EARS2基因突變致丘腦腦干受累性腦白質(zhì)病伴高乳酸血癥1例并文獻復(fù)習(xí)

康美華 朱 賢 謝新寶 楊皓瑋 方微園 陸 怡 王建設(shè)

1 病例資料

男，45 d，因“皮膚黃染43 d”于2016年6月14日入住復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院(我院 )。生后2 d出現(xiàn)皮膚黃染，糞便金黃色，口服茵梔黃無好轉(zhuǎn)。生后42 d因吃奶少、反應(yīng)差入當(dāng)?shù)蒯t(yī)院重癥監(jiān)護室，查凝血功能提示凝血酶原時間(PT)>100 s，國際標(biāo)準(zhǔn)化比值(INR)>18；ALT 151 U·L-1，AST 302 U·L-1，總膽紅素(TB)409 μmmol·L-1,直接膽紅素(DB)190 μmmol·L-1,γ-氨酰基轉(zhuǎn)移酶(GGT)218 U·L-1，血糖1.0 mmol·L-1；血乳酸(LAC)15 mmol·L-1，Hb 77 g·L-1。予輸注血漿、凝血因子改善凝血功能，輸注少漿血糾正貧血，補充白蛋白等對癥治療，黃疸未見明顯改善，為進一步診治轉(zhuǎn)至我院。

患兒系G2P1(計劃外懷孕人工流產(chǎn)1次)，母孕期未訴異常，孕39周順產(chǎn)分娩，出生體重3 350 g，出生時無異常。否認(rèn)遺傳性疾病家族史，父母非近親婚配。

入院查體：T 36.5℃，R 32·min-1，P 130·min-1，頭圍38 cm，身長58.5 cm(

實驗室檢查：表1顯示，凝血功能明顯異常；生化指標(biāo)提示膽汁淤積，肝酶升高，低血糖；血氣分析提示高乳酸性酸中毒；血常規(guī)提示Hb低下。巨細(xì)胞病毒(CMV)、弓形蟲、皰疹病毒、風(fēng)疹病毒IgM抗體陰性；血、尿CMV DNA陰性；肝炎病毒、梅毒、艾滋病毒抗體均陰性。血串聯(lián)質(zhì)譜提示丙氨酸(Ala)、蛋氨酸(Met)、脯氨酸(Pro)、蘇氨酸(Thr)、酪氨酸(Tyr)均明顯升高，絲氨酸(Ser)明顯降低，余氨基酸和肉堿無明顯異常；尿有機酸質(zhì)譜結(jié)果示3-羥基丁酸、丙酮酸明顯升高，提示嚴(yán)重酮癥；4-羥基苯乳酸、4-羥基苯丙酮酸顯著升高，2-羥基異戊酸略高，余有機酸無明顯異常。

影像學(xué)檢查：腹部B超示肝腫大；顱腦MR示小腦、腦干、胼胝體、雙側(cè)丘腦、額頂葉可見DWI高信號(圖1 A～D)，雙內(nèi)囊后肢基因檢查：患兒71 d時(2016年7月11日)，在獲得其父母知情同意后，抽取患兒及其父母外周靜脈血各2 mL，使用基因組DNA抽提試劑盒抽取基因組DNA與線粒體DNA，得到符合要求的DNA樣本；打斷樣本DNA，加入捕獲探針(安捷倫捕獲芯片)，構(gòu)建捕獲文庫，進行高通量測序(illumina二代測序儀)；通過ERP系統(tǒng)自動進行測序數(shù)據(jù)比對、變異檢測和變異注釋，按優(yōu)先級篩查突變。線粒體基因未見異常。16號染色體上EARS2基因有2個點突變，c.1355T>G(p.L452R)和c.813C>A(p.F271L)，父母驗證發(fā)現(xiàn)分別來自父親、母親。兩個變異位點均位于EARS2基因的剪切位點，在人類基因突變數(shù)據(jù)庫(HGMD)專業(yè)版、千人基因組數(shù)據(jù)庫和ExAC數(shù)據(jù)集中尚無這兩個位點突變及單核苷酸多態(tài)性(SNP)的報道，應(yīng)用MutationTaster軟件預(yù)測上述變異均為致病性突變。

