ATP6基因8993T>G突變導(dǎo)致新生兒Leigh綜合征一例并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

張京慧 童笑梅 王雪梅 王新利 常艷美

病例資料

患兒，女，37+1周順產(chǎn)娩出，出生體重2 550 g，生后母乳喂養(yǎng)為主，吃奶差、吸吮弱，睡眠多、少哭、少動(dòng)，生后10 d、18 d因吃奶差、體重不增在門診給予母乳喂養(yǎng)指導(dǎo)。生后31 d因吃奶量及體重增長(zhǎng)不滿意，半天來出現(xiàn)呼吸節(jié)律異常住院診治，入院時(shí)體重僅2 160 g，嗜睡、反應(yīng)差，呼吸表淺，呈雙吸氣樣呼吸，四肢肌張力低下。血?dú)夥治觯篜H 7.52，PCO211 mmHg，PO283 mmHg，BE -11mmol/L，提示呼吸性堿中毒合并代謝性酸中毒，予對(duì)癥處理后仍持續(xù)存在輕度代謝性酸中毒、高乳酸血癥。生后43 d患兒開始頻繁驚厥，為全身發(fā)作，表現(xiàn)為雙眼斜視、雙上肢上舉，強(qiáng)直，持續(xù)20秒左右自行緩解，每日發(fā)作數(shù)十次，發(fā)作間期四肢松軟。給予地西泮、苯巴比妥抗驚厥治療后逐漸緩解。尿液有機(jī)酸分析顯示戊二酸、3-羥基戊二酸、3-甲基戊烯二酸水平增高，頭顱B超示雙側(cè)丘腦、基底核區(qū)域異?；芈?。驚厥時(shí)腦電圖提示背景活動(dòng)成熟延遲，各導(dǎo)尖波發(fā)放，初步診斷“戊二酸尿癥？代謝病性腦?。俊苯o予維生素B1、B2、B6、輔酶Q10、左卡尼汀、苯巴比妥等對(duì)癥治療，驚厥控制后復(fù)查腦電圖正常，準(zhǔn)予出院，門診隨診。

生后6個(gè)月患兒再次出現(xiàn)頻繁驚厥，入睡后不久出現(xiàn)雙下肢上抬，抱球樣發(fā)作，成串，每天發(fā)作2～3次，最多20余次，腦電圖提示背景不典型高度失律，結(jié)果見圖1。苯巴比妥加量后驚厥發(fā)作減輕，僅表現(xiàn)為點(diǎn)頭發(fā)作，4～5下/串，2～3次/日。生后10個(gè)月調(diào)整抗癲癇藥物，加用妥泰，苯巴比妥減量，未再出現(xiàn)抱球樣發(fā)作，但出現(xiàn)另一種發(fā)作形式：雙眼凝視，口唇發(fā)紺，四肢屈曲，肌張力高，持續(xù)10余秒，1～2次/日，診斷為“癲癇、發(fā)育落后、線粒體??？”

圖1 患兒6個(gè)月腦電圖典型改變圖1A 清醒閉目狀態(tài)時(shí)雙側(cè)枕區(qū)未見優(yōu)勢(shì)節(jié)律或活動(dòng)，呈不典型高度失律(彌漫性不規(guī)則慢波、尖慢波夾雜尖波、棘波、多棘波連續(xù)發(fā)放或散發(fā)，異常腦電活動(dòng)呈雜亂性、非同步、不對(duì)稱性發(fā)放)；圖1B監(jiān)測(cè)中記錄到清醒期有呈串痙攣發(fā)作，臨床表現(xiàn)為雙上肢伸展，雙下肢上抬，同期呈全導(dǎo)高波幅雙相或三相慢波復(fù)合低波幅快波活動(dòng)發(fā)放。

出生史：患兒系第2胎，第1產(chǎn)，胎齡37+1周，出生體重2 550 g，出生身長(zhǎng)46 cm，無圍產(chǎn)期缺氧窒息史。母孕期合并妊娠期糖尿病，飲食控制血糖。第1胎孕早期因社會(huì)因素人工流產(chǎn)。

