黏多糖貯積癥Ⅱ型的診斷及治療進展

鞏純秀 李曉僑

黏多糖貯積癥Ⅱ型(mucopolysaccharidosis type Ⅱ,MPSⅡ，MIM #309900)于1917年由加拿大醫(yī)生Charles Hunter首次報道，亦稱為亨特綜合征(Hunter 綜合征)。該疾病是一種溶酶體貯積癥，因編碼艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(iduronate-2-sulfatase，IDS)的基因——IDS基因(MIM*300823)發(fā)生變異，致溶酶體內IDS酶活性缺乏或顯著降低，從而使該酶催化硫酸皮膚素的2-硫酸鹽基團(DS)和硫酸乙酰肝素(HS)的水解能力下降，導致這兩種糖胺聚糖(曾稱為黏多糖)不能降解而堆積在溶酶體中，導致溶酶體腫脹、細胞破壞及臟器功能損害，并引起一系列臨床表現(xiàn)[1]。

有調查表明，男性發(fā)生率為1∶(100000～170000)[2]。近年來，國內外有關該疾病的治療取得了很多新進展。2006年，英國制藥公司夏爾(Shire)研制的藥物Elaprase獲美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration, FDA) 批準,成為全球獲批的首個MPSⅡ酶替代治療藥物。在亞洲也逐漸開展了酶替代療法的臨床試驗[3]。近年來，隨著基因治療的開展，基因編輯產(chǎn)品亦成為該疾病的研究熱點，并逐漸應用于臨床。本文就總結該疾病的臨床表現(xiàn)，實驗室檢查，重點介紹目前該疾病的治療進展，以供臨床醫(yī)生參考。

一、臨床表現(xiàn)及分型

MPSⅡ患兒在大多數(shù)器官系統(tǒng)中可能受到不同程度的影響，疾病表現(xiàn)存在很高的異質性。根據(jù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)是否受累，可將患兒分為早期進展型和緩慢進展型，前者主要表現(xiàn)為進行性認知惡化，加上進行性氣道和心臟疾病，通常會導致患兒在<20歲死亡。緩慢進展型患兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)影響較小，對其他臟器的影響也較輕，通常智力正常，可以活到成年[2]。

MPSⅡ患兒GAG的堆積幾乎可以發(fā)生在所有器官中，但是對某些特定臟器影響尤為明顯。

1.面部改變：新生兒期外觀可正常，面部特征的粗陋化在早期進展型中多在18個月～4歲出現(xiàn)，而緩慢進展型可晚幾年出現(xiàn)。主要表現(xiàn)為舌大、眶上嵴突出、鼻大、鼻梁寬以及臉頰大而圓和嘴唇厚。部分患兒的上臂背側和外側面可出現(xiàn)象牙色的皮膚病變。

2.生長：患兒出生時表現(xiàn)正常，在出生后的頭幾年，大多數(shù)患兒的身高都在第50百分位以上，有的甚至超過了第97百分位。然而，生長速率隨著年齡的增長而降低。通常到8歲時，身高可低于第3百分位，幾乎所有的兒童在青春期前都表現(xiàn)出生長遲緩，且都伴有大頭畸形。身材矮小的原因不明，可能與骨生長板紊亂有關。雖然在緩慢進展型和早期進展型中并沒有觀察到身高之間的差異，但生長的監(jiān)測仍有助于幫助評估疾病進展和治療效果。

3.眼睛：偶有MPSⅠ常見的角膜渾濁。但是，裂隙燈檢查可能會發(fā)現(xiàn)散在的角膜病變，一般不影響視力。大約20%的個體存在視神經(jīng)盤水腫(papilledema)，但不伴顱內壓增高。大約11%的患者可有視神經(jīng)萎縮。視網(wǎng)膜病變常見于早期進展型，視網(wǎng)膜電圖(ERG)異?？梢越沂疽暰W(wǎng)膜功能障礙。其他眼部異常包括雙側葡萄膜積液、周圍色素上皮改變和放射狀中央窩旁皺褶。

