臨床癥狀輕微的TK2相關(guān)的線粒體DNA耗竭綜合征1例

蔣 姣，郭 虎，金 波

南京醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，江蘇 南京 210008

線粒體DNA 耗竭綜合征（mitochondrial DNA depletion syndromes，MDS）是由核基因突變引起線粒體DNA 合成或復(fù)制障礙的一類常染色體隱性遺傳病，是兒童常見的呼吸鏈缺陷病，可導致新生兒和嬰兒早期死亡。目前研究發(fā)現(xiàn)可分為4 型：肌病型、腦肌病型、肝腦病型、神經(jīng)胃腸病型。其中肌病型致病基因是TK2基因和SLC25A4基因。TK2基因變異有多種臨床表型，包括嬰兒型、兒童型及晚發(fā)型。本文首先在國內(nèi)報道1例TK2基因變異致臨床癥狀輕微的MDS病型患兒的臨床資料，并進行文獻復(fù)習，以期提高臨床醫(yī)生對TK2基因變異所致的肌病型MDS臨床及基因診斷的認識。

1 臨床資料

患兒，男，12歲，因周圍性面神經(jīng)麻痹于外院住院治療期間查血生化發(fā)現(xiàn)肌酸激酶（creatinekinase，CK）升高至1 464 U/L。體格檢查：神志清楚，反應(yīng)可，面色正常，面容對稱，雙瞳孔等大等圓，直徑3 mm，對光反射靈活，眼球各方向活動正常，無眼瞼下垂，心肺腹無異常，四肢肌力5 級，肌張力正常，膝腱反射正常引出，巴氏征陰性，指鼻試驗、閉目難立征陰性，Gower 征陰性?；純合礕1P1 足月順產(chǎn)，既往生長發(fā)育同一般同齡兒，父母體健，非近親婚配，無同胞兄弟姐妹，否認家族性遺傳病史。20 d 后復(fù)查肌酸激酶4 153 U/L；心電圖檢查示：竇性心律不齊；肌電圖（EMG）檢查示：所檢神經(jīng)感覺及運動傳導速度均正常，所檢肌肉無典型自發(fā)電位（纖顫電位及正尖波），無肌強直電位，輕收縮平均運動單位電位（MUP）時限縮短，波幅未見減低，多相波明顯增多，重收縮時募集為混合?干擾相。結(jié)論：異常EMG（肌源性損傷改變）；雙小腿肌肉MRI提示：雙小腿中上段肌肉輕度萎縮伴脂肪浸潤（圖1）。在外院行DMD基因檢測未檢測到DMD基因大片段缺失/重復(fù)。未能明確病因來我院就診，追問病史，發(fā)現(xiàn)4年前開始長距離行走容易疲勞、體育課成績差、不能跑著上樓梯，平素一般日常活動無受限。行安靜時血氣分析：pH 7.363，乳酸（Lac）1.1 mmol/L，堿剩余（BE）-2.7 mmol/L；平地快走蹦跳（中間反復(fù)休息多次）15 min 后血氣分析：pH 7.349，Lac 6.6 mmol/L，BE-6.2 mmol/L。經(jīng)家長知情同意后，采集患兒及其父母外周血標本各2 mL，送至北京邁基諾醫(yī)學檢驗實驗室進行神經(jīng)肌肉病Pannel 檢測，對陽性結(jié)果采用Sanger測序法進行位點驗證及家系驗證。檢測到患兒TK2 基因c.547C＞T、c.341A＞T 復(fù)合雜合變異，Sanger家系測序提示c.547C＞T變異來源于母親，生物學致病等級ACMG 指南評定為可能致?。篜S1+PM2+PP3，c.341A＞T 變異來源于父親，生物學致病等級ACMG指南評定為可能致?。篜M1+PM2+PM3+PP3，該患兒突變位點生物信息學蛋白功能預(yù)測軟件SIFT、PolyPhen_2、MutationTaster、GERP++、REV?EL 預(yù)測結(jié)果都分別為有害、有害、有害、有害、有害。其中c.341A＞T 變異僅在中文文獻中有報道。結(jié)合患兒臨床癥狀及輔助檢查，最終診斷為TK2基因相關(guān)的MDS（肌病型、兒童型），給予二磷酸果糖、左卡尼汀、復(fù)合維生素B、輔酶Q10治療。

