CFTR基因突變致囊性纖維化家系報(bào)道及文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

王麗, 劉瑞寒, 李秋波, 辛美云

囊性纖維化是一種累及多系統(tǒng)多臟器的常染色體隱性遺傳病,由囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR)基因突變所致,主要表現(xiàn)為慢性進(jìn)行性阻塞性肺部疾病,并伴有其他多系統(tǒng)多臟器受累,如營養(yǎng)不良、吸收不良、囊性纖維化相關(guān)的糖尿病、肝臟疾病等。其中肺部病變是其主要表現(xiàn),也是其主要的致死原因,幾乎所有的患兒均會出現(xiàn)慢性阻塞性肺病合并感染,導(dǎo)致肺功能進(jìn)行性喪失。Davis[1]于1938年首次報(bào)道該病,囊性纖維化在歐美白種人群中發(fā)病率約為1∶2 500,而亞洲人種中該疾病少見,日本發(fā)病率約為1∶350 000。由于我國主要是黃種人,發(fā)病率較低,尚無發(fā)病情況的流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[2]。但隨著近年來基因檢測技術(shù)的發(fā)展以及對該病的認(rèn)識逐漸提高,我國對囊性纖維化的診斷也逐年增多。我們將兄妹2人同患囊性纖維化的臨床診療經(jīng)過及基因檢測分析報(bào)告如下,以提高臨床醫(yī)生對該病的認(rèn)識。

1 臨床資料

例1,患兒女,5歲7個(gè)月,因“咳嗽5年半,反復(fù)腹痛半年,加重4 d”入院。晨起咳嗽、經(jīng)常咳痰,為綠色痰液,曾多次診斷“慢性肺炎”,給予口服及靜脈滴注抗生素治療可好轉(zhuǎn),仍每日均有咳嗽,活動耐受性差;近半年出現(xiàn)腹痛,陣發(fā)性,臍周為著,無規(guī)律性,可自行緩解,無嘔吐,無多飲、多尿。個(gè)人史:系G2P2,足月順產(chǎn)娩出,出生體質(zhì)量2.75 kg,無窒息、缺氧史,10個(gè)月時(shí)會叫“爸爸、媽媽”,1歲2個(gè)月會走,智力正常。既往史:有5次“脫肛”史,有1次需用手還納,余可自行還納;自3歲起進(jìn)食油性食物后出現(xiàn)脂肪瀉。家族史:父母非近親婚配,均體健,有一哥哥。

體格檢查:體溫36.9 ℃,脈搏127次/分,呼吸40次/分,體質(zhì)量14.0 kg,身高108 cm。精神差,營養(yǎng)不良,氣促。皮下脂肪薄,彈性欠佳。口唇尚紅潤。桶狀胸。三凹征陽性。雙肺呼吸音粗,可聞及固定干啰音。心率127次/分,心音有力,律齊。腹部膨隆,腹肌緊張,叩診鼓音,臍周壓痛,肝脾觸診不理想。肢端暖,毛細(xì)血管再充盈時(shí)間小于2 s,杵狀指/趾。

輔助檢查:血常規(guī):白細(xì)胞計(jì)數(shù)17.2×109/L,中性粒細(xì)胞74.6%,嗜酸粒細(xì)胞0.24%,血小板計(jì)數(shù)414×109/L,血紅蛋白138 g/L,C反應(yīng)蛋白11.4 mg/L。糞便常規(guī)脂肪球++。腎功能、心肌酶、血淀粉酶、電解質(zhì)、血脂正常。肝功能:丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶189.9 U/L,天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶181 U/L。糖化血紅蛋白8.4%。胰島素、C肽正常范圍。糖尿病相關(guān)抗體檢測陰性。1-3-β-D葡聚糖18.412 ng/L(正常值0～159 ng/L),曲霉菌血清學(xué)試驗(yàn)0.84(≥0.5為陽性)。免疫球蛋白11 900 IU/mL(參考值≤90 IU/mL)。免疫球蛋白定量:IgM 2.32 g/L(參考值0.4～2.3 g/L),IgG 20.8 g/L(參考值7～16 g/L),IgA 4.74 g/L(參考值0.7～4 g/L)。T淋巴細(xì)胞亞群大致正常。支氣管灌洗液培養(yǎng)提示銅綠假單胞菌。心臟彩超、門靜脈彩超:正常。胸部CT示:雙肺見多發(fā)散在斑片狀及粟粒狀高密度影,邊緣模糊。雙肺支氣管管壁增厚,管腔略狹窄,部分欠通暢并見高密度影充填;雙肺見多發(fā)囊狀、柱狀擴(kuò)張支氣管影(圖1)。腹部CT示:(1)肝硬化;肝臟多發(fā)彌漫性低密度影。(2)胰腺體積小并脂肪浸潤。(3)膽囊移位并膽汁淤積。(4)結(jié)腸及小腸明顯擴(kuò)張、積氣、內(nèi)容物潴留并管壁增厚、腫脹(圖2)。副鼻竇CT示:雙側(cè)上頜竇及篩竇炎,雙下鼻甲略肥厚(圖3)。