4.口腔、耳鼻喉：常見舌骨增大，腺樣體和扁桃體肥大以及顳下頜關節(jié)強直，導致張口困難。咽喉中GAG沉積會導致聲音嘶啞。患兒牙齒形狀不規(guī)則，牙齦組織增生及牙源性囊腫。患兒可出現(xiàn)傳導性和感覺神經(jīng)性聽力損傷，并伴有耳部反復感染。蛛網(wǎng)膜增生引起的耳蝸神經(jīng)受壓以及螺旋神經(jīng)節(jié)細胞數(shù)量減少和毛細胞變性可導致神經(jīng)性耳聾。

5.關節(jié)及骨骼：關節(jié)攣縮是最早出現(xiàn)的癥狀，尤其指骨關節(jié)攣縮。攣縮導致關節(jié)活動顯著喪失。骨骼異常并非是MPSⅡ的特異表型，這種在影像學上表現(xiàn)的“多發(fā)性骨發(fā)育不良”在所有的MPS患者中均可出現(xiàn)，主要表現(xiàn)為：大部分長骨，尤其是肋骨在胸骨端的廣泛增寬，脊柱端相對偏細，形如“飄帶”狀。掌指骨短粗，遠端寬，近端尖呈三角形，遠節(jié)指骨呈爪形。楔形蝶鞍、顱骨呈舟狀。許多區(qū)域的骨骺骨化中心不規(guī)則。椎體可見切跡。髖關節(jié)發(fā)育不良，如果不治療，可發(fā)展為早發(fā)性關節(jié)炎，從而導致嚴重的殘疾。

6.呼吸系統(tǒng)：隨著GAG在舌、口咽軟組織和氣管中積累，氣道逐漸變窄，分泌物增加，最終導致氣道阻塞，頻發(fā)上呼吸道感染。另外，胸壁僵硬，肝臟、脾臟腫大，從而減少胸腔容積。若出現(xiàn)睡眠呼吸暫停，需正壓輔助通氣，最終可能需氣管切開術。

7.心血管疾病：心臟異常是主要的臨床表現(xiàn)，同時也是死亡的主要原因。據(jù)報道，82%的患兒有心血管異常，其中62%與瓣膜疾病有關。此外，心肌病、高血壓、心律失常和外周血管疾病也有少數(shù)報道(<10%)。

8.胃腸道：大多數(shù)受累患兒會出現(xiàn)肝大和(或)脾大，臍或腹股溝疝也常出現(xiàn)。在早期進展型MPSⅡ患兒中，慢性腹瀉為常見主訴。

9.神經(jīng)系統(tǒng)：患兒在出生時表現(xiàn)正常，早期的發(fā)育也可能在正常范圍內。里程碑發(fā)育延遲通常是大腦受累的第一個表現(xiàn)。隨著認知功能的損害逐漸加重，患兒可出現(xiàn)睡眠障礙、多動、大運動落后、有癲癇樣發(fā)作、持續(xù)的咀嚼動作，不能控制排便。通?；純涸?～8歲出現(xiàn)發(fā)育倒退。

腕管綜合征(CTS)是MPS Ⅱ常被忽視的并發(fā)癥，神經(jīng)傳導檢查可提示其不正常，通常術后手功能可改善。另外，椎管狹窄，尤其是頸部脊髓受壓必須注意監(jiān)測。

二、確診方法

1.IDS酶活性測定：除了成熟的紅細胞外，IDS蛋白存在于所有細胞中，可以在不同的細胞或體液中評估其酶活性，在進行酶學檢查時需對至少一個甚至多個硫酸酯酶與IDS的活性一起檢測，以排除多種硫酸酯酶缺乏癥(MIM#272200)。大多數(shù)MPSⅡ患兒沒有殘留的IDS活性，輕型患兒可能殘存0.2%～2.4%的酶活性[4]。

2.IDS基因分子遺傳檢測：由于IDS基因是目前報道MPSⅡ的唯一致病基因，因此通過一代測序方法可直接檢測IDS基因變異。因其存在假基因，可以用Lualdi等[5]提出的基于PCR的簡單重組子分析法檢測。陣列CGH(比較基因組雜交)分析方法可檢測基因的大缺失和(或)重復。隨著二代測序(NGS)技術的發(fā)展和普及，近幾年可直接用二代測序方法檢測，尤其對非典型臨床特征的患兒。

