Kartagener 綜合征1例報(bào)告

韓曉博，張宇涵，張信信，孫天宇，王韌韜，解立新

1 解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心 呼吸與危重癥學(xué)部，北京 100091；2 解放軍醫(yī)學(xué)院，北京 100853

Kartagener 綜合征是以慢性鼻竇炎、支氣管擴(kuò)張和內(nèi)臟轉(zhuǎn)位三聯(lián)征為臨床特征的一種罕見(jiàn)遺傳病，是由于基因突變引起的纖毛結(jié)構(gòu)和(或)功能缺陷導(dǎo)致了一系列與纖毛運(yùn)動(dòng)障礙有關(guān)的臨床癥狀[1]。在胚胎發(fā)育早期負(fù)責(zé)控制心臟和內(nèi)臟器官正常位置的胚節(jié)纖毛發(fā)生功能障礙，可以使內(nèi)臟隨機(jī)轉(zhuǎn)位。在出生后由于纖毛的清除黏液功能，患者可出現(xiàn)反復(fù)的下呼吸道感染、中耳炎、鼻竇炎等。精子纖毛功能不良可導(dǎo)致男性不育，輸卵管纖毛異常可延遲卵子運(yùn)輸導(dǎo)致女性不孕[2]。Kartagener 綜合征患病率為1/40 000～ 1/20 000[3]，通常的遺傳方式是常染色體隱性遺傳，也有少數(shù)X 染色體遺傳的報(bào)道[4-5]。由于該病患病率低，臨床表現(xiàn)復(fù)雜，缺乏早期診斷的方法，容易出現(xiàn)漏診及延誤診治的情況[6]。近年來(lái)外顯子基因測(cè)序成為早期篩查和識(shí)別原發(fā)纖毛不動(dòng)的重要手段，目前仍有未知的突變基因需要繼續(xù)探索。因此本文通過(guò)回顧1例完全型Kartagener 綜合征患者11年隨診臨床資料，結(jié)合文獻(xiàn)復(fù)習(xí)總結(jié)原發(fā)性纖毛運(yùn)動(dòng)障礙(primary ciliary dyskinesia，PCD)診斷方法的研究進(jìn)展，探討全外顯子基因檢測(cè)對(duì)早期診斷PCD 的價(jià)值。

病例資料

1 病史 患者，女性，40 歲。因反復(fù)咳嗽咳痰16年，加重1個(gè)月于2020年12 月20 日入解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心。患者自2004年開(kāi)始無(wú)誘因出現(xiàn)反復(fù)咳嗽，咳黃痰，間斷應(yīng)用抗生素及化痰平喘藥物治療可緩解。2009年因咳嗽加重至解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心就診，肺CT 提示內(nèi)臟轉(zhuǎn)位，支氣管擴(kuò)張伴感染，考慮Kartagener 綜合征可能。2016年開(kāi)始出現(xiàn)活動(dòng)后喘憋，運(yùn)動(dòng)耐力下降。因活動(dòng)后憋氣癥狀加重1個(gè)月于解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心住院治療。既往10年鼻竇炎及中耳炎病史，自幼喪失嗅覺(jué)。家族無(wú)其他人有慢性呼吸道感染病史。病歷資料已獲得患者知情同意。

2 查體 體溫36.5℃，脈搏80/min，呼吸頻率20 次/min，血壓120/78 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；口唇無(wú)發(fā)紺，右側(cè)鼻腔可見(jiàn)半透明新生物，粗側(cè)聽(tīng)力正常。頸軟，無(wú)頸靜脈怒張；聽(tīng)診雙肺可聞及痰鳴音；心臟位于右側(cè)，右側(cè)鎖骨中線(xiàn)第5 肋間隙內(nèi)0.5 cm 處可觸及心尖沖動(dòng)。腹軟，無(wú)壓痛，四肢活動(dòng)好。

