婴儿脑肌病型线粒体DNA耗竭综合征1例报告
陆相朋;李东晓;段凤阳;李华伟;姚献花;马丙祥;秦亚萍;杨艳玲;郑宏
【摘 要】榆枋目的 分析罕见的常染色体隐性遗传病——线粒体DNA耗竭综合征的临床及基因突变特点.方法 回顾分析1例线粒体DNA耗竭综合征患儿的临床及基因检测资料.结果 患儿,男,生后4个月出现肢体无力,9个月就诊时呈营养不良貌,发育落后,四肢肌力、肌张力低下,伴脊柱侧弯、后凸.血清乳酸、丙酮酸增高,肝功能、心肌酶谱异常;血液多种氨基酸降低,丁二酰肉碱增高;尿甲基丙二酸及其代谢产物浓度轻度增高,提示甲基丙二酸尿症.头颅MRI显示双侧豆状核及尾状核萎缩,伴长T2信号及脑萎缩样改变.脑干听觉诱发电位示重度感音神经性耳聋.严重发育落后.基因测序示MUT、MMAA、MMAB等甲基丙二酸尿症相关基因未见可疑致病突变;SUCLG1基因存在c.961 C＞G (p.A321P)与c.713 T＞C(p.D238G)两个杂合突变,分别来自表型正常的父母,其中c.961 C＞G为已知致病突变,c.713T＞C为未报道新突变.外周血白细胞线粒体DNA拷贝数降低,为244/cell,为正常对照的68.4％.确诊线粒体DNA耗竭综合征.结论 不明原因发育落后、肌张力低下、听力障碍伴高乳酸血症、轻度甲基丙二酸血症患儿应考虑线粒体DNA耗竭综合征可能,基因分析可明确诊断.%Objective Mitochon
drial DNA depletion syndrome is a rare autosomal recessive disorder characterized by complex genetic and clinical manifestations.This study aimed to investigate the clinical and laboratory features of a boy with mitochondrial encephalomyopathy caud by SUCLG1 mutation.Methods The clinical data and genetic test of a patient with mitochondrial DNA depletion syndrome were retrospectively analyzed.Result The proband prented with limb weakness at the 4th month after birth,and prented dystrophic appearance,muscular hypotonia,psychomotor retardation,failure to thrive,hearing impairment,scoliosis,thoracocyllosis and facial features at 9 months old.Laboratory tests showed blood lactic acid and pymvate incread,liver damage and abnormal myocardial enzymes.Plasma camitine ester profiling showed that amino acids decread and C4-dicarboxylic-carnitine incread.Urinary organic acid analysis showed incread concentration of methylmalonic acid and its metabolites indicating methyl malonic aciduria.MRI showed bilateral T2 hyperintensities in bilateral caudate nuelei and lenticular and brain atrophy-like changes.Brainstem auditory evoked potential showed vere hearing loss.His development quotient was 35.Genetic quencing of MUT,,MMA
A,MMAB and other classic mitochondrial dia related genes of the proband revealed no mutation.Two heterozygous mutations,c.961C＞G and c.713T＞C,inherited from the phenotype of normal parents were detected in his SUCLG1 gene.The copy number of mitochondrial DNA was 244/cell in peripheral blood leukocytes,equivalent to 68.4％ of that in normal control.Conclusion In this study,an infant with muscular hypotonia,psychomotor retardation,deafness and slightly incread urine methyl malonic acid was diagnod by genetic test.For patients with unexplained hypotonia,mental retardation,abnormal movements,hearing disorder together with incread blood pyruvic acid and lactic acid,mild methylmalonic acidemia and abnormal acylcarnitine,mitochondrial DNA depletion syndrome should be considered.Gene analysis is important for diagnosis and prenatal diagnosis of the next pregnancy.
