鉬輔因子缺乏癥1例臨床及遺傳學(xué)分析

張廣宇 李三松 楊 磊 王明梅 陳功勛 朱登納

鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院兒童康復(fù)科（河南鄭州 450052）

鉬輔因子缺乏癥 (molybdenum Cofactor deficiency，MoCD) 是一種罕見的常染色體隱性遺傳的致死性疾病，導(dǎo)致亞硫酸鹽氧化酶、黃嘌呤脫氫酶和醛氧化酶的聯(lián)合缺陷。MoCD主要臨床表現(xiàn)包括新生兒期起病難治性癲癇、肌張力異常、小頭畸形、喂養(yǎng)困難，發(fā)育遲緩等[1]。MoCD 致病基因包括MOCS 1、MOCS 2、MOCS 3和GEPH。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)MoCD 病例報(bào)道。本例患兒應(yīng)用目標(biāo)區(qū)域捕獲高通量測(cè)序確診MoCD，現(xiàn)回顧分析其臨床資料。

1 臨床資料

患兒，女，6 月齡。生后第1 天即出現(xiàn)吸吮無(wú)力、進(jìn)食少，第2 天不進(jìn)食，第3 天出現(xiàn)氣促，呼吸無(wú)力，反應(yīng)欠佳，吸吮無(wú)力，伴有抽搐及肌張力增高，無(wú)發(fā)紺，無(wú)發(fā)熱。于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院就診，予呼吸機(jī)輔助通氣、抗感染、糾酸、止驚等治療1 周，呼吸改善，但患兒仍吸吮無(wú)力。家長(zhǎng)自動(dòng)出院后用勺子喂奶，以后患兒吸吮能力逐漸改善，能用奶瓶喝奶，仍時(shí)有抽搐，表現(xiàn)頭往一側(cè)歪斜，四肢強(qiáng)直，伴意識(shí)喪失，每次持續(xù)約1 min，未治療。3 月齡時(shí)患兒不追視、四肢肌張力高?，F(xiàn)6 月齡，仍不能追視、四肢肌張力高，時(shí)有抽搐情況?；純合礕3P3，足月剖宮產(chǎn)，無(wú)窒息、產(chǎn)傷史，出生體質(zhì)量3.2 kg。父母非近親婚配，父母及5 歲姐姐均體健。母親第2 胎也為女嬰，生后也有抽搐、不進(jìn)食情況，2月齡夭折。體格檢查：體質(zhì)量6 kg，頭圍34 cm（<-3 SD），前囟已閉合，面容無(wú)明顯異常；不追視、對(duì)光反射存在，不追聽，不能逗笑，頭后仰，俯臥不抬頭，雙手不能主動(dòng)抓物，坐位后傾，四肢肌張力明顯增高，雙膝腱反射亢進(jìn)。實(shí)驗(yàn)室檢查：尿酸低95 μmol/L，血代謝篩查（串聯(lián)質(zhì)譜法）提示氨基酸和?；鈮A無(wú)異常，尿液有機(jī)酸綜合分析（氣相色譜質(zhì)譜法）提示3-羥基丁酸增高，尿酸未檢測(cè)到。視覺誘發(fā)電位示雙眼、左眼、右眼（紅光頻閃）波形分化差，主波P 100 不可辨，重復(fù)性差考慮雙側(cè)視覺通路功能重度異常。因家長(zhǎng)拒絕進(jìn)一步眼部檢查，不能確定有無(wú)晶狀體脫位。頭顱MRI示雙側(cè)大腦半球多發(fā)腦軟化、腦萎縮伴膠質(zhì)增生，雙側(cè)基底節(jié)及丘腦異常信號(hào)，雙側(cè)額顳部硬膜下積液（圖1）。因家長(zhǎng)拒絕未行腦電圖檢查。