3 輔助檢查：經(jīng)鼻呼氣一氧化氮：8 bbp。肺功能提示中度阻塞性通氣功能障礙，呼氣峰流速下降，彌散功能正常。肺CT：內(nèi)臟完全轉(zhuǎn)位，雙肺彌漫分布微結(jié)節(jié)，多發(fā)囊狀擴(kuò)張支氣管，雙肺下葉支氣管管腔內(nèi)可見(jiàn)高密度影填充，左肺中葉體積縮小，呈三角形高密度影，2009年與2020年肺CT 比較可見(jiàn)支氣管擴(kuò)張明顯加重(圖1)。副鼻竇CT 提示雙側(cè)上頜竇、篩竇、額竇、蝶竇內(nèi)見(jiàn)密度增高影，慢性鼻炎(圖2C)。鼻內(nèi)鏡可見(jiàn)右側(cè)中鼻道息肉組織。支氣管鏡檢查可見(jiàn)主氣道大量黏性分泌物，取支氣管黏膜組織刷檢送電鏡檢測(cè)可見(jiàn)部分纖毛外動(dòng)力臂缺失及復(fù)合纖毛(圖3)。結(jié)合患者病史、臨床癥狀體征、電鏡檢查結(jié)果，確診為Kartagener 綜合征(完全型Kartagener 綜合征影像檢查見(jiàn)圖3)。

圖1 2009年和2020年肺部CT 進(jìn)展Fig.1 Evolution of lung abnormalities on chest CT in 2009 and 2020

圖2 Kartagener 綜合征影像圖片A 和B：內(nèi)臟轉(zhuǎn)位(右位心，肝在左，脾在右)；C：多組鼻竇炎，鼻炎；D：雙下肺囊性支氣管擴(kuò)張及樹(shù)芽征Fig.2 Radiographic images of Kartagener syndromeA and B:situs inversus totalis;C:sinusitis and rhinitis;D:cystic bronchiectasis and tree-in-bud in the lower lung

圖3 支氣管黏膜電鏡結(jié)果：A 部分纖毛外動(dòng)力蛋白臂缺失，B 部分纖毛外動(dòng)力蛋白臂缺失及復(fù)合纖毛Fig.3 Findings under transmission electron microscope (TEM):ultrastructural ciliary defects were observed such as partial outer dynein arm defect (A) and compound cilia (B)

4 外顯子基因檢測(cè)：采集全血標(biāo)本，提取基因組DNA：采用The Sure Select Human All Exon V6 定制芯片捕獲外顯子，Illumina 測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序?qū)σ伤浦虏⊥蛔兊哪繕?biāo)序列進(jìn)行PCR 后，經(jīng)ABI373 進(jìn)行Sanger 測(cè)序驗(yàn)證，測(cè)序結(jié)果經(jīng)DNASTAR 子程序SeqMan 軟件得到驗(yàn)證。結(jié)果患者于DHAH5基因上有一個(gè)雜合突變(圖4)，DHAH5基因63 號(hào)外顯子出現(xiàn)一個(gè)雜合突變，在10616 核苷酸由鳥(niǎo)嘌呤G 變?yōu)橄汆堰蔄(c.G10616A) 的突變(箭頭所示)，導(dǎo)致第3539 號(hào)氨基酸由精氨酸變?yōu)榻M氨酸(p.R3539H)。該位點(diǎn)為國(guó)外已報(bào)道位點(diǎn)[14]。

圖4 全外顯子基因檢測(cè)：DNAH5 基因63 號(hào)外顯子c.G10616A突變Fig.4 Mon heterozygous mutation (c.G10616A) in exon 63 of the DNAH5 gene

5 治療 患者口服頭孢克肟(0.2 g，2 次/d)及左氧氟沙星(0.6 g，1 次/d)抗感染治療，并聯(lián)合乙酰半胱氨酸溶液(3 mL，2 次/d) 化痰治療后好轉(zhuǎn)，于2020年12 月24 日出院。出院后長(zhǎng)期門(mén)診隨診指導(dǎo)患者體液引流排痰及肺康復(fù)鍛煉。

