Menkes病的臨床特點(附1例報告)

王玉,孫熙洋,王蘇悅,趙婷婷,王訓,吳君霞,趙靜,年娜,許亞運,孫丹丹,艾文龍,付曉明,葉群榮,李凱,張云云

Menkes病(MD)是一種罕見的X-連鎖隱性遺傳性銅代謝異常疾病[1],國外發病率為1/100000～1/360000,為ATP7A基因(Xq13.2-q13.3)變異所致[2]。因MD具有標志性頭發卷曲,故又稱“卷發病”。ATP7A基因突變導致腸黏膜銅吸收障礙,銅不能轉運至細胞間液及血液循環,導致體內銅缺乏,腦和結締組織受累,各種銅依賴酶功能障礙,引起以神經系統為主的多臟器損害。MD多于嬰幼兒時期起病,主要表現為癲癇、精神運動發育遲滯,肌張力減低。本文報告1例MD,通過總結其臨床特點,結合文獻進行分析比較,以提高臨床醫師對本病的認識。

1 臨床資料

患兒,男,7月齡,因“發作性全身抽搐、呼之不應4個月”于2022年9月13日入院。患兒約3月齡時出現發作性全身抽搐、呼之不應,表現為雙目凝視、上翻,頭頸后仰,伴咂嘴樣動作,發作頻率2～5次/d,發作持續1～20 min/次,抽搐后嗜睡。當地醫院考慮“癥狀性癲癇,腦性癱瘓可能,代謝性腦病可能”,予“丙戊酸鈉口服溶液(德巴金)1.5 mL 2次/d、苯巴比妥5 mg 2次/d口服”抗癲癇,無明顯改善,此次為進一步治療就診于我院。病程中家屬稱患兒在喂養時反復嗆奶,其身高發育軌跡尚正常,但頭圍、體重偏小,至就診時仍不能獨坐、翻身和爬行,抬頭困難。患兒系第2胎第1產,第1胎自然流產,具體情況不詳。孕37+2周自然分娩,出生體重3.58 kg,Apgar評分8分,羊水Ⅲ°、量少,臍帶繞頸1周,胎盤無異常。患兒出生時因產傷出現頂枕部頭皮血腫,并在數小時內進行性增大,于新生兒科對癥治療9 d后頭部血腫逐漸消退。患兒出生后反復皮膚黃染,多次光療退黃后恢復正常。患兒出生后奶粉喂養,按時接種疫苗。患兒父母非近親婚配,否認癲癇和其他家族遺傳性疾病史。入院查體:體重8.5 kg,頭圍34 cm,體長73 cm。神清,精神一般,反應差,追聲、追光不明顯,皮膚白皙,小顱畸形,前囟門平軟,面頰松弛,鼻扁平,毛發呈黃褐色、分布稀疏,顳枕部毛發略卷曲,高腭弓,胸骨柄下端至劍突局部胸廓下陷、呈漏斗狀(圖1),心肺聽診(-),腹部平軟。雙側瞳孔等大等圓,直徑約4.5 mm,直接及間接對光反射靈敏,雙側鼻唇溝對稱,四肢肌力檢查不配合,粗測雙手抓握肌力>Ⅳ°,頸部及四肢肌張力減低,雙側肱二頭肌腱、膝腱反射(+),原始病理反射(+)。實驗室檢查:血常規示白細胞3.55×109/L(參考區間4.8×109/L～14.6×109/L),紅細胞3.01×1012/L(參考區間4.0×1012/L～5.5×1012/L),Hb 96 g/L(參考區間97～141 g/L),血小板35×109/L(參考區間190×109/L～579×109/L)。肝功能:丙氨酸氨基轉移酶27 U/L,天冬氨酸氨基轉移酶60 U/L(參考區間0～50 U/L),白蛋白44.9 g/L,堿性磷酸酶340.0 U/L,膽堿脂酶9676 U/L,余項正常。