ATP7A基因新發(fā)變異致Menkes病1例

石曉萌，路新國(guó)

（1.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)深圳市兒童醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，廣東 深圳 518038；2.深圳市兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，廣東 深圳 518038）

Menkes?。∕enkes disease，MD）于1962年由MENKES等［1］首次報(bào)道，是一種X連鎖隱性銅代謝神經(jīng)退行性疾病，由于編碼銅轉(zhuǎn)運(yùn)P型腺苷三磷酸酶（adenosine triphosphatase，ATPase）的ATP7A基因突變所致。主要表現(xiàn)為特征性“卷發(fā)”、進(jìn)行性神經(jīng)變性、難治性癲癇、結(jié)締組織異常、新生兒低血糖、生長(zhǎng)遲緩等。本文報(bào)道1例2020年12月我院收治的MD病例，并復(fù)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)。

1 臨床資料

患兒，男，6月齡，因“反復(fù)抽搐4月余、吐奶1周”入院。最初表現(xiàn)為顏面及口周發(fā)紺、流涎，表情呆滯，未見(jiàn)明顯四肢動(dòng)作，持續(xù)10余分鐘，成簇發(fā)作，雙眼向上凝視，不對(duì)稱(chēng)強(qiáng)直，左上肢屈肘強(qiáng)直，右上肢自然狀態(tài)。3月余前加用左乙拉西坦后，抽搐仍反復(fù)發(fā)作，表現(xiàn)同前，持續(xù)時(shí)間可達(dá)2 h，發(fā)作18～20次/d。2月余前加用丙戊酸鈉，腦電圖示癇樣放電，可見(jiàn)較多低幅尖波呈多灶發(fā)放，加用托吡酯后發(fā)作次數(shù)減少。其后加用奧卡西平及減停丙戊酸鈉，發(fā)作次數(shù)增多，且出現(xiàn)新的發(fā)作形式，表現(xiàn)為舌頭外伸、口唇發(fā)紺、下肢較強(qiáng)直，偶有上肢屈曲，持續(xù)約1～2 min，發(fā)作10～20次/d，間斷右眼眨眼，伴吐奶，非噴射性，2～3次/d，治療效果欠佳。

患兒系第2胎第2產(chǎn)，孕39周，順產(chǎn)，出生體質(zhì)量3 300 g，出生后因“窒息復(fù)蘇后23 min”于外院住院，診斷“新生兒窒息，產(chǎn)瘤，新生兒高膽紅素血癥，新生兒頭顱血腫，蛛網(wǎng)膜下腔出血”，予抗感染等對(duì)癥治療后好轉(zhuǎn)。母孕期一過(guò)性高血糖，生后母乳喂養(yǎng)1個(gè)月，人工喂養(yǎng)5個(gè)月，現(xiàn)不能豎頭、抬頭，不會(huì)笑，追光、追物差。家族史、外傷及手術(shù)史、輸血史、預(yù)防接種、傳染病史無(wú)特殊。

體格檢查：體質(zhì)量7.9 kg，神志清，精神反應(yīng)可。全身皮膚白，皮膚松弛，淺表淋巴結(jié)未觸及腫大。頭圍41 cm，后枕部凹陷，卷曲發(fā)，粗硬，前囟凹陷，斜徑2.0 cm×2.0 cm，張力不高，見(jiàn)圖1。雙側(cè)瞳孔等大等圓，直徑3 cm，對(duì)光反射靈敏。咽部無(wú)充血。頸軟，無(wú)抵抗，未見(jiàn)三凹征，雙肺呼吸音粗，可聞及痰鳴音，未聞及干濕啰音，心腹未見(jiàn)異常。關(guān)節(jié)屈曲度大，四肢肌張力低，雙側(cè)膝反射可引出。陰莖長(zhǎng)度2 cm。

圖1 患兒皮膚及毛發(fā)