注:雙肺下葉及左肺上葉支氣管壁增厚、管腔狹窄并柱狀及串珠狀改變、右肺上葉及中葉支氣管壁增厚并囊狀擴(kuò)張,部分?jǐn)U張支氣管內(nèi)黏液栓阻塞

注:肝臟邊緣呈波浪狀及扇貝狀改變,肝內(nèi)多發(fā)斑片及結(jié)節(jié)狀密度減低影,胰腺體積明顯減小、萎縮并實(shí)質(zhì)脂肪樣變性-呈羽毛狀改變;結(jié)腸及小腸明顯擴(kuò)張/積氣、內(nèi)容物潴留并管壁增厚、腫脹

注:雙側(cè)篩竇、上頜竇及鼻腔黏膜增厚、密度增高,上頜竇及鼻腔內(nèi)囊腫形成:鼻炎、副鼻竇炎

例2,患兒男(例1哥哥),8歲,因“反復(fù)咳嗽8年”入院。曾多次診斷“慢性肺炎、支氣管擴(kuò)張癥”,可咳出黃綠色痰液,多次住院靜脈滴注抗生素及行纖維支氣管鏡肺泡灌洗治療,癥狀好轉(zhuǎn),但仍有咳嗽。個(gè)人史:系G1P1,足月順產(chǎn)娩出,出生體質(zhì)量3.05 kg,無窒息、缺氧史。3個(gè)月會抬頭,7個(gè)月會坐,10個(gè)月會喊“爸爸、媽媽”,1歲2個(gè)月會走。既往史:無特殊。家族史:父母非近親婚配,均體健,有一妹妹,病史如上述。

體格檢查:體溫36.5 ℃,脈搏120次/分,呼吸32次/分,體質(zhì)量15.8 kg,身高115 cm。神志清,精神尚可,營養(yǎng)差。呼吸促,面色暗黃,皮膚黏膜黝黑。咽部充血,雙側(cè)扁桃體Ⅰ度腫大。三凹征陽性,雙肺呼吸音偏低,可聞及較多痰鳴音、喘鳴音,密集中小水泡音。心音有力,律齊。腹軟,肝肋下8.0 cm,劍突下9.5 cm,質(zhì)韌,脾肋下未觸及,未觸及包塊。杵狀指/趾。

輔助檢查:血常規(guī):白細(xì)胞計(jì)數(shù)18.3×109/L,中性粒細(xì)胞73%,嗜酸粒細(xì)胞0.5%,血紅蛋白149 g/L,血小板計(jì)數(shù)414×109/L,C反應(yīng)蛋白8 mg/L。糞便常規(guī)脂肪球++。腎功能、心肌酶、血淀粉酶、電解質(zhì)、血脂正常。肝功能:丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶85.3 U/L,天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶52 U/L。糖化血紅蛋白6.2%。IgE 36.6 IU/mL(參考值≤90 IU/mL)。1-3-β-D葡聚糖<10 ng/L(正常值0～159 ng/L),曲霉菌血清學(xué)試驗(yàn)0.32(≥0.5為陽性)。免疫球蛋白定量:IgM 1.89 g/L(參考值0.4～2.3 g/L),IgG 17.0 g/L(參考值7～16 g/L),IgA 3.69 g/L(參考值0.7～4 g/L)。T淋巴細(xì)胞亞群大致正常。支氣管灌洗液培養(yǎng)提示銅綠假單胞菌。心臟彩超、門靜脈彩超:正常。胸部CT示:(1)雙肺多發(fā)炎癥。(2)雙肺多發(fā)局部支氣管擴(kuò)張并感染,部分黏液栓形成(圖4)。腹部CT示:(1)不均勻脂肪肝。(2)胰腺萎縮、脂肪化(圖5)。副鼻竇CT示:(1)全組副鼻竇炎。(2)鼻中隔左偏(圖6)。