表1 患兒不同年齡時血生化、血氣分析、凝血功能、血常規(guī)

注 NA：未做

圖1顱腦MR影像學(xué)檢查圖

注 A、B、C、D：50 d時顱腦MR；E：15個月時顱腦MR；F：腦室腹腔引流術(shù)后6個月頭顱CT平掃 。A：DWI對應(yīng)T1WI和T2WI雙側(cè)小腦病灶；B：DWI對應(yīng)T1WI和T2WI雙側(cè)丘腦病灶；C：DWI對應(yīng)T1WI和T2WI雙側(cè)胼胝體病灶；D：DWI對應(yīng)T1WI和T2WI雙側(cè)額葉病灶；E：DWI對應(yīng)T1WI和T2WI雙側(cè)丘腦病灶，嚴(yán)重腦積水；F：腦積水明顯好轉(zhuǎn)

DWI信號偏高，腦溝、腦裂形態(tài)和數(shù)目未見異常，考慮顱內(nèi)多發(fā)損傷灶；顱腦質(zhì)子磁共振波譜成像(HMRS)顯示雙側(cè)豆?fàn)詈恕⑶鹉XNAA峰值減低。

住院診斷：1.膽汁淤積癥，2.線粒體肝腦??？3.肝功能衰竭。

住院診治經(jīng)過：入院后予頭孢吡肟抗感染，熊去氧膽酸利膽、補充脂溶性維生素及補液支持治療，皮膚黃染較前稍消退，凝血功能較前稍好轉(zhuǎn)。住院15 d后出院。出院后口服熊去氧膽酸，補充維生素A、維生素D、鈣、鋅及左卡尼丁口服液。

15月齡回我院隨訪，膽紅素和肝酶均降至正常范圍，凝血功能恢復(fù)至正常，乳酸和血氨降至正常(表1)?；純荷L發(fā)育落后，運動發(fā)育相當(dāng)于4～5月齡，智力發(fā)育相當(dāng)于9～10月齡，可翻身，可主動抓握，不能獨坐，可無意識叫爸爸媽媽；體格檢查示體重、身長在正常范圍，肢體被動活動偏緊張；腹部B超肝、脾、腎、腎上腺未見異常，腹水陰性；復(fù)查顱腦MR提示嚴(yán)重腦積水(圖1E)，與45 d齡顱腦MR相比，諸腦室擴張顯著，雙側(cè)腦室旁白質(zhì)見片狀T1WI稍低、T2WI高、FLAIR T2WI等低信號影，雙內(nèi)囊后肢、丘腦T1WI低、T2WI高信號。雙側(cè)腦室旁、腦干、丘腦、基底節(jié)、內(nèi)囊后肢、胼胝體見DWI略高信號影，異常信號范圍較前稍增大，強度較前稍降低，腦干后緣及雙側(cè)小腦受壓改變，胼胝體菲薄，考慮腦積水，腦內(nèi)多發(fā)異常信號。頭顱HMRS仍顯示基底節(jié)區(qū)及丘腦NAA峰偏低。

16月齡在我院神經(jīng)外科行腦室-腹腔分流術(shù)，22月齡隨訪時患兒能扶走，發(fā)簡單雙音，運動及智力發(fā)育相當(dāng)于12月齡。復(fù)查顱腦CT示腦池腦溝明顯擴大或增寬，腦積水較前明顯改善(圖1F)。

2 文獻復(fù)習(xí)

分別在萬方數(shù)據(jù)庫、中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(建庫至2018年3月)檢索國內(nèi)文獻，未發(fā)現(xiàn)EARS2基因突變引起丘腦腦干受累性腦白質(zhì)病伴高乳酸血癥(LTBL)的相關(guān)文獻報道。在PubMed數(shù)據(jù)庫自建庫至2018年3月,用“EARS2”為關(guān)鍵詞共檢索到13篇文獻，用“LTBL”為關(guān)鍵詞檢索到文獻8篇，共報告EARS2基因突變致LTBL病例27例，男10例，女17例，均為1歲內(nèi)起病，其中6例死亡(表2)。例16和19患兒父母為近親婚配。