輔助檢查：血常規(guī)正常。尿液分析顯示，細(xì)菌1 480.05/μL，結(jié)晶29.70/μL，余正常。血乳酸（lactate，Lac）1.8～6.67 mmol/L；丙戊酸35.0 μg/mL；肝腎功能、心肌酶、體液免疫正常。血?dú)夥治觯o脈）pH7.562，HCO3-21.9 mmol/L，堿剩余（base excess，BE）-3.1 mmol/L，血鈣 1.31 mmol/L，血糖4.8 mmol/ L，Lac值3.86 mmol/ L，銅藍(lán)蛋白（ceruloplasmin，CER）5.8 mg/d L（正常值20～60 mg/d L）；鐵3.8 μmol/L（正常值9.0～32.6 μmol/L）、血 鉛143 μg/L（正常值0～100 μg/L）、銅3.2 μmol/L（正常值8.79～29.54 μmol/L）；尿銅9.8 μg/24 h（正常值15～60 μg/24 h）。痰培養(yǎng)：卡他莫拉菌（4+）。血篩查正常。尿篩查：丙戊酸、2-丙基-3羥基戊酸、2-丙基-5羥基戊酸增高，可能與使用抗癲癇藥物有關(guān)。泌尿系統(tǒng)超聲顯示：右腎高回聲團(tuán)塊，考慮結(jié)石。胸部X線片：雙側(cè)肋骨末端膨大。上消化道超聲未見(jiàn)異常。心電圖示竇性心律，大致正常心電圖。顱腦磁共振（5月齡）顯示：雙側(cè)大腦半球多發(fā)軟化灶伴膠質(zhì)增生，雙側(cè)額頂顳部硬膜下積液/積血，腦萎縮，幕上腦室擴(kuò)張，見(jiàn)圖2。腦電圖（6月齡）顯示：各導(dǎo)大量彌漫性慢波，雙側(cè)枕區(qū)為主大量不規(guī)則慢波混合棘波、尖波及低波幅快活動(dòng)連續(xù)發(fā)放，可波及雙側(cè)后顳區(qū)。

圖2 顱腦磁共振圖像（5月齡）

診治經(jīng)過(guò)：入院后停用奧卡西平，繼續(xù)口服左乙拉西坦38 mg/（kg·d）及托吡酯片抗癲癇治療，并將托吡酯劑量由2 mg/（kg·d）上調(diào)至3.2 mg/（kg·d）。輔以頭孢曲松50 mg/（kg·d）抗感染，吸痰、霧化、補(bǔ)液等對(duì)癥治療后，Lac值降至2.94 mmol/L，但仍有每日抽搐發(fā)作，家屬要求出院。

基因檢測(cè)：根據(jù)患兒病情需要，家長(zhǎng)簽署知情同意書(shū)，完善全外顯子基因檢測(cè)。結(jié)果顯示，X染色體ATP7A基因5號(hào)外顯子存在半合子變異：c.1435C＞T（p.Gln479Ter），見(jiàn)圖3。該變異為無(wú)義突變，在參考人群基因頻率數(shù)據(jù)庫(kù)（The Genome Aggregation Database，gnomAD）中最小等位基因頻率未見(jiàn)記錄，該變異被Clinvar數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)道為Pathogenic（http：//www.ncbi.nlm.gov/clinvar/variation/618540）。經(jīng)家系驗(yàn)證后提示受檢者父親未見(jiàn)突變，受檢者母親雜合突變，此基因突變導(dǎo)致第479號(hào)氨基酸由谷氨酰胺變?yōu)榻K止密碼子（p.G1n479Ter）。根據(jù)美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)（The American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）指南，該變異為功能喪失突變（loss-of-function，LOF），該突變位點(diǎn)在ESP數(shù)據(jù)庫(kù)、千人數(shù)據(jù)庫(kù)、EXAC數(shù)據(jù)庫(kù)中未見(jiàn)，為新發(fā)突變，截?cái)嗤蛔僣.1435C＞T導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄提前終止，該變異為可能致病變異。

圖3 ATP7A基因測(cè)序結(jié)果顯示患兒存在c.1435C＞T位點(diǎn)變異，患兒母親為攜帶者，父親無(wú)該位點(diǎn)變異

結(jié)合患兒臨床特征、實(shí)驗(yàn)室檢查及基因結(jié)果，患兒出院診斷為“MD，難治性癲癇（局灶性發(fā)作），癲癇性腦病，全面發(fā)育遲緩，急性支氣管炎，右腎結(jié)石，高鉛血癥”。

