與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的兒童線粒體疾病

TonDegrauw 教授遲景上 教授王 藝 教授

王 藝教授 歡迎Ton教授和遲景上教授參加2010年上海神經(jīng)精神國際論壇，并受邀參加由《中國循證兒科雜志》編輯部組織的線粒體疾病的現(xiàn)狀專家對談錄。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，能量代謝性疾病越來越引起內(nèi)科醫(yī)生的重視，尤其是線粒體疾病，由于多數(shù)累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)，但其表現(xiàn)型多樣，臨床認(rèn)識非常有限，請Ton教授結(jié)合您在2010年上海神經(jīng)精神國際論壇上的這方面專題報告中的系列疾病做一介紹。

遲景上教授 當(dāng)前國際上是否有對線粒體疾病進行新的分類？

Ton教授 相關(guān)組織試圖根據(jù)分子學(xué)基礎(chǔ)進行新的分類，目前基因研究小組對線粒體基因進行增殖融合，對電子傳遞鏈酶復(fù)合物Ⅰ～Ⅴ的蛋白結(jié)構(gòu)進行分類。可能很快就有新的線粒體疾病分類。

王 藝教授 目前，在診斷線粒體疾病方面還有很大的困難，請兩位教授介紹一下你們的經(jīng)驗。

Ton教授 在辛辛那提兒童醫(yī)院診斷為線粒體病的患兒中，只有20%的患兒具有臨床綜合征的表現(xiàn)，依靠臨床表現(xiàn)和神經(jīng)系統(tǒng)檢查，神經(jīng)科醫(yī)生可以做出診斷，但是80%患兒診斷比較困難。當(dāng)遇到這部分患兒時，首先進行血液和尿液的遺傳代謝篩查，包括葡萄糖、丙酮酸、乳酸、丙氨酸、肌酸、胍基乙酸、β-羥丁酸、肉堿和?；鈮A等，對于ETC缺陷的患兒來說，篩查是最基礎(chǔ)的檢查。在線粒體疾病患兒中有60%～70%所有的篩查結(jié)果可能都是正常的。

其次，可考慮行腦部MR和質(zhì)子磁共振波譜(MRS)檢查。由于N-乙酰天冬氨酸(NAA)峰在3.0 ppm，谷氨酸鄰近NAA，在3.1 ppm左右，甘氨酸在3.5 ppm左右，所以3.0 tesla波譜檢查更容易區(qū)分這些代謝峰。當(dāng)然，我們正在進行4.0 tesla場強的MR研究，相信有些大學(xué)還有5.0 tesla場強的檢查。

如果通過上述檢查仍不能排除線粒體疾病，則應(yīng)進行線粒體DNA檢測，不過線粒體DNA突變的發(fā)生率很低，僅占30%左右。尤其是核型的檢測，很難發(fā)現(xiàn)異常。

肌肉活檢組織化學(xué)染色，電鏡觀察線粒體的結(jié)構(gòu)形態(tài)，ETC酶復(fù)合物Ⅰ～Ⅴ活性的檢測。目前有2種方法可使用冰凍肌肉組織或者新鮮的肌肉組織分離線粒體檢測這些復(fù)合物的活性，低于25%為異常。但是對于哪一種檢查方法獲得的結(jié)果更好目前仍然存在爭議。線粒體疾病約50%存在ETC酶復(fù)合物缺陷。Leigh病可出現(xiàn)復(fù)合物Ⅳ的缺陷。美國辛辛那提兒童醫(yī)院1年進行100例肌肉活檢并進行ETC活性的檢測。

線粒體病患兒的癥狀往往看似不是神經(jīng)系統(tǒng)疾病，我就曾遇到過1例11歲的男性患兒，4年來出現(xiàn)漸進性乏力，主訴最多能行走300米，體格檢查和神經(jīng)系統(tǒng)查體均正常，學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀，既往體格健康。心電圖和肌電圖均正常。但值得一提的是，該患兒就診時身高僅處于P40水平，但在5年前還處于P90水平。代謝檢查：葡萄糖74 mg·dL-1，乳酸5.5 mmol·L-1，丙酮酸0.10 mmol·L-1，乳酸/丙酮酸為55，丙氨酸 801 μmol·L-1(正常值：195～499μmol·L-1)，輔酶Q10正常，尿有機酸檢測示乳酸和β-羥基丁酸水平均增高。