三、鑒別診斷

MPSⅡ癥狀體征最廣泛，包含了所有其他類型黏多糖貯積癥和溶酶體儲存障礙的表現(xiàn)，如黏脂病Ⅱα/β、Ⅲα/β和Ⅲγ、甘露糖病、巖藻糖病和多種硫酸酯酶缺乏癥，因此需要通過酶學檢查或基因檢測確診。

還需與伴有大頭畸形和(或)器官腫大并表現(xiàn)為發(fā)育延遲的其他非溶酶體疾病相鑒別。尿GAG定性分析可鑒別出不同類型的MPS，而不僅僅是區(qū)分MPSⅠ和MPSⅡ。確診則要通過對酶活性檢測及遺傳分析[2]。

四、治療和管理

1.對癥治療：由于目前常見的治療干預措施無法到達患者腦室，因此與神經(jīng)受累有關的癥狀仍無法治愈，只能采取對癥治療。腦積水和脊髓壓迫可進行減壓手術，癲癇可加用抗驚厥藥物，肌環(huán)切開術改善呼吸，眼科手術改善視網(wǎng)膜病變[6]。因為鎮(zhèn)靜或麻醉對患者非常危險，所以對所有需要手術干預的患兒治療前都要進行仔細評估。

骨骼功能障礙主要表現(xiàn)為發(fā)育不良和活動受限，后者用物理治療。在有髖關節(jié)畸形的情況下，才進行骨科手術、腹股溝和臍疝手術治療[7]。

2.酶替代療法(ERT)：針對MPSⅡ研制出兩種不同的重組酶，分別為聚硫酶和聚硫酶β。這兩種酶在臨床前期研究中都有相似的理化性質，在降低GAG水平方面具有相似的器官分布和功效，而聚硫酶β則表現(xiàn)出更高的比酶活性、更快的細胞攝取率以及形成更低的抗藥物抗體，并且研究表明獲得較好的結果[8～11]。在安全性方面，ERT耐受性較好，不良反應在輕度至中度[12]。2017年美國醫(yī)學遺傳學和基因組學學院(ACMG)基金會委托專家發(fā)表了關于MPSⅡERT的系統(tǒng)證據(jù)綜述，結果表明，在MPSⅡ患兒中，每周靜脈注射替代酶會降低uGAG水平和肝臟/脾臟體積，而對于其他結果證據(jù)并不太明確[13]。

因為骨、軟骨和心臟瓣膜等組織由于其血管化程度低，因此治療酶的生物利用度也低。而血-腦脊液屏障的存在對于CNS癥狀的ERT也存在困難[14]。

重組酶的免疫反應性也會減弱治療效果。超過50%的ERT患者出現(xiàn)了抗硫酸酶抗體IgG[3]。注射重組酶在輸注完成后可能會被機體立即清除，需要頻繁輸注[14]。所以經(jīng)常住院持續(xù)輸液治療和治療費用高，限制了治療的可及性。對于MPSⅡ重型患兒，ERT的治療仍有爭議。但目前科學界的立場仍是在沒有找到更有效治療方法前所有的患者都建議進行ERT[15]。

為了克服 ERT方法的局限性，研究者對傳統(tǒng)ERT治療進行了一些改進，包括改變給藥途徑及引入修飾的融合蛋白替代宿主進行酶的生產(chǎn)。 為了使ERT能治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，研究者還進行了對腦室內(ICV)和鞘內(IT)注射治療。在MPSⅡ小鼠模型中，腦室內給藥和鞘內給藥均獲得較好的陽性結果[16,17]。在Ⅰ/Ⅱ期的臨床試驗(包括安裝鞘內給藥裝置)顯示出良好的效果，目前仍在進行的Ⅱ/Ⅲ期試驗將于2022年結束[1]。