討 論

Kartagener 綜合征屬于PCD 的一種亞型，國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)Kartagener 綜合征約占PCD 的50%，推測(cè)在胚胎發(fā)育中由于胚節(jié)纖毛功能障礙，內(nèi)臟出現(xiàn)轉(zhuǎn)位或不轉(zhuǎn)位的隨機(jī)事件[7-8]。Kartagener 綜合征并不會(huì)在出生時(shí)即會(huì)表現(xiàn)所有臨床癥狀，隨著年齡增長(zhǎng)，患者復(fù)發(fā)慢性咳嗽和呼吸道感染，臨床癥狀逐漸典型。對(duì)于表現(xiàn)為完全型Kartagener綜合征的患者(同時(shí)出現(xiàn)鼻竇炎、支氣管擴(kuò)張、內(nèi)臟轉(zhuǎn)位三聯(lián)征)，診斷相對(duì)容易，但確診時(shí)間往往延遲。而不伴有內(nèi)臟轉(zhuǎn)位的PCD 臨床異質(zhì)性較大，加之臨床醫(yī)生認(rèn)識(shí)水平不足，極易出現(xiàn)漏診和診斷延誤[9]。本例Kartagener 綜合征患者在年幼時(shí)常出現(xiàn)反復(fù)咳嗽咳痰癥狀，直至中年確診。我們對(duì)比了患者前后11年隨訪(fǎng)的肺CT 變化，可見(jiàn)肺部病變主要集中在雙下肺，支氣管擴(kuò)張并感染逐漸加重(圖1)。本研究首次對(duì)比了Kartagener 綜合征確診前后11年肺CT 的變化，可以更直觀(guān)地認(rèn)識(shí)疾病的進(jìn)展，目前國(guó)內(nèi)缺乏Kartagener 綜合征長(zhǎng)期隨訪(fǎng)的肺功能及影像學(xué)數(shù)據(jù)，很多患者確診時(shí)已進(jìn)展至終末狀態(tài)，早期確診PCD，盡早開(kāi)始健康指導(dǎo)及肺康復(fù)鍛煉對(duì)于改善患者預(yù)后極為重要。

對(duì)于臨床疑似PCD 的患者，目前常用檢測(cè)方法主要有鼻一氧化氮測(cè)定、纖毛透射電鏡分析(transmission electron microscopy，TEM)、高速視頻顯微鏡分析(high speed video-microscopy analysis，HSVA)、基因分析和免疫熒光檢測(cè)[10-11]。TEM 是既往確診PCD 的重要方法，但仍有30%的患者纖毛電鏡下未見(jiàn)超微結(jié)構(gòu)異常[12]。隨著基因檢測(cè)技術(shù)發(fā)展，外顯子基因檢測(cè)技術(shù)已作為重要的診斷技術(shù)用于臨床。鑒于檢測(cè)技術(shù)的局限性，沒(méi)有單一的檢測(cè)試驗(yàn)可作為診斷PCD 參考的“金標(biāo)準(zhǔn)”。2018年ATS 指南對(duì)PCD 的診治流程給出建議，將滿(mǎn)足以下4 條臨床癥狀中2 條及以上的患者作為PCD 篩查的高危人群：1)足月兒出現(xiàn)原因不明的呼吸窘迫；2)6 月齡內(nèi)起病的常年咳嗽；3)6 月齡以?xún)?nèi)起病的常年鼻塞；4)內(nèi)臟轉(zhuǎn)位。對(duì)高危人群建議采用鼻一氧化氮測(cè)定做初步篩查，疑似病例采用擴(kuò)充基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)PCD 相關(guān)基因的雙等位基因變異明確診斷，無(wú)明確基因變異的高度疑似患者需進(jìn)一步尋找電鏡下纖毛結(jié)構(gòu)異常和纖毛活動(dòng)異常的證據(jù)。臨床癥狀綜合上述檢測(cè)方法可以提高疾病的診斷能力。本例患者符合完全型Kartagener 綜合征的臨床表現(xiàn)，透射電鏡可見(jiàn)部分纖毛外動(dòng)力臂缺失及復(fù)合纖毛，支持了原發(fā)性纖毛功能障礙的確診。

