兒童線粒體腦肌病臨床特點(diǎn)分析

卓木清 李小晶 彭炳蔚 朱海霞 田 楊 鄭可魯 高媛媛 吳文曉 吳汶霖 陳宗宗 陳文雄 曹彬彬

廣州市婦女兒童醫(yī)療中心神經(jīng)內(nèi)科（廣東廣州 510623）

線粒體腦肌?。╩itochondrial encephalomyopathy，ME）是一種因線粒體基因（mitochondrial DNA，mtDNA）或細(xì)胞核基因（nuclear DNA，nDNA）變異導(dǎo)致呼吸鏈氧化磷酸化異常，從而引起能量高需求的神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉受累的遺傳代謝性疾病。線粒體疾病可在任何年齡起病，但兒童往往為急性起病[1]。由于ME具有臨床異質(zhì)性，臨床表現(xiàn)多樣化，缺乏特異性，易被誤診而延誤治療。因此，本研究旨在探討兒童ME的臨床特點(diǎn)，以進(jìn)一步提高對兒童ME的認(rèn)識(shí)并做出早期診斷。

1 對象與方法

1.1 研究對象

回顧性分析2015 年1 月至2022 年8 月在廣州市婦女兒童醫(yī)療中心神經(jīng)內(nèi)科診治的兒童ME 患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡28 d～18歲；②符合ME診斷標(biāo)準(zhǔn)，即基因診斷明確或按照Morava線粒體疾病的評分系統(tǒng)（Neurology 2006）[2]≥8分。排除標(biāo)準(zhǔn)：其他病因所致的腦肌病或多器官多系統(tǒng)的疾病。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料收集 通過醫(yī)院電子病歷系統(tǒng)回顧性收集入組ME 患兒的臨床資料、神經(jīng)系統(tǒng)影像學(xué)、肌肉活檢及基因檢查結(jié)果。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)室檢查 采集患兒6～8 mL外周血進(jìn)行血乳酸（靜息時(shí)）、血?dú)夥治?、血酮體乳酸丙酮酸比值、血氨、生化功能、血氨基酸及?；鈮A分析，存在長節(jié)段脊髓病變的患兒需檢測血中樞神經(jīng)脫髓鞘3項(xiàng)抗體，即抗水通道蛋白4（AQP4）抗體IgG、抗髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白（MOG）抗體IgG、抗髓鞘堿性蛋白（MBP）抗體IgG。征得患兒監(jiān)護(hù)人的知情同意，留取患兒腦脊液3～5 mL進(jìn)行腦脊液常規(guī)、生化、寡克隆、常見病原學(xué)（單純皰疹病毒、EB病毒、腸道病毒、流感病毒、支原體、衣原體）及腦脊液酮體乳酸丙酮酸比值檢測。

1.2.3 基因檢測 本研究征得患兒監(jiān)護(hù)人的知情同意，并經(jīng)廣州市婦女兒童醫(yī)療中心倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（穗婦兒科倫批字[2019]第40101號(hào)），采集患兒外周血細(xì)胞2 mL 或外周組織黏膜及其父母外周血細(xì)胞2 mL，應(yīng)用二代測序技術(shù)進(jìn)行全外顯子及線粒體基因組測序。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料符合正態(tài)分布的以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，非正態(tài)分布的以中位數(shù)（M）（P25～P75）或M（全距）表示，組間比較采用秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)（百分比）表示。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般臨床資料

納入ME患兒37例，1例Morava線粒體疾病系統(tǒng)評分為8分，但其臨床表型及基因型考慮Hartnup病而被排除。最終納入患兒36 例。男22 例、女14例，起病年齡6.8（2.1～10.8）歲。15例（41.7%）患兒起病年齡＜6 歲，男∶女為9∶6，Leigh 綜合征（Leigh syndrome，LS）多見（7/15，46.7%）；而起病年齡＞6 歲常見于ME 伴高乳酸血癥和卒中樣發(fā)作（mitochondrial encephalopathy，lactic acidosis and stroke like episodes，MELAS）（12/21，57.1%），男∶女為13∶8。