2 討論

MD是一種由位于Xq21.1的ATP7A基因突變引起的X染色體隱性遺傳的進(jìn)行性全身性銅代謝疾病，1962年由MENKES等［1］首次報(bào)道。發(fā)病率約為1/300 000～1/100 000，澳大利亞可能高達(dá)1/40 000，男性多見(jiàn)［2-3］。ATP7A基因包含23個(gè)外顯子，分布在約150 kb的基因組DNA中，編碼位于跨高爾基網(wǎng)絡(luò)（trans-Golgi network，TGN）的1 500個(gè)氨基酸殘基的銅轉(zhuǎn)運(yùn)P型ATPase，具有6個(gè)氨基末端銅結(jié)合位點(diǎn)和1個(gè)具多個(gè)功能結(jié)構(gòu)域的催化轉(zhuǎn)導(dǎo)核心；在腸細(xì)胞、胎盤(pán)、構(gòu)成血腦屏障的星形膠質(zhì)細(xì)胞、腦血管內(nèi)皮細(xì)胞及神經(jīng)元和脈絡(luò)叢細(xì)胞中表達(dá)［4］。根據(jù)殘留的ATP7A活性不同，MD可分為經(jīng)典MD（占90%以上）、枕角綜合征（occipital horn syndrome，OHS）和X連鎖遠(yuǎn)端脊肌萎縮癥-3（X-linked distal spinal muscular atrophy type 3，SMAX3）。

關(guān)于MD的致病機(jī)制，一種廣泛被認(rèn)可的觀點(diǎn)是人腸細(xì)胞外的Cu2+被二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（the divalent metal transporter 1，DMT1）結(jié)合并還原為Cu+，通過(guò)腸上皮細(xì)胞頂膜上的銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（copper transporter 1，CTR1），再經(jīng)超氧化物歧化酶的銅伴侶（copper chaperone for superoxide dismutase，CCS）、細(xì)胞色素C氧化酶銅伴侶蛋白（cytochrome C oxidase copper chaperone，COX17）和抗氧化蛋白（antioxidant protein 1，ATOX1）將Cu+靶向轉(zhuǎn)至超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD1）/細(xì)胞色素C氧化酶（cytochrome c oxidase，CcO）/高爾基體途徑，ATP7A接受ATOX1中的Cu+，介導(dǎo)銅從腸細(xì)胞外流到血液中，或經(jīng)ATOX1/ATP7B/CER途徑分泌到膽汁或血液中，正常血清銅濃度約為109 μg/100 mL，其中90%與CER結(jié)合，其余的銅離子與白蛋白或游離氨基酸結(jié)合。遺傳小鼠模型已經(jīng)證明，ATOX1/ATP7A途徑的缺陷會(huì)導(dǎo)致銅分布的缺陷，引起相應(yīng)的病理變化［4］。ATP7A、ATP7B負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)銅離子濃度，并轉(zhuǎn)入如酪氨酸酶、多巴胺單加氧酶、CcO、賴(lài)氨酰氧化酶、CER等10余種銅依賴(lài)蛋白酶；CER具有銅依賴(lài)氧化酶活性，能將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，對(duì)轉(zhuǎn)鐵蛋白介導(dǎo)的血漿中鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)有重要意義［5］。本患兒血清鐵3.8 μmol/L，考慮為CER降低影響鐵代謝所致。

以“Menkes病”為關(guān)鍵詞，檢索中國(guó)知網(wǎng)（http：//www.cnki.net）及萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//www.wanfangdata.com.cn）建庫(kù)至2021年2月，選取其中14篇國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)［6-19］共43例臨床信息相對(duì)完整的患者資料，加上本例患者，共44例MD患者。44例（100%）均為男性，平均中位發(fā)病年齡3個(gè)月（3 d至7個(gè)月）。33例有首發(fā)癥狀的患者中，以抽搐、發(fā)育遲緩為首發(fā)癥狀者分別占81.8%（27/33）、18.2%（6/33）。44例患兒中，癲癇發(fā)作40例（91.0%），精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩44例（100%），皮膚白皙44例（100%），頭發(fā)黃、卷曲、稀疏42例（95.5%），肌張力降低36例（81.8%），漏斗胸7例（15.9%），腹股溝疝8例（18.9%），顱內(nèi)出血2例（4.5%），膀胱憩室1例（2.3%）。頭顱磁共振顯示血管迂曲樣改變（4/4）、基底節(jié)異常信號(hào)（2/7）、腦發(fā)育不良（2/7）、腦萎縮（3/7）、硬膜下積液（1/7），19例患者血清CER為低水平；32例患者中發(fā)現(xiàn)25種ATP7A突變，其中突變位點(diǎn)c.3914A＞G（p.D1305G）3例，2～12外顯子大片段缺失3例，余均為個(gè)例。33例患者中，已知突變類(lèi)型包括9個(gè)大片段缺失、9個(gè)錯(cuò)義突變、6個(gè)剪切突變、5個(gè)無(wú)義突變、2個(gè)缺失/插入突變、2個(gè)小片段缺失?？梢酝茢嘀袊?guó)MD患兒中，c.3914A＞G（p.D1305G）、2～12外顯子大片段缺失可能為熱點(diǎn)突變，突變類(lèi)型以大片段缺失及錯(cuò)義突變?yōu)橹?，而FUJISAWA等［20］報(bào)道的66例日本MD患者中無(wú)義突變占多數(shù)（24%）。至今已報(bào)道了MD約379種不同的突變（http：//www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php）。本例患兒ATP7A基因變異點(diǎn)位于5號(hào)外顯子，第479號(hào)氨基酸由谷氨酰胺變成終止密碼子（p.Gln479Te），為功能喪失突變，該無(wú)義突變既往未見(jiàn)報(bào)道?；純耗赣H為攜帶者，本例患兒的基因突變?yōu)閲?guó)內(nèi)外首次報(bào)道，豐富了MD的遺傳基因譜。

