兒童囊性纖維化的相關(guān)問題

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·專家對(duì)談錄·

兒童囊性纖維化的相關(guān)問題

Peter Van Asperen 教授申昆玲教授徐保平主任醫(yī)師

申昆玲教授 很高興接受《中國(guó)循證兒科雜志》編輯部的邀請(qǐng), 主持兒童囊性纖維化(CF)相關(guān)問題的專家對(duì)談。CF是一種常染色體隱性遺傳病，可累及呼吸、消化和生殖等多系統(tǒng)，其臨床表現(xiàn)主要為慢性咳嗽、咯大量黏痰、反復(fù)發(fā)作的肺部感染、脂肪瀉、生長(zhǎng)發(fā)育遲緩和男性不育等。CF是歐洲和北美洲高加索人種中最常見的遺傳性疾病之一，發(fā)病率達(dá)1/2 000，而亞洲人中少見。近年來的研究顯示，CF在中國(guó)確實(shí)有一定的發(fā)病率，但臨床表現(xiàn)及基因突變位點(diǎn)與國(guó)外報(bào)道不盡相同，目前國(guó)內(nèi)對(duì)兒童CF的認(rèn)識(shí)尚不充分，部分臨床表現(xiàn)不典型患兒可能存在漏診。有幸邀請(qǐng)到澳大利亞悉尼大學(xué)WESTMEAD兒童醫(yī)院呼吸科主任Peter Van Asperen教授共同討論CF的發(fā)病機(jī)制、診斷和治療等方面的問題。

1 CF的發(fā)病機(jī)制與CFTR基因

Asperen教授 CF是由CF跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(CFTR)基因突變所致的單基因遺傳病。該基因位于7號(hào)染色體長(zhǎng)臂3區(qū)1帶，全長(zhǎng)約250 kb，共27個(gè)外顯子。其基因產(chǎn)物CFTR是一種cAMP依賴性氯離子通道蛋白，包括1 480個(gè)氨基酸。當(dāng)CFTR基因突變時(shí)，該蛋白質(zhì)的合成、翻譯異常和功能喪失，導(dǎo)致上皮細(xì)胞氯離子和水分泌減少，同時(shí)鈉離子的回吸收增加，造成細(xì)胞內(nèi)高滲環(huán)境，使外分泌液含水量減少，含鹽量升高，導(dǎo)致黏液堆積，在一些器官(如呼吸道、胰腺等外分泌器官)的管腔中形成栓塞。同時(shí)，細(xì)菌也會(huì)在黏液中滋生，造成感染，使中性粒細(xì)胞釋放大量蛋白酶，從而引起免疫介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。

申昆玲教授 自1989年Riordan等成功克隆和分離到CF的相關(guān)基因以來，目前報(bào)道有近2 000種CFTR基因突變，且在不斷更新。這些突變約10%為常見突變。有一些突變是致病突變，有一些突變是序列變異而并不引起CF，有一些突變與單系統(tǒng)受累或輕微病變有關(guān)，但不引起典型CF表現(xiàn)(通常被稱為“CFTR相關(guān)疾病”或“CFTR相關(guān)代謝綜合征”)，還有一些突變可能產(chǎn)生可變的或未知的影響。CF臨床表型與CFTR突變的類型有關(guān)。

Asperen教授 確實(shí)如此，CFTR基因突變分為5類。第1類突變：過早轉(zhuǎn)錄中止信號(hào)CFTR缺陷，主要包括各種無義突變、移碼突變及剪切位點(diǎn)突變等。由于1個(gè)堿基的改變得到新的終止密碼子, 產(chǎn)生不穩(wěn)定的mRNA，或是從核糖體中釋放出經(jīng)過刪節(jié)的、縮短的肽段。如W1282X, G542X, R553X, 621+1G>T, 1717-1G>A, 3905insT, 394delTT。第2類突變：影響CFTR的翻譯過程，使蛋白質(zhì)不能正常地折疊及成熟，而在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中發(fā)生降解。大多數(shù)CF為此類突變，如DF508, N1303K, P574H。第3類突變：通過破壞CFTR的調(diào)節(jié)區(qū)，使CFTR和ATP不能正常結(jié)合，經(jīng)cAMP激活后不能正常開啟，進(jìn)而喪失離子通道功能。如G551D, G551S, G1349D, S1255P。第4類突變：通過改變通道的傳導(dǎo)性或?qū)﹄x子的選擇性來影響氯離子的轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致氯離子轉(zhuǎn)運(yùn)降低。如R117H, R334W, R347P, P547H。第5類突變：通過影響RNA剪接，阻礙mRNA合成，同時(shí)產(chǎn)生正常和異常的轉(zhuǎn)錄因子，使具有正常功能的CFTR蛋白質(zhì)減少，如A455E, 3849+10kbC>T。