患兒既往史：生后出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、體重增長緩慢各5例，消化道出血行十二指腸切除術(shù)1例、生后低血糖1 例、反復(fù)腹痛1 例、生長激素缺乏1 例及腸梗阻1例。家族史：2例患兒有同胞夭折史，1例為2個(gè)同胞（1個(gè)哥哥+1個(gè)姐姐）均在新生兒期死亡；另外1例為3個(gè)同胞（1個(gè)哥哥+2個(gè)姐姐）均在1歲左右發(fā)熱后死亡，死因不明。

2.2 臨床癥狀和表型

首發(fā)癥狀依次為卒中樣發(fā)作24例（66.7%）、運(yùn)動(dòng)耐力下降7例（19.4%）、上眼瞼下垂3例（8.3%）及智力發(fā)育遲緩2 例（5.6%）。病程中出現(xiàn)的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)癥狀包括：癲癇發(fā)作17例、頭痛11例、癱瘓11例、共濟(jì)失調(diào)10例、上眼瞼下垂7例、精神/運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲滯7 例、視物模糊6 例、意識(shí)障礙3 例、精神行為異常2 例。其他非神經(jīng)肌肉系統(tǒng)癥狀包括發(fā)熱（7 例）、嘔吐（6 例）、體重增長緩慢（5 例）、腹痛（2例）、尿潴留（1例）、腸梗阻（1例）及鎮(zhèn)靜后呼吸衰竭（1例）。臨床表型包括：MELAS 16例，LS 11例，肌陣攣癲癇伴破碎紅纖維（myoclonus epilepsy with ragged-red fibers，MERRF）3例，卡恩斯-塞爾綜合征（Kearns-Sayre syndrome，KSS）2例，不可歸類4例。見表1。

表1 ME患兒36例臨床資料

3 例以上眼瞼下垂為首發(fā)癥狀的患兒曾在外院行新斯的明試驗(yàn)，結(jié)果為陽性，被診斷為眼肌型重癥肌無力，1例予類固醇激素口服治療1年后好轉(zhuǎn)停藥，進(jìn)展期以雙下肢癱瘓為主要癥狀，本院查重癥肌無力抗體顯示陰性；1例予口服溴吡斯的明1年后好轉(zhuǎn)停藥，其后出現(xiàn)頻繁癲癇發(fā)作至本院就診；1例予溴吡斯的明聯(lián)合類固醇激素治療2年有好轉(zhuǎn)但反復(fù)，本院查重癥肌無力抗體顯示陰性。

2.3 實(shí)驗(yàn)室檢查

71.4 %（25/35）患兒靜息時(shí)血乳酸有不同程度升高，95.2%（20/21）腦脊液乳酸升高，且靜息時(shí)血乳酸與腦脊液乳酸之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=3.29，P=0.001）。66.7%（14/21）腦脊液丙酮酸升高，100%（21/21）腦脊液乳酸丙酮酸比值均大于20，15.1%（5/33）血肌酸激酶升高，33.3%（11/33）血乳酸脫氫酶升高。見表2。

表2 ME患兒實(shí)驗(yàn)室檢查

2.4 磁共振成像檢查

35 例患兒完善頭顱磁共振成像（MRI）檢查，4例頭顱MRI 檢查未見顱內(nèi)病變。31 例患兒的頭顱MRI顯示病變部位為：額葉7例（22.6%）、頂葉15例（48.4%）、顳葉7例（22.6%）、枕葉14例（45.2%）、基底節(jié)13例（41.9%）、丘腦8例（25.8%）、小腦7例（22.6%）、腦干10例（32.3%）、胼胝體3例（9.7%），其中伴有大腦或小腦半球輕度萎縮分別為2 例和6例。

9例行頭顱磁共振波譜（MRS）檢查均提示病變區(qū)N-乙酰天門冬氨酸（NAA）峰下降，NAA/肌酸（Cr）降低，乳酸（Lac）峰明顯升高。4例患兒同時(shí)完善全脊髓MRI檢查，其中2例結(jié)果未見異常；1例頸、胸、腰段脊髓全段見斑片狀異常信號(hào)，1 例病變部位為頸、胸、腰段多發(fā)脊髓異常信號(hào)，均為T1 加權(quán)像呈低信號(hào)，T2加權(quán)像呈高信號(hào)。見圖1。