圖1 患兒頭顱MRI 表現(xiàn)（T2 像）

為進(jìn)一步明確診斷，經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理審查，父母知情同意，對(duì)患兒及父母行全外顯子檢測(cè)和Sanger 測(cè)序驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)患兒MOCS 2基因第6 外顯子存在c.473T>G（p.Leu158*）和c.472_477del（p.Leu158_Lys 159 del）復(fù)合雜合變異。隨后對(duì)患兒及其父母行Sanger 測(cè)序驗(yàn)證，父親檢出c.473 T>G 雜合變異，母親檢出c.472_477 del 雜合變異（圖2）。c.473 T>G（p.Leu158*）為無(wú)義突變，預(yù)計(jì)會(huì)導(dǎo)致所編碼的蛋白質(zhì)發(fā)生截短從而喪失其正常功能（PVS 1），尚未見文獻(xiàn)報(bào)道，HGMD 數(shù)據(jù)庫(kù)和ClinVar 數(shù)據(jù)庫(kù)均未收錄，dbSNP147數(shù)據(jù)庫(kù)、千人基因組數(shù)據(jù)庫(kù)（1000g2015aug_ALL）、ESP6500siv2_ALL數(shù)據(jù)庫(kù)、ExAC_AL數(shù)據(jù)庫(kù)、gnomAD_genome_ALL數(shù)據(jù)庫(kù)均未見收錄（PM2）；多種生物信息學(xué)軟件預(yù)測(cè)其有致病可能性（PP3）。根據(jù)ACMG遺傳變異分類標(biāo)準(zhǔn)與指南綜合分析，c.473T>G為致病性變異（PVS 1+PM 2+PP 3）。c.472_477 del（p.Leu 158_Lys 159 del）為微小缺失突變（PM 4）；HGMD 數(shù)據(jù)庫(kù)和ClinVar 數(shù)據(jù)庫(kù)均未收錄，千人基因組數(shù)據(jù)庫(kù)（1000 g 2015 aug_ALL）、ESP 6500 siv 2_ALL 數(shù)據(jù)庫(kù)、gnomA D_genome_ALL 數(shù)據(jù)庫(kù)均未見收錄，dbSNP 147 數(shù)據(jù)庫(kù)和ExAC_ALL 數(shù)據(jù)庫(kù)均有收錄（rs 770831815，0.00001649）（PM 2）；在隱性遺傳病中，在本例患兒反式位置上檢測(cè)到致病性變異（c.473 T>G）（PM 3）。根據(jù)ACMG 遺傳變異分類標(biāo)準(zhǔn)與指南綜合分析，c.472_477 del 為可能致病變異（PM2+PM3+PM4）。結(jié)合患兒臨床表現(xiàn)、影像、生化檢查及基因檢測(cè)結(jié)果，最終診斷為MoCD。

圖2 患兒及父母MOCS2 基因變異位點(diǎn)Sanger 測(cè)序圖

患兒確診后于當(dāng)?shù)乜祻?fù)治療，1 歲隨訪時(shí)仍時(shí)有抽搐，不能追視，不能主動(dòng)抓物，不能獨(dú)坐，四肢肌張力高。

2 討論

MoCD是由參與鉬輔因子（molybdenum cofactor，MoCo）生物合成的4個(gè)基因變異（MOCS1、MOCS2、MOCS 3和GEPH）所致。在已報(bào)道病例中，2/3 是由MOCS 1基因變異引起，其次是MOCS 2基因，然后是GPHN基因。MoCD以常染色體隱性遺傳方式遺傳，以上4種基因變異所致的MoCD 在臨床表型、嚴(yán)重程度無(wú)明顯差異。MoCD 臨床癥狀大多比較嚴(yán)重，患兒多于生后不久即出現(xiàn)明顯癥狀，包括難治性癲癇、肌張力異常、喂養(yǎng)困難、面容異常（長(zhǎng)臉、眼距寬、長(zhǎng)人中等）、呼吸困難等，有些在新生兒期或嬰兒期夭折，而幸存的患兒會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)癥狀如難治性癲癇、嚴(yán)重的發(fā)育遲緩、小頭畸形、痙攣型四肢癱等，并可能出現(xiàn)非神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，如晶狀體脫位和泌尿系結(jié)石等；但也有少部分發(fā)病較晚、癥狀相對(duì)較輕，這類患兒多于2歲內(nèi)起病，通常臨床表現(xiàn)發(fā)育遲緩、錐體外系和錐體癥狀，癲癇發(fā)作相對(duì)少見[1-3]。

