【临床应用研究】黏多糖贮积症ⅣA重型2家系患儿的诊治及其同胞的产前诊断


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作者:田亮1 苏于泰1 李春鸽2 马平1 毛彦娜1 刘炜1通信作者:刘炜,Email:liuwei1367371@163.com作者单位:1郑州大学附属儿童医院,河南省儿童医院郑州儿童医院血液肿瘤科,郑州 450018;2郑州大学附属儿童医院,河南省儿童医院郑州儿童医院医学影像科,郑州 450018本文刊发于 中华实用儿科临床杂志,2023,38(4):300-304.引用本文:田亮,苏于泰,李春鸽,等.黏多糖贮积症ⅣA重型2家系患儿的诊治及其同胞的产前诊断[J].中华实用儿科临床杂志,2023,38(4):300-304.DOI:10.3760/cma.j.cn101070-20221212-01400.
摘要
目的 分析黏多糖贮积症ⅣA(MPS ⅣA)重型家系患者的临床特点及诊治过程,探讨MPS ⅣA重型的治疗方法。方法 选取郑州大学附属儿童医院2021年8月至2022年4月收治的2例MPS ⅣA重型患儿作为研究对象。回顾性分析以身材矮小、骨骼畸形为主要表现的2个家系患儿的临床表现、生化指标、骨影像学结果等,取外周血白细胞进行溶酶体酶活性和基因分析,并对家系2母亲第2次妊娠18周时羊水细胞基因分析进行产前诊断。分别对2家系患儿进行异基因造血干细胞移植。结果 两家系患儿均有生长迟缓、关节松弛、鸡胸、膝外翻等MPS ⅣA严重表型临床表现。影像学以骨质密度减低、尺桡骨呈“V”样改变、脊柱生理弯曲异常为主要特点。两家系患儿均有呼吸系统、骨骼系统受累,视神经可疑受累。患者外周血白细胞溶酶体酶活性分析均显示N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸酯酶(GALNS)活性显著降低,符合MPS ⅣA型。GALNS基因分析显示,家系1患儿存在c.1019G>A(p.G340D)和c.706C>G(p.H236D)(错义)2个突变,家系2患儿存在c.425A>G(p.H142R)和c.463G>A(p.G155R)(错义)2个突变,均来自父母双方。2家系均为未报道过的新突变家系。家系2患儿母亲羊水细胞GALNS基因仅存在c.463G>A突变,明确胎儿为携带者,来自母亲,未患与先证者相同的疾病。2家系患儿均接受了异基因造血干细胞移植,全供体嵌合,无严重移植并发症,GALNS活性位于正常范围,日常生活活动评分较移植前升高。结论 MPS ⅣA重型是GALNS突变引起的罕见的常染色体隐性遗传性疾病,诊断困难,预后不良,早期识别、早期诊断、有效治疗可改善患者长期生活质量。异基因造血干细胞移植是治疗重型MPS ⅣA的有效方法。
关键词
黏多糖贮积症ⅣA型;Morquio A综合征;N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸酯酶;GALNS基因;产前诊断
