4例嬰兒型龐貝病臨床特點及遺傳學分析＊

鐘立霖 張 杰 董鴻捌 陳云娥 張盛鑫 張艷紅 陸 妹,*

1.廈門大學附屬婦女兒童醫(yī)院廈門市婦幼保健院兒科 (福建 廈門 361003)

2.廈門大學附屬婦女兒童醫(yī)院廈門市婦幼保健院放射科 (福建 廈門 361003)

3.復旦大學附屬兒科醫(yī)院廈門分院廈門市兒童醫(yī)院兒科 (福建 廈門 361003)

4.廈門大學附屬婦女兒童醫(yī)院廈門市婦幼保健院超聲科 (福建 廈門 361003)

龐貝病(Pompe disease，PD)又稱糖原貯積病II型 (glycogen storage disease II，GSDII) 或酸性麥芽糖酶缺乏癥，是由于酸性ɑ-葡萄糖苷酶 (acid ɑ-glucosidase，GAA)基因缺陷導致的常染色體隱性遺傳病。依據(jù)發(fā)病年齡可分為嬰兒型(infantile onset Pompe disease， IOPD)和遲發(fā)型，發(fā)病的早晚及病情嚴重程度主要取決于GAA殘存的酶活性[1]。國外報道PD發(fā)病率為1/14000～1/300000，具有較大的種族及地區(qū)差異[2]，我國臺灣地區(qū)報道IOPD發(fā)病率為1/57000[3]，國內(nèi)目前僅見少數(shù)報道[4]。本研究回顧性分析3例IOPD的臨床自然病史和1例干預的經(jīng)過，為該病診治提供經(jīng)驗。

1 資料與方法

1.1 研究對象對2019年1月至2020年12月在廈門大學附屬婦女兒童醫(yī)院(廈門市婦幼保健院)兒科診治的4例IOPD患兒進行回顧性分析。IOPD診斷標準[5]：(1)具有典型臨床表現(xiàn)，如嬰兒出現(xiàn)肌無力、肌張力低下、心臟擴大、心肌肥厚、血清肌酸激酶(creatine kinase，CK)升高等；(2)外周血濾紙片或白細胞GAA酶活性降低；(3)GAA基因純合或復合雜合致病突變。已通過廈門市婦幼保健院倫理委員會審批(KY-2020-011)，所有患兒家長均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 (1)一般情況：性別、年齡、入院時間、臨床癥狀及體征等；(2)圍生期特點：胎次、產(chǎn)次、胎齡、分娩方式、母孕期并發(fā)癥、圍生期疾病史等；(3)實驗室檢查：心肌酶譜、氨基末端腦鈉肽前體(N-terminal pro-B type natriuretic peptide，NT-proBNP)、心電圖、超聲心動、胸部平片和/或CT、心臟磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)、肺功能及纖維支氣管鏡等；(4)治療及轉(zhuǎn)歸。

1.2.2 酸性ɑ-葡萄糖苷酶(GAA)活性檢測 應(yīng)用比色法(廣州金域醫(yī)學檢驗中心有限公司，金域)或串聯(lián)質(zhì)譜法(蘇州珀金埃爾默醫(yī)學檢驗所有限公司，安智)測定外周血干濾紙片GAA活性。

1.2.3 基因分析 抽取患者及父母外周靜脈血2-3mL，采用靶向捕獲二代測序分析，Sanger測序驗證變異位點。分四個步驟：(1)DNA抽提：采用QIAamp Blood Mini Kit(QIAGEN，Hilden，Germany)根據(jù)操作流程抽提基因組DNA。(2)文庫構(gòu)建及測序：首先將DNA打斷成100-500bp，富集280-320bp的片段，末端修復，加A，加接頭，隨后進行PCR擴增制備文庫，然后通過BGI V4芯片對目標基因外顯子及臨近剪切區(qū)的DNA進行捕獲和富集，最后使用MGISEQ-2000測序平臺進行P100+100測序。(3)數(shù)據(jù)分析：測序片段通過BWA與UCSC hg19人類參考基因組進行比對，去除重復。使用GATK進行堿基質(zhì)量值校正SNV、INDEL和基因型檢測。(4)PCR產(chǎn)物送Sanger測序驗證。

2 結(jié) 果

2.1 臨床特點4例IOPD患者均來自福建西南地區(qū)，病例1輕度窒息，病例2和病例4為早產(chǎn)兒，新生兒時期心胸比例均正常。病例1、3、4分別于3月、3月和3月15天因支氣管肺炎住院，發(fā)現(xiàn)存在心臟病變，確診較早，心功能尚在正常范圍，后逐漸出現(xiàn)肌力、肌張力下降；病例2確診較晚，心臟射血分數(shù)(ejection fraction,EF)明顯下降(見表1)。

