PRSS1基因突變導致的遺傳性胰腺炎一例及其家系突變分析

陸妍 鄭玉燦 李玫 李里 林謙

1南京醫科大學附屬兒童醫院消化科，南京 210008；2南京醫科大學附屬兒童醫院科研科，南京 210008

【提要】 遺傳性胰腺炎(HP)是一種臨床罕見的常染色體顯性遺傳的疾病。患者發病較早，表現為反復的急性胰腺炎發作，后逐漸進展為慢性胰腺炎，甚至出現胰腺癌和其他并發癥。目前已發現多個與HP相關的基因突變位點，其中以PRSS1基因R122H突變最為常見。對可疑的HP患者進行基因測序，實現早期診斷、早期干預和管理，對延緩疾病進展、改善疾病預后具有重要意義。

遺傳性胰腺炎(hereditary pancreatitis，HP)是一種罕見的常染色體顯性遺傳疾病[1]。HP患者一般具有胰腺炎的臨床癥狀，排除酗酒、膽石、創傷、藥物、感染等常見的胰腺炎誘因，經基因檢測可發現相關致病基因的功能性突變[2]。目前已知的HP相關基因主要有絲氨酸蛋白酶1(serine protease 1，PRSS1)、絲氨酸肽酶抑制因子Kazal型1(serine protease inhibitor kazal-type 1，SPINK1)、糜蛋白酶C(chynotrypsin C，CTRC)和囊性纖維跨膜轉導調節子(cystic fibrosis transmembrane regulator，CFTR)。其中，PRSS1基因在歐美人群中被認為是導致HP的主要原因，占HP的80%[2-7]，而其中又以R122H突變最為常見[8-9]。然而，HP相關基因突變頻率在不同遺傳背景的人群中差異較大，在亞洲人群中，PRSS1突變頻率極低[10-12]，中國人群中R122H突變也十分罕見，也未有過R122H突變相關HP家系的報道[13-15]。本研究報道1例中國人群R122H基因突變導致的HP家系，并對其突變情況、發病特征、疾病管理進行探討。

一、臨床資料

患兒男性，6歲。因“腹痛5 d”入院。5 d前無明顯誘因出現陣發性腹痛，臍周為主，無放射痛，伴非噴射性嘔吐2～3次，嘔吐物為胃內容物，未見膽汁。當地醫院查淀粉酶升高，腹部MRI示急性胰腺炎，予禁食、頭孢他啶、奧曲肽、補液等治療5 d，患兒腹痛改善，近2 d未嘔吐，復查淀粉酶仍高于正常，故轉至我院。病程中患兒無腹瀉，無發熱，大小便正常。患兒近1年來有3次急性胰腺炎病史，均予禁食、抑酸、抗感染、靜脈營養等治療7～20 d后癥狀改善。入院體檢：生命體征正常，體重17 kg，身高115 cm；神志清楚，精神可，呼吸平穩，皮膚黏膜無皮疹及黃染，心肺聽診無特殊；腹軟，臍周輕壓痛，無反跳痛，無包塊，肝脾肋下未及，雙下肢無水腫。實驗室檢查：血常規、尿常規、血生物化學、凝血常規、體液免疫、細胞免疫均無異常。胸片顯示正常。入院第1天查抗核抗體IgG陽性，細胞核-致密斑點型1∶100；血淀粉酶367 U/L，血脂肪酶1 728 U/L。腹部MRI示胰腺體積增大，實質內見網格狀長T1、T2信號影，胰腺周圍見長T2信號影，胰管未見明顯擴張；肝臟體積無擴大，邊緣光滑，肝實質信號未見明顯異常，肝內膽管及左右肝管無擴張；膽囊飽滿，腔內未見明顯充盈缺損；脾臟大小、形態及信號未見明顯異常(圖1)。MRCP示肝內膽管、肝總管、膽總管、胰管無擴張。診斷為急性復發性胰腺炎。予禁食、腸內及腸外營養、奧美拉唑抑酸、奧曲肽抑制胰腺分泌等治療8 d后，血淀粉酶及脂肪酶水平降至正常，癥狀好轉出院。出院后予高卡短肽高中鏈脂肪酸配方部分腸內營養。隨訪3個月，無胰腺炎再次發作，體重增長至19.5 kg。

