MT-ATP6基因9176T>C變異致晚發(fā)型Leigh綜合征一家系報(bào)道并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

周亞光， 瞿千千， 劉海燕， 陳 萍， 崔文豪， 呂海東

Leigh綜合征(leigh syndrome，LS)又稱(chēng)亞急性壞死性腦脊髓病(SNE)，是由于線粒體氧化磷酸化缺陷所導(dǎo)致的神經(jīng)退行性疾病，1951年Denis Leigh首次報(bào)道[1]。LS的主要臨床表現(xiàn)為上瞼下垂、共濟(jì)失調(diào)和肌張力障礙，以及癲癇、精神行為異常和智能發(fā)育遲滯等癥狀[2]。LS常于嬰幼兒期發(fā)病，且大多數(shù)患兒癥狀出現(xiàn)在出生后3～12個(gè)月[3]。2歲以后發(fā)病的稱(chēng)為晚發(fā)型LS，臨床上較為少見(jiàn)[2]。我們報(bào)道一個(gè)家系中兩例患兒分別在9歲和7歲發(fā)病，以上眼瞼下垂，步態(tài)不穩(wěn)和精神行為異常為主要臨床癥狀。先證者雖然發(fā)病較其哥哥晚兩年，但是其病情進(jìn)展迅速，短時(shí)間內(nèi)發(fā)生全腦萎縮，在臨床上較為少見(jiàn)。我們結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)兩例患兒的臨床特點(diǎn)、頭部MRI和MT-ATP6基因變異特點(diǎn)進(jìn)行分析討論。

1 資料和方法

1.1 臨床特點(diǎn) 先證者，男，9歲，以“雙側(cè)眼瞼下垂、步態(tài)不穩(wěn)半年，精神行為異常4個(gè)月”為主訴，于2020年4月10日就診于河南省焦作市人民醫(yī)院。患兒出生正常，自幼體質(zhì)較差，跑步不如同齡人。8歲上小學(xué)一年級(jí)，學(xué)習(xí)成績(jī)差。半年前出現(xiàn)雙側(cè)眼瞼下垂，視物不清有重影，并逐漸出現(xiàn)步態(tài)不穩(wěn)，跑步易跌倒，曾就診于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院，行頭部MRI檢查提示雙側(cè)基底節(jié)區(qū)和腦干異常信號(hào)，診斷欠明確。4個(gè)月前無(wú)誘因出現(xiàn)間斷性惡心嘔吐，精神行為異常，自言自語(yǔ)，哭鬧煩躁不安。當(dāng)?shù)蒯t(yī)院以“腦炎”治療無(wú)改善，癥狀時(shí)輕時(shí)重。2個(gè)月前感冒發(fā)熱后突發(fā)昏迷抽搐，曾有短暫呼吸心跳驟?，F(xiàn)象。經(jīng)當(dāng)?shù)蒯t(yī)院搶救治療后生命體征逐漸穩(wěn)定，但持續(xù)意識(shí)不清，呈睜眼昏迷狀。復(fù)查頭部MRI報(bào)告雙側(cè)大腦半球、小腦和腦干萎縮，基底節(jié)區(qū)異常信號(hào)?？紤]為“線粒體腦病”，為進(jìn)一步治療轉(zhuǎn)入河南省焦作市人民醫(yī)院。查體：身材矮小，體形消瘦，睜眼昏迷狀，雙側(cè)眼瞼下垂遮蓋瞳孔大于1/2(見(jiàn)圖1)，雙眼球居中固定，吞咽障礙，鼻飼管飲食。四肢肌張力高，腱反射活躍，肢體呈屈曲狀，雙側(cè)病理征陽(yáng)性。家族史：患兒父母非近親結(jié)婚，父親身體健康，母親身材矮小，有精神行為異常病史，現(xiàn)在可做一般家務(wù)勞動(dòng)。先證者的哥哥，14歲，體格和智力發(fā)育均較同齡人差，7歲出現(xiàn)上眼瞼下垂，雙側(cè)眼球活動(dòng)差伴復(fù)視，雙下肢肌張力高，步態(tài)不穩(wěn)，呈剪刀步態(tài)，跑步易跌倒。患兒現(xiàn)已輟學(xué)，生活基本可自理，無(wú)昏迷抽搐病史。家系圖(見(jiàn)圖2)。

圖1 先證者雙側(cè)眼瞼下垂，遮蓋瞳孔大于1/2

圖2 先證者的家系圖譜

1.2 方 法 (1)腦影像檢查：采用GE 3.0T核磁共振對(duì)患者腦部做軸位掃描，掃描序列包括T1WI、T2WI及FLAIR序列；(2)肌肉病理活檢：對(duì)先證者在局麻下行開(kāi)放性活檢取材，選取右側(cè)肱二頭肌為活檢部位。肌肉標(biāo)本經(jīng)液氮固定，恒冷冰凍切片，分別進(jìn)行HE、MGT、ORO、PAS、ATPase、COX、NADH染色，光鏡下觀察。(3)基因檢測(cè)：經(jīng)患者及家屬知情同意，采取靜脈血4 ml，提取基因組DNA，進(jìn)行線粒體基因和核基因篩查，由基因檢驗(yàn)中心進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié) 果