黏多糖贮积症(MPS,OMIM #253000)ⅣA型,又称Morquio A综合征,是由于溶酶体中N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸酯酶(GALNS)活性明显降低或完全缺乏导致硫酸角蛋白和硫酸软骨素-6降解受抑,随后贮积在各器官引起功能障碍,尤其是骨骼和结缔组织异常[1]。患者临床表现异质性大,不足一半的MPS ⅣA患儿可在5岁以前被确诊[2]。重型患者可在婴儿期出现渐进性骨骼发育不良,需经历多次手术治疗,严重影响患者生长发育和长期生活质量[3]。颈脊髓受压、呼吸道梗阻及心脏瓣膜病是导致MPS ⅣA 重型患者死亡的主要原因[4]。酶替代治疗和异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)是目前治疗该病的主要手段,但无法逆转原有骨骼损害,因此,早期识别、早期诊断、有效治疗可显著改善患者长期预后。本研究通过对郑州大学附属儿童医院2021年8月至2022年4月收治的2个家系MPS ⅣA重型患儿的临床诊治进行回顾性分析,对MPS ⅣA的临床特点、诊断及产前诊断的方法进行研究,以期为临床患者的早期诊治提供参考。
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临床资料1.1 研究对象 1.1.1 家系1 患儿,女,3岁2个月,因“身材矮小、骨骼畸形1年2个月”就诊。患儿2岁时家长发现其身材较同龄儿明显矮小,肋缘外翻、鸡胸,至当地医院儿科就诊,诊断“佝偻病”,给予治疗后症状无改善。2岁6个月后渐出现进行性骨骼改变,腕关节松弛,“X”型腿,至当地医院骨科就诊,诊断“佝偻病”,治疗后症状无明显改善。3岁时至郑州大学附属儿童医院儿童保健科就诊,完善基础实验室检查、影像学及溶酶体酶学、基因检查。患儿自幼双肘关节伸展受限,双肩关节活动受限,无肌肉及骨骼疼痛。智力发育正常,易疲劳,不愿长距离行走,体格发育落后。既往曾于多地医院就诊,于3岁1个月确诊。出生史及家族史:患儿系第2胎,第2产,母亲孕期顺利,足月自然分娩出生。父母均健康,非近亲婚配,双方无类似疾病家族史。胞姐,9岁,体健,生长发育同健康同龄儿。体格检查:精神反应好,身高81.5 cm(-4.04 SD),体重 10 kg(-3.1 SD),骶尾部可见一1.5 cm×2.0 cm 大小蒙古斑,头围52 cm,前额凸出,角膜透明,牙齿无畸形、龋齿,短颈,耸肩,胸骨隆起,肋缘外翻,呼吸平,心肺腹、神经系统查体无异常。脊柱生理弯曲消失,双侧桡骨远端粗大隆起,双侧手掌向尺侧倾斜,活动度增加,双侧膝关节呈“X”形改变,踝间距5 cm。1.1.2 家系2 患儿,男,4岁1个月,因“骨骼畸形3年7个月,身材矮小2年7个月”就诊。患儿出生6个月家长发现其下肢伸展受限,至当地医院儿科就诊,诊断“肌张力高,脑神经损伤?”,康复科治疗1年有好转。1岁后患儿因“消化不良”反复至消化科诊治,因“肺炎”反复至呼吸科诊治。1岁6个月后患儿出现进行性骨骼改变,肋缘外翻、鸡胸,手腕骨渐粗大,身材较同龄儿矮小,至当地医院儿科及骨科就诊,诊断“佝偻病”,治疗后症状无改善,未规律复诊。3岁6个月至郑州大学附属儿童医院内分泌遗传代谢科就诊,完善相关血液检查、影像学、溶酶体酶学及基因检查。患儿自幼体质差,易患“肺炎”,出生10 d因“重症肺炎”在当地医院新生儿科住院治疗21 d好转。患儿自幼肘关节、膝关节伸展受限,肩关节活动受限,智力发育正常,易疲劳,不愿长距离行走,体格发育落后。既往曾于多地医院就诊,于3岁7个月确诊。出生史及家族史:患儿系第1胎,第1产,母亲因羊水少,孕37周剖宫产。父母亲均健康,非近亲婚配,双方无类似疾病家族史。体格检查:精神反应好,身高90.00 cm(-3.74 SD),体重13.5 kg(-3.1 SD),骶尾部可见一1.0 cm×2.0 cm大小蒙古斑,头围49 cm,前额凸出,角膜基本透明,耳位稍低,牙齿无畸形、龋齿,颈短,耸肩,胸廓畸形,胸骨明显隆起,双侧肋骨稍凹陷,肋弓隆起并外翻,呼吸平,心肺腹、神经系统查体无异常。