效的治療 手段。