TYMP基因新突變致孿生姐妹線粒體神經(jīng)胃腸型腦肌病2例☆

竇煒康 朱婷鴿 趙旭霞 兀瑞 周慧敏 史明

線粒體神經(jīng)胃腸型腦肌?。╩itochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy, MNGIE）是一種極其罕見的常染色體隱性遺傳疾病，已被證實(shí)由位于染色體22q13.32的TYMP基因突變引起[1]。該基因編碼胸腺嘧啶磷酸化酶（thymidine phosphorylase, TP），突變后引起的酶缺乏會(huì)導(dǎo)致脫氧胸苷（deoxythymidine，dThd）和脫氧尿苷（deoxyuridine，dUrd）的全身性積累，從而導(dǎo)致相應(yīng)的脫氧核糖核苷三磷酸鹽（deoxy-ribonucleoside triphosphate，dNTP）在胞內(nèi)濃度升高，影響線粒體DNA復(fù)制，最終導(dǎo)致線粒體DNA突變和功能異常[2]?；颊叱３霈F(xiàn)多系統(tǒng)受累癥狀，如胃腸道功能異常、惡病質(zhì)、上瞼下垂或進(jìn)行性眼外肌麻痹、周圍神經(jīng)病變、彌漫性腦白質(zhì)營養(yǎng)不良等。上述癥狀進(jìn)行性惡化，常導(dǎo)致患者于成年早期死亡，平均死亡年齡為37.6歲[3]。本文報(bào)告2例患MNGIE的同卵雙生姐妹，基因檢測發(fā)現(xiàn)2例患者TYMP基因均存在兩處新發(fā)錯(cuò)義突變，而其父母分別攜帶其中一處突變而未發(fā)病。本研究結(jié)果擴(kuò)展了TYMP基因的遺傳譜系，并對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)MNGIE遺傳發(fā)病機(jī)制有一定的借鑒。

1 臨床資料

先證者，女，19歲，學(xué)生，因“四肢無力伴麻木1個(gè)月”于2021年1月入住我院神經(jīng)內(nèi)科。患者1個(gè)月前無明顯誘因，逐漸出現(xiàn)四肢末端襪套感及腳踩棉花感，雙手無法進(jìn)行精細(xì)動(dòng)作，尚可自主行走。曾就診于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院，肌電圖檢查提示：四肢多發(fā)運(yùn)動(dòng)和感覺神經(jīng)損害，其中感覺神經(jīng)損害較重，考慮“吉蘭-巴雷綜合征”，接受醋酸潑尼松、維生素B1、維生素B12、神經(jīng)節(jié)苷脂等營養(yǎng)神經(jīng)治療后，自覺癥狀有所減輕。為明確診斷和進(jìn)一步治療以“周圍神經(jīng)病”收住我院神經(jīng)內(nèi)科。發(fā)病以來，患者一般情況及精神、食欲欠佳，近期體質(zhì)量明顯減輕約3 kg。既往史：患者平素體健，近1年來反復(fù)查驗(yàn)肝功能異常，否認(rèn)有肝炎、結(jié)核等病史。內(nèi)科查體：體型偏瘦，貧血面容，身高約160 cm，體質(zhì)量44 kg，BMI 17.19 kg/m2；心肺等查體無明顯異常。?？撇轶w：定向力、計(jì)算力、記憶力等高級(jí)神經(jīng)功能正常，簡易精神狀態(tài)量表（mini-mental state examination，MMSE）評(píng)分28分；腦神經(jīng)檢查未見異常；上肢近端肌力5級(jí)，上肢遠(yuǎn)端、下肢肌力4級(jí)；雙手手腕以下，雙側(cè)小腿下1/3以下痛溫覺減退，雙側(cè)膝關(guān)節(jié)音叉震動(dòng)覺減退、關(guān)節(jié)位置覺及圖形復(fù)合覺減退；雙側(cè)腱反射均未引出，腹壁反射存在；各項(xiàng)病理征陰性；Kernig征和Brudzinski征陰性。家族史：父母身體健康，非近親結(jié)婚，患者有一同卵雙生姐姐，有類似臨床表現(xiàn)，但癥狀相對(duì)較輕。