脊柱正常生理弯曲消失,双侧桡骨远端粗大隆起,双侧手掌向尺侧倾斜,活动度增加,双侧膝关节呈“X”形改变,踝间距5.5 cm。1.2 诊断标准 MPS ⅣA重型诊断参照MPS ⅣA型诊治共识(2021年版)[5]。本研究均已征得2家系患儿监护人同意,并签署知情同意书,同时通过医院医学伦理委员会批准(批准文号:2023-K-033)。
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结果2.1 临床表现和生化指标 2家系患儿一般情况及生化指标见表1、2。2.2 尿黏多糖定性及外周血白细胞溶酶体酶活性测定 2家系患儿尿黏多糖定性试验均为阳性。家系1、2患儿GALNS酶活性分别为正常参考值低值的0.53%、0.25%,且患儿 β-半乳糖苷酶活性均位于正常范围,符合MPS ⅣA(表1、2)。2.3 呼吸系统、心血管系统、视听系统及智力评估 家系1患儿呼吸系统受累,视神经可疑受累,心血管系统及听觉系统未受累,口腔无龋齿。家系2患儿呼吸、心血管系统受累,视神经可疑受累,左耳分泌性中耳炎,听力稍有下降。两家系患儿智力评估,运动耐力测试见表3。2.4 骨骼、运动及神经系统评估 2家系患儿骨骼系统受累显著,家系1患儿颅面比例增大,蝶鞍增宽;肋骨呈“飘带样改变”;脊柱生理弯曲异常,胸腰椎曲度增大,椎体前缘呈“鸟嘴样改变”;掌骨形态不规则,近端变尖,呈“子弹头样改变”,腕骨核小,双侧尺桡骨呈“V”样改变;髋臼浅平,股骨头扁小,双侧股骨、胫腓骨干骺端边缘不规则;寰枢椎CT示寰椎前弓变薄,枢椎齿状突略短小(图1)。家系2患儿双侧锁骨短粗,肋骨呈“飘带征”;L1椎体小,后凸成角,边缘不规则,胸腰段后凸畸形;部分椎体下缘前突呈“鸟嘴样”;双侧尺桡骨呈“V”形改变,腕骨核小,双手掌骨近端、各指骨远端变尖;两侧髂骨圆小,髋臼浅平,髂骨基底部变尖,双侧股骨颈干角略增大,双侧股骨远端及双侧胫骨近端、远端增宽,边缘毛糙,骨骺形态欠佳,双膝关节骨骺形态欠佳,干骺端边缘毛糙;头颅磁共振成像(MRI) T2WI矢状位示枕骨大孔较窄,延髓受压。2.5 GALNS基因分析 家系1患儿GALNS第10号外显子和第7号外显子编码区发生c.1019G>A(p.G340D)和c.706C>G(p.H236D)(错义)复合杂合突变,分别来自父母亲(图2A)。家系2患儿GALNS第5号外显子编码区发生c.425A>G(p.H142R)和c.463G>A(p.G155R)(错义)复合杂合突变,分别来自父母亲,胎儿存在c.463G>A(p.G155R)(错义突变),来自母亲(图2B)。2.6 治疗及随访 家系1患儿3岁2个月,全面评估提示骨骼、呼吸系统受累,视觉系统可疑受累(表3),与胞姐人类白细胞抗原示全相合,且胞姐不携带致病基因,在排除移植禁忌后,给予清髓预处理化疗,同时采用环孢素、小剂量短疗程甲氨蝶呤预防移植物抗宿主病。患儿造血干细胞移植后+7 d血小板植入,+10 d 中性粒细胞植入,移植后+12 d单个核细胞嵌合率99.53%。患儿移植后病情稳定,移植术后+30 d及移植术后1年复查GALNS酶活性均位于正常范围(表1)。家系2患儿4岁1个月,全面评估提示骨骼、呼吸系统明显受累,心血管系统稍受累,视觉系统可疑受累,左耳分泌性中耳炎,左耳听力稍有下降(表3),中华骨髓库寻得人类白细胞抗原示全相合无关供者,在排除移植禁忌后,给予清髓预处理化疗,同时采用环孢素、吗替麦考酚酯口服、小剂量短疗程甲氨蝶呤预防移植物抗宿主病。