注:左肺上葉舌段及下葉背段、右肺上葉前段及下葉背段支氣管壁增厚、管腔柱狀擴(kuò)張/局部伴狹窄、部分呈軌道征,左肺下葉背段局部呈串珠狀改變,右肺上葉前段支氣管黏液栓阻塞-管腔不通暢

注:肝臟密度彌漫性減低,明顯低于同層脾實(shí)質(zhì)密度。胰腺體積萎縮、并實(shí)質(zhì)脂肪樣變性

注:雙側(cè)篩竇、上頜竇及鼻腔黏膜增厚,鼻炎、副鼻竇炎癥(上頜竇及篩竇內(nèi)密度增高,合并鼻竇囊腫形成)

診斷及治療:兩例患者均給予加強(qiáng)呼吸道管理、體位引流、多次支氣管肺泡灌洗、特布他林、布地奈德、乙酰半胱氨酸霧化吸入、頭孢哌酮舒巴坦鈉抗感染,例1加用伏立康唑抗真菌等治療,均咳嗽減輕、復(fù)查肺部CT好轉(zhuǎn)出院。出院時(shí)抽取例1外周靜脈血行全外顯子高通量測序,例2及其父母外周靜脈血行Sanger驗(yàn)證。結(jié)果顯示:例1CFTR基因有1個(gè)雜合缺失和1個(gè)半合子突變:exon18-20雜合缺失;在3196號核苷酸由胞嘧啶C變?yōu)樾叵汆奏(c.3196C>T)的半合子突變,導(dǎo)致第1066號氨基酸由精氨酸變?yōu)榘腚装彼?p.R1066C),為錯義突變。根據(jù)美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會指南,該2個(gè)變異均判定為致病性變異。通過Sanger驗(yàn)證,例2及其母親均檢測到CFTR基因雜合變異:c.3196C>T(p.R1066C),其父親該位點(diǎn)無變異,但臨床表現(xiàn)例2符合囊性纖維化,我們推測例2另外一條染色體可能與其妹妹一樣為雜合缺失,故對其父親及例2再進(jìn)行多重連接依賴式探針擴(kuò)增技術(shù)(multiplex ligation-dependent probe amplification,MLPA),檢測到其父親及例2均存在CFTR基因外顯子18-20雜合缺失突變。最終兄妹二人均確診囊性纖維化,其父母均為囊性纖維化攜帶者。

2 討論

囊性纖維化是白種人中最常見的致命性遺傳病,可累及多系統(tǒng)多器官的外分泌腺。該病是由于CFTR基因突變所致,該基因最早于1989年由Riordan等[3]克隆分離成功。該基因是一種環(huán)磷酸腺苷(cAMP)依賴性調(diào)節(jié)氯離子通道蛋白,位于7號染色體長臂,編碼1 480個(gè)氨基酸,通過氯化物途徑調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的功能。基因突變可導(dǎo)致其編碼的蛋白活性下降,使外分泌液中Na+、Cl-濃度異常增高,導(dǎo)致氣道、腸道、汗腺等分泌物脫水。如果分泌物滯留并阻塞氣道,則導(dǎo)致慢性阻塞、感染、炎癥等,最終引起支氣管擴(kuò)張和肺實(shí)質(zhì)破壞。如果發(fā)生在胰腺和膽道,則造成分泌物干燥并阻塞膽管。如果發(fā)生在汗腺,則導(dǎo)致皮膚表面的氯和鈉的濃度升高,有的患者出汗時(shí)皮膚表面可看到氯化鈉結(jié)晶。該病通常在嬰幼兒時(shí)期發(fā)病,新生兒出生后數(shù)日內(nèi)即可出現(xiàn)癥狀,表現(xiàn)為反復(fù)支氣管感染、氣道阻塞、輕度咳嗽,并伴發(fā)肺炎、腸黏液分泌和黏度增加、腸梗阻、直腸脫垂等。