通常前3類突變會(huì)引起胰腺功能不全，出現(xiàn)比較嚴(yán)重的臨床表現(xiàn)，而后2類突變存在部分氯離子通道的功能，臨床表現(xiàn)則較輕，胰腺功能正常?？赏ㄟ^http://www.cftr2.org網(wǎng)址查詢CFTR突變的類型及相應(yīng)的臨床表型。P.Phe508del(DF508)是高加索人CF患者最常見的突變，在澳大利亞超過90%的CF患者至少存在1個(gè)DF508突變。DF508屬于第2類突變，由于CFTR蛋白第508位上的苯丙氨酸殘基缺失，導(dǎo)致突變的CFTR降解，突變的CFTR不能運(yùn)輸至細(xì)胞頂膜,進(jìn)而導(dǎo)致上皮細(xì)胞的膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能障礙及氯離子通道開放障礙。

徐保平主任醫(yī)師 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院于2010年診斷了第1例CF,10歲女孩，反復(fù)咳嗽、咯痰5年，胸部CT提示雙肺多發(fā)支氣管擴(kuò)張，腹部CT提示肝硬化，肝功能異常，2次汗液試驗(yàn)均提示汗液氯離子升高，基因檢測(cè)示CFTR基因雜合突變，核酸突變位點(diǎn)為c.595C>T，氨基酸突變位點(diǎn)為p.H199Y。該患兒胰腺功能正常，H199Y突變亦為少見突變。

Asperen教授 該突變可能為第4類或第5類突變，這2類突變的患兒胰腺功能正常，臨床癥狀相對(duì)較輕?，F(xiàn)已有大量資料表明，CFTR突變具有種族差異，中國(guó)人的突變位點(diǎn)可能與高加索人種不同。

申昆玲教授 復(fù)習(xí)文獻(xiàn)，中國(guó)人群CF病例中CFTR基因突變多為少見突變，如1989+5G>T，304G>A，263T>G，2909G>T，3196C>T，伴或不伴有胰腺功能不全。而臨床表現(xiàn)上以肺部病變更為突出，對(duì)于中國(guó)CF患兒常見的CFTR突變位點(diǎn)仍需進(jìn)一步研究，而基因型與表型的關(guān)系也需進(jìn)一步研究加以明確。由于中國(guó)患兒臨床特點(diǎn)不典型，因此可能存在漏診。

徐保平主任醫(yī)師 CF是兒童嚴(yán)重慢性肺部疾病的主要病因，而肺部病變的進(jìn)展速度也決定著CF的發(fā)生率和病死率。CF作為明確的單基因遺傳病，其根本病因在于CFTR基因的突變，而造成肺部病變的主要發(fā)病機(jī)制在于氣道黏液-纖毛清除系統(tǒng)被破壞。黏液-纖毛清除系統(tǒng)(MCC)是呼吸道的重要防御機(jī)制之一，包括黏液毯和纖毛兩部分。黏液毯分為溶膠層和凝膠層。溶膠層位于深層，厚約6 μm，富含水分，黏度較低，氣道纖毛在其中以12～15·s-1的速度呈波浪狀擺動(dòng)。黏性較高的凝膠層位于表層，厚約2 μm，具有黏彈性，可吸附外來顆粒狀物質(zhì)如微生物等，通過纖毛擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，黏液層以1 mm·min-1的速率不斷轉(zhuǎn)運(yùn)和清除這些外來顆粒和微生物，繼而保持呼吸道的清潔。CF患者由于CFTR功能障礙，導(dǎo)致鹽分分泌障礙并繼發(fā)水份分泌障礙，表現(xiàn)出過度的水和鹽重吸收，繼而使氣道黏液毯缺乏水份而變得黏稠，纖毛受壓而不能正常擺動(dòng)。這些黏稠的分泌物滯留于支氣管內(nèi)引起氣道阻塞，同時(shí)因吸入的細(xì)菌不能被迅速清除，細(xì)菌持續(xù)定植并引起氣道壁炎癥反應(yīng)。由于小氣道清除分泌物更加困難，因而最先出現(xiàn)氣道炎癥反應(yīng)。慢性的細(xì)支氣管炎和支氣管炎是CF早期肺部病變，數(shù)月或數(shù)年后逐漸出現(xiàn)支氣管擴(kuò)張。