患儿造血干细胞移植后+10 d血小板植入,+11 d 中性粒细胞植入,移植后+13 d单个核细胞嵌合率 99.9%。患儿移植后病情稳定,移植术后+30 d复查GALNS酶活性位于正常范围(表2)。家系1、2患儿分别随访至移植后1年2个月、7个月,无移植物抗宿主病发生,无严重感染发生,骨骼摄片未见进展,病例1患儿移植术后+1年日常生活活动能力评分为51.5分,较移植前44分升高,病例2患儿移植术后+0.5年日常生活活动能力评分为44分,较移植前36分升高(正常对照为60分),仍在门诊随访中。2.7 同胞产前诊断 家系2患儿母亲于第2次妊娠孕18周时采取羊水细胞进行胎儿基因分析,羊水细胞GALNS基因存在c.463G>A突变,明确胎儿为与母亲相同的携带者。患儿母亲孕39周时剖宫产,新生儿健康,脐带血GALNS酶活性正常,验证了产前诊断。
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讨论MPS ⅣA是一种罕见的常染色体隐性遗传病,严重表型患者出生时通过X线可看到脊柱中骨骼异常[6],在出生18个月左右生长速度下降,如不及时治疗,MPS ⅣA重型患者将在7~8岁停止生长[7],平均寿命为20~30岁[8],多死于呼吸系统并发症、颈脊髓并发症或心脏瓣膜疾病[4]。在国际MPS ⅣA注册中心注册的患者中,具有严重表型的患者占75%[9]。病例1、2分别起病于2岁、6个月,均以“生长发育迟缓、骨骼畸形”起病,出现渐进性骨骼发育不良,具有MPS ⅣA重型患者的共同特征,如身材矮小、颈干短、鸡胸、腕关节松弛、脊柱后凸、膝外翻等症状。两患儿分别于3岁1个月和3岁7个月经溶酶体酶学和基因分析确诊为MPS ⅣA,根据临床表现考虑为MPS ⅣA重型。脊柱和胸部的骨骼畸形是MPS ⅣA患者的主要临床症状,且骨骼畸形随年龄增长而加重,由于糖胺聚糖积聚引起齿状突发育不全,齿状突缺乏骨化并伴有韧带松弛,导致寰枢椎半脱位和脊髓受压。病例1患儿寰枢椎CT显示齿状突短小,病例2患儿MRI示延髓受压,需警惕寰枢椎半脱位、脊髓受压从而导致脊髓型颈椎病、四肢瘫痪,甚至死亡。因此,早期识别、早期诊断、有效治疗MPS ⅣA重型患者可极大降低病死率,提高远期生活质量。Rivera-Colón等[10]发现GALNS在脊椎动物中是一种特异性和保守性较高的蛋白质。GALNS蛋白中出现错义突变会导致其催化位点、疏水核心和表面酶的变化,使这些酶活性降低或完全缺失,进而影响GALNS蛋白质的结构稳定性,并改变其功能,且MPS ⅣA患者基因型与表型有明显的相关性。p.G340D、p.G155R 位于结构域1的疏水核心,可引起GALNS蛋白错误折叠,p.H142R和p.H236D位于二级结构的激活区,影响GALNS催化位点的残基,但携带p.H236D错义突变的患者临床表型为中间型,考虑可能与其影响了参与配体-酶相互作用残基有关。本研究病例1患儿携带p.G340D和p.H236D的复合杂合突变,临床表型为严重型,但起病年龄较携带p.G155R和p.H142R的复合杂合突变的病例2患儿晚,这可能与p.H236D保留了一部分剩余GALNS酶活性有关。病例1患儿同时携带p.G340D和p.H236D突变,病例2患儿同时携带p.G155R和p.H142R突变,为国内外首次报道,且2家系患儿临床表现均为严重型,需尽早有效治疗改善预后。