該患兒尚進行了ETC活性測定，復(fù)合物Ⅰ和Ⅲ的活性降低(10.8%)，復(fù)合物Ⅳ的活性僅為15.9%，復(fù)合物Ⅲ的活性為41.1%，故考慮該患兒為復(fù)合物Ⅰ和Ⅳ缺陷。

電鏡檢查結(jié)果可見該患兒體內(nèi)存在有趣的線粒體結(jié)構(gòu)，圓形的線粒體沿著胞膜以環(huán)狀排列(圖1A)，在其他位置還有以方形結(jié)構(gòu)存在的線粒體(圖1B)。

圖1 線粒體病患兒電鏡檢查結(jié)果所見

注 A：紅色箭頭所示可見圓形環(huán)狀排列的線粒體結(jié)構(gòu)；B：紅色箭頭所示可見方形線粒體結(jié)構(gòu)

同時亦對該患兒進行了線粒體DNA完整基因組測序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該患兒存在m.5590G>A (tRNA Ala) 同質(zhì)異常變異，該變異位于高度保守的氨基酸連接部位(tRNA Ala)，由原本的G-C 配對突變?yōu)镚-U錯配。曾有報道單純性肌病患者(癥狀與本病患兒類似)合并復(fù)合體Ⅰ和Ⅳ缺陷者伴有m.5591G>A(鄰近位點)突變，但其母親無該位點突變。

本例患兒可能是以骨骼肌受累為主的一種新的線粒體疾病。目前尚無針對該患兒的特異的治療手段，接下來唯一能做的就是對該患兒進行長期隨訪，觀察其心臟、眼、耳朵、是否發(fā)生糖尿病和甲狀腺功能等。本病例為典型的臨床上看似不是神經(jīng)系統(tǒng)疾病，但患兒所表現(xiàn)出的癥狀往往應(yīng)引起臨床醫(yī)生的高度警惕，要考慮到線粒體病的可能性。

王 藝教授 遲教授，中國臺灣地區(qū)目前的檢測手段如何？

遲景上教授 在中國臺灣地區(qū)也會遇到一些代謝性疾病的患兒，但是由于文化背景的不同，在中國臺灣很難說服家長進行肌肉活檢，與美國辛辛那提兒童醫(yī)院的診斷步驟還是有所不同，當(dāng)疑似神經(jīng)代謝疾病的患兒，除了血及尿液的代謝物檢測外，進行MR、MRS和口服葡萄糖乳酸測試的檢查，如果影像學(xué)檢查和(或)口服葡萄糖乳酸測試異常就進行分類，區(qū)分時是綜合征型還是非綜合征型？如果是綜合征型的，則進行DNA序列檢測，檢測結(jié)果正常，就說服家長進行肌肉活檢。

在中國臺灣地區(qū)目前較少有肌肉活檢后的生物化學(xué)酵素檢查，進行肌肉細(xì)胞染色及電鏡檢測，如果電鏡中存在結(jié)構(gòu)異常診斷線粒體病。如果電鏡檢查正常則隨訪，且保留患兒的血樣以用于特異性基因的檢查。

口服葡萄糖乳酸的測試的方法是：患兒禁食8 h，早上8點檢測基礎(chǔ)乳酸，如果患兒不合作先給予鎮(zhèn)靜，然后給予1.75 g·kg-1的葡萄糖口服液，在隨后的3 h中，每30 min檢測1次乳酸和丙酮酸，如果60和90 min的乳酸水平升高大于基礎(chǔ)量的5 mg·L-1，則表示有異常。