2.1 實(shí)驗(yàn)室檢查 血清肌酶CK：169 U/L(25～198 U/L)，LDH：257 U/L(110～260 U/L)，靜態(tài)血乳酸：3.2 mmol/L(0.5～1.7 mmol/L)；血常規(guī)、電解質(zhì)、血糖、血氨、甲狀腺及肝腎功能檢查，均未見(jiàn)異常。

2.2 頭部MRI檢查 先證者發(fā)病15 d時(shí)，頭部MRI提示中腦導(dǎo)水管周?chē)碗p側(cè)基底節(jié)區(qū)異常信號(hào)(見(jiàn)圖3A、B、C)；先證者發(fā)病5個(gè)月后復(fù)查頭部MRI提示雙側(cè)大腦半球、腦干和基底節(jié)均有萎縮，伴腦室明顯擴(kuò)張(見(jiàn)圖3D、E、F)。先證者的哥哥頭部MRI可見(jiàn)中腦導(dǎo)水管周?chē)碗p側(cè)基底節(jié)區(qū)異常信號(hào)(見(jiàn)圖3G、H、I)；

A、B、C為先證者發(fā)病15 d時(shí)頭部MRI圖像：中腦導(dǎo)水管周?chē)碗p側(cè)基底節(jié)區(qū)異常信號(hào)(T2WI)；D、E、F為先證者發(fā)病5 m時(shí)頭部MRI圖像(T2WI)：雙側(cè)大腦半球、腦干和基底節(jié)均有萎縮，伴腦室擴(kuò)張。G、H、I為先證者哥哥頭部MRI(FLAIR)：中腦導(dǎo)水管周?chē)碗p側(cè)基底節(jié)區(qū)異常信號(hào)

2.3 肌肉病理結(jié)果 被檢肌組織中可見(jiàn)肌纖維大小基本正常，未見(jiàn)明顯變性壞死肌纖維，亦無(wú)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。改良Gomori三色未見(jiàn)典型或不典型破碎紅邊纖維(RRF)。COX染色未見(jiàn)細(xì)胞色素氧化酶缺失肌纖維。ATP酶染色可見(jiàn)Ⅰ、Ⅱ型肌纖維呈鑲嵌式分布，未見(jiàn)明顯群組化現(xiàn)象(見(jiàn)圖4)。

A可見(jiàn)肌纖維大小基本正常，未見(jiàn)變性壞死纖維，亦無(wú)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)(HE，×200)；B未見(jiàn)典型或不典型RRF纖維(GT，×200)；C未見(jiàn)明顯細(xì)胞色素氧化酶缺失肌纖維(COX，×200)；D Ⅰ、Ⅱ型肌纖維呈鑲嵌式分布，未見(jiàn)群組化現(xiàn)象(ATPase4.3，×100)

2.4 基因檢測(cè) 先證者檢測(cè)到線粒體DNA上存在致病性基因變異，為MT-ATP6基因9176T>C變異，變異比例為99.3%。先證者的哥哥亦檢測(cè)到MT-ATP6基因9176T>C變異，變異比例為99.9%(見(jiàn)圖5)。線粒體核基因測(cè)序結(jié)果均未發(fā)現(xiàn)明確致病性變異。

先證者M(jìn)T-ATP6基因在9176位點(diǎn)發(fā)生T>C變異，突變負(fù)荷為99.3%；B先證者哥哥MT-ATP6基因，同樣在9176位點(diǎn)發(fā)生T>C變異，突變負(fù)荷為99.9%

3 討 論

Leigh綜合征是由于核基因(nDNA)或線粒體基因(mtDNA)變異，導(dǎo)致線粒體內(nèi)氧化磷酸化體系缺陷，從而引起患者多系統(tǒng)受累的臨床綜合征[4]。其中由核基因變異導(dǎo)致的LS約占90%，線粒體DNA變異占10%[5]。LS是兒童時(shí)期最常見(jiàn)的線粒體腦病，常在患兒出生后3～12個(gè)月發(fā)病，約67%的患兒在出現(xiàn)臨床癥狀后8個(gè)月左右死亡[6]，最常見(jiàn)的死亡原因?yàn)樾牧λソ呋蚝粑ソ遊7]。一般將2歲之后發(fā)病的LS稱(chēng)為晚發(fā)型Leigh綜合征，臨床上較為少見(jiàn)[2]。Hong等[8]報(bào)道一組110例Leigh綜合征患者，對(duì)早發(fā)型和晚發(fā)型的臨床特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)89例(80.9%)為早發(fā)型Leigh綜合征，患兒以發(fā)育延遲為主要臨床特征。其余21例(19.1%)為晚發(fā)型Leigh綜合征，患者肢體無(wú)力和共濟(jì)失調(diào)的比例明顯高于早發(fā)型LS。我們報(bào)道這2例患兒分別在7歲和9歲起病，均以共濟(jì)失調(diào)和步態(tài)不穩(wěn)為主要臨床癥狀，發(fā)育遲滯相對(duì)較輕，應(yīng)屬于晚發(fā)型Leigh綜合征。