了解CF患者肺部病變的發(fā)病機(jī)制是非常重要的，由于黏液-纖毛清除系統(tǒng)受損導(dǎo)致的氣道阻塞及慢性氣道炎癥，對(duì)于指導(dǎo)CF患者的治療及預(yù)后十分有意義。

2 CF的診斷與鑒別診斷

申昆玲教授 對(duì)于CF的診斷一般依據(jù)包括：典型CF的臨床表現(xiàn)、家族史，同時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室檢查(汗液試驗(yàn)等)，最終確診需依靠基因?qū)W檢查。典型的CF病例可表現(xiàn)為汗液氯離子升高、胰腺功能不全及慢性肺部疾病三聯(lián)征。汗液試驗(yàn)對(duì)于CF的診斷至關(guān)重要，由于CF發(fā)病率低，汗液試驗(yàn)在中國(guó)開展較少。但隨著對(duì)該病認(rèn)識(shí)的提高，對(duì)于一些病因不明的反復(fù)呼吸道感染、支氣管擴(kuò)張，可通過汗液試驗(yàn)來篩查CF。在澳大利亞CF指南中，汗液試驗(yàn)的適應(yīng)證是什么？有什么注意事項(xiàng)？

Asperen教授 在澳大利亞CF指南中，汗液試驗(yàn)的適應(yīng)證包括，新生兒期有提示CF可能的臨床表現(xiàn)：如胎糞性腸梗阻、喂養(yǎng)困難。其他適應(yīng)證包括慢性竇-肺感染、胰腺功能不全引起的吸收不良、杵狀指、痰培養(yǎng)頻繁出現(xiàn)金黃色葡萄球菌或銅綠假單胞菌、慢性肝臟疾病等；有CF家族史者；CF新生兒篩查陽性者。

對(duì)于CF的診斷，正確地進(jìn)行汗液試驗(yàn)是非常重要的。應(yīng)從前臂或大腿處刺激產(chǎn)生和收集汗液，收集部位不能有炎癥、皮疹和外傷，以避免樣品被體液或血液污染。為了獲得正確的汗液測(cè)試結(jié)果，應(yīng)該從單一部位取得最小重量或最小體積的汗液，這至關(guān)重要。對(duì)最小量的要求是為了確保合適的出汗速度和汗液電解質(zhì)濃度，出汗速度小，汗液電解質(zhì)濃度減小，樣品蒸發(fā)的可能增大。平均出汗速度應(yīng)>1 g·min-1，刺激和收集區(qū)面積必須相似，以正確地確定出汗速度，盡量減少蒸發(fā)或氯化物被非刺激汗液所稀釋。延長(zhǎng)收集時(shí)間則增加了汗液蒸發(fā)的機(jī)會(huì)，但實(shí)際上并不能顯著增加出汗量，因此汗液收集時(shí)間應(yīng)<30 min。汗液氯化物參考值：<40 mmol·L-1為陰性；～60 mmol·L-1為不確定；>60 mmol·L-1高度懷疑CF，可進(jìn)一步通過基因檢測(cè)明確診斷。而在嬰兒中進(jìn)行的汗液試驗(yàn)結(jié)果表明，汗液氯化物>30 mmol·L-1，應(yīng)被視為異常，需要進(jìn)一步評(píng)估。