圖1 ME 患兒頭顱及脊髓MRI 結(jié)果

2.5 肌肉活檢

4 例患兒行肌肉活檢，蘇木精-伊紅（HE）染色可見肌纖維大小輕度不均，少許散在分布的小角狀萎縮肌纖維，可見少許壞死、吞噬、再生肌纖維及散在嗜堿性肌纖維（圖2 A）。2 例改良Gomori 三色法（MGT）染色可見散在破碎紅纖維，未見鑲邊空泡（圖2B）；2例琥珀酸脫氫酶（SDH）染色見破碎藍(lán)纖維及強(qiáng)反應(yīng)血管（SSV）（圖2 C），2 例細(xì)胞色素C氧化酶（COX）雙染可見深染纖維及散在陰性肌纖維（圖2D）。

圖2 ME 患兒光鏡下橫紋肌組織觀察

2.6 基因測序結(jié)果

34 例患兒行全外顯子及線粒體基因組測序，1 例陰性，33 例陽性患兒中mtDNA 變異27 例（81.8%），以MT-TL1∶m.3243A＞G變異居多（12例，36.4%），其中1 例患兒外周血細(xì)胞基因測序結(jié)果為陰性，但其口腔黏膜成纖維細(xì)胞基因測序結(jié)果為mtDNA片段缺失；6例（18.2%）為nDNA變異，分別為SURF12例及NDUFAF6、FOXRED1、POLG、MSTO1各1例。見表1。