家族史：父親32歲，母親29歲，非近親婚配，體健，雙方均無類似家族病史。

體格檢查：頭圍38 cm，身長(zhǎng)68 cm，體重7.5 kg，毛發(fā)稀黃，發(fā)育落后，營(yíng)養(yǎng)不良貌。神志清楚，精神萎靡，反應(yīng)差，全身未見皮疹，未見牛奶咖啡斑及色素脫失斑，皮下脂肪薄。頭顱五官無畸形，前囟已閉。心肺及腹部未見異常。四肢肌張力減低，雙側(cè)膝腱反射可引出，雙側(cè)巴氏征陽性。神經(jīng)運(yùn)動(dòng)發(fā)育較同齡兒明顯落后，6個(gè)月抬頭，不追視。

實(shí)驗(yàn)室檢查：血、尿、便常規(guī)未見異常。血糖、血電解質(zhì)及腎功均正常，生后6個(gè)月內(nèi)谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT) 63～75 U/L(參考值0～40 U/L)，之后恢復(fù)正常。肌酶(CK) 30～100 U/L(參考值30～170 U/L)，血乳酸4.1～11.5 mmol/L(參考值0.5～2.0 mmol/L)，丙酮酸195～ 234 μmol/L(參考值30～100 μmol /L)。血液氨基酸及酯酰肉堿譜：多種氨基酸降低，游離肉堿降低。尿有機(jī)酸分析：戊二酸、3-羥基戊二酸濃度增高，乳酸、丙酮酸、3-羥基丙酸、甘油、3-甲基戊烯二酸、3-羥基苯乙酸、2-酮戊二酸濃度增高?？膳懦湫偷陌被?、脂肪酸和有機(jī)酸代謝性疾病，提示營(yíng)養(yǎng)障礙。頭顱核磁共振成像(MRI)及代謝檢查：生后1.5個(gè)月及6個(gè)月時(shí)頭顱MRI典型表現(xiàn)見圖2。頭顱MRS提示腦內(nèi)N-乙酰天門冬氨酸(NAA)峰顯著降低，膽堿(Cho)峰異常增高，可見基底節(jié)區(qū)乳酸峰增高。

圖2 患兒頭顱核磁典型表現(xiàn)圖2A 生后1.5月，T2FLAIR冠狀位顯示：雙側(cè)大腦半球白質(zhì)、雙側(cè)蒼白球T2信號(hào)延長(zhǎng)。圖2B生后1.5月，T2FLAIR矢狀位顯示：胼胝體T2信號(hào)延長(zhǎng)。圖2C 生后6月，T2冠狀位顯示：腦萎縮。圖2D生后6月，T1矢狀位顯示：胼胝體萎縮。

線粒體呼吸鏈酶復(fù)合物Ⅰ～Ⅴ活性測(cè)定：提取外周血白細(xì)胞線粒體蛋白，采用分光光度法測(cè)定線粒體呼吸鏈氧化磷酸化復(fù)合物Ⅰ～Ⅴ活性?；純壕€粒體呼吸鏈復(fù)合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ活性正常，復(fù)合物II + III偏低，為70.9%(復(fù)合酶活力/內(nèi)參酶活力×100%)。

線粒體氧化磷酸化途徑：均存在缺陷。I通路(復(fù)合物Ⅰ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ)為67.3 nmol/kg/h(正常值>109.7 nmol/kg/h)、II通路(復(fù)合物Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ)為47.2 nmol/kg/h(正常值>95.9 nmol/kg/h)、IV通路(復(fù)合物Ⅳ+Ⅴ)為78.7 nmol/kg/h(正常值>243.2 nmol/kg/h)。

線粒體基因分析：采用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析方法(PCR-RFLP)進(jìn)行外周血白細(xì)胞及尿液腎臟脫落細(xì)胞的線粒體基因3243A>G、8993T>G、8993T>C和8344A>G突變篩查結(jié)果見表1，圖3。