MoCD患兒頭顱影像學(xué)表現(xiàn)類似于缺氧缺血性腦病，初期表現(xiàn)為腦水腫，并逐漸出現(xiàn)囊性腦軟化，皮質(zhì)和白質(zhì)萎縮，蒼白球、丘腦和丘腦底區(qū)局灶性或雙側(cè)對(duì)稱性改變，胼胝體發(fā)育不良，腦干-小腦萎縮和腦室增大等[4]。MoCD實(shí)驗(yàn)室檢查異常包括血清和尿中尿酸水平低，尿亞硫酸鹽試驗(yàn)陽(yáng)性，以及尿黃嘌呤、次黃嘌呤水平升高[5]。

MoCo 是亞硫酸鹽氧化酶、黃嘌呤脫氫酶和醛氧化酶功能所必需的，MoCo 的生物合成途徑可分為3步：通過MOCS1將三磷酸鳥苷合成環(huán)吡喃喋呤單磷酸（cPMP），由MOCS2和MOCS3將cPMP轉(zhuǎn)化為鉬喋呤，再由GEPH 插入鉬形成MoCo[1]。MOCS 2基因定位在5號(hào)染色體的長(zhǎng)臂上，由7個(gè)外顯子組成，該基因編碼鉬蝶呤合成酶的兩個(gè)亞基，因此MOCS 2基因變異會(huì)導(dǎo)致MoCo 合成障礙，使亞硫酸鹽氧化酶、黃嘌呤脫氫酶和醛氧化酶活性喪失。而MoCD 神經(jīng)功能障礙的主要致病機(jī)制可能與亞硫酸鹽氧化酶活性缺乏導(dǎo)致亞硫酸鹽蓄積有關(guān)。亞硫酸鹽蓄積會(huì)導(dǎo)致大腦彌漫性髓鞘丟失，皮質(zhì)和中樞神經(jīng)元丟失，腦實(shí)質(zhì)膠質(zhì)增生和囊性改變，最明顯的是基底節(jié)區(qū)；同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致小腦神經(jīng)元丟失，髓鞘缺失，并伴有膠質(zhì)增生。而黃嘌呤脫氫酶活性喪失會(huì)導(dǎo)致嘌呤代謝障礙，尿液中黃嘌呤、次黃嘌呤排泄增加，同時(shí)因尿酸生產(chǎn)減少，導(dǎo)致血清和尿中尿酸水平低，但黃嘌呤脫氫酶活性喪失對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)無(wú)明顯影響。醛氧化酶活性喪失多無(wú)明顯臨床表現(xiàn)[6]。已報(bào)道的變異在MOCS 2基因所有外顯子中都被檢測(cè)到。MOCS 2基因變異多為無(wú)義變異及移碼變異，且純合變異多見，大多由于近親結(jié)婚所致[1-8]。尚未發(fā)現(xiàn)MOCS2基因型與表型有明確的相關(guān)性，相同的變異會(huì)導(dǎo)致不同的表型，如有報(bào)道1 例攜帶純合錯(cuò)義變異c.3G>9（p.M1I）癥狀較輕的患者[7]，也有報(bào)道攜帶相同純合變異，但臨床表型卻很嚴(yán)重的患者[8]。

本例患兒生后即出現(xiàn)抽搐，伴喂養(yǎng)困難，并逐漸出現(xiàn)小頭畸形、痙攣型四肢癱等，且血尿酸低，尿液未檢測(cè)到尿酸，同時(shí)頭顱MRI檢查發(fā)現(xiàn)雙側(cè)大腦半球多發(fā)腦軟化、腦萎縮伴膠質(zhì)增生、基底節(jié)異常等表現(xiàn)。全外顯子組測(cè)序發(fā)現(xiàn)患兒的MOCS2基因存在復(fù)合雜合變異，因此結(jié)合患兒臨床表現(xiàn)、影像學(xué)、生化及基因檢查結(jié)果，確診為MoCD。

目前MOCS1基因所致MoCD有特異性治療藥物環(huán)吡喃蝶呤單磷酸（cPMP），可減輕神經(jīng)系統(tǒng)受累[9]，但MOCS 2基因所致MoCD 目前無(wú)特異性治療方法，多為對(duì)癥治療。MoCD 預(yù)后很差，有研究發(fā)現(xiàn)MoCD總體人群的中位生存期為36個(gè)月[10]。

綜上所述，通過高通量測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)1 例由MOCS2基因復(fù)合雜合變異導(dǎo)致的 MoCD患兒；基因檢測(cè)結(jié)果可以為患兒的臨床診斷、家系的遺傳咨詢及產(chǎn)前診斷提供依據(jù)。