3 討論

線粒體是ATP合成的主要場所，超過90.0%的細(xì)胞能量通過氧化磷酸化產(chǎn)生，目前已知mtDNA或nDNA 變異可導(dǎo)致呼吸鏈氧化磷酸化異常[3]，從而導(dǎo)致能量高需求系統(tǒng)受累而出現(xiàn)多樣化臨床癥狀，這一類疾病被稱為線粒體疾病，同時(shí)累及神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉的線粒體疾病稱為ME。ME 可在任何年齡起病，本研究的起病年齡為6.8（2.1～10.8）歲，呈偏態(tài)分布，MELAS 起病年齡比LS 年長，男性多見（75.0%），這與相關(guān)臨床分析的結(jié)果一致[4]。兒童ME臨床表現(xiàn)為癲癇、卒中樣發(fā)作、頭痛、共濟(jì)失調(diào)、精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育倒退、智能倒退、精神行為異常以及同時(shí)出現(xiàn)累及多系統(tǒng)的癥狀，如耳聾、視力下降、肝功能異常等[1]，其起病往往為急性，常見的代謝應(yīng)激因素為炎癥、饑餓、手術(shù)或鎮(zhèn)靜藥物等。本研究中7例患兒急性起病時(shí)有發(fā)熱感染病史，1例2月齡嬰兒因需完善聽覺腦干誘發(fā)電位檢查而進(jìn)行鎮(zhèn)靜，隨后出現(xiàn)急性呼吸衰竭，急查血乳酸高達(dá)14.6 mmol/L，線粒體基因結(jié)果顯示MT-ATP6m.8993T＞G，因此對于鎮(zhèn)靜后出現(xiàn)急性呼吸衰竭、血乳酸升高且無相關(guān)呼吸道系統(tǒng)疾病的小嬰兒，需高度警惕ME可能性。MELAS是ME最常見的臨床表型，本研究中44.4%診斷為MELAS，這與相關(guān)研究報(bào)道的兒童線粒體疾病MELAS 比例約為46.7%[4]一致。卒中樣發(fā)作是MELAS 的核心癥狀，本研究卒中樣發(fā)作臨床表現(xiàn)主要為癲癇發(fā)作、頭痛及癱瘓。癲癇發(fā)作是ME常見的臨床表現(xiàn)，本研究中約有半數(shù)患者出現(xiàn)癲癇發(fā)作（47.2%），與既往文獻(xiàn)報(bào)道相符[5]。反復(fù)的卒中樣發(fā)作還可導(dǎo)致智力進(jìn)行性下降。本研究4 例患兒在小學(xué)3 年級(jí)以后學(xué)習(xí)成績明顯下降，且自訴記憶力明顯下降，可能與反復(fù)卒中樣發(fā)作導(dǎo)致皮層萎縮及多發(fā)軟化灶改變有關(guān)。ME 具有臨床及基因異質(zhì)性，本研究POLG基因c.2558G＞A（p.R853Q）、c.2890 C＞T（p.R 964 C）復(fù)合雜合變異同卵雙胎兄弟的臨床表現(xiàn)存在差異，先證者主要臨床表現(xiàn)為癲癇發(fā)作、肢體乏力，但其同胞哥哥至今暫無癲癇發(fā)作[6]。他們自幼均有反復(fù)腹痛、易疲勞、體型瘦小、生長發(fā)育落后于正常同齡兒的非特異性臨床表現(xiàn)，且有3 個(gè)同胞均在1 歲發(fā)熱后夭折，提示有同胞異常夭折史的患兒出現(xiàn)體型瘦小、運(yùn)動(dòng)耐力下降或生長發(fā)育落后，需注意排查兒童ME可能。此外，本研究3例以眼瞼下垂為首發(fā)癥狀，曾在外院診斷為眼肌型重癥肌無力，2例口服溴吡斯的明或類固醇激素后臨床癥狀好轉(zhuǎn)，疾病進(jìn)展期時(shí)分別以雙下肢癱瘓及頻繁癲癇發(fā)作為主要癥狀，外周血乳酸呈不同程度升高，波動(dòng)在2.2～7.1 mmol/L，基因結(jié)果為MT-ND5m.13513G＞A和m.13514A＞G，臨床表型均為LS。另外1例治療后雖有好轉(zhuǎn)但反復(fù)，基因結(jié)果為mtDNA大片段缺失。眾所周知，ME與重癥肌無力具有不少相似的臨床表現(xiàn)，比如上瞼下垂、眼肌麻痹、易疲勞等。有研究提出針對非典型和常規(guī)治療欠佳的重癥肌無力需注意ME 可能，并結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道提出線粒體ND5基因很可能是伴眼瞼下垂的LS 患兒的高發(fā)變異基因的猜想[7]。本研究約30.5%的患兒出現(xiàn)頭痛，而頭痛伴嘔吐作為非特異性癥狀可見于眾多疾病，但其也是卒中樣發(fā)作的重要臨床癥狀之一。由于ME臨床表現(xiàn)多樣化，缺乏特異性，易被誤診為腦炎、腦梗死、重癥肌無力等，因此相關(guān)的輔助檢查對進(jìn)一步明確診斷非常重要。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像學(xué)檢查對兒童ME 診斷及評估起到重要作用[8]。ME在MRI上有7種基本中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常，包括彌漫性小腦萎縮、腦萎縮、皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)（基底節(jié)、腦干、小腦）對稱性改變、大腦皮質(zhì)和皮質(zhì)下白質(zhì)不對稱信號(hào)改變、白質(zhì)腦病以及視神經(jīng)和脊髓的對稱信號(hào)改變[9]。ME 的MRI 病灶常見于皮質(zhì)及皮質(zhì)下灰質(zhì)，且病變范圍多與腦動(dòng)脈灌注供血區(qū)分布不一致，多位于頂枕顳葉、深部灰質(zhì)核團(tuán)，比如基底節(jié)、丘腦、腦干等[10]。本研究中31 例頭顱MRI顯示病變部位多位于頂葉（48.4%）、枕葉（45.2%）、基底節(jié)（41.9%）及腦干（32.3%），與既往文獻(xiàn)報(bào)道[10]相似。研究表明，MELAS的頭顱MRI病變區(qū)具有高灌注及低代謝特點(diǎn)[11]，高灌注是由于乳酸堆積導(dǎo)致血管舒張所致，而低代謝是由于細(xì)胞毒性水腫后造成皮層萎縮及多發(fā)性軟化灶所致。因此，作為可無創(chuàng)檢測腦細(xì)胞代謝產(chǎn)物的MRS對疑似ME的患者具有診斷作用[9]，尤其在急性期。本研究中頭顱MRS均可見病變區(qū)NAA峰下降，NAA/Cr降低，Lac峰明顯升高，同時(shí)監(jiān)測患兒外周血及腦脊液乳酸可有不同程度升高，提示患兒組織能量代謝異常，糖酵解增多。本研究中約71.4%患兒靜息時(shí)外周血乳酸有升高，而腦脊液乳酸升高可高達(dá)95.2%，兩者間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。并且，本研究中有8 例患兒外周血靜息時(shí)乳酸為正常，而腦脊液乳酸卻有不同程度升高（2.5～8.9 mmol/L），更進(jìn)一步說明腦脊液乳酸比外周血乳酸具有更高敏感性。此外，本研究有2 例LS 同時(shí)可見長節(jié)段脊髓節(jié)段信號(hào)改變。有研究回顧性分析119 例原發(fā)性線粒體疾病兒童脊髓MR 特點(diǎn)，最終入組只有33 例，58.0%脊髓MR可見脊髓異常信號(hào)，白質(zhì)和/或灰質(zhì)同時(shí)受累的脊髓MR 改變與視神經(jīng)脊髓炎譜系疾?。∟MOSD）、多發(fā)性硬化（MS）、抗MOG抗體疾病相似[12]。因此，患兒脊髓 MRI出現(xiàn)長節(jié)段異常信號(hào)時(shí)，也需鑒別ME可能。