【期刊名称】悲惨的世界>百战百胜的故事>五年级科学《临床儿科杂志》
usb连接【年(卷),期】2017(035)011
【总页数】5页(P810-814)
【关键词】线粒体病;线粒体DNA耗竭综合征;脑肌病;发育迟缓;甲基丙二酸尿症;SUCLG1基因
【作 者】陆相朋;李东晓;段凤阳;李华伟;姚献花;马丙祥;秦亚萍;杨艳玲;郑宏
【作者单位】河南中医药大学第一附属医院儿科 河南郑州 450000;北京大学第一医院 北京 100070;河南中医药大学第一附属医院儿科 河南郑州 450000;河南中医药大学第一附属医院儿科 河南郑州 450000;河南中医药大学第一附属医院儿科 河南郑州 450000;河南中医药大学第一附属医院儿科 河南郑州 450000;北京福佑龙惠遗传专科门诊部 北京 100070;北京大学第一医院 北京 100070;河南中医药大学第一附属医院儿科 河南郑州 450000润开头的成语
【正文语种】中 文
线粒体DNA耗竭综合征是一种罕见的线粒体病，为常染色体隐性遗传病，基因型和临床表型复杂多样，由于线粒体DNA严重减少导致能量产生障碍，造成组织和器官损伤[1]。迄今已知至少9种核基因突变可导致线粒体DNA耗竭综合征，影响线粒体脱氧核糖核酸合成或线粒体DNA的复制，导致线粒体DNA拷贝数减少[2]。线粒体DNA耗竭综合征患者临床表现
多种多样，临床表型可分为脑肌病、肌病、肝性脑病和神经胃肠道疾病4种，分别与不同基因突变相关，其中SUCLA2、SUCLG1或RRM2B基因突变患者主要表现为脑肌病型，通常在婴儿期出现肌张力低下和神经功能异常[3]。本文拟通过分析1例SUCLG1基因相关线粒体脑肌病患儿的临床资料，并结合文献复习，分析本病的临床及基因突变特点。
患儿，男，2岁2个月。9月龄时因发现运动发育落后5月余就诊。患儿4月龄时竖头不稳，不会翻身，四肢松软无力，于当地医院就诊。头颅MRI提示蛛网膜下腔增宽，枕大池扩大；肝功能检查示血清丙氨酸氨基转移酶105 U/L，天冬氨酸氨基转移酶135 U/L；尿有机酸分析未见异常；肌电图未见异常；心脏、肝胆胰脾、肾脏彩超未见异常。给予保肝降酶药物治疗1个月后，肝酶降至正常，综合康复治疗3月余无效转来河南中医药大学附属第一医院。患儿系G1P1，孕40周，剖宫产出生，出生体质量3 500 g，身长50 cm，无产伤及窒息缺氧史，Apgar评分正常。生后黄疸持续约1个月，新生儿期易惊颤、哭闹。父母健康，非近亲婚配，否认遗传病家族史。入院体格检查：体质量7.5 kg（＜1SD），身长68 cm（＜1SD），头围45 cm；表情淡漠，反应迟钝，营养不良貌，皮肤黏膜未见异常；前囟1.5 cm×1.5 cm，平软；眼睑无下垂，眼距稍宽，鼻梁低平，人中长，耳位低，双眼内斜视；胸廓不对称，肋外翻，心肺无殊；腹软，无膨隆，肝脾肋下未触及；脊柱侧弯、后凸；
伤情鉴定程序和时间追视、追听反应差，与人交流意识差；竖头不稳，不会翻身，不会坐，仰卧位呈非对称性颈反射姿势，四肢主动活动少，立位双下肢不能支持体重；安静状态下四肢肌力3+级、肌张力低下，外界刺激状态下肌张力明显增高，双侧腱反射可引出，双侧病理征阳性，踝阵挛阴性。实验室检查示血、尿、大便常规未见异常；传染病筛查未见异常；甲状腺功能正常；血清丙酮酸127 mol/L（增高），乳酸2.10 mmol/L（轻度增高），乳酸/丙酮酸比值16.5（增高），同型半胱氨酸正常，血氨正常，丙氨酸氨基转移酶49 IU/L，天冬氨酸氨基转移酶65 IU/L，肌酸激酶206 U/L，肌酸激酶同工酶32 IU/L，总胆固醇正常，三酰甘油2.32 mmol/L，25-羟基维生素D 39.49 nmol/L；液相串联质谱法血液氨基酸及酯酰肉碱谱分析示天冬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸等多种氨基酸降低，丁二酰肉碱4.44 mol/L（参考值0.2～2.5 mol/L），乙酰肉碱47.47 mol/L（参考值6～30 mol/L）；尿有机酸分析示乳酸水平升高，3-羟基丙酸、甲基丙二酸、甲基枸橼酸轻度增高，提示甲基丙二酸尿症及线粒体能量代谢障碍。头颅MRI示双侧豆状核及尾状核萎缩伴长T2信号，双侧脑室扩张，双侧脑室后部白质T2W信号偏高，脑沟增深，双侧额颞部脑外间隙增宽。脑干听觉诱发电位显示重度感音神经性耳聋。喉镜示喉软化症。24小时脑电图正常。Gell发育量表：适应性34（相当于2.8个月），大运动28（相当于2.33个月），