肌酸激酶540 U/L(參考區間24～194 U/L)。銅藍蛋白0.04 g/L(參考區間0.2～0.4 g/L),血清鐵17.48 μmol/L,血清銅3.12 μmol/L(參考區間10.5～22.0 μmol/L),銅氧化酶0.109 OD(參考區間>0.200 OD),血清鋅19.50 μmol/L。腎功能、電解質、C反應蛋白、鐵代謝、血氨、乳酸、全段甲狀旁腺激素、甲狀腺功能五項、CSF生化和常規、CSF涂片抗酸桿菌及細菌、血尿氨基酸篩查均未見明顯異常。頭顱MRI:T1腦室系統擴張,雙側大、小腦半球腦溝裂明顯增寬,胼胝體變薄,T2雙側硬膜下積液,Flair、DWI及磁敏感加權成像(SWI)未見明顯異常信號(圖2)。腹部彩超:肝胰脾未見明顯占位,肝內膽道未見明顯擴張,腹腔所見未見明顯積液。泌尿系彩超:雙側尿鹽結晶。超聲心動圖檢查:房水平少許分流(卵圓孔未閉,直徑約1.8 mm)。發作間期EEG:右側前額、前顳成串中幅不規則慢波同步出現,與左側不對稱。睡眠期左側枕、后顳單個低-中幅欠典型棘慢波同步出現,可累及左頂區(圖3A)。頭發光鏡下檢查:患兒發干內部角質層明顯色素減退,中空質脆;外層毛囊邊緣可見鱗狀突起;毛發斷端粗糙雜亂,似“掃帚”或“毛刷”樣(圖4)。家屬知情同意后,抽取患兒及其父母的抗凝外周血,委托北京全譜醫學檢驗實驗室行全外顯子組檢測及線粒體DNA全測序。結果顯示,在該患兒ATP7A基因(NM_000052)檢出1個剪接位點變異,即c.2916+2(IVS14)T>C(圖5)。該位點的美國醫學遺傳學與基因組學學會(ACMG)臨床致病性證據為可能致病的。但該位點在千人基因組、gnomAD、gnomAD東亞人群數據庫未見該突變頻率報道,且未被ClinVar數據庫收錄。Sanger測序驗證示患兒母親為表型正常的雜合攜帶者,該變異來源于患兒母親,而患兒父親為正常野生型。另外,拷貝數變異和線粒體基因結果均為陰性。診斷:MD。本病無根治手段,調整抗癲癇藥物為德巴金2 mL 2次/d口服,奧卡西平口服混懸液(曲萊)2 mL 2次/d口服,患兒癲癇發作次數減少,發作持續數秒,表現為雙上肢不對稱性伸展、上抬,點頭樣動作,偶有右上肢快速抽動。復查EEG清醒安靜狀態下持續彌漫性不規則慢波,其中夾雜大量不同步、不對稱的高-極高幅棘慢、尖慢、多棘慢波;背景呈不典型“高度失律”改變(圖3B)。由于患兒腦電較前惡化,在與患兒家屬充分溝通病情后,建議至上級兒童醫院行對癥和支持治療。

圖1 患兒皮膚、毛發及外觀A:皮膚白皙,漏斗胸;B:面頰松弛,鼻扁平,毛發呈黃褐色、分布稀疏;C:顳枕部毛發略卷曲;D:高腭弓畸形。

圖2 患兒頭顱MRI檢查 A、B:軸位T1顯示大、小腦半球溝裂增多、增寬,腦室系統擴張,胼胝體發育不良;C:軸位T2顯示雙側硬膜下積液;D、E、F:軸位Flair相、DWI及表觀彌散系數未見明顯異常信號;G:矢狀位T2可見胼胝體變薄、小腦明顯萎縮;F:軸位SWI相未見含鐵血黃素沉積。

