MT-ATP6基因9176T>C變異致晚發型Leigh綜合征一家系報道并文獻復習

周亞光， 瞿千千， 劉海燕， 陳 萍， 崔文豪， 呂海東

Leigh綜合征(leigh syndrome，LS)又稱亞急性壞死性腦脊髓病(SNE)，是由于線粒體氧化磷酸化缺陷所導致的神經退行性疾病，1951年Denis Leigh首次報道[1]。LS的主要臨床表現為上瞼下垂、共濟失調和肌張力障礙，以及癲癇、精神行為異常和智能發育遲滯等癥狀[2]。LS常于嬰幼兒期發病，且大多數患兒癥狀出現在出生后3～12個月[3]。2歲以后發病的稱為晚發型LS，臨床上較為少見[2]。我們報道一個家系中兩例患兒分別在9歲和7歲發病，以上眼瞼下垂，步態不穩和精神行為異常為主要臨床癥狀。先證者雖然發病較其哥哥晚兩年，但是其病情進展迅速，短時間內發生全腦萎縮，在臨床上較為少見。我們結合相關文獻對兩例患兒的臨床特點、頭部MRI和MT-ATP6基因變異特點進行分析討論。

1 資料和方法

1.1 臨床特點 先證者，男，9歲，以“雙側眼瞼下垂、步態不穩半年，精神行為異常4個月”為主訴，于2020年4月10日就診于河南省焦作市人民醫院。患兒出生正常，自幼體質較差，跑步不如同齡人。8歲上小學一年級，學習成績差。半年前出現雙側眼瞼下垂，視物不清有重影，并逐漸出現步態不穩，跑步易跌倒，曾就診于當地醫院，行頭部MRI檢查提示雙側基底節區和腦干異常信號，診斷欠明確。4個月前無誘因出現間斷性惡心嘔吐，精神行為異常，自言自語，哭鬧煩躁不安。當地醫院以“腦炎”治療無改善，癥狀時輕時重。2個月前感冒發熱后突發昏迷抽搐，曾有短暫呼吸心跳驟停現象。經當地醫院搶救治療后生命體征逐漸穩定，但持續意識不清，呈睜眼昏迷狀。復查頭部MRI報告雙側大腦半球、小腦和腦干萎縮，基底節區異常信號。考慮為“線粒體腦病”，為進一步治療轉入河南省焦作市人民醫院。查體：身材矮小，體形消瘦，睜眼昏迷狀，雙側眼瞼下垂遮蓋瞳孔大于1/2(見圖1)，雙眼球居中固定，吞咽障礙，鼻飼管飲食。四肢肌張力高，腱反射活躍，肢體呈屈曲狀，雙側病理征陽性。家族史：患兒父母非近親結婚，父親身體健康，母親身材矮小，有精神行為異常病史，現在可做一般家務勞動。先證者的哥哥，14歲，體格和智力發育均較同齡人差，7歲出現上眼瞼下垂，雙側眼球活動差伴復視，雙下肢肌張力高，步態不穩，呈剪刀步態，跑步易跌倒。患兒現已輟學，生活基本可自理，無昏迷抽搐病史。家系圖(見圖2)。

圖1 先證者雙側眼瞼下垂，遮蓋瞳孔大于1/2

圖2 先證者的家系圖譜

1.2 方 法 (1)腦影像檢查：采用GE 3.0T核磁共振對患者腦部做軸位掃描，掃描序列包括T1WI、T2WI及FLAIR序列；(2)肌肉病理活檢：對先證者在局麻下行開放性活檢取材，選取右側肱二頭肌為活檢部位。肌肉標本經液氮固定，恒冷冰凍切片，分別進行HE、MGT、ORO、PAS、ATPase、COX、NADH染色，光鏡下觀察。(3)基因檢測：經患者及家屬知情同意，采取靜脈血4 ml，提取基因組DNA，進行線粒體基因和核基因篩查，由基因檢驗中心進行檢測。

2 結 果

2.1 實驗室檢查 血清肌酶CK：169 U/L(25～198 U/L)，LDH：257 U/L(110～260 U/L)，靜態血乳酸：3.2 mmol/L(0.5～1.7 mmol/L)；血常規、電解質、血糖、血氨、甲狀腺及肝腎功能檢查，均未見異常。

2.2 頭部MRI檢查 先證者發病15 d時，頭部MRI提示中腦導水管周圍和雙側基底節區異常信號(見圖3A、B、C)；先證者發病5個月后復查頭部MRI提示雙側大腦半球、腦干和基底節均有萎縮，伴腦室明顯擴張(見圖3D、E、F)。先證者的哥哥頭部MRI可見中腦導水管周圍和雙側基底節區異常信號(見圖3G、H、I)；

A、B、C為先證者發病15 d時頭部MRI圖像：中腦導水管周圍和雙側基底節區異常信號(T2WI)；D、E、F為先證者發病5 m時頭部MRI圖像(T2WI)：雙側大腦半球、腦干和基底節均有萎縮，伴腦室擴張。G、H、I為先證者哥哥頭部MRI(FLAIR)：中腦導水管周圍和雙側基底節區異常信號

2.3 肌肉病理結果 被檢肌組織中可見肌纖維大小基本正常，未見明顯變性壞死肌纖維，亦無炎性細胞浸潤。改良Gomori三色未見典型或不典型破碎紅邊纖維(RRF)。COX染色未見細胞色素氧化酶缺失肌纖維。ATP酶染色可見Ⅰ、Ⅱ型肌纖維呈鑲嵌式分布，未見明顯群組化現象(見圖4)。