表2 28例EARS2基因突變致丘腦腦干受累性腦白質(zhì)病伴高乳酸血癥病例的臨床發(fā)現(xiàn)及突變位點

注 M：男；F：女；CNS：中樞神經(jīng)系統(tǒng)；CH：復(fù)合雜合；Hom：純合子

3 討論

線粒體病以復(fù)雜的生化呼吸鏈缺陷為特點，在先天性代謝紊亂病中發(fā)病率較高，約為1/5 000，其臨床表型和基因型多種多樣[1]。線粒體氨酰基tRNA合成酶(mt-aaRSs)是一組核基因編碼酶，催化氨基酸與其相應(yīng)的同源tRNA特異性附著和偶聯(lián)。根據(jù)tRNA的反密碼子序列以其特定的氨基酸在tRNA上加載，到目前為止，已發(fā)現(xiàn)17個編碼線粒體特異性氨酰亞胺基tRNA合成酶基因，分別為AARS2、DARS2、RARS2、NARS2、CARS2、EARS2、HARS2、IARS2、LARS2、MARS2、FARS2、PARS2、SARS2、TARS2、WARS2、YARS2和VARS2[2]。mt-aaRSs對線粒體蛋白質(zhì)的合成至關(guān)重要，mt-aaRSs基因突變是導(dǎo)致常染色體隱性遺傳性疾病線粒體翻譯障礙的重要原因，與多種線粒體呼吸鏈缺陷病有關(guān)，上述基因的變異多數(shù)(除PARS2與WARS2外)已被證實與嬰兒線粒體病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[3]。丘腦腦干受累性腦白質(zhì)病伴高乳酸血癥(LTBL)是EARS2缺陷導(dǎo)致的一種線粒體病，為常染色體隱性遺傳線粒體腦病，2012年由Marjan等[4]首次報告，目前世界范圍內(nèi)共報告27例(表2)，國內(nèi)尚未見報道。

本文患兒新生兒期起病，臨床特征較為典型，有乳酸性酸中毒、低血糖、腦病和肝臟損害等發(fā)現(xiàn)，語言、運動發(fā)育落后于同齡兒童，隨著年齡增長轉(zhuǎn)氨酶、膽紅素、凝血功能和血乳酸等生化指標(biāo)均恢復(fù)正常。Beril等[6]曾報告以膽汁淤積為臨床發(fā)現(xiàn)，病例尸檢結(jié)果顯示肝腫大、肝臟嚴(yán)重脂肪變性、輕度纖維化和膽汁淤積。本文病例以嚴(yán)重的膽汁淤積、肝功能衰竭起病，與既往文獻報道的病例有所不同。

LTBL具有典型的影像學(xué)特點，顱腦MR呈現(xiàn)廣泛對稱的深部白質(zhì)、丘腦、腦干和小腦白質(zhì)的異常信號，胼胝體菲薄及發(fā)育不良，HMRS提示乳酸升高，神經(jīng)系統(tǒng)臨床發(fā)現(xiàn)與神經(jīng)影像學(xué)表現(xiàn)的嚴(yán)重程度密切相關(guān)，隨著時間推移，臨床癥狀及MR異?？勺孕懈纳芠4,6]。Marjan等[4]應(yīng)用1例基因確診的6歲男性LTBL患兒的臨床發(fā)現(xiàn)和MRI圖像特點在阿姆斯特丹腦白質(zhì)患者數(shù)據(jù)庫中搜索具有類似表現(xiàn)的患者(該數(shù)據(jù)庫包含了3 000多例不明原因腦白質(zhì)患者的數(shù)據(jù))。通過系統(tǒng)分析，包括臨床表型、MR圖像匹配等，在10多年的患者中發(fā)現(xiàn)了11例類似患者，基因測定結(jié)果均顯示EARS2基因突變(表2中例2～7，例9～13)。11例均在生后1年內(nèi)發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)病變，顱腦MR異常表現(xiàn)與LTBL患兒相似。8例存在深部腦白質(zhì)的異常和腫脹，胼胝體、丘腦、基底神經(jīng)節(jié)、中腦、腦橋、延髓和小腦白質(zhì)存在廣泛異常信號；5例(表2中例3、4、6、7、9)胼胝體后部異常變薄，顱腦HMRS顯示乳酸含量升高，1歲后上述MR異?？娠@著改善，HMRS乳酸含量可恢復(fù)正常。另3例(例10～12)MR表現(xiàn)更為嚴(yán)重，腦白質(zhì)腫脹更明顯，均存在胼胝體發(fā)育不良，后部最為顯著，HMRS也顯示乳酸含量明顯增高，例10、11隨訪MR顯示受影響的腦組織結(jié)構(gòu)漸進性萎縮，包括嚴(yán)重的雙側(cè)大腦皮質(zhì)和丘腦、顳骨變薄、畸形。該研究中例12、13是同胞兄弟，具有相同的基因突變表型而臨床表型不完全一致。Kevelam等[10]報告了1例LTBL患兒，8月齡時腦部MR顯示，側(cè)腦室畸形和中度擴大，深部腦白質(zhì)包括腦室周圍少量的白質(zhì)以及皮質(zhì)下的白質(zhì)存在融合的對稱性的信號異常，胼胝體完整，但后部較薄，3歲與18歲隨訪時MR提示腦白質(zhì)和胼胝體信號顯著異常，基底核、腦干、小腦白質(zhì)信號恢復(fù)正常。