MPS ⅣA患者临床症状异质性大,误诊率高,对于疑似患儿可选择相关实验室检查并咨询专业医师。酶学检测和基因分析亦可用于携带者检测和产前诊断。病例2母亲于再次妊娠孕18周时取羊水细胞进行胎儿基因分析,证实胎儿为GALNS突变携带者,表型正常。对有疑似遗传性疾病家族史的患儿要尽早筛查。早期发现、早期诊断和有效治疗可明显改善MPS ⅣA型患者的预后。Montao等[7]提出MPS ⅣA型患者治疗方法主要为重组人GALNS酶替代疗法(ERT)和allo-HSCT。ERT半衰期短,需终身替代,费用十分昂贵,且不能改善骨骼和软骨的病变,应用十分受限。Allo-HSCT供者植入成功后可使受者获得永久产酶的能力,且可通过用供体细胞替代受体细胞,使酶可以在供体水平上持续供应和循环,到达受者靶器官、骨骼和软骨,并可解决ERT治疗后的免疫反应,例如产生抗ERT的高滴度抗体[11],与ERT相比成本更低,受益更大。自2014年allo-HSCT术首次应用于治疗MPS ⅣA患者[12],截至目前,全球仅有10余例MPS ⅣA患者接受allo-HSCT[12-15]。Yabe等[13]和Taylor等[15]对MPS ⅣA患者进行allo-HSCT后的长期随访显示,只要达到供者的GALNS酶活性水平,allo-HSCT可改善患者的肺功能、日常生活活动能力、骨密度,并减少手术干预的频率,且越早接受治疗的患者,日常生活活动评分越高,提示allo-HSCT可能是MPS ⅣA患者一种有用的支持性治疗选择。尽管移植存在风险,但在患病早期进行allo-HSCT能更好地改善疾病预后。病例1、2均有多系统受累,均行 allo-HSCT,目前移植后门诊随访1年2个月、7个月,两患儿均无移植物抗宿主病,无严重感染,日常生活活动能力较移植前改善,评估相关指标提示疾病暂无进展,需要更长时间的随访来观察患儿病情变化,及时处理各种可能的并发症。由于日常生活活动能力评分为问卷调查,主观性较强,需在接下来随访中尽可能增加客观指标。因为MPS ⅣA重型的骨骼发育不良的进展始于新生儿期,且部分重型患者骨骼发育不良进展迅速,移植时已有骨骼异常是不可逆转的,所以可以推测,出生后最初几个月是MPS ⅣA重型患者预防骨骼畸形的最佳时机。提高对MPS ⅣA重型的认识和采用新生儿筛查,使人们能够在出现不可逆的严重临床表现之前及早发现和治疗该病。Montao等[16]研究发现,超过70%的MPS ⅣA患者3岁以内即可出现临床表现,且累及多个器官,尤其是骨骼,可出现早期临床症状和体征。MPS ⅣA疾病的中位确诊年龄为3~5岁,这表明该病发病后平均需要2年左右才能诊断。病例1、2患儿分别从发病至确诊历经1年1个月、3年1个月,这可能与MPS ⅣA型为罕见病,患者临床表现异质性大,累及多系统,易误诊误治有关,因此,有必要进行多学科联合诊治。此外,MPS ⅣA重型的候选方案目前已进入动物模型阶段,如底物降解酶治疗、腺病毒基因治疗、纳米医学以及药理学伴侣疗法[2]。综上所述,MPS ⅣA重型存在渐进性骨发育不良,多脏器损害。allo-HSCT治疗早期MPS ⅣA重型患者,可显著提高其生存率和改善长期生活质量。羊水细胞GALNS基因分析可帮助产前诊断。
参考文献略
本文编辑:单卫华
数字编辑:郑成铭
制作:新乡医学院期刊社网络与数字出版部

《中华实用儿科临床杂志》
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