圖3 聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析結(jié)果

表1 患者及父母外周血白細(xì)胞及尿液腎臟脫落細(xì)胞線粒體基因分析

診斷、治療及隨訪：患兒自新生兒期即出現(xiàn)中樞神經(jīng)損害和智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后，且逐漸進(jìn)展，伴四肢無力、驚厥、肝損害等多器官損害表現(xiàn)，有血乳酸和丙酮酸升高、代謝性酸中毒，發(fā)病早期頭顱B超提示基底節(jié)區(qū)對(duì)稱性損害，后期頭顱MRI表現(xiàn)以腦萎縮為主，尤其胼胝體顯著，臨床符合Leigh 綜合征，父母無類似疾病家族史。外周血白細(xì)胞線粒體氧化磷酸化通路測(cè)定均存在缺陷，提示存在嚴(yán)重的腺苷三磷酸(ATP)合成障礙，進(jìn)一步通過線粒體基因分析證實(shí)ATP6基因8993T>G、8993 T>C突變導(dǎo)致復(fù)合物ATP合成酶缺陷，且尿液中腎臟脫落細(xì)胞的突變比例比外周血白細(xì)胞還要高，明確診斷為ATP6基因8993T>G突變導(dǎo)致LS?；純喊l(fā)病后即給予不間斷補(bǔ)充B1300 mg/d；輔酶Q1030 mg/d；維生素C 100 mg/d。

患兒2歲時(shí)隨訪，體重9.5 kg，全身肌肉無力，自主活動(dòng)少，拉坐不能豎頭，不能言語，抗癲癇治療效果差，仍有頻繁點(diǎn)頭樣動(dòng)作，約3～5次/天，睡眠障礙，無進(jìn)食欲望，每日僅能強(qiáng)迫進(jìn)食少量配方奶(每天3次，每次150 mL)及少量玉米淀粉糊。

討論

Leigh綜合征(Leigh syndrome，LS) 是由于線粒體呼吸鏈能量代謝障礙，ATP 生成減少，導(dǎo)致嚴(yán)重神經(jīng)肌肉損傷，病理表現(xiàn)以腦基底節(jié)、腦干、脊髓、小腦等部位的對(duì)稱性壞死病變?yōu)樘卣?，又稱亞急性壞死性腦肌病(subacute necrotizing encephalomyelopathy，SNE)。常于嬰兒期發(fā)病，表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)和智力低下、異常呼吸節(jié)律、眼震、眼球麻痹、視神經(jīng)萎縮、共濟(jì)失調(diào)、肌張力障礙，血清中丙酮酸和乳酸含量增高，預(yù)后不良。頭顱MRI顯示病變多累積腦干、基底節(jié)、丘腦及第三腦室旁，呈多灶性、雙側(cè)對(duì)稱性分布，T2FlAIR和DWI信號(hào)多不均勻，病變同時(shí)具有彌散受限和不受限區(qū)域[1-3]。新生兒期發(fā)病者少見，多存在嚴(yán)重的線粒體呼吸鏈能量代謝缺陷。1996年Rahman制定的LS診斷標(biāo)準(zhǔn)如下[4]：(1)進(jìn)行性智力和(或)運(yùn)動(dòng)落后；(2)有腦干或基底節(jié)損害的癥狀；(3)血或腦脊液乳酸增高；(4)典型的影像或病理學(xué)表現(xiàn)(尸檢)，或同胞有典型的病理表現(xiàn)。以上前三條加第四條中的任意一點(diǎn)均可以診斷為L(zhǎng)S。本例患兒以全身肌張力減低、智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后合并難以控制的癲癇發(fā)作為主要表現(xiàn)，血乳酸和丙酮酸升高，頭顱MRI以對(duì)稱性的腦萎縮為主，尤其胼胝體部顯著萎縮，臨床符合LS的診斷。

LS是一種罕見的常染色體隱性遺傳性線粒體腦病，在遺傳上具有明顯的異質(zhì)性，遺傳方式有常染色體隱性、X-連鎖和母系遺傳。目前已知涉及3種線粒體基因(MT-ND2，MT-ND3，MT-ND6)的突變，進(jìn)而影響線粒體呼吸鏈上的5種酶復(fù)合物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ)和丙酮酸脫氫酶復(fù)合物。其基因型復(fù)雜，目前報(bào)道的基因突變超過85種[1,5-8]。線粒體呼吸鏈復(fù)合物缺陷患者臨床表現(xiàn)體征多樣，部分患者由于缺乏特異臨床表現(xiàn)和體征，臨床診斷困難，需要依賴線粒體氧化磷酸化通路測(cè)定或氧化磷酸化酶復(fù)合物活性測(cè)定及基因診斷[9-11]。本例通過檢測(cè)線粒體氧化磷酸化通路提示存在缺陷，明確病因?yàn)榫€粒體病，為進(jìn)一步的基因分析確定了方向。