實(shí)驗(yàn)室及相關(guān)輔助檢查：血常規(guī)血紅蛋白 105 g/L；ALT 83 U/L，AST 74 U/L；血脂，TG 4.44 mmol/L；血沉28.0 mm/h；血漿乳酸，活動(dòng)前4.97 mmol/L，活動(dòng)后15 min 6.90 mmol/L。尿常規(guī)、甲狀腺功能、凝血系列、血糖、心肌酶譜、性腺五項(xiàng)、生長激素大致正常，自身抗體譜及周圍神經(jīng)抗體（GM1、GM2、GD1a、GD1b等）陰性。腦脊液檢查：白細(xì)胞計(jì)數(shù)40×106/L，蛋白990.0 mg/L，葡萄糖、氯化物正常；蛋白定量發(fā)現(xiàn)，白蛋白和免疫球蛋白（IgG、IgA、IgM等）均增高，QA1b中度升高，提示血腦屏障中度受損。骨髓穿刺：骨髓、粒系、紅系增生活躍（考慮缺鐵性貧血）。腹部超聲：肝臟腫大，脾臟大小正常。頭顱MRI可見廣泛對(duì)稱性腦白質(zhì)病變（圖1A-C）。神經(jīng)電生理：四肢對(duì)稱性周圍神經(jīng)損傷，運(yùn)動(dòng)和感覺神經(jīng)均受累，軸索和髓鞘均有不同程度受損；肌電圖顯示肌源性損害。24 h視頻腦電圖：背景活動(dòng)正常，睡眠分期清晰，監(jiān)測全程未見異常波發(fā)放。肌肉活檢病理報(bào)告（外院）：改良Gomori染色可見2條破碎紅纖維（ragged red fibers，RRFs）；NADH染色部分肌纖維肌膜下深染；琥珀酸脫氫酶（succinate dehydrogenase，SDH）染色可見2條破碎藍(lán)纖維（ragged blue fibers，RBFs）和2條SDH高反應(yīng)性血管（SSVs）；COX染色可見細(xì)胞色素氧化酶活性缺失肌纖維、PAS染色可見部分肌纖維內(nèi)糖原含量減少、油紅O染色可見部分肌纖維內(nèi)脂滴含量增多。

考慮到患者的同卵雙生姐姐亦有類似癥狀，征得同意后對(duì)姐姐進(jìn)行了肝腎功能、腹部超聲、頭顱MRI、肌電圖和腦電圖等檢查，發(fā)現(xiàn)姐姐同樣存在轉(zhuǎn)氨酶升高、肝臟腫大、頭顱MRI顯示廣泛對(duì)稱性腦白質(zhì)病變（圖1D-F）、肌電圖提示多發(fā)性運(yùn)動(dòng)和感覺神經(jīng)損害（下肢較上肢重，髓鞘損害較軸索重）和肌源性損害、24 h視頻腦電圖未見明顯異常等表現(xiàn)。為了明確診斷，在患者及家屬簽署知情同意書后，采集孿生姐妹和其父母外周靜脈血5 mL，提取基因組DNA行全基因組外顯子測序（北京金準(zhǔn)基因），并對(duì)可疑致病基因變異進(jìn)行Sanger測序驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)孿生姐妹TYMP基因存在兩處錯(cuò)義突變：3號(hào)外顯子區(qū)域的c.239_263 delTTCGGGGCATGGATCTGGAGGAGAC（p.L80Pfs*4）和 7號(hào)外顯子區(qū)域的c.776G＞A（p.G259E）。第一處為缺失突變，導(dǎo)致氨基酸移碼突變，使80號(hào)亮氨酸（L）突變?yōu)楦彼幔≒），并終止于下游4號(hào)密碼子處；第二處為點(diǎn)突變，導(dǎo)致259號(hào)甘氨酸（G）突變?yōu)楣劝彼幔‥）。母親僅存在第一處缺失突變，而父親僅存在第二處突變。Sanger測序驗(yàn)證了上述突變（圖2）。經(jīng)檢索HGMDpro數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)上述兩處變異均為未報(bào)道的新發(fā)突變。根據(jù)ACMG指南和標(biāo)準(zhǔn)，c.239_263 del和c.776G＞A評(píng)級(jí)分別為“可能致病”和“臨床意義未明”。