圖1 患兒雙小腿肌肉核磁共振

2 討論

以“線粒體DNA 耗竭綜合征”、“mitochondrial DNA depletion syndrome”、“TK2”、“thymidine kinase 2?deficient myopathy”等關(guān)鍵詞，對中國期刊全文數(shù)據(jù)庫（CNKI）、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺和美國國家生物技術(shù)中心（NCBI）、生物醫(yī)學文獻數(shù)據(jù)庫（PubMed）數(shù)據(jù)庫2001—2021 年6 月收錄的文獻進行檢索，檢索到中英文文獻共157例TK2相關(guān)MDS患者，包含73種變異（圖2），其中中國兒童共8例［1-5］，均為2歲前發(fā)病，且其中7例存活年齡不超過2年。但本文報道患兒發(fā)病年齡晚，癥狀輕微。

圖2 TK2相關(guān)MDS（肌病型）的73種變異

TK2 相關(guān)線粒體DNA 耗竭性肌病或者TK2 相關(guān)MDS（肌病型），是一種罕見的常染色體隱性遺傳性疾病，其特征性的臨床表現(xiàn)為嬰幼兒期起病的進行性肌肉無力，伴或不伴肝臟、心肌以及腦組織等其他高能量代謝需求臟器受累。Garone 等［6］根據(jù)發(fā)病年齡將TK2相關(guān)MDS分為：嬰兒型（≤1歲），兒童型（1～12 歲），晚發(fā)型（≥12 歲）。也有將2 歲內(nèi)發(fā)病，并且未獲得行走能力、需要機械通氣或者發(fā)病1年內(nèi)兩者都有的定義為早發(fā)型［7］，2～18 歲發(fā)病為青少年/兒童型，18歲以上為成人型［8］。TK2相關(guān)MDS主要累及肌肉，還有少數(shù)患者表現(xiàn)出非骨骼肌受累，包括聽力損失、認知能力下降、腦病、QT 間期延長、心律失常、多發(fā)性骨折、腎小管病和男性乳房發(fā)育癥。首發(fā)癥狀多表現(xiàn)為肌無力，運動里程碑延遲或運動不耐受，也可表現(xiàn)為呼吸功能不全、上瞼下垂、復(fù)發(fā)性橫紋肌溶解［9］等。Sara 等［10］通過尸檢證實，TK2 相關(guān)MDS 患者除骨骼肌外，隔膜中線粒體DNA（mtDNA）含量特別低，而TK2 相關(guān)MDS患者的死亡常常是因為重癥感染合并呼吸功能不全造成的。

研究表明，TK2 相關(guān)MDS 患者的CK 水平常升高但不具有特異性。在一項18 例晚發(fā)型患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，94.4%的患者CK水平出范圍升高至190～2 435 UI/L（正常水平<170 UI/L），16.7% 的患者顯示水平比正常上限高出10 倍［11］。12例在基礎(chǔ)條件下測血清乳酸水平，只有3 例（25%）顯示水平略有增加（比正常上限高出1.4～2.0 倍）。但血清GDF?15水平升高，已被證實在線粒體肌病中具有診斷意義［12］，且GDF?15 水平可能是評價治療效果的潛在標志物［13］。EMG 檢查提示以MUP 時限縮短為主要表現(xiàn)的肌源性改變。MRI 主要表現(xiàn)為脂肪浸潤；肌肉病理改變亦無明顯特異性，與其他線粒體肌病表現(xiàn)類似，包括肌纖維萎縮和/或壞死（28/36，69.5%）、纖維大小變異/1 型優(yōu)勢（24/36，66.6%）、中央核增加（11/36，30.5%）、肌漿空泡（5/36，13.9%），肌肉組織的脂肪替代（7/36，19.5%），以及結(jié)締組織的纖維化或增加（14/36，38.9%）［6］。已研究的大多數(shù)患者的肌肉組織化學異常，包括細胞色素c 氧化酶（COX）染色肌纖維不著色和大量的參差不齊的破碎紅纖維（raggedredfiber，RRF）［5］。早發(fā)型患者常常生存期不超過1 年，而兒童期或成人期發(fā)病的患者常常進展緩慢，生存期常超過10 年。本文報道患兒在8歲時出現(xiàn)癥狀，主要表現(xiàn)為運動不耐受，12歲確診，對癥治療后CK 水平最低降至304 U/L，但有波動，截至確診后1.5 年隨訪，患兒運動不耐受并沒有得到改善，但進展緩慢，目前日?；顒尤詿o明顯受限。血清CK 水平升高明顯，平靜狀態(tài)下Lac無升高，但活動后升高，EMG 提示肌源性改變，肌肉MRI 可及肌肉萎縮及脂肪浸潤，與既往文獻報道一致。

