白质消融性脑白质病临床与基因分析
白质消融性脑白质病(leukoencephalopathy with vanishing white matter,VWM)也称儿童共济失调伴中枢神经系统髓鞘化不良(childhood ataxia with central nervous system hypomyelination,CACH),是一种较为少见的常染色体隐性遗传病。该病于1998年才被正式命名,尚缺乏关于发病率的报道[1]。目前已经明确它主要是由于编码真核细胞翻译启动因子2B(eukaryotictranslationinitiationfactor2B,eIF2B)的5个亚单位eIF2Bα、β、γ、δ、ε相应编码基因(EIF2B1~5)突变导致的,其发病机制目前尚未明确,是一种临床较为罕见的疾病。本研究分析3例VWM患儿的临床、实验室检查和eIF2B基因突变情况,旨在探讨VWM临床表现极其分子生物学基础,提高对该病的认识。
1对象和方法
1.1对象
2014至2015年西安交通大学第二附属医院儿科收治的3例以运动障碍为首发表现的患儿,经体格检查、实验室检查后,考虑为VWM。经患儿家长同意,抽取外周血,提取基因组DNA进行eIF2B基因分析。
1.2基因分析方法
基因组DNA提取:采集患儿及其父母外周静脉血各4mL,以常规盐析法提取外周血白细胞基因组DNA。
突变筛查:国际报道的VWM基因突变多发生于EIF2B5,约占57%,其次为EIF2B4基因,占17%;EIF2B2占15%,EIF2B3占7%,EIF2B1占4%[2]。因此,对每例患儿首先进行EIF2B5突变筛查,随后依次筛查EIF2B4、EIF2B2、EIF2B3、EIF2B1突变。PCR扩增EIF2B5的16个外显子,EIF2B4的13个外显子,EIF2B2的8个外显子,EIF2B3的12个外显子,EIF2B1的9个外显子,以及所有外显子-内含子交界区。扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)检测,在ABI3700测序仪上测序。测序结果与美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)网站数据库进行比对分析,以确定变异的位点和类型,并进一步与NCBISNP和Ensemble数据库及人类基因突变数据库(HumanGene Mutation Database,HGMD)进行比对,排除变异位点为基因多态性位点,并确定其是否为未报道过的新突变位点。
2结果
2.1病历1
2.1.1临床资料
患儿,男,2岁2个月,因肢体活动障碍2个月余,2015年8月于西安交通大学第二附属医院儿科就诊。2月前患儿发热后出现肢体活动障碍,伴易惊,构音困难,不伴抽搐发作,无头痛、呕吐。1个月前出现竖头不稳,口周流涎,双下肢僵直,不能独站,外院头颅磁共振示为“脑白质弥漫性脱髓鞘改变”,住院给予“甲强龙冲击4天”,改用口服“泼尼松10mg/d”,肢体活动较前有所改善,可独站扶走。12天前活动障碍再次加重,扶走数十步后拒绝行走,无视力减退,无头痛、头晕,无恶心、呕吐,大小便无异常,来本院。患儿既往体健,发育较同龄儿慢,8个月可坐稳,1岁3个月可独走,语言表达偏慢,能达意。父母体健,非近亲婚配;有3个姐姐,体健;无特殊家族史;否认近期中毒及特殊药物接触史。查体:体重12kg,心肺腹查体无明显异常。神经系统查体:口中流涎,慌张步态,左下肢轻度拖拽,双上肢肌张力正常,双下肢肌力Ⅳ-,双下肢膝腱、跟腱反射明显活跃,双侧Babinskin征(+),脑膜刺激征(-)。
2.1.2实验室检查结果
血尿粪常规、血生化、血氨、乳酸、同型半胱氨酸、自身抗体、皮质醇、促肾上腺皮质激素(ACTH)、尿检查均未见明显异常。
2.1.3影像学检查结果
脑电图:异常范围脑电图,以慢δ节律为主,θ频率偏慢且θ波偏少;头颅磁共振:双侧大脑白质对称性长T1、长T2信号,考虑代谢病可能。
2.1.4eIF2B基因突变分析
测序结果显示,在受检者EIF2B3基因发现c.674G>A(编码区第674号核苷酸由G变为A)的纯合核苷酸变异,该变异导致第225号氨基酸由精氨酸变为谷氨酰胺(p.R225Q),为错意突变。患儿父亲、母亲均为杂合突变,该突变位点国内外已有文献报道[3,4],属于已知突变,国内关于该基因位点报道病历临床分型为重型[4],运动功能5年内迅速减退,丧失行走能力,本例患儿因随访时间较短,尚需长时间观察。
