基因檢測確診纖毛結(jié)構(gòu)正常的原發(fā)性纖毛運動障礙2例病例報告

李 瑩 付文龍 田代印 耿 剛 范京川 代繼宏

1 病例資料

例1：女，9月齡，因“慢性濕性咳嗽6個月”入重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院(我院)治療。3月齡起開始出現(xiàn)反復咳嗽伴痰鳴音，伴流涕和鼻塞，無喘息、氣促和呼吸困難，偶有發(fā)熱。外院多次診斷為“支氣管炎”、“肺炎”等，予抗感染治療1周左右，咳嗽、咳痰緩解。患兒為G1P1，胎齡30+5周，生后有新生兒呼吸窘迫，予呼吸機輔助通氣，具體治療不詳。生長發(fā)育史正常。入院查體雙肺呼吸音對稱，可聞及少許中粗濕啰音。血常規(guī)、肝腎功能和免疫功能檢查未見異常。心臟彩超提示鏡面右位心，主動脈右弓右降。腹部B超提示胃左位，肝右位。胸部CT顯示肺炎，左肺3葉、右肺2葉(圖1A)。

圖1 2例患兒的CT表現(xiàn)

例2：男，14歲，因“反復咳嗽、咳痰2年余，加重3個月”入我院。 2年前開始出現(xiàn)持續(xù)性咳嗽伴咳膿痰，伴鼻塞、流涕，外院診斷“慢性鼻竇炎”。自幼有雙耳流膿(起病具體時間不詳)，曾診斷“化膿性中耳炎伴鼓膜穿孔”?？人浴⒖忍灯骄?～3個月急性發(fā)作1次，每次抗感染、化痰治療1～2周可緩解。患兒為G2P2，足月順產(chǎn)，新生兒期無住院病史，生長發(fā)育史正常。患兒的姐姐身體健康。否認類似支氣管擴張家族史，否認3代以內(nèi)有近親婚配。入院查體雙側(cè)胸廓對稱，雙肺呼吸音對稱、聞及少許粗濕啰音。血常規(guī)、肝腎功能、免疫功能檢查未見異常，結(jié)核干擾素試驗陰性。胸部CT提示彌漫性支氣管擴張(圖1B)。

2例患兒均行支氣管鏡下支氣管黏膜活檢，在透射電鏡(TEM)下分析纖毛結(jié)構(gòu)，均提示呼吸道纖毛“9+2”軸突超微結(jié)構(gòu)正常(圖2)。

圖2 電子顯微鏡顯示例1患兒纖毛正常超微結(jié)構(gòu)

2 基因檢測

2例患兒臨床特征典型，高度疑診原發(fā)性纖毛運動障礙(PCD，MIM# 242650)，為進一步明確診斷，經(jīng)家長知情同意后，分別抽取患兒及其父母外周血2 mL，乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝，行基因測序(北京邁基諾基因檢測公司)，例1行全外顯子基因測序，例2行呼吸系統(tǒng)疾病基因包測序(包括804個相關基因)。通過Sanger測序進行驗證并分析父母來源。

例1檢測到DNAH11基因(NM_00127715)49號外顯子c.7999C>T(p.Q2667X)無義突變，65號外顯子c.10691+2T>G剪接突變，分別來自患兒母親和父親。例2檢測到HYDIN基因(NM_001270974)84號外顯子c.14641delG (p.V4881fs)移碼突變，46號外顯子c.7159-1G>A剪接突變，分別來自患兒母親和父親。

根據(jù)美國醫(yī)學遺傳學與基因組學學會(ACMG)聯(lián)合美國分子病理學會(AMP)2015 年制訂的“基因序列變異的解釋標準和指南”(簡稱指南)行致病性分析。例1的2個突變位點和例2的2個突變位點均滿足指南中PVS+PM2+PM3+PP4 4個致病支持性證據(jù)，判定為致病性突變，支持性證據(jù)如下。①PVS：剪接突變、無義突變和移碼突變均為零效變異，可能導致基因功能喪失。②PM2：HGMD 數(shù)據(jù)庫無這4個位點的相關報道。生物信息學蛋白功能預測軟件 SIFT、PolyPhen_2、REVEL預測均為未知。在千人基因組、ESP6500、gnomAD和ExAC 4個正常人群數(shù)據(jù)庫中未檢索到這些位點或提示正常人不攜帶。③PM3：該病為隱性遺傳病，與另1個致病變異反式存在(與另1個致病突變組成復合雜合)。④PP4：患兒的臨床表現(xiàn)與PCD表型高度吻合。

3 討論

PCD是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，發(fā)病率1/15 000～1/20 000[1]，其特征為纖毛運動功能受損導致黏液纖毛清除無效。嬰幼兒時期高度提示PCD的臨床表現(xiàn)包括：新生兒呼吸窘迫、反復上呼吸道感染(慢性鼻-鼻竇炎、慢性中耳炎)、早期出現(xiàn)的反復下呼吸道感染和內(nèi)臟轉(zhuǎn)位等[2, 3]。TEM下呼吸道纖毛結(jié)構(gòu)異常是診斷PCD的傳統(tǒng)標準。然而，文獻報道，>30%的PCD患者纖毛超微結(jié)構(gòu)正常[4-6]。因此，TEM提示纖毛軸突超微結(jié)構(gòu)正常不能完全排除PCD，需結(jié)合致病基因檢測等其他檢測方法進行診斷。理論上，任何涉及纖毛裝配或功能的基因突變都可能導致PCD，目前已知40余個相關基因，大多為常染色體隱性遺傳，也有部分為X連鎖隱性遺傳[7]。本文2例臨床高度疑診PCD的患兒TEM下纖毛結(jié)構(gòu)正常，基因檢測分別發(fā)現(xiàn)DNAH11和HYDIN基因發(fā)生復合雜合突變，均為致病性突變，從而確診PCD。