Leigh綜合征的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)包括[5]：(1)進(jìn)行性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害，伴或不伴精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育延遲；(2)臨床上有與基底節(jié)區(qū)或腦干受累相對(duì)應(yīng)的癥狀體征；(3)腦影像可見(jiàn)雙側(cè)基底節(jié)區(qū)、丘腦和腦干對(duì)稱(chēng)性病變；(4)基因檢測(cè)證實(shí)有線粒體基因或核基因突變。我們報(bào)道這兩例患兒以眼瞼下垂和共濟(jì)失調(diào)起病，并伴有認(rèn)知障礙和精神行為異常表現(xiàn)。頭部MRI顯示雙側(cè)基底節(jié)區(qū)和腦干均有對(duì)稱(chēng)性病變，雖然肌肉病理未發(fā)現(xiàn)RRF和COX陰性肌纖維，但線粒體基因測(cè)序均檢測(cè)到MT-ATP6基因9176T>C變異，所以，本家系中兩例患兒診斷為晚發(fā)型Leigh綜合征應(yīng)無(wú)疑。

目前研究發(fā)現(xiàn)至少有75種核DNA和線粒體DNA變異與LS有關(guān)，其中線粒體DNA變異臨床發(fā)生率明顯少于核DNA變異[5]。本組兩例患者均檢測(cè)到線粒體DNA變異，即較為少見(jiàn)的MT-ATP6 基因變異。目前認(rèn)為MT-ATP6 基因至少有7種錯(cuò)義突變可導(dǎo)致 Leigh 綜合征[9～13]，包括8597T>C、8993T>C、8993T>G、9176T>C、9185T>C、9035T>C、8936T>A。其中m. 8993T>C和m. 8993T>G變異的病例報(bào)道最多，其次是m. 9176T>C變異。而m. 9176T>C變異導(dǎo)致晚發(fā)型LS很少有病例報(bào)道[14]。該2例患兒均為 MT-ATP6基因的9176T>C位點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)義突變，使異亮氨酸變?yōu)楦彼?，?dǎo)致蛋白質(zhì)功能異常，已有文獻(xiàn)報(bào)道證實(shí)9176T>C變異為致病性變異[15]。盡管本家系兩個(gè)同胞兄弟的突變位點(diǎn)相同，而且他們的突變負(fù)荷均接近100%，但是兩例患兒的起病年齡、臨床表現(xiàn)和頭部MRI表現(xiàn)都不盡相同，說(shuō)明線粒體DNA突變所致的LS臨床表型有較大的異質(zhì)性，具有明顯的“同病異象”特點(diǎn)。

雖然LS患者的臨床表型和基因型之間有很大的異質(zhì)性，但LS地頭部MRI影像具有高度的統(tǒng)一性，其共同特征為雙側(cè)基底節(jié)和腦干對(duì)稱(chēng)性異常信號(hào)，其次病變可累及丘腦、小腦和脊髓[16，17]。本家系中2例患兒頭部MRI都顯示對(duì)稱(chēng)性基底節(jié)區(qū)和腦干病變，這與LS典型的神經(jīng)病理改變相符合。與以往文獻(xiàn)報(bào)道不同的是，本例先證者在發(fā)生強(qiáng)直陣攣性抽搐后出現(xiàn)持續(xù)性意識(shí)障礙，2個(gè)月后復(fù)查頭部MRI，發(fā)現(xiàn)為彌漫性全腦萎縮。我們分析先證者在短時(shí)間內(nèi)快速發(fā)生全腦萎縮的原因，除LS本身引起腦部病變進(jìn)展的因素以外，不能完全排除與患兒呼吸心跳驟停所致缺氧性腦病的損害因素有關(guān)。未能對(duì)患兒的母親進(jìn)行腦影像和基因檢測(cè)為本研究的不足之處。

Leigh綜合征目前尚無(wú)有效的治療方法，主要治療策略是延緩疾病惡化的速度和改善臨床癥狀[18]。常用的治療藥物包括輔酶Q10、肉堿、維生素C、K和B族等。有研究顯示部分LS患者會(huì)出現(xiàn)體內(nèi)乳酸積聚導(dǎo)致乳酸酸中毒[4，19]，因此，適量應(yīng)用碳酸氫鈉可作為改善臨床癥狀的一種選擇。

綜上，晚發(fā)型Leigh綜合征是一種較為少見(jiàn)線粒體腦病，患者的臨床表型具有較大的異質(zhì)性，除共濟(jì)失調(diào)、肌無(wú)力和眼瞼下垂等運(yùn)動(dòng)癥狀外，精神行為異常和認(rèn)知障礙也是LS的重要臨床特征。雙側(cè)基底節(jié)和腦干對(duì)稱(chēng)性異常信號(hào)是LS頭部MRI的特點(diǎn)，基因檢測(cè)是確診LS的重要依據(jù)。