圖3 發作間期EEG A(2022-9-22):全頭部廣泛性40～120 μV、1.2～2 Hz多形性δ波,未成調節調幅,雙側基本對稱。各導間可見較多低-中幅5～7 Hz θ波及低幅β波。睜眼時α節律可見部分抑制。右側前額、額、前顳成串中幅2～4 Hz不規則慢波同步出現,與左側不對稱。B(2022-10-6):持續彌漫性不規則200～250 μV,1.5～2.5 Hz不規則δ波,兼見較多中-極高幅4～6 Hz θ波活動波及15～20 Hz低幅β波,其中大量不同步、不對稱的高-極高幅棘慢、尖慢、多棘慢波夾雜。背景呈不典型“高度失律”改變。

圖4 光鏡下患兒毛發A:左側為患兒毛發,可見發干內部角質層明顯色素減退,中空質脆,外層毛囊的邊緣可見鱗狀突起,右側為健康7月齡男嬰毛發(×200);B:患兒毛發的斷端粗糙雜亂,似“掃帚”或“毛刷”樣(×400)。

圖5 患兒及其父母測序峰圖A:先證者(Ⅱ-1)為ATP7A基因半合子,檢出剪接位點變異[NM_000052:c.2916+2(IVS14)T>C];B:患兒父親(Ⅰ-1)為表型正常的野生型;C:患兒母親(Ⅰ-2)為表型正常的ATP7A基因雜合子。

2 討 論

MD是一種以進行性神經功能惡化、結締組織病和異常毛發為臨床特征的先天性銅吸收、分布障礙性疾病[3]。MD基本只在男性患兒中發病,女性多為攜帶者,由定位于X染色體Xq13.2-q13.3上的ATP7A基因突變導致。該基因負責編碼P型跨膜銅轉運ATP酶A型。ATP7A基因突變可致腸道無法正常吸收食物中的銅,同時阻礙銅的跨血-腦屏障轉運,使包括CNS在內的全身組織、器官發生銅吸收和分布障礙,機體處于銅缺乏狀態;另外,繼銅缺乏后又會導致參與線粒體能量代謝、鐵穩態、黑色素合成、神經傳遞和結締組織發育的多種銅依賴酶(分別為細胞色素c氧化酶、銅氧化酶/鐵氧化酶、酪氨酸酶、多巴胺β-羥基酶和賴氨酸氧化酶)活性降低,從而發生相應的銅缺乏癥狀[4]。MD具有一定的表型變異性和異質性,本例患兒為經典型MD,發病早、表型重、預后差,多于2～3月齡起病,3歲前死亡。另兩種相對較輕、發病延遲的ATP7A相關銅轉運障礙性疾病分別為枕角綜合征(OMIM 304150)和ATP7A相關遠端運動神經病變(OMIM 300489),這兩種ATP7A蛋白影響較輕的亞型暫不贅述。

癲癇是MD的重要臨床表現,但因可供研究的病例數較少,過去零星的報道無法反映MD癲癇臨床全貌,其病理生理機制亦不完全清楚,可能涉及多種銅依賴酶活性受損,或與銅代謝紊亂及其繼發的腦結構異常有關;而且銅作為抗N-甲基-D-天門冬氨酸(NMDA)受體的非競爭性拮抗劑,在ATP7A蛋白活性缺乏的情況下,會加劇海馬神經元NMDA受體介導的興奮毒性,產生級聯反應[5]。Bahi-Buisson等[6]通過回顧性分析12例癲癇MD患兒,首次將MD癲癇分為三個階段,并總結其EEG特征,分別為:(1)早期<3個月內,以局灶性發作(強直-陣攣發作、陣攣發作)為特征,通常由發熱誘發發作,常演變為癲癇持續狀態。早期發作期的EEG表現為后頭部成串棘慢波、慢波,發作間期EEG呈多灶性、多形性棘慢復合波。(2)中期在6～11個月內,以嬰兒痙攣癥為特征。中期發作間期EEG特征為改良型高度失律或彌漫性、非對稱棘慢波。(3)晚期在20～25個月內,以多灶性癲癇發作、姿勢強直性痙攣和肌陣攣發作為特征。晚期發作間期EEG均顯示多灶性高振幅度活動,伴不規則慢波。Verrotti等[7]報道了28例癲癇MD患兒的多中心、電-臨床研究,是迄今規模最大的長期隨訪研究,結果在這些MD患兒中并未發現典型3階段性癲癇進程,其中最常見的癲癇發作類型是局灶性發作和嬰兒痙攣癥,EEG特征是高度失律及間歇期的節律慢化。本例患兒在3月齡時以局灶起源的全面性陣攣發作起病,伴口腔自動癥,先后予3種抗癲癇藥后仍控制不佳,7月齡癲癇發作類型漸演變為強直發作、痙攣發作,偶伴肌陣攣發作,EEG背景呈不典型“高度失律”。因此,結合本例情況,考慮以嬰兒痙攣癥為代表的多種類型癲癇發作是MD癲癇的臨床特點,這與Gkampeta等[8]的觀點相一致,若臨床上發現具有皮膚、毛發特殊改變的嬰兒痙攣癥或難治性癲癇患兒[9],在遺傳性病因中需要重點考慮MD[10]。