本文患兒2月齡時頭顱MR提示小腦、腦干、胼胝體、雙側(cè)丘腦和額頂葉見DWI高信號，雙內(nèi)囊后肢DWI信號偏高，與文獻報道一致；不同的是，顱腦HMRS沒有乳酸峰，于15個月隨訪時發(fā)現(xiàn)有腦積水，胼胝體菲薄，外科行腦室-腹腔分流術(shù)后腦積水改善，22個月腦室擴張、腦積水明顯改善。復(fù)習(xí)文獻，目前尚無LTBL合并腦積水病例報道。

導(dǎo)致LTBL的EARS2基因變異類型多樣，包括堿基缺失、置換、插入。目前已報道的導(dǎo)致LTBL的EARS2變異大部分為復(fù)合雜合突變，僅有5例純合子(表2中例16、17、19、24、28)，尚未發(fā)現(xiàn)基因變異位點和疾病的臨床嚴(yán)重程度之間存在顯著關(guān)系，但純合突變的臨床發(fā)現(xiàn)更為嚴(yán)重。Beril等發(fā)現(xiàn)EARS2純合突變病例常常病情進展快速并死亡，可能與呼吸鏈復(fù)合物Ⅰ和Ⅳ的嚴(yán)重缺乏有關(guān)[6]。目前僅有1例患兒(例19)EARS2純合突變在新生兒早期發(fā)病，但其臨床發(fā)現(xiàn)為輕型的病例報道[12]。該患兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育正常，血乳酸稍增高(2.66 mmol·L-1)，2.5歲時出現(xiàn)單純性熱性驚厥，腦電圖正常；3歲時能獨走，有輕微的共濟失調(diào)。表明具有EARS2純合突變的患者臨床表型也可為輕微型。也有少數(shù)復(fù)合雜合突變所致LTBL病例臨床預(yù)后不良(如死亡或存在嚴(yán)重后遺癥)的報道(例14、15、19、21、22)[1,3,8,13,14]。

目前已報道的EARS2基因突變位點以c.322C>T最多見，其次為c.328G>A和c.286G>A。本文患兒基因檢測結(jié)果顯示EARS2基因存在2處點突變，c.1355T>G(p.L452R)來自父親，c.813C>A(p.F271L)來自母親，符合復(fù)合雜合突變致病，父母均無LTBL臨床癥狀，證實患兒父母為EARS2致病基因攜帶者，符合常染色體隱性遺傳規(guī)律。這兩個突變位點目前尚未見報道，可能是導(dǎo)致本病例臨床發(fā)現(xiàn)與文獻報道有所不同的原因。本文患兒的特點為：以肝功能衰竭為主要首發(fā)表現(xiàn)，僅有血乳酸明顯升高，顱腦HMRS未見乳酸峰，后期出現(xiàn)精神運動發(fā)育遲緩及嚴(yán)重腦積水，其基因型和表型的關(guān)系還需進一步證實。

本文的不足在于，未對本病例EARS2基因編碼的酶活性進行檢測及基因突變位點的功能進行實驗驗證。