TK2相關(guān)MDS 是常染色體隱形遺傳病，是編碼胸苷激酶2（thymidine kinase 2，TK2）的核基因TK2突變引起的，TK2是一種核編碼的線粒體酶，可催化脫氧胞苷和核苷胸苷生成核苷單磷酸酯，核苷單磷酸酯進一步磷酸化生成脫氧核苷三磷酸，參與到mtDNA 的復(fù)制中。TK2 致病性變異導致TK2 功能障礙，導致mtDNA 前體合成受損，從而引起mtDNA耗竭。自2001 年Saada 等［14］首次報道以來，目前已報道73種變異，在TK2的所有外顯子中均發(fā)現(xiàn)了致病性變異，主要為錯義突變，其他還包括框移突變、無義突變、剪切突變及大片段缺失?；诨蜃儺愇稽c的定位，外顯子5 為熱點變異位置，而外顯子8為TK2 突變的第2 個常見位置。外顯子5 編碼α4螺旋，是脫氧核苷激酶域中酶二聚化和核苷識別所必需的；外顯子8 編碼α8 螺旋，是結(jié)合ATP 的磷酸基團和催化作用所需的蓋子區(qū)域的組成部分。我們報道的這例患兒為c.341A＞T（p.Gln114Leu）、c.547C＞T（p.Arg183Trp）復(fù)合雜合突變，突變位點分別位于外顯子5 和8。目前報道的遲發(fā)型患者的基因型以p.Lys202del 或p.Thr108Met 純合突變?yōu)橹?，均為西班牙人或西班牙后裔?1］，但這2個熱點突變位點同時也在早發(fā)型病例的復(fù)合雜合變異中發(fā)現(xiàn)［7］，但該類患者存活時間均較長，所以這2 個位點的突變可能具有種族聚集性，表型相對較輕，但與發(fā)病年齡并沒有一定相關(guān)性。同樣p.Arg130Trp 變異在芬蘭患者中發(fā)現(xiàn)［15］。而所有目前報道的臨床癥狀符合的中國患兒均為復(fù)合雜合突變，并且其中大部分變異位點，包括c.497A>T（p.Asp166Val）、c.328C>Tp.Gln110*）、c.659T>C（p.Leu220Pro）、c.161G>A（p.Cys54Tyr）、c.557C>G（p.Pro186Arg）、c.341A>T（p.Gln114Leu）、c.619?2A>T、c.248C>T（p.T83M）、c.673C >T（p.Arg225Trp）、c.923A>G（p.Ter308Trp）在國際上均未被報道過，而c.341A>T（p.Gln114Leu）與本文報道患兒其中一個突變位點一致。無獨有偶，俄羅斯報道的8例TK2相關(guān)MDS患者共發(fā)現(xiàn)7種突變位點，其中4 種未被報道過［16］。因此可以推測，TK2相關(guān)MDS在不同種族中突變位置可能不同。

TK2相關(guān)MDS 既往并無特效治療方案，只能對癥治療，包括維生素、呼吸底物及輔酶等，但已有研究證實脫氧胞苷單磷酸療法對TK2 缺乏的小鼠模型有效［17］。Cristina等［7］和Ana等［18］分別在16例和6例患者的臨床試驗中證實了脫氧核苷單磷酸和脫氧胞苷單磷酸鹽療法的安全性和有效性。隨著醫(yī)學的發(fā)展，遺傳性神經(jīng)肌肉疾病逐漸出現(xiàn)新的革命性治療方法。諾西那生于2016 年被批準用于脊髓性肌萎縮的治療，Ataluren 也成為第一個獲批用于杜氏肌營養(yǎng)不良的治療藥物［19］，TK2相關(guān)MDS也將可能有新的治療方法。因此早期診斷并預(yù)防重癥感染的發(fā)生，有利于提高生存率；并可能可以獲得潛在的治療方法從而提高生活質(zhì)量。

綜上所述，肌無力是TK2相關(guān)MDS肌病型主要臨床表現(xiàn)，而呼吸衰竭是其主要潛在死因，TK2相關(guān)MDS肌病型具有基因型和表型異質(zhì)性，早期基因檢測有利于治療和遺傳咨詢。