徐保平主任醫(yī)師 基因檢測(cè)作為一種安全、快速、易行的手段在CF診斷中有著重要作用。對(duì)于臨床表現(xiàn)不典型和(或)汗液試驗(yàn)陰性(或臨界值)的患者可通過基因檢測(cè)進(jìn)行確診。CFTR基因檢測(cè)方法可分為2種：一是對(duì)已知的特異性突變進(jìn)行檢測(cè)，二是參照標(biāo)準(zhǔn)序列進(jìn)行CFTR全基因測(cè)序以發(fā)現(xiàn)突變。由于中國(guó)汗液試驗(yàn)開展較少，因此基因檢測(cè)對(duì)于中國(guó)CF患者診斷更有意義。既往報(bào)道中國(guó)人群的CFTR突變多為少見突變，而目前特定突變的檢測(cè)多為高加索人群常見的第2類突變，在中國(guó)可能并不適用，因此在中國(guó)應(yīng)選擇CFTR全基因測(cè)序，可幫助找到少見突變甚至發(fā)現(xiàn)新的基因突變。

申昆玲教授 西方國(guó)家CF發(fā)病率較高，遠(yuǎn)期危害較大，目前已廣泛開展新生兒篩查，因?yàn)榧词褂性缙诘陌Y狀或體征，在傳統(tǒng)的兒科臨床工作中CF診斷通常也會(huì)被延誤。1979年Crossley等研發(fā)了免疫反應(yīng)性胰蛋白酶(IRT)檢測(cè)，新生兒出生后最初幾天內(nèi)進(jìn)行初始IRT檢測(cè)，約2周齡時(shí)復(fù)查IRT，如證實(shí)持續(xù)存在高胰蛋白酶血癥，則應(yīng)懷疑CF可能。但I(xiàn)RT檢測(cè)可能出現(xiàn)假陰性結(jié)果,因此研究者利用CFTR基因及其主要致病突變DF508檢測(cè)行2級(jí)新生兒篩查策略(IRT/DNA-DF508法)。IRT/DNA法可在生后1周內(nèi)利用干血片標(biāo)本完成檢測(cè)，其敏感度≥97%，并可以提高診斷速度。隨后此策略轉(zhuǎn)化為IRT/DNA-CFTR多突變檢測(cè)，包含了23～40個(gè)CFTR突變的DNA分析。美國(guó)CDC推薦在人群中廣泛開展CF篩查。目前在美國(guó)約90%的新生兒接受IRT/DNA-CFTR篩查。美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)會(huì)(ACMG)推薦的23個(gè)突變Panel在多數(shù)新生兒中有較高的敏感度，且只包含了已知致病突變，因此，美國(guó)國(guó)家指南推薦ACMG-23突變作為IRT/DNA篩選的核心方法，并作為首選的CFTR的Panel。在澳大利亞是否對(duì)于新生兒行基因突變篩查，如篩查出陽性結(jié)果，是否行干預(yù)性治療？

Asperen教授 在澳大利亞對(duì)新生兒進(jìn)行常規(guī)CF篩查，但不同地區(qū)篩查的方法不同。如胰蛋白酶免疫反應(yīng)檢測(cè)、汗液試驗(yàn)及常見基因突變篩查，這幾種方法也可以結(jié)合應(yīng)用。對(duì)于新生兒篩查陽性的患者可以在1歲以內(nèi)進(jìn)行早期的干預(yù)治療。

徐保平主任醫(yī)師 CF臨床表現(xiàn)不典型，中國(guó)第1例診斷CF的病例不存在胰腺功能不全，而僅有反復(fù)咳嗽、咯痰等非特異性表現(xiàn)。這些癥狀與原發(fā)性纖毛運(yùn)動(dòng)障礙(PCD)患兒相似，兩者應(yīng)如何鑒別？