圖1 患兒腹部MRI征象

二、家系調查

患兒(Ⅲ-3)父母非近親婚配，患兒母親(Ⅱ-2)孕期有血淀粉酶增高病史，父親(Ⅱ-1)體健；大姐(Ⅲ-1)現13歲，體健，二姐(Ⅲ-2)現11歲，自10歲起曾有2次急性胰腺炎病史，予禁食、抑酸、靜脈營養等治療7～10 d后癥狀改善(圖2)。否認其他家族成員遺傳性疾病病史。

圖2 遺傳性胰腺炎患兒家族譜系圖

三、基因檢測

經家長知情同意，分別抽取患兒、患兒父母及患兒大姐、二姐外周靜脈肝素抗凝血3 ml進行芯片捕獲高通量測序(北京全譜醫學檢驗實驗室)。從受檢者外周血中提取基因組DNA構建基因組文庫，然后通過IDT The xGen Exome Research Panel v2.0全外顯子捕獲芯片捕獲目前已知與疾病相關基因(約5 000個)的外顯子區及相鄰內含子區域(50 bp)并進行富集。富集后的目的基因片段通過高通量測序儀進行測序。測序所得基因數據經過分子生物學注釋、生物學、遺傳學及臨床特征分析，結合致病突變數據庫、正常人基因組數據庫、已知4 000種遺傳病臨床特征數據庫等對基因變異進行分級。變異分級采用3要素分級體系以及ACMG(美國醫學遺傳學會)基因變異分級體系。對測序得到的疑似致病突變的目標序列進行PCR擴增，上ABI3730測序儀進行Sanger測序驗證，并經序列分析軟件獲得驗證結果。

基因序列分析結果顯示，患兒7號染色體PRSS1基因的3號外顯子存在雜合變異：c.365 G>A(鳥嘌呤>腺嘌呤)/p.R122H(精氨酸>組氨酸)。按照ACMG變異分類標準，c.365 G>A/p.R122H變異可歸類為“可能致病性變異(likely pathogenic)”。Clinvar數據庫定義該變異為“致病性”。OMIM數據庫表明，PRSS1基因雜合突變可導致遺傳性胰腺炎(OMIM:167800)。

經Sanger測序驗證，患兒母親、患者二姐均攜帶c.365 G>A/p.R122H雜合變異，患兒父親、患兒大姐PRSS1基因未檢出c.365 G>A/p.R122H變異(圖3)。患者家族譜系分析顯示患兒、患兒二姐的突變c.365 G>A/p.R122H來源于母親，符合常染色體顯性遺傳病。

圖3 遺傳性胰腺炎家族譜系PRSS1基因分析結果

討論HP由Comfort和Steinberg在1952年發現并確立[16]。該疾病早期常出現反復的急性胰腺炎發作，表現為突發的上腹部疼痛伴血清淀粉酶及脂肪酶水平升高>3倍正常值上限或存在胰腺急性炎癥影像學改變[17]。HP在臨床上十分罕見，許多患者在基因檢測前無法確定病因，被診斷為特發性胰腺炎[17]。研究表明，HP是引發兒童胰腺炎的主要原因之一，診斷為先天性急性、復發性急性或慢性胰腺炎的患兒中分別有33.0%、45.4%和54.4%是遺傳因素導致的[18]。

1996年Whitcomb等首次發現了與HP相關的基因PRSS1。該基因位于7號染色體長臂(7q35)，含有5個外顯子，僅在胰腺中表達，編碼陽離子胰蛋白酶原[1-2,19-20]。通過基因序列分析，Whitcomb等[20]發現了PRSS1基因上與HP相關的R122H突變。R122H突變是一種功能獲得性突變，胰蛋白酶第122位精氨酸到組氨酸的突變引起了胰蛋白酶自溶位點消失，使胰蛋白酶無法自溶，在胰腺組織內不斷累積，導致胰腺自身消化，引起胰腺炎[21-22]。