MD影響的器官包括腦、肺、胃腸道、尿路、結(jié)締組織和皮膚，臨床特征包括抽搐、精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、視神經(jīng)萎縮、喂養(yǎng)困難、自主神經(jīng)癥狀（體溫過(guò)低、低眼壓）、呼吸暫停、感染、特殊面容、結(jié)締組織癥狀（卷發(fā)、色素減退、膀胱憩室、關(guān)節(jié)和皮膚松弛），其中結(jié)締組織癥狀為主要表現(xiàn)，光鏡下發(fā)現(xiàn)的毛發(fā)異常包括卷毛（軸上180°扭曲）、絲狀體和結(jié)節(jié)毛發(fā)［5，21］；本例患兒新生兒期高膽紅素血癥，以早發(fā)性癲癇起病，精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩，皮膚白皙、松弛，漏斗胸，關(guān)節(jié)屈曲度大，肌張力減弱，多種抗癲癇藥物口服治療效果均欠佳，進(jìn)行性腦萎縮，CER及血清銅降低，均與既往報(bào)道特征相符，結(jié)合基因檢測(cè)結(jié)果，屬經(jīng)典MD表型?；純好l(fā)新生兒期呈稀疏、金黃色，40日齡時(shí)轉(zhuǎn)為黑色、粗硬，表現(xiàn)與典型MD稀疏頭發(fā)有差別，伴隨嘔吐等胃食管反流癥狀，提示不同表型可能與不同ATP7A基因的遺傳異質(zhì)性有關(guān)。由于血管結(jié)締組織異常和進(jìn)行性腦萎縮，硬膜下血腫在MD中很常見(jiàn)，本例患兒新生兒期有蛛網(wǎng)膜下腔出血、頭皮血腫，雖無(wú)顱腦血管磁共振證實(shí)，但仍提示患兒可能有顱內(nèi)血管迂曲畸形。楊廣娥等［16］曾報(bào)道過(guò)1例以新生兒期顱內(nèi)出血為首發(fā)癥狀的MD，因此，兒科臨床醫(yī)生必須提高對(duì)MD血管改變的認(rèn)識(shí)，保持警惕，防止誤診和不必要的非意外損傷懷疑。

目前主要應(yīng)用組氨酸銅治療MD?；仡櫺匝芯浚?2］證實(shí)，有效的組氨酸銅治療方案為第1年2次/d皮下注射250 μg組氨酸銅，以后改為1次/d皮下注射250 μg，期間監(jiān)測(cè)血清銅和CER水平。對(duì)于ATP7A突變中銅轉(zhuǎn)運(yùn)能力有一定程度保留的患者，銅替代治療可能對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)功能有改善。KALER等［23］報(bào)道了1例ATP7A無(wú)義突變（R201X）患者生后8 d接受組氨酸銅皮下注射，治療效果良好，基本無(wú)神經(jīng)認(rèn)知缺陷，支持了早期診斷和治療的重要性。MD預(yù)后不良，患者多于6個(gè)月至3歲內(nèi)死亡，多并發(fā)頑固性癲癇、硬膜下血腫、失明、反復(fù)感染，死因常與血管并發(fā)癥或呼吸道感染有關(guān)。因此，遺傳咨詢(xún)及產(chǎn)前診斷對(duì)于致死性疾病MD的預(yù)后極為重要。