毛發異常是MD的代表性體征,不同于自然卷發。銅缺乏導致酪氨酸酶生成不足,而酪氨酸酶與頭發、皮膚色素含量有關,因此會造成患兒頭發和皮膚色淡;賴氨酸氧化酶活性降低會顯著減少結締組織的強度,表現為毛發短粗卷曲,質脆易斷,形似鋼絲清潔球,以顳部、枕后部為著。借助光鏡可以更清楚地觀察到毛發色素減退、發干扭曲和斷裂,其鏡下特點主要為:(1)局限性狹窄造成的串珠樣改變;(2)橫向扭曲發生的斷裂及脆發結節;(3)縱向撕裂形成的羽狀脆發。肉眼可見本例毛發分布以顳、枕部較稀疏,略卷曲,形態細軟,在中倍光鏡下可觀察到明顯的色素減退,高倍鏡下可以觀察頭發斷端粗糙雜亂,符合MD的毛發特征。由于毛發發育異常是多種遺傳性疾病(如Griscelli綜合征、Chediak Higashi綜合征)的重要診斷線索之一,有學者[11]建議采用更高效清晰的皮膚鏡檢,以提高檢出率,和減少取樣毛發的附帶傷害。但實際工作中憑毛發外觀早期識別MD并不容易,因為患兒在新生兒期的毛發外觀可正常,當新生兒脫發后,可能才會出現典型的“卷毛”或“鋼發”。

過去診斷MD除了依據特征性臨床表現外,還需要銅藍蛋白、血清銅減低作為銅代謝異常的佐證。本例銅藍蛋白、血清銅明顯減低,符合傳統意義上的MD生化特征。但需注意的是,因血清銅藍蛋白濃度在不同年齡階段波動較大[12],新生兒時期約為成人1/4～1/5,至1歲左右達正常成人水平,健康新生兒及嬰幼兒的銅藍蛋白可呈生理性減低,造成假陽性結果,故銅藍蛋白減低并不一定代表銅缺乏;另外,銅藍蛋白作為一種急性時相反應蛋白,在感染、炎癥或創傷時也會短暫地升高,造成假陰性結果。檢測患兒銅藍蛋白的實際臨床意義有限,故不能僅憑銅藍蛋白減低診斷該年齡階段的MD,建議可同時檢測銅氧化酶活性間接反映真實的銅藍蛋白水平。此外,肝豆狀核變性(OMIM 277900)為常染色體隱性遺傳的銅排泄障礙病,以體內銅過剩為特征,無銅藍蛋白血癥(OMIM 604290)為常染色體隱性遺傳的鐵沉積性疾病,這兩種疾病與MD同為金屬代謝障礙病,而且致病基因具有一定同源性、臨床表現相近、均以銅藍蛋白減低為生化特點[13],臨床上需注意鑒別(表1)。因銅缺乏會降低多巴胺β-羥基酶的活性,導致血漿中多巴胺(DA)升高和去甲腎上腺素(NE)減低。Goldstein等[14]研究發現,血漿DA/NE比值(>0.2)及其代謝產物二羥基苯乙酸/二羥基苯乙二醇比值(>5)對新生兒MD的診斷具較高的敏感性和特異性。巴西MD循證指南[15]也推薦首選此法診斷新生兒MD。但由于神經遞質檢查對標本采集、運輸和實驗室技術要求較高,目前我國對于疑診MD的患兒并不常規檢測兒茶酚胺中的DA/NE比值。