精细运动11（相当于0.93个月），语言64（相当于5.34个月），个人-社交38（相当于3.27个月）。入院初步诊断：发育落后原因待查，①遗传代谢病？②线粒体脑肌病？肝损伤，先天性喉软化症。予左卡尼汀，葡醛内酯，辅酶Q10，维生素B1、C、B12，中链脂肪酸强化配方奶粉治疗。天使与恶魔图片
在知情同意前提下，留取患儿及其父母的外周静脉血，提取外周血白细胞全基因组DNA（QIAGEN），构建基因组文库，通过探针杂交捕获与遗传病相关基因的外显子及相邻内含子区域（50 bp），并富集目的基因片段，通过高通量测序仪（Illumina）进行基因测序（北京金准科技基因科技有限公司），结果示患儿MUT、MMAA、MMAB等甲基丙二酸尿症相关基因检测未见可疑致病突变，SUCLG1基因发现2个杂合突变点，分别为c.961C＞G（p.A321P）和c.713T＞C（p.D238G）（图1）。其中c.961C＞G杂合突变为已报道的致病突变[4]，来自母亲；c.713T＞C杂合突变来自父亲，未见文献报道，但生物分析软件功能预测显示可能具有致病性。提取外周血单核细胞线粒体DNA，稀释30倍至数字PCR芯片的最佳检测范围并定量，检测mtDNA拷贝数，以RNa P为内参。结果显示，线粒体DNA拷贝数为244/cell，为正常对照（356.71～505.14/cell）的68.4%（华大基因科技有限公司）。
线粒体病是一组导致儿童脑病的严重疾病，致死率、致残率很高，具有显著的遗传异质性和临床异质性，病因复杂。线粒体DNA耗竭综合征是线粒体病中一组罕见疾病，因核基因缺陷影响线粒体DNA复制和稳定，引起多种线粒体DNA片段的缺失，细胞分裂时产生的子细胞中线粒体DNA减少从而发病。已知9种基因缺陷可导致线粒体DNA耗竭综合征，其中，TK2（编码胸苷激酶2）、SUCLA2（编码二磷酸腺苷-SUCLβ亚单位）、SUCLG1（编码二磷酸鸟苷-SUCLα亚单位）、RRM2B（编码核苷酸还原酶M2B亚单位）、DGUOK（编码脱氧鸟苷激酶）与TYMP（编码胸苷磷酸化酶基因）8个基因编码维护线粒体的脱氧核苷三磷酸蛋白质，参与线粒体DNA合成；POLG（编码DNA聚合酶）与C10orf2（10号染色体开放读码框2）基因为线粒体DNA复制所必需[5]。
线粒体DNA耗竭综合征的临床表型复杂多样，取决于不同的基因型，主要影响某一特定的器官或一组器官组织，如肌肉、肝、脑、肾。根据临床表现，线粒体DNA耗竭综合征分为4类：肌病型（TK2基因缺陷），通常在2岁前出现肌力及肌张力低下；脑肌病型（SUCLA2、SUCLG1、RRM2B基因缺陷），通常在婴儿期出现肌张力低下和严重的神经功能异常；肝脑型（DGUOK、MPV17、POLG、 C100ff2基因缺陷），多表现早发性肝功能障碍和神经系统受累；神经胃肠型（TYMP基因缺陷），患者于20岁之前出现进行性胃
肠动力障碍及周围神经病变。其中MPV17的功能尚不明确[6]。
SUCLG1基因相关脑肌病型又称为线粒体DNA耗竭综合征9型（OMIM#245400，脑肌病型伴甲基丙二酸尿症），为SUCLG1基因突变所致，影响大脑及身体其他系统发育，以常染色体隐性方式遗传。目前关于该病临床研究较少，至今全世界仅报道了14例SUCLG1突变导致甲基丙二酸尿症患者，共10余种相关基因突变被报道[4,7，8,9]。Liu等[4]曾报道了3例中国患儿，均为严重的脑病患儿，因轻度甲基丙二酸尿症受到重视。
SUCLG1与SUCLA2突变导致琥珀酰辅酶A连接酶（succinyl CoA ligasucl，SUCL）缺陷[7]。SUCL是线粒体三羧酸循环酶，催化琥珀酰辅酶A和ADP/GDP与琥珀酸和ATP/GTP之间的可逆反应。SUCL是由α亚基和β亚基所形成的异源二聚体，α亚基由SUCLG1编码，β亚基由SUCLA2或SUCLG2编码，SUCLA2编码ATP/ADP特异的β亚单位，SUCLG2编码GTP/GDP特异的β亚单位，分别形成A-SUCL和G-SUCL[8,9]。A-SUCL和G-SUCL两种酶位于线粒体基质，可能在三羧酸循环中同时催化底物磷酸化。SUCL结合嘌呤核苷二磷酸，并调节核苷二磷酸激酶活性，在线粒体合成脱氧核糖核苷酸的补救途径发挥重要作用，其形成异常将会影响激酶的功能，从而降低mtDNA的合成，导致疾病。此外，SUCL
功能缺陷使丙酰辅酶A向SUCL的转变受阻，引起甲基丙二酸尿症，患儿尿液甲基丙二酸、血丙酰肉碱轻度增高[9]。SUCLG2主要在合成代谢旺盛的肝脏组织中表达，SUCLG1与SUCLA2主要在脑、肌肉中表达，因此SUCLG1与SUCLA2突变导致脑肌病及肝损害[10]。