表1 4例IOPD患者臨床表現(xiàn)及輔助檢查

2.2 基因結(jié)果病例1 GAA基因：c.1935C>A (p.D645E)、c.2815_2816del (p.V939Lfs*78) 復合雜合突變(圖1A)。病例2 GAA基因：c.1935C>A (p.D645E) 純合突變(圖1B)。病例3 GAA基因：c.1935C>A (p.D645E)、c.925G>A (p.G309R) 復合雜合突變(圖1C)。病例4 GAA基因：c.1935C>A (p.D645E)、c.2662G>T(p.E888＊) 復合雜合突變(圖1D)。病例1、2母親經(jīng)產(chǎn)前羊水穿刺基因分析，分別生育健康攜帶者女嬰；病例4母親自然懷孕后羊水檢查酶活性下降，羊水細胞基因與病例4相同，予引產(chǎn)。

圖1 家系圖。圖1A為病例1家系圖；圖1B為病例2家系圖；圖1C為病例3家系圖；圖1D為病例4家系圖。

2.3 治療及轉(zhuǎn)歸病例1、2、3確診后，家長拒絕酶替代治療(enzyme replacement therapy，ERT)，分別于5、8、4月齡死于呼吸衰竭。

病例4確診后于4月齡余開始阿糖苷酶a (Myozyme，美爾贊)替代治療(20mg/kg·次，每兩周一次)，動態(tài)監(jiān)測發(fā)育、體重、心肌酶譜、NT-proBNP、超聲心動和胸片(見表2及圖2A、圖2B)。4～5月抬頭，6～7月翻身，10月扶坐，1歲時獨坐，不能獨站，四肢肌力III～IV級，肌張力低下，會叫“媽媽、爸爸”，能用手、點頭、搖頭等動作進行交流。5.4月齡時行0～6歲小兒神經(jīng)心理檢查量表評估：發(fā)育商為48(相當于2.6月齡)，大運動、精細運動、適應(yīng)能力、語言和社交行為分別為37、46、56、56和46，較同齡兒童落后。逐漸出現(xiàn)舌體肥大、吞咽困難，鼻飼喂養(yǎng)。因多次合并肺部感染，5次予無創(chuàng)呼吸機支持，撤機后未予長期呼吸支持。1歲時潮氣肺功能：潮氣量 10.08mL/kg，達峰時間比17.44% (參考范圍：35%-45%)，達峰容積比23.36% (參考范圍：35%-45%)，存在中度阻塞性呼吸功能障礙。18個月時因肺炎合并肺不張行支氣管鏡檢查未見明顯異常(圖3A)，21個月因重癥肺炎、呼吸衰竭予氣管插管后，再次行支氣管鏡檢查提示：左主及左上氣管重度軟化(圖3B)，隆突處見痰栓(圖3C)，綜合多方因素，家屬放棄繼續(xù)治療后死亡。

圖2 病例4ERT前后的胸片。圖2A為ERT前(3月15天)心胸比0.64。圖2B為ERT后7月(11月7天)心影恢復正常。

圖3 病例4 ERT前后的氣管鏡變化。圖3A圖為ERT后14月(18月)氣管鏡下無氣管軟化。圖3B-圖3C為ERT后17月(21月)氣管鏡下左主支氣管重度軟化和氣管隆突處痰栓。

表2 病例4 ERT前后各項指標情況

3 討 論

龐貝病(PD)是由先天性酸性α-葡萄糖苷酶(GAA)缺乏導致糖原在心臟、骨骼肌、平滑肌和神經(jīng)等多種組織中累積[6]。典型IOPD的GAA酶活性通常低于正常對照的1%，很少能存活超過1歲[7]。一項來自全球28個國家742例PD患者的研究表明，在170例IOPD患者中，平均發(fā)病年齡2.8個月，確診時間為4.4個月，主要臨床表現(xiàn)為肌張力減退 (88%)，肥厚性心肌病 (88%)，呼吸困難(78%)，未治療者1歲內(nèi)死于心肺功能不全[8-9]。本報道中病例1、3、4發(fā)病和確診年齡為3～4月；病例2就診時已6月余，運動發(fā)育落后、營養(yǎng)不良明顯，確診年齡較晚。4例患者均有心臟受累、肌張力低下、呼吸困難等癥狀，且進行性加重，病例1、2、3未接受ERT，分別于5、8、4月齡死亡。3例患者在新生兒時期均未出現(xiàn)心臟等器官受累，如能在癥狀前進行酶活性篩查或基因篩查，早期診斷和干預，可改善預后[5]。