用分子木馬(TH)修飾治療性重組酶形成融合蛋白可跨越血-腦脊液屏障(BBB)。分子TH是一種內源性分子(一般是肽鏈或單克隆抗體)，可結合位于大腦毛細血管內皮細胞腔內的內源性受體，通過受體介導的轉運方式穿過BBB。 目前主要用于這一目的的受體是胰島素受體(IR)和轉鐵蛋白受體(TfR)，它們可以作為特異性單克隆抗體受體在BBB上轉運重組蛋白藥物[18]。該蛋白在恒河猴試驗中已證明其安全性，且在老鼠研究中獲得較好結果[19，20]。目前，為了降低ERT的成本而生產(chǎn)出改善穩(wěn)定性、藥代動力學及藥效學特性的蛋白質仍在研究中。

3.造血干細胞移植(HSCT)：HSCT包括將血液干細胞從相容的健康供體移植給患者，理論上，移植細胞和(或)其后代細胞可以在局部產(chǎn)生永久功能性治療的酶，目前通常使用骨髓外周血或臍帶血作為血液干細胞來源。移植后血管周圍間隙和腦實質的小膠質細胞中存在供體細胞，提示HSCT具有治療MPSⅡ神經(jīng)癥狀的潛力[21]。在1986年首次用 HSCT 治療1例7歲MPSⅡ患者，移植后3.5年因心血管并發(fā)癥死亡[13]。因此HSCT一直受阻。一項研究收集了146例HSCT治療的MPSⅡ患兒與51例ERT和15例未經(jīng)治療的病例進行比較，該研究認為，HSCT對于MPSⅡ患兒似乎比ERT更有效，HSCT可以作為該疾病的治療選擇[22]。中國兒童移植學組(CCTG)對收治的34例MPS患兒(包括12例Ⅱ型)的移植資料進行分析，結論得出同種異體HSCT可以挽救MPS患兒的生命，提高生活質量[23]。因此，2017年，中華醫(yī)學會兒科學分會血液學組發(fā)表了HSCT治療MPS的專家共識，并提出該治療方案目前仍是我國提供給患兒的一種治療方式[24]。但進一步改善移植方案，降低其發(fā)生率或病死率的風險，仍是目前需要解決的問題。

4.基因治療：MPSⅡ以及其他類型MPS和大多數(shù)LSD，由于都是單基因疾病，使他們成為候選基因治療的潛在疾病，即經(jīng)過基因修飾后可以由一個儲存器官的細胞產(chǎn)生和釋放缺陷的酶，然后被其他細胞和器官吸收達到治療的目的。此外，誘導基因表達水平不用特別充足就可以糾正臨床表現(xiàn)，通常僅需要正常酶5%～15%的水平就可以維持正常[12]。

基因治療方法可分為體內和體外兩種。前者指將攜帶治療基因的載體直接輸注到患者體內，主要使用反轉錄病毒、慢病毒、腺病毒和基于腺相關病毒(AAV)的載體以及非病毒載體系統(tǒng)來傳遞。后者是從受體患者中提取細胞，通常是造血干細胞或外周血細胞，用治療基因進行體外轉導后再注入回患者體內，主要使用反轉錄病毒和慢病毒載體[1]。 此外，細胞治療和納米載體、減少底物基質治療、藥理學伴侶治療等治療方法目前都仍在研究中(表1)。

表1 MPSⅡ的治療方法

五、展 望

對于MPSⅡ的發(fā)病機制以及臨床和實驗室診斷方面，已經(jīng)研究出很多治療該疾病的方法。但是，仍有一些問題需要解決，多年來，該疾病的發(fā)生機制一直僅考慮到未降解的GAG在不同器官中積累，現(xiàn)在已知該疾病的發(fā)生機制可能更為復雜，且存在更多未預料到的方面，對這些致病機制的深入研究有望鑒定出其他更具體的治療靶標。而且鑒于在同一家系中出現(xiàn)不同程度的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的受累患者，因此，表觀遺傳因素可能也需要進行研究。

從治療的角度來看，在開始ERT方案后14年，需要重新評估和考慮不同的劑量和(或)給藥頻率。此外，重新定義ERT患者入組或停藥指南也很重要。而對于發(fā)展中國家，隨著HSCP治療方案的優(yōu)化，HSCP也可以作為該疾病的首選治療方式之一。當然，隨著基因治療研究的不斷深入，患者有望在未來能一次性改善糖胺聚糖代謝能力，達到徹底治愈。