圖1 孿生姐妹患者的頭顱MRI影像 先證者（A-C）和其孿生姐姐（D-F）頭顱MRI的T2-FLAIR序列示腦干、顳極、額葉、腦室周圍、外囊及半卵圓中心等處廣泛對(duì)稱性腦白質(zhì)病變。

圖2 孿生姐妹及其母親TYMP基因的Sanger測序結(jié)果（均為反義鏈） 先證者（A）、孿生姐姐（C）和其母親（E）均存在c.239_263 delTTCGGGGCATGGATCTGGAGGAGAC（p.L80Pfs*4）雜合變異，而父親未發(fā)現(xiàn)此變異（G）。孿生姐妹（B, D）和其父親（H）存在c.776G＞A（p.G259E）雜合突變，但其母親（F）未發(fā)現(xiàn)此變異。

根據(jù)孿生姐妹患者臨床表現(xiàn)、輔助檢查及基因測序結(jié)果，診斷為“線粒體神經(jīng)胃腸型腦肌病”，因此停用激素，給予甲鈷胺、復(fù)合維生素B、輔酶Q10、艾地苯醌等營養(yǎng)神經(jīng)、改善線粒體功能治療?；颊咴V四肢無力及麻木癥狀較前好轉(zhuǎn)。出院時(shí)囑患者堅(jiān)持上述治療，同時(shí)預(yù)防感染，避免極冷極熱環(huán)境、過度鍛煉、服用影響線粒體功能藥物。1年后隨訪，患者體型仍消瘦、食欲差、易疲勞、轉(zhuǎn)氨酶高，但四肢無力及麻木等癥狀緩解。

2 討論

MNGIE是一種進(jìn)行性的累及多系統(tǒng)的遺傳性線粒體疾病，HIRANO等[4]于1994年首次對(duì)該病進(jìn)行命名，該病的發(fā)病年齡根據(jù)報(bào)道可從5個(gè)月到50歲不等，平均發(fā)病年齡18.5歲[5-7]。關(guān)于其診斷當(dāng)前國際上多采用HIRANO等[4]提出的標(biāo)準(zhǔn)：①上瞼下垂或進(jìn)行性眼外肌癱瘓；②嚴(yán)重的胃腸動(dòng)力障礙；③表現(xiàn)為感覺異常和輕度肢體無力的周圍神經(jīng)病變，下肢較上肢更為嚴(yán)重；④具有線粒體肌病組織學(xué)特征的肌肉活檢，例如可發(fā)現(xiàn)RRFs和SSVs。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，基因檢測證實(shí)存在TYMP基因突變、頭顱MRI顯示彌漫性腦白質(zhì)營養(yǎng)不良、檢測白細(xì)胞TP活性、檢測血漿或尿中的dThd、dUrd水平等也為MNGIE診斷提供了有力的證據(jù)。

在臨床實(shí)際工作中，由于MNGIE的罕見性及復(fù)雜的多系統(tǒng)受累表現(xiàn)，患者通常要經(jīng)過多年、轉(zhuǎn)診于不同科室才能獲得正確的診斷，有報(bào)道診斷延誤時(shí)間平均在5～10年[8]，往往被誤診為克羅恩病、神經(jīng)性厭食癥、慢性假性腸梗阻、Whipple病、吉蘭-巴雷綜合征等[9]。由于疾病會(huì)對(duì)機(jī)體造成進(jìn)行性損害，診斷延誤會(huì)導(dǎo)致患者治療反應(yīng)性不佳和預(yù)后差。本例先證者以周圍神經(jīng)病起病，腦脊液檢查發(fā)現(xiàn)蛋白顯著增高，因此在當(dāng)?shù)卦\斷為“吉蘭-巴雷綜合征”，并給予激素治療。但進(jìn)一步頭顱MRI檢查發(fā)現(xiàn)彌漫性腦白質(zhì)病變、肌肉活檢發(fā)現(xiàn)典型的RRFs和SSVs、基因檢測發(fā)現(xiàn)先證者和其孿生姐姐的TYMP基因有兩處新發(fā)錯(cuò)義突變（c.239_263 del和c.776G＞A），雖然此兩處變異評(píng)級(jí)并不是“致病變異”，也缺乏典型的眼外肌癱瘓和嚴(yán)重胃腸道疾病等臨床表現(xiàn)，但仍強(qiáng)烈提示MNGIE的診斷，因此對(duì)治療方案進(jìn)行了調(diào)整。