重組人GAA (rhGAA)替代治療被認為是目前PD唯一有效的治療方法。Kishnani等[10]對8例3～15月齡IOPD患者的研究顯示，ERT后左室肥厚均明顯改善，5例受試者運動功能改善；治療12月后，2例死亡，存活者中位年齡為21.7月，明顯晚于未治療的患者。Kishnani等[11]另一項研究包括18例6月以下IOPD患者，接受每2周20或40mg/kg的rhGAA治療，12月后心臟增大明顯減輕，所有患者均存活，其中13例受試者運動明顯改善。Chen等[12]對2例典型IOPD患者分別從5、10個月開始給予每2周一次ERT，分別隨訪3年、8月，其左心室質(zhì)量指數(shù)、左心室后壁厚度均明顯好轉(zhuǎn)，運動能力顯著提高，并擁有同齡兒童的認知能力。我國臺灣地區(qū)自2005年開展PD新生兒篩查，最早生后第8天起即給予ERT，發(fā)現(xiàn)早期治療可顯著改善IOPD患者預后[13]。本研究中，病例3確診后開始治療的年齡為4月余，ERT后心胸比、左心室質(zhì)量指數(shù)、左室后壁厚度和NT-proBNP均明顯好轉(zhuǎn)，對心臟的恢復效果較佳。

Fukuhara等發(fā)現(xiàn)50%以上PD患者出現(xiàn)呼吸窘迫[14]。即使在臺灣，世界上最早啟動ERT的IOPD患者(平均年齡小于10天)仍然出現(xiàn)一些呼吸道問題，支氣管鏡檢查發(fā)現(xiàn)鼻腔狹窄、口腔狹窄或聲帶活動受損等[15]，但對支氣管的病變研究較少。有報道IOPD患者首次需要呼吸支持的中位年齡為5.9月，心力衰竭和呼吸衰竭是死亡的主要原因[16]。有學者在IOPD患者的尸體解剖中發(fā)現(xiàn)呼吸道平滑肌存在不同程度的糖原累積[17]，在GAA-/-小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，氣管及支氣管平滑肌細胞的糖原累積破壞了細胞結(jié)構(gòu)及鈣信號通路，導致支氣管收縮受損[18]，提示IOPD患者呼吸功能受損可能與氣管平滑肌糖原累積有關(guān)。本研究中，病例4合并阻塞性呼吸功能障礙考慮與呼吸肌受累有關(guān)，多次肺部感染可能加重呼吸功能不全，合并氣管重度軟化及痰栓，恰當?shù)睦w維支氣管鏡可改善呼吸道癥狀[19]。因此，即使在接受ERT后心臟功能明顯好轉(zhuǎn)，應(yīng)早期監(jiān)測及評估肺功能[20]，早期給予呼吸支持，及時提供輔助咳嗽設(shè)備、無創(chuàng)或有創(chuàng)輔助通氣，以延緩肺部病變的進展[20]。

GAA基因位于17q25.2-q25.3，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)GAA致病性突變超過600種 (http://www.pompecenter.nl)，包含錯義突變、缺失突變和插入突變等并具有種族和地域差異性。c.-32-13T>G剪接突變在高加索血統(tǒng)患者中常見，其等位基因頻率范圍為40%～70%[21]，c.1935C>A變異是中國IOPD患兒最常見變異[22]，黃永蘭等研究發(fā)現(xiàn)57.1%IOPD患者檢出c.1935C>A純合或復合雜合突變，健康兒童GAA致病變異攜帶率為24/2395[23]，在我國臺灣地區(qū)，最常見c.1935C> A突變在人群中攜帶頻率預估可達到0.2%[24]。本研究的患者均來自南方地區(qū)，4例均存在c.1935C>A突變，考慮為南方地區(qū)熱點突變[22]。而相反的是，病例4攜帶的致病突變c.2662G> T則為中國北方地區(qū)熱點突變[22]。c.2815_2816del及c.925G>A 均有相關(guān)文獻報道[25-27]，c.2815_2816del突變的患者預后更差[26-27]。病例1、2家庭通過遺傳咨詢及產(chǎn)前診斷，生育健康下一胎。

綜上所述，龐貝病是一種罕見的嚴重神經(jīng)肌肉疾病，死亡率高，目前臨床醫(yī)生對該病認識不足，癥狀前無特異性改變，早期篩查、早期診斷、早期ERT和呼吸支持等綜合治療可延長IOPD患者壽命。GAA基因分析對診斷IOPD和下一胎產(chǎn)前診斷尤為重要。