基因分析是診斷LS的重要方法?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)ATP合成酶6(ATPase6)缺陷與LS有關(guān)，已報(bào)道的ATP6基因突變的患者，主要表現(xiàn)為智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲滯、肌張力減退，30%的患者外周神經(jīng)損傷[12-13]。該基因定位于mtDNA 8527～9207，稱為MTATP6，并發(fā)現(xiàn)了3種錯(cuò)義突變：T8993G、T8993C、T9176C。其中8993位的堿基置換(T-G和T-C)最為常見[14-15]。尤其是T8993G突變，使156位氨基酸由保守亮氨酸變成精氨酸，引起ATP合成酶跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)(Fo)的功能受到破壞，使酶活性大幅度降低(至少50%)，這使耗能極高的腦組織首先受損壞死。當(dāng)致病突變比率高于75%時(shí)臨床表現(xiàn)為典型的LS，常于2歲內(nèi)死亡[16-17]。而T8993C突變僅改變了ATP合酶中疏水尾部(Fo)的構(gòu)象，使ATP產(chǎn)量略受影響，故臨床表現(xiàn)較輕[18]。本例患兒線粒體基因分析提示其ATP6基因8993T>G、8993 T>C突變，母親攜帶同樣突變基因，父親未攜帶此類突變，證實(shí)此患兒的發(fā)病是由于ATP6基因8993T>G點(diǎn)突變影響氧化磷酸化酶復(fù)合物V的活性，進(jìn)而導(dǎo)致ATP合成酶6(ATPase6)缺陷所致，系母系遺傳。母系遺傳的LS(maternally inherited Leigh syndrome，MILS)是LS中的少見類型，在國(guó)外報(bào)道中約占到LS患者的25%，其中編碼ATP6的基因突變占5%～10%[19]。在我國(guó)2008年1項(xiàng)針對(duì)145例LS患兒的研究中，發(fā)現(xiàn)MILS共12例(8.3%)，其中2例8993T>G，1例8993T>C[11]。國(guó)外Santorelli曾報(bào)道在50例LS患兒中有12例存在8993T>G突變，其中2例來自相同家族譜系[15]。本患兒通過線粒體呼吸鏈酶學(xué)活性檢測(cè)進(jìn)行診斷，基因診斷進(jìn)一步驗(yàn)證了診斷結(jié)果?；純夯?993T>G突變比例高達(dá)80.4%，線粒體氧化磷酸化通路均存在嚴(yán)重缺陷，兩種檢測(cè)結(jié)果相吻合。

藥物對(duì)癥治療是ATP合成酶6缺陷的常用治療方法，主要是減少有毒性產(chǎn)物產(chǎn)生、通過旁路傳遞電子、補(bǔ)充代謝輔酶以及抗氧化。常用藥物為輔酶Q10、維生素B1、維生素C等。雖經(jīng)積極的藥物支持治療，此患兒病情仍在進(jìn)展，驚厥難以控制，腦萎縮顯著，預(yù)后不良。目前遺傳學(xué)方面的治療仍在研究階段，隨著基因敲除動(dòng)物模型、細(xì)胞模型的建立，基因治療和細(xì)胞療法有望成為新的有效治療方法。目前有研究通過腺病毒相關(guān)載體(adenovirus associated virus，AAV)介導(dǎo)進(jìn)行基因療法取得了一定進(jìn)展，但尚未應(yīng)用于臨床[20]。因該患兒為母系遺傳，可通過細(xì)胞核轉(zhuǎn)移療法，將mtDNA突變?nèi)祟惻缘穆涯讣?xì)胞或受精卵的細(xì)胞核轉(zhuǎn)移入摘除了細(xì)胞核的正常卵母細(xì)胞或受精卵中，從而避免mtDNA的遺傳[21]。