A可見肌纖維大小基本正常，未見變性壞死纖維，亦無炎癥細胞浸潤(HE，×200)；B未見典型或不典型RRF纖維(GT，×200)；C未見明顯細胞色素氧化酶缺失肌纖維(COX，×200)；D Ⅰ、Ⅱ型肌纖維呈鑲嵌式分布，未見群組化現象(ATPase4.3，×100)

2.4 基因檢測 先證者檢測到線粒體DNA上存在致病性基因變異，為MT-ATP6基因9176T>C變異，變異比例為99.3%。先證者的哥哥亦檢測到MT-ATP6基因9176T>C變異，變異比例為99.9%(見圖5)。線粒體核基因測序結果均未發現明確致病性變異。

先證者MT-ATP6基因在9176位點發生T>C變異，突變負荷為99.3%；B先證者哥哥MT-ATP6基因，同樣在9176位點發生T>C變異，突變負荷為99.9%

3 討 論

Leigh綜合征是由于核基因(nDNA)或線粒體基因(mtDNA)變異，導致線粒體內氧化磷酸化體系缺陷，從而引起患者多系統受累的臨床綜合征[4]。其中由核基因變異導致的LS約占90%，線粒體DNA變異占10%[5]。LS是兒童時期最常見的線粒體腦病，常在患兒出生后3～12個月發病，約67%的患兒在出現臨床癥狀后8個月左右死亡[6]，最常見的死亡原因為心力衰竭或呼吸衰竭[7]。一般將2歲之后發病的LS稱為晚發型Leigh綜合征，臨床上較為少見[2]。Hong等[8]報道一組110例Leigh綜合征患者，對早發型和晚發型的臨床特點進行對比分析，發現89例(80.9%)為早發型Leigh綜合征，患兒以發育延遲為主要臨床特征。其余21例(19.1%)為晚發型Leigh綜合征，患者肢體無力和共濟失調的比例明顯高于早發型LS。我們報道這2例患兒分別在7歲和9歲起病，均以共濟失調和步態不穩為主要臨床癥狀，發育遲滯相對較輕，應屬于晚發型Leigh綜合征。

Leigh綜合征的臨床診斷標準包括[5]：(1)進行性中樞神經系統損害，伴或不伴精神運動發育延遲；(2)臨床上有與基底節區或腦干受累相對應的癥狀體征；(3)腦影像可見雙側基底節區、丘腦和腦干對稱性病變；(4)基因檢測證實有線粒體基因或核基因突變。我們報道這兩例患兒以眼瞼下垂和共濟失調起病，并伴有認知障礙和精神行為異常表現。頭部MRI顯示雙側基底節區和腦干均有對稱性病變，雖然肌肉病理未發現RRF和COX陰性肌纖維，但線粒體基因測序均檢測到MT-ATP6基因9176T>C變異，所以，本家系中兩例患兒診斷為晚發型Leigh綜合征應無疑。

目前研究發現至少有75種核DNA和線粒體DNA變異與LS有關，其中線粒體DNA變異臨床發生率明顯少于核DNA變異[5]。本組兩例患者均檢測到線粒體DNA變異，即較為少見的MT-ATP6 基因變異。目前認為MT-ATP6 基因至少有7種錯義突變可導致 Leigh 綜合征[9～13]，包括8597T>C、8993T>C、8993T>G、9176T>C、9185T>C、9035T>C、8936T>A。其中m. 8993T>C和m. 8993T>G變異的病例報道最多，其次是m. 9176T>C變異。而m. 9176T>C變異導致晚發型LS很少有病例報道[14]。該2例患兒均為 MT-ATP6基因的9176T>C位點發生錯義突變，使異亮氨酸變為脯氨酸，導致蛋白質功能異常，已有文獻報道證實9176T>C變異為致病性變異[15]。盡管本家系兩個同胞兄弟的突變位點相同，而且他們的突變負荷均接近100%，但是兩例患兒的起病年齡、臨床表現和頭部MRI表現都不盡相同，說明線粒體DNA突變所致的LS臨床表型有較大的異質性，具有明顯的“同病異象”特點。

雖然LS患者的臨床表型和基因型之間有很大的異質性，但LS地頭部MRI影像具有高度的統一性，其共同特征為雙側基底節和腦干對稱性異常信號，其次病變可累及丘腦、小腦和脊髓[16，17]。本家系中2例患兒頭部MRI都顯示對稱性基底節區和腦干病變，這與LS典型的神經病理改變相符合。與以往文獻報道不同的是，本例先證者在發生強直陣攣性抽搐后出現持續性意識障礙，2個月后復查頭部MRI，發現為彌漫性全腦萎縮。我們分析先證者在短時間內快速發生全腦萎縮的原因，除LS本身引起腦部病變進展的因素以外，不能完全排除與患兒呼吸心跳驟停所致缺氧性腦病的損害因素有關。未能對患兒的母親進行腦影像和基因檢測為本研究的不足之處。

Leigh綜合征目前尚無有效的治療方法，主要治療策略是延緩疾病惡化的速度和改善臨床癥狀[18]。常用的治療藥物包括輔酶Q10、肉堿、維生素C、K和B族等。有研究顯示部分LS患者會出現體內乳酸積聚導致乳酸酸中毒[4，19]，因此，適量應用碳酸氫鈉可作為改善臨床癥狀的一種選擇。

綜上，晚發型Leigh綜合征是一種較為少見線粒體腦病，患者的臨床表型具有較大的異質性，除共濟失調、肌無力和眼瞼下垂等運動癥狀外，精神行為異常和認知障礙也是LS的重要臨床特征。雙側基底節和腦干對稱性異常信號是LS頭部MRI的特點，基因檢測是確診LS的重要依據。