原發(fā)性纖毛運(yùn)動(dòng)障礙的致病基因復(fù)雜多樣，近年來(lái)與纖毛不動(dòng)相關(guān)的新基因不斷被發(fā)現(xiàn)，目前已報(bào)道了40 種可導(dǎo)致PCD 的基因變異[4,13]。2018年ATS 指南及歐洲呼吸學(xué)會(huì)發(fā)表的指南均支持早期基因檢測(cè)作為PCD 的一項(xiàng)確診依據(jù)[12,14]。常見(jiàn)基因變異包括編碼軸絲外動(dòng)力蛋白臂的DNAH5、DNAH9、DNAH12、DNAI1、ARMC4、CCDC103 以及內(nèi)動(dòng)力蛋白臂的DNALI1 等[15]。不同的突變基因可能與疾病表型和預(yù)后相關(guān)[16]。本例Kartagener 綜合征患者的全外顯子測(cè)序僅檢測(cè)到DNAH5 基因一個(gè)變異位點(diǎn)，與既往報(bào)道的純合或復(fù)合雜合的雙等位基因突變遺傳方式不相符[4]。研究發(fā)現(xiàn)DNAH5 是PCD 的高頻致病基因，目前報(bào)道的PCD 基因檢測(cè)中DNAH5 占28%～ 35%[17]。PCD 是否存在單基因雜合突變致病仍不清楚。一項(xiàng)在對(duì)意大利47例PCD 患者的研究中可見(jiàn)6例患者存在單基因雜合突變，其中4例為DNAH5 單基因雜合突變[18]。我國(guó)廣州呼吸病研究所報(bào)道的5例Kartagener 綜合征病例系列研究中也發(fā)現(xiàn)有2例患者為單雜合突變[19]。目前仍有約30%的PCD 患者無(wú)法通過(guò)基因檢測(cè)確定診斷，因此基因檢測(cè)陰性并不能排除PCD 的診斷。對(duì)于本例PCD患者出現(xiàn)單雜合基因突變，可能的解釋包括：受限于外顯子基因檢測(cè)技術(shù)，編碼區(qū)的下一代測(cè)序篩查存在無(wú)法檢測(cè)到的致病突變(如啟動(dòng)子、內(nèi)含子和其他調(diào)控序列的突變)[18]；PCD 基因之間的相互作用，以及存在未知突變基因的可能[20]；本例患者攜帶有單基因雜合DNAH5 突變，但不能確定是否為單基因雜合DNAH5 突變致病。

總之，PCD 是臨床異質(zhì)性及基因異質(zhì)性均較強(qiáng)的罕見(jiàn)遺傳病，漏診和延誤診斷相當(dāng)普遍。我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次報(bào)道了Kartagener 綜合征隨診11年肺部影像學(xué)變化，以加深對(duì)疾病進(jìn)展的認(rèn)識(shí)。隨著基因檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，全外顯子基因檢測(cè)技術(shù)已應(yīng)用于臨床，但仍有很多未知的突變基因和基因之間相互作用有待探索。隨著病例和基因數(shù)據(jù)的積累及PCD 基因突變數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，基因檢測(cè)技術(shù)對(duì)PCD 的早期診斷能力將逐漸提高。對(duì)確診患者及家族成員進(jìn)行基因檢測(cè)，也有助于早期診斷家族中其他PCD 成員，并為產(chǎn)前篩查和遺傳咨詢(xún)提供依據(jù)。