Asperen教授 CF與PCD確實(shí)在臨床表現(xiàn)上有部分重疊，均可表現(xiàn)為反復(fù)咳嗽、咯膿痰，胸部CT均可表現(xiàn)為不同程度的支氣管擴(kuò)張，但兩者有不同的針對(duì)性治療方法，因此需要仔細(xì)鑒別。在澳大利亞，由于CF發(fā)病率較高，在新生兒期即進(jìn)行CF篩查，因此對(duì)于CF的診斷相對(duì)難度較小。在臨床表現(xiàn)上，CF患兒的發(fā)病年齡更早，多在1歲內(nèi)起病，而PCD患兒更容易出現(xiàn)中耳炎并發(fā)癥。另外汗液試驗(yàn)對(duì)CF的診斷及兩者的鑒別也很有意義。

3 CF的治療

申昆玲教授 如果不進(jìn)行干預(yù)性治療，CF患者通常會(huì)在10歲內(nèi)死亡。目前CF的治療是多方面的，需要多學(xué)科治療團(tuán)隊(duì)的密切合作。治療團(tuán)隊(duì)包括規(guī)律評(píng)估、咨詢以及內(nèi)科專家、護(hù)士、營(yíng)養(yǎng)學(xué)家、呼吸和(或)物理治療師、社工的參與。遺傳咨詢、心理學(xué)家以及運(yùn)動(dòng)生理學(xué)家同樣是重要的組成部分。此外，應(yīng)優(yōu)先考慮進(jìn)行有效的疾病教育，CF家庭可以理解并管理這個(gè)復(fù)雜的慢性疾病。

隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，現(xiàn)已開啟了基因治療的新篇章。CF作為一種單基因遺傳病，近年來針對(duì)CFTR功能缺陷的特異性基因治療研究取得了令人矚目的成果。Asperen教授您能介紹一下嗎？

Asperen教授 Ivacaftor于2012年獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，其作為一種CFTR調(diào)節(jié)器增效劑，可延長(zhǎng)CFTR通道開放時(shí)間，加速細(xì)胞表面氯化物的轉(zhuǎn)運(yùn)，主要用于特定突變G551D(第3類突變)治療。研究顯示Ivacaftor在肺功能的改善、體重的增加、減少肺部病變急性加重及降低汗液氯離子水平上均有顯著效果，2周后病情即可得到改善并能維持48周，同時(shí)未見嚴(yán)重的不良反應(yīng)報(bào)道。目前針對(duì)其他突變的特異性基因治療也在研究中。

徐保平主任醫(yī)師 CF患兒肺部治療的目的在于清除氣道分泌物和控制感染。氣道清理的方式包括胸部物理治療(胸部叩拍與振動(dòng)、體位引流)，用力呼氣技術(shù)和呼氣末正壓等。而目前沒有證據(jù)表明哪種方法更具優(yōu)勢(shì)，患者可有個(gè)體化的選擇。英國(guó)及美國(guó)的CF指南均推薦采用胸部物理療法達(dá)到氣道清理的目的，并可適用于所有CF患者。黏痰溶解藥如rhDNA酶，可降解沉積在黏液中的大量的游離DNA，使黏液黏度降低易被清除，從而改善纖毛-黏液清除系統(tǒng)功能，有研究證實(shí)其可改善肺功能并減少肺部病變的急性加重。CF患者氣道表面處于脫水狀態(tài)，因此吸入高滲鹽水可使氣道濕化進(jìn)而促進(jìn)纖毛-黏液清除，并可以與胸部物理療法同時(shí)使用。

申昆玲教授 黏液-纖毛清除系統(tǒng)的受損導(dǎo)致CF患者反復(fù)或持續(xù)性的呼吸道感染，其中以銅綠假單胞菌感染最為常見，慢性的細(xì)菌感染可造成肺部炎癥反應(yīng)的進(jìn)行性加重，進(jìn)而造成不可逆的肺損傷，而銅綠假單胞菌形成細(xì)菌生物被膜后將很難被清除。因此對(duì)于銅綠假單胞菌的治療也是CF的重要方面。