R122H不僅是歐美人群中首個被發現與HP相關的基因突變，也是在HP中最常見的一種突變[8-9]。然而在不同遺傳背景的人群中，HP相關基因突變的頻率分布不同，中西方人群間具有較大差異。亞洲的研究報道，PRSS1突變頻率很低[10-12]。對中國人群HP相關基因突變頻率的幾項大規模研究報道結果也顯示R122H的發生率很低。2008年Liu等[13]在54例慢性胰腺炎和120例健康對照中未檢測到R122H突變。2013年Wang等[14]在75例遺傳性慢性胰腺炎患者中檢測到5例R122H突變。2018年Zou等[15]在1 061例慢性胰腺炎患者和1 196例對照組中檢測到19例R122H突變。然而，以“PRSS1”、“Chinese family”和“R122H”為關鍵詞在PubMed和中國知網中均未檢索到中國人群R122H突變的家系報道。本研究首次報道1例中國人R122H突變導致遺傳性胰腺炎的家系。該家系中，先證者是一名6歲男童，近一年內有3次急性胰腺炎病史，其二姐，11歲，近1年內有2次急性胰腺炎病史，其母親，孕期有血淀粉酶增高病史，其父親、大姐均體健，且否認其他家族成員遺傳性疾病病史。經全外顯子測序發現，先證者及其二姐、母親均帶有PRSS1基因R122H突變，符合常染色體顯性遺傳病的遺傳規律。

HP相關基因突變會使胰腺炎患病風險顯著提升，不同基因突變的致病性也存在差異，其中R122H基因突變對胰腺炎患病風險的提升高達1 000～2 000倍[23]。相比之下，SPINK1基因的N34S雜合突變和CFTR基因突變提升胰腺炎患病風險為20～40倍，而酒精對胰腺炎患病風險的提升僅為3～11倍[24-25]。然而，并非所有R122H基因突變攜帶者都會發病，R122H的外顯率為80%，即有20%的R122H基因突變攜帶者可能并不會發病[2,26]。本研究所報道的家系，由于未獲得先證者外祖父母的血液樣本，無法獲知先證者母親R122H基因突變的來源。該突變可能來自于其自發突變，也可能是遺傳自其父母中的一方。而先證者外祖父母并無胰腺炎發病史，如果他們是R122H基因突變攜帶者卻未發病，就可能是由于該基因的外顯不全導致的。除此之外，HP的發病也與環境因素相關[23]。同一家族中的基因突變攜帶者是否發病、起病時間、嚴重程度可能也與環境中的觸發因素有一定相關性。

HP通常起病年齡較早，隨著病程進展，胰腺炎反復發作，使胰腺實質損傷加重、胰管變形，可能由急性復發性胰腺炎逐漸進展為慢性胰腺炎[17]。據報道，50%的PRSS1基因突變攜帶者會在起病25年內發展為慢性胰腺炎[23]。而慢性胰腺炎被認為一旦發生，其發展就不能逆轉[27]。隨著慢性胰腺炎的發展，HP患者罹患胰腺癌的風險也顯著增加，較非HP患者高50～60倍[28]；PRSS1基因突變的HP患者不論基因突變位點如何，其終身胰腺癌患病風險高達40%[28]。除此之外，HP出現外分泌功能不全、糖尿病、胰腺結石、脂溢等并發癥的風險也顯著高于其他形式的胰腺炎[2,15]。在對中國人群HP的大規模研究中，R122H被發現是一種極強的慢性胰腺炎誘發因素，在各種HP相關基因突變中排首位，平均起病年齡最早，胰腺結石風險也最高[15]。因此，對于這種具有強大影響的潛在遺傳風險，對可疑HP患者進行基因檢測實現早期診斷，從而進行早期干預和早期管理，對預防和延緩疾病進展、改善患者預后等具有非常重要的意義。

目前對于HP并沒有特異性的治療方法，患者一旦確診，就應該注意生活方式管理和提升胰腺癌篩查意識，以預防和延緩疾病的發生。比如，吸煙和飲酒均被認為是會加快HP疾病進展的環境誘發因素。吸煙會使HP患者對胰腺癌的患病風險增加約1倍，且胰腺癌的發病年齡比相同人群約早20年[29]；飲酒也會增加HP患者對慢性胰腺炎的患病風險[23]。因此，HP患者和家屬應盡量避免已知會加重或惡化胰腺炎的環境誘發因素，包括吸煙、飲酒、高脂飲食、脫水、情緒壓力等[5,30]。同時，HP患者也應注意胰腺癌的早期篩查。國際胰腺遺傳病研討會專家共識指南建議，HP患者應在40～45歲開始胰腺癌的篩查，如果HP患者具有胰腺癌家族史，則篩查的開始年齡應比家系成員中胰腺癌發病的最小年齡再提前10～15年，并且每1～3年進行一次篩查[31-32]。本研究報道的家系成員確診HP后，筆者也對該家系進行了關于生活方式管理和胰腺癌篩查的健康宣教，目前家系成員健康狀況均良好。筆者也將定期隨訪以進一步認識疾病進展規律，并為患者提供健康指導。

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