基因檢測發(fā)現(xiàn)TYMP基因突變已經(jīng)成為診斷MNGIE有力手段。截至2014年人類基因突變數(shù)據(jù)庫已報(bào)告TYMP基因有97種不同的變異，包括錯(cuò)義、復(fù)制、刪除、單堿基插入和內(nèi)含子剪接等，涵蓋外顯子和內(nèi)含子區(qū)域[10]。但新的TYMP基因突變位點(diǎn)仍被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，如董明明等[11]報(bào)告3號(hào)外顯子c.417+1G＞A純合突變、周亞光等[12]報(bào)告7號(hào)外顯子c.914T＞C和10號(hào)外顯子c.1319T＞C兩處錯(cuò)義突變可能是導(dǎo)致MNGIE的新發(fā)突變。本例中，全基因組外顯子測序發(fā)現(xiàn)孿生姐妹患者的TYMP基因均存在兩處雜合突變：c.239_263 del和c.776G＞A，從而導(dǎo)致相應(yīng)氨基酸發(fā)生突變。經(jīng)查閱以往國內(nèi)外文獻(xiàn)并檢索HGMDpro數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)這兩處變異為尚未報(bào)告的新發(fā)突變。根據(jù)ACMG指南，此兩處突變?cè)u(píng)級(jí)分別為“可能致病”和“臨床意義未明”。因患者母親僅攜帶c.239_263 del，父親僅攜帶c.776G＞A突變，但均未發(fā)病。考慮到MNGIE是一種常染色體隱性遺傳疾病。因此推測，該孿生姐妹TYMP等位基因同時(shí)存在母源性c.239_263 del和父源性c.776G＞A突變從而導(dǎo)致MNGIE。然而，此兩處變異是否為導(dǎo)致MNGIE的致病突變，還需在細(xì)胞學(xué)和動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證。

目前MNGIE尚缺乏特異治療方法，以對(duì)癥支持治療為主，如給予輔酶Q10、B族維生素、維生素C、維生素E等藥物以改善線粒體的功能，同時(shí)建議避免過度運(yùn)動(dòng)、極冷極熱、防止感染，避免服用苯妥英鈉、丙戊酸鹽、氯霉素、利奈唑胺、氨基糖苷類抗生素及四環(huán)素等影響線粒體功能的藥物[5]。此外一些旨在恢復(fù)患者生化平衡（如血漿中過高的dThd和dUrd水平）方法也在積極嘗試中[13]，如血液透析、持續(xù)非臥床腹膜透析、紅細(xì)胞包裹TP輸注和血小板輸注等，可暫時(shí)有效改善一些MNGIE患者的生化失衡以緩解癥狀。然而，這些方法往往受制于患者本身或臨床實(shí)際，在一定程度上應(yīng)用受限，同時(shí)它們的安全性和長期臨床效果亦有待進(jìn)一步驗(yàn)證[14-16]。異基因造血干細(xì)胞移植[17]和原位肝移植[18]可永久性恢復(fù)TP功能，從而長期清除dUrd和dThd，以達(dá)到改善癥狀和穩(wěn)定病情進(jìn)展的目的，但受到供體限制，需要長期免疫抑制治療，且與治療相關(guān)的并發(fā)癥和死亡率的風(fēng)險(xiǎn)很高[19-20]。

綜上所述，本例報(bào)道以周圍神經(jīng)病發(fā)病的孿生姐妹患者，經(jīng)全基因組外顯子測序發(fā)現(xiàn)TYMP基因存在兩處新發(fā)雜合突變：母源性c.239_263 del和父源性c.776G＞A，結(jié)合輔助檢查擬診為MNGIE。由于MNGIE是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，臨床表現(xiàn)多樣、異質(zhì)性強(qiáng)。如果對(duì)于以周圍神經(jīng)病變起病，伴有乳酸水平增高、彌漫性腦白質(zhì)病變的患者，應(yīng)考慮到此病的可能性。同時(shí)建議行基因檢測以盡早明確診斷并給與規(guī)范化治療，為患者提供最佳獲益的機(jī)會(huì)。