Asperen教授 是的，對(duì)于銅綠假單胞菌的治療不僅限于CF患兒，同樣也是彌漫性泛細(xì)支氣管炎、非CF支氣管擴(kuò)張、慢性阻塞性肺病等慢性肺部疾病所面臨的重要挑戰(zhàn)。銅綠假單胞菌的抗感染治療可以通過口服、靜脈及霧化吸入等途徑。對(duì)于慢性持續(xù)性銅綠假單胞菌感染可選擇吸入抗生素，如妥布霉素、氨曲南和多黏菌素。吸入抗生素可以使藥物直接作用于支氣管感染部位，使治療更加有效，同時(shí)也降低全身應(yīng)用抗生素發(fā)生不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，更為安全。研究顯示吸入抗生素治療CF患者銅綠假單胞菌感染可改善患者肺功能?？诜h(huán)丙沙星可用于消除首次或早期感染銅綠假單胞菌，但對(duì)于慢性持續(xù)性感染效果欠理想。而對(duì)于嚴(yán)重感染的患者可選用靜脈應(yīng)用抗生素，包括β內(nèi)酰胺類及氨基糖苷類抗生素。

徐保平主任醫(yī)師 小劑量紅霉素或阿奇霉素具有抗炎和減少銅綠假單胞菌生物被膜形成的作用，文獻(xiàn)報(bào)道其廣泛應(yīng)用于CF患者，其應(yīng)用效果如何，療程多長(zhǎng)時(shí)間？在CF支氣管擴(kuò)張及非CF支氣管擴(kuò)張患兒中的應(yīng)用是否相同？

Asperen教授 大環(huán)內(nèi)酯類抗生素在CF患者中的應(yīng)用效果是肯定的，有研究顯示其可以有效地改善患者肺功能、減少肺部病變急性加重的發(fā)生，療程至少為6個(gè)月。但長(zhǎng)期應(yīng)用會(huì)增加細(xì)菌耐藥的風(fēng)險(xiǎn)。由于高加索人群CF發(fā)病率較高，因此關(guān)于大環(huán)內(nèi)酯類抗生素治療CF支氣管擴(kuò)張癥的研究較多，而對(duì)非CF支氣管擴(kuò)張癥的研究相對(duì)較少，因此其對(duì)兩者治療效果的比較仍有待于進(jìn)一步研究。

申昆玲教授 CF是一種累及全身多系統(tǒng)的疾病，因此需多學(xué)科綜合治療，其中CF患者的營(yíng)養(yǎng)管理是另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)正常生長(zhǎng)和改善營(yíng)養(yǎng)狀況。主要干預(yù)措施包括：①胰酶替代療法：以減少胰腺功能不全所造成的吸收障礙；②高能量：營(yíng)養(yǎng)豐富的飲食，以補(bǔ)償糞便營(yíng)養(yǎng)丟失，提高能量需求，以及由胃腸道、呼吸道并發(fā)癥引起的飲食攝入減少；③維生素/礦物質(zhì)補(bǔ)充劑：以防止微量元素缺乏。CF的多學(xué)科綜合治療團(tuán)隊(duì)模式目前在國(guó)外廣泛開展，有助于對(duì)患兒系統(tǒng)全面的治療以及隨訪。這樣的治療模式對(duì)于其他累及全身多系統(tǒng)，需要多學(xué)科聯(lián)合治療及規(guī)范化管理的慢性疾病是很好的借鑒。

徐保平主任醫(yī)師 CF患者的長(zhǎng)期預(yù)后如何？

Asperen教授 CF患者的預(yù)后與基因突變的嚴(yán)重程度有關(guān)，同時(shí)也與肺部病變的進(jìn)展及胰腺功能有關(guān)。

申昆玲教授 非常高興與Asperen教授共同討論兒童CF的相關(guān)問題，受益匪淺，希望能給予中國(guó)兒科醫(yī)生一定的啟示，以指導(dǎo)臨床實(shí)踐。

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院徐保平、王昊整理)

(本文編輯：張崇凡)

10.3969/j.issn.1673-5501.2015.04.001

Peter Van Asperen 澳大利亞悉尼大學(xué)WESTMEAD兒童醫(yī)院呼吸科； 申昆玲，徐保平 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院 北京，100045

申昆玲，E-mail：kunlingshen@hotmail.com

2014-10-12

2015-07-03)