隨著分子生物學(xué)的進(jìn)展及基因檢測水平的不斷提高,基因檢測技術(shù)在囊性纖維化診斷中地位越來越重要。截至2017年,公開報(bào)道的CFTR基因突變有2 000多種,但奇怪的是,并不是所有的CFTR基因突變都能引起囊性纖維化,其具體原因尚不明確,相關(guān)的研究還在進(jìn)行中[4]。Li等[5]于2006年報(bào)道了我國首例經(jīng)基因檢測驗(yàn)證的囊性纖維化患兒。患兒確診年齡14歲,自生后即開始出現(xiàn)反復(fù)咳痰,7歲時(shí)確診為支氣管擴(kuò)張癥,并且合并有鼻竇炎、中耳炎、脂肪瀉、皮膚氯化鈉結(jié)晶等,CFTR基因檢測證實(shí)其存在分別遺傳自父母的復(fù)合雜合突變。

本報(bào)道中2例患兒系兄妹,均自生后出現(xiàn)反復(fù)咳嗽、咳痰,妹妹既往有多次“脫肛”史,自3歲起進(jìn)食油性食物后出現(xiàn)脂肪瀉,合并中心性支氣管擴(kuò)張癥、肝硬化、膽汁淤積、胰腺萎縮并脂肪化、血糖高、副鼻竇炎、過敏性支氣管肺曲霉病;哥哥自生后反復(fù)咳嗽,合并中心性支氣管擴(kuò)張癥、脂肪肝、胰腺萎縮并脂肪化、副鼻竇炎、出汗時(shí)皮膚表面可見氯化鈉結(jié)晶。通過基因檢測,兄妹二人均確診囊性纖維化。本文中的兩個(gè)基因突變類型均已有文獻(xiàn)報(bào)道[6-8]。但不同的突變類型是否導(dǎo)致不同的臨床表型需有待于進(jìn)一步研究證實(shí)。

既往的研究發(fā)現(xiàn),亞裔囊性纖維化的CFTR基因突變類型與西方有很大差異。在我國囊性纖維化患者中出現(xiàn)頻率最高的為c.2909G>A/G970D位點(diǎn),在歐美人中該位點(diǎn)突變卻很少見;c.1766+5G>T/1898+5G>T我國已有6例報(bào)道,但在歐美囊性纖維化患者中卻未見報(bào)道[8-10]。因此,對于臨床癥狀懷疑囊性纖維化的患者均應(yīng)行全外顯子測序,以便發(fā)現(xiàn)少見的基因突變甚至新的基因突變,豐富囊性纖維化基因譜。

囊性纖維化治療主要是對癥治療,包括防止感染,清理氣道,改善呼吸,并維持足夠的營養(yǎng),防止?fàn)I養(yǎng)不良。近年來,隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展,使得囊性纖維化的治療有了重大突破。由于囊性纖維化是單基因疾病,基因治療可以針對CFTR基因編碼的蛋白功能缺陷從根本上治療囊性纖維化。最初的囊性纖維化基因療法是采用病毒或非病毒載體,試圖將健康人的CFTR基因轉(zhuǎn)染到CFTR基因缺陷的細(xì)胞中,但是相關(guān)的臨床試驗(yàn)尚未顯現(xiàn)明顯的效果。Ivacaftor于2012年美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市[11],它是一種CFTR調(diào)節(jié)器增效器,通過延長CFTR通道開放的時(shí)間,來加速上皮細(xì)胞表面氯化物的轉(zhuǎn)運(yùn),降低分泌物表面氯化鈉濃度?；颊咴趹?yīng)用該藥2周后病情即可得到改善,效果可維持48周,同時(shí)未見嚴(yán)重的不良反應(yīng)報(bào)道。目前常用的藥物包括依伐卡托、蘆馬卡托等。但遺憾的是,對于中國囊性纖維化患者來說,目前并無針對中國人特有基因型的有效靶向藥物。

如不進(jìn)行干預(yù)治療,囊性纖維化患者預(yù)后較差,約半數(shù)患兒因并發(fā)癥于10歲前死亡,活至成年者較少,如能早期診斷并治療,可存活至成年。隨著基因檢測技術(shù)的發(fā)展及多學(xué)科聯(lián)合治療水平的提高,兒童病死率較前已有明顯下降,患者中位預(yù)期壽命已超過40歲[4]。由于囊性纖維化可嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和壽命,給予家庭和社會造成沉重的負(fù)擔(dān),對于已生育該類患者的家庭,再生育時(shí)可選擇進(jìn)行第三代試管,優(yōu)生優(yōu)育,減少出生缺陷。