兒童ME 常見的骨骼肌受累表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)耐力下降、肢體乏力，部分患兒外周血肌酶可出現(xiàn)不同程度升高。肌酸激酶是肌肉損傷最敏感的指標(biāo)，而丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸是乳酸脫氫酶催化糖酵解的最后一步，因此肌酸激酶和乳酸脫氫酶可作為輔助診斷兒童ME 的生化指標(biāo)。本研究中伴有血肌酸激酶或乳酸脫氫酶升高的比例為15.1% 和33.3%。但肌酶升高也可見于炎性肌病、感染性肌病、橫紋肌溶解、肌營養(yǎng)不良等疾病，對兒童ME的特異性低，因此肌活檢是診斷ME 的重要手段，破碎紅纖維（RRF）是最典型的病理表現(xiàn)。但肌活檢作為一種有創(chuàng)的診斷方法，患兒家屬對此接受度偏低，因此本研究僅有4例患兒完善肌活檢，2例可見典型的RRF改變。相對而言，患兒家屬更愿意接受基因檢查，且基因檢查是目前診斷ME的金標(biāo)準(zhǔn)。文獻(xiàn)報(bào)道約15.0%～30.0%的兒童線粒體疾病由mtDNA變異所致[1]。相關(guān)研究對我國兒童ME 進(jìn)行臨床分析，發(fā)現(xiàn)兒童ME mtDNA變異可高達(dá)62.5%及65.0%，其熱點(diǎn)致病變異位點(diǎn)均為m.3243 A＞G[13]。而本研究中mtDNA 變異卻高達(dá)81.8%，推測可能與本研究納入的病例數(shù)不多有關(guān)。值得一提的是，mtDNA變異在不同組織存在巨大差異，根據(jù)ME 的臨床分型選擇不同組織標(biāo)本進(jìn)行基因檢測，可進(jìn)一步提高確診率[14]。本研究有1 例患兒考慮KSS，其外周血細(xì)胞基因測序結(jié)果為陰性，但其口腔黏膜成纖維細(xì)胞基因測序結(jié)果為mtDNA片段缺失。此外，本研究中MSTO1基因移碼變異c.13delG（p.Ala5ProfsTer68）已被前期研究報(bào)道，豐富了ME基因變異數(shù)據(jù)庫[15]。

綜上所述，本研究中兒童ME 多見于學(xué)齡期兒童，以MELAS 常見，首發(fā)癥狀多為卒中樣發(fā)作，部分LS首發(fā)癥狀可僅表現(xiàn)眼瞼下垂，隨著病程進(jìn)展可出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)耐力下降、癲癇發(fā)作，提示對于眼瞼下垂患兒伴有靜息時(shí)外周血乳酸升高，需注意LS 可能性。而且，本研究發(fā)現(xiàn)2 例LS 出現(xiàn)長節(jié)段脊髓病變，這與典型的LS神經(jīng)影像學(xué)改變截然不同，提示針對長節(jié)段脊髓病變需鑒別ME可能性。