DNAH11基因編碼一種外動力蛋白臂(ODA)重鏈蛋白，其突變并不影響其他外動力蛋白(DNAH5、DNAH9)在纖毛軸絲上的位置[8]，但引起纖毛擺動異常，表現(xiàn)為異常剛性搏動模式、纖毛彎曲能力減弱、擺動過度，TEM和免疫組化則顯示，呼吸纖毛軸突超微結(jié)構(gòu)正常，外動力蛋白臂完整[9]。既往研究對TEM下觀察發(fā)現(xiàn)纖毛結(jié)構(gòu)異常的PCD患者行基因檢測，均未發(fā)現(xiàn)DNAH11基因突變[10]。關于DNAH11基因突變在PCD患者中的比例，土耳其報告為8.7%[11]，中國約為14.3%[6]。在纖毛軸突超微結(jié)構(gòu)正常的PCD患者中，DNAH11基因突變約占22%[10]。目前關于PCD基因型及臨床表型關系的研究尚不多，Schwabe等[9]在既往的一項家系研究中描述DNAH11基因突變所致的PCD患者的臨床癥狀包括慢性耳道感染、反復的鼻部癥狀及慢性肺部感染、新生兒呼吸窘迫、全內(nèi)臟轉(zhuǎn)位(Kartagener 綜合征)等，與本文患兒的臨床表現(xiàn)基本一致。

HYDIN最初被認為是一種導致腦積水的基因，編碼大腦中央裝置纖毛蛋白，該基因突變導致的腦積水患者在常規(guī)TEM下觀察大腦中央裝置無明顯結(jié)構(gòu)異常[12]。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)HYDIN基因突變還可引起PCD，患者表現(xiàn)為中耳炎、鼻竇炎、肺炎等反復感染癥狀，在TEM下觀察運動纖毛超微結(jié)構(gòu)完全正常[13]。既往研究報道，德國和法羅群島人群HYDIN突變在所有PCD患者中<1%[13]，土耳其人群中則為10.9%[11]。推測HYDIN基因突變在不同人群PCD患者中的比例差異較大。本文伴有HYDIN突變的例2符合上述臨床特征，但12歲出現(xiàn)首發(fā)癥狀，與PCD自幼起病的特點不符合?？赡艿脑虬ǎ孩倩純杭凹议L對其既往病情存在回憶偏倚。②PCD臨床異質(zhì)性較大，有文獻報道首發(fā)癥狀可出現(xiàn)在1月齡至11歲[11]。由于HYDIN編碼呼吸纖毛的中心復合體，不影響動力蛋白的功能，因此患兒胚胎發(fā)育時期結(jié)纖毛功能不受影響，故認為該基因突變不會引起內(nèi)臟轉(zhuǎn)位[13]。

此外，既往研究發(fā)現(xiàn)，一些編碼軸絲輻射狀頭蛋白的基因發(fā)生突變也可導致纖毛結(jié)構(gòu)正常的PCD。例如，RSPH9突變患者其纖毛超微結(jié)構(gòu)完全正常[14]。RSPH4A突變者約50%具有正常的纖毛超微結(jié)構(gòu)[15]。CCDC164和GAS8均為編碼連接蛋白和動力蛋白調(diào)節(jié)復合物(N-DRC)的基因， TEM分析發(fā)現(xiàn)這2種基因突變所致的PCD纖毛超微結(jié)構(gòu)正常[16, 17]。一種由RPGR基因突變導致的伴有視網(wǎng)膜變性的PCD綜合征，患兒也可以具有正常的纖毛超微結(jié)構(gòu)[18]。

目前尚無單一診斷方法可作為確診PCD的金標準，使得臨床確診PCD仍有一定困難。對于具有典型臨床表現(xiàn)但纖毛超微結(jié)構(gòu)沒有明顯缺陷的PCD患兒，其診斷仍具有挑戰(zhàn)性。PCD患兒雖然存在較強的異質(zhì)性，但臨床上早期起病的慢性咳嗽，反復上、下呼吸道感染，內(nèi)臟轉(zhuǎn)位及新生兒期不明原因呼吸窘迫，均對PCD 的診斷有高度提示作用[19]。同時，研究表明，纖毛超微結(jié)構(gòu)正常的PCD患兒的臨床特征與伴有動力臂缺失等纖毛結(jié)構(gòu)異常的患者相比基本無差異[4]。 因此，臨床特征仍是許多患者診斷PCD的首要和重要線索。

本文的不足之處在于，由于檢測條件限制，未使用高速掃描電鏡評估纖毛運動功能。