王 藝教授 目前對線粒體疾病的分子基礎(chǔ)有哪些新的認(rèn)識？有相關(guān)的基因?qū)W檢測技術(shù)嗎？

Ton教授 線粒體疾病的分子學(xué)基礎(chǔ)與線粒體DNA突變有關(guān)，目前認(rèn)為KSS綜合征、Pearson綜合征、散發(fā)的進行性眼外肌癱瘓(Sporadic PEO)、糖尿病伴耳聾等與mRNA重排有關(guān)系。與結(jié)構(gòu)蛋白編碼基因突變有關(guān)的有LHON、神經(jīng)性肌無力、共濟失調(diào)伴視網(wǎng)膜色素變性(NARP)和母系遺傳性Leigh′s綜合征。與tRNAs編碼基因有關(guān)的有MELAS綜合征、MERRF綜合征、母系遺傳成人發(fā)病的合并心臟病變的線粒體肌病(MIMyCa)、進行性眼外肌癱瘓(PEO)、單純性肌病、糖尿病伴耳聾、感音神經(jīng)性耳聾、肥厚型心肌病和脈管病。氨基糖苷類抗生素誘導(dǎo)性耳聾和肥厚型心肌病與rRNAs編碼基因有關(guān)。當(dāng)然上述的多數(shù)僅適用于基礎(chǔ)研究。

如果患兒高度懷疑Leigh綜合征，應(yīng)進行SURF1基因檢查。Leigh′s綜合征患兒可出現(xiàn)電子傳遞鏈復(fù)合物Ⅳ的缺陷，所以對檢測到復(fù)合物IV缺陷的患兒要進行SURF1基因檢查。但是基因檢查比較昂貴，因此檢查必須具有針對性。

遲景上教授 目前中國臺灣地區(qū)只能進行SURF1和2的檢測，不能進行POLG基因的檢測。

王 藝教授 復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院現(xiàn)有的輔助診斷方法也有限，可以做的是血和尿液的遺傳代謝篩查，影像學(xué)方面可以進行MR和MRS的檢查，沒有針對線粒體疾病的患兒開展肌肉活檢，也沒有相關(guān)基因?qū)W檢查的手段。

遲景上教授 線粒體量的缺失綜合征的情況如何呢？

Ton教授 線粒體量的缺失綜合征也并不十分罕見，臨床表現(xiàn)型和線粒體功能結(jié)構(gòu)變化所致的表現(xiàn)型相仿。肌肉活檢往往發(fā)現(xiàn)ETC酶復(fù)合物減低，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ可以很低，當(dāng)檢測到多重的復(fù)合物降低時，要考慮線粒體量的缺失綜合征。需要進行線粒體DNA的定量檢測，會顯示分子數(shù)量是否正常。如果發(fā)現(xiàn)分子數(shù)量很低的話，會進一步進行TK2基因的核型檢測。

另外，對輔酶Q10缺失綜合征非常感興趣，該綜合征可表現(xiàn)為單純的肌病，進行性進展，多數(shù)伴隨肌無力，也可伴隨腦病和肝臟問題，也可表現(xiàn)為肌肉、神經(jīng)和腦混合型。當(dāng)進行肌肉ETC活性檢測時，同時檢測Ⅰ和Ⅲ及Ⅱ和Ⅲ時，會發(fā)現(xiàn)復(fù)合物Ⅰ和Ⅲ活性減低，Ⅱ和Ⅲ活性減低，但單獨進行各復(fù)合物檢測時均為正常。因為輔酶Q10連接復(fù)合物Ⅰ、Ⅲ以及復(fù)合物Ⅱ、Ⅲ。美國辛辛那提兒童醫(yī)院正在發(fā)展檢測肌肉輔酶Q10的技術(shù)。輔酶Q10對這一疾病的治療效果很好。目前為止對輔酶Q10的研究已有2年了。

王 藝教授 目前對線粒體疾病的治療方面有沒有新的進展？

Ton教授 對每個醫(yī)生來說，最尷尬的事情就是缺乏有效的治療，這一點可能會阻礙線粒體疾病研究的進一步進展。但是對于肌酸代謝障礙中的合成障礙，目前明確高劑量的肌酸具有很好的替代治療效果，該藥物即將進入臨床試驗階段。

王 藝教授 很榮幸能請到2位教授，讓我們對線粒體疾病的現(xiàn)狀有了更深入的了解，希望今后有機會繼續(xù)交流。