表1 Menkes病、肝豆狀核變性與無銅藍蛋白血癥的鑒別診斷

有多中心、影像學回顧性研究[16-17]表明,MD的頭顱MRI特征主要包括:(1)白質異常,包括先天性的髓鞘發育不良、可能與銅依賴酶參與的代謝障礙相關的腦白質瘤樣病變與局灶性非瘤樣白質病變;(2)進行性彌漫性腦萎縮,尤其是小腦萎縮;(3)基底神經節受損;(4)硬膜下積液或血腫,可能與血管壁脆性增加有關;(5)顱內血管異常,MRA和MRV顯示顱內“螺絲錐”樣血管迂曲延長是最為突出的表現之一,具有診斷學意義,其原因與賴氨酰氧化酶參與彈性蛋白和膠原的交聯作用下降導致的血管壁結構損傷有關。SWI則有助于發現含鐵血黃素的沉積,判斷有無因結締組織脆性增加造成的顱內出血。本例患兒頭顱MRI示彌漫性腦萎縮,皮、髓質腦發育不良,以額、顳葉和小腦最為明顯;雙側額、頂葉可見硬膜下積液。不足的是,由于患兒在院期間洗澡受涼后出現發熱、哭鬧明顯、不愿進食,未能配合完成MRA檢查。

ATPTA基因突變的外顯性達100%,基因是診斷MD的金標準,診斷通常建立在男性先證者檢出ATP7A半合子致病性變異的基礎上。ATP7A基因全長約150 kb,包括23個外顯子。已發現該基因有三百多種變異位點,包括小的插入和缺失(35%)、無義突變(20%)、剪接(15%)和錯義突變(8%)以及大片段的缺失或重排(20%)等,其中1/3是新發突變。該基因雖然與肝豆狀核變性的基因(ATP7B)相似,二者有56%的同源性,但作用不同。前者在十二指腸、小腸上部、腎、腦、心臟、肺、肌肉、胰及胎盤細胞中均有表達,但在肝臟沒有。

關于MD的治療,目前尚無根治手段,對癥支持治療仍是主要方法。雖然腸外補銅已被證實是安全有效的疾病修飾療法,若能在出生后30 d內接受組銨酸銅皮下注射,可一定程度預防和延緩病情進展,但是補銅無法逆轉已發生的神經功能障礙,對于已經發生癲癇的MD患兒無法改善長期預后和最終結局[7]。國內尚無組氨酸銅渠道來源,治療仍限于抗癲癇、營養支持、康復訓練等。

本例病例報道的臨床表型符合經典型MD特征,其癲癇和腦電類型、面容和毛發特征、銅生化和頭顱MRI改變與既往報道病例一致,行基因檢測發現了新的致病性變異c.2916+2(IVS14)T>C,擴大了MD基因的突變譜,為MD的分子診斷增加了新的臨床依據。至于ATP7A基因與表型的相關性,未來可能還需要更多臨床資料與更長周期的臨床觀察加以探索。

作者貢獻說明王玉、孫熙洋、王蘇悅提出選題,設計、實施研究,采集、分析、解釋數據,撰寫文章;趙婷婷、年娜、許亞運、孫丹丹、艾文龍、付曉明指導選題,指導起草,提供研究經費;王訓、吳君霞、趙靜、葉群榮、李凱、張云云指導文章修改,提供技術材料