2.1.5预后及随访
患儿此后再次于本院康复治疗1个疗程,但病情无明显好转,可扶站、扶走数步,不能独走,言语含混,构音困难,但能进行交流,后自行出院。
2.2病历2
2.2.1临床资料
患儿,男,2岁8个月,因行走不稳1个月余,2014年9月于西安交通大学第二附属医院儿科就诊。1月前患儿从床上跌下,无呕吐,无意识丧失,随后出现行走不稳,可扶走数步,不能独走,伴言语不清,无吞咽困难,大小便失禁,当地医院行头颅CT“未见明显异常”,行走不稳自行好转,但独走时步态欠稳,语言较前多。10余天前行走不稳再次加重,不愿下地,反应减慢,外院头颅磁共振示“双侧脑白质异常信号,考虑代谢性脑病”,来本院。患儿精神可,食纳可,大小便外观正常。患儿既往体健,运动发育同同龄儿,言语发育同同龄儿。父母体健,非近亲婚配,无特殊家族史,否认近期中毒及特殊药物接触史。查体:体重14kg,心肺腹查体无明显异常。神经系统查体:口中流涎,言语含混,不下地支撑,双上肢肌力可,双下肢肌力Ⅲ-。双侧膝腱、跟腱反射活跃,双侧Babinski征(+),脑膜刺激征(-)。
2.2.2实验室检查结果
血尿粪常规、血生化、血氨、乳酸、同型半胱氨酸、自身抗体、皮质醇、ACTH检查均未见明显异常。
2.2.3影像学检查结果
脑电图:异常脑电图,以δ节律为主;头颅磁共振:双侧大脑白质长T1、长T2信号。
2.2.4eIF2B基因突变分析
测序结果显示,在受检者EIF2B5基因发现c.943C>T(编码区第943号核苷酸由C变为T)的纯合核苷酸变异,该变异导致第315号氨基酸由精氨酸变为半胱氨酸(p.R315C),为错意突变,患儿父亲、母亲均为杂合突变。该突变位点国内外已有文献报道[3,4],属于已知突变,国内关于该基因位点报道病历临床分型为重型[4]。
2.2.5预后及随访
患儿此后在本院康复治疗1个疗程,病情仍在反复,可有短暂好转,可扶走数步,但总体步态不稳较前加重,不能独站,反应慢,言语含混,自主语言减少。自行出院。
2.3病历3
2.3.1临床资料
患儿,男,3岁5个月,因行走不稳20余天,2015年6月于西安交通大学第二附属医院儿科就诊。就诊前20余天发现患儿行走不稳,右下肢拖沓,不能并脚跳,不愿走路,抓物时双手轻微抖动,说话及反应稍慢,未见明显呛咳,未见流口水,无大小便失禁。外院头颅磁共振示“双侧大脑白质信号异常”,来本院。发病以来无发热、惊厥,无精神萎靡。患儿精神可,食纳可,大小便外观正常。患儿既往体健,运动发育同同龄儿,言语发育较同龄儿落后,1岁6个月会叫人。父母体健,非近亲婚配,无特殊家族史,否认近期中毒及特殊药物接触史。查体:体重15kg,心肺腹查体无明显异常。神经系统查体:抓物时双手轻微震颤,行走不稳,步态拖曳,右下肢为著,双上肢肌力Ⅳ+,双下肢肌力Ⅳ+。双侧膝腱、跟腱反射活跃,双侧Babinski征(+),脑膜刺激征(-)。
2.3.2实验室检查结果
血尿粪常规、血生化、血氨、乳酸、同型半胱氨酸、自身抗体、皮质醇、ACTH检查均未见明显异常。
2.3.3影像学检查结果
脑电图:异常脑电图,间歇可见右侧波幅降低波率减慢;头颅磁共振:双侧大脑白质信号异常,见图1。
2.3.4eIF2B基因突变分析
测序结果显示,在受检者EIF2B5基因发现c.536C>T(编码区第536号核苷酸由G变为T)的纯合核苷酸变异,该变异导致第179号氨基酸由丝氨酸变为苯丙氨酸(p.S179F),为错意突变,与NCBI数据库比对结果表明,该突变目前尚未见文献报道,为新突变,见图2。患儿父亲、母亲均为杂合突变。
2.3.5预后及随访
患儿此后在本院康复治疗3个疗程,但病情仍在进展,步态不稳较前加重,不能独走,不能独站,言语减少,后自行出院。
图1VWM患儿头颅磁共振示白质弥漫性对称受累
注:弥漫性对称性大脑白质液化,a为T2加权像;b为T1加权像。
图2患儿及其父母EIF2B5编码区测序结果
3讨论
本文3例患儿均为男性,2~3岁起病,早期智力、运动发育基本正常,3例均以运动障碍为首发表现,其中1例为感染后起病,1例为外伤后起病,另外1例无明确诱因,病情急性进展,期间可一过性好转,但整体呈加重趋势。3例患儿均有言语发育倒退。3例患儿神经系统查体肌力均有不同程度减低,病理反射均呈阳性。3例患儿实验室检查磁共振均显示双侧大脑白质信号异常。具有上述表现时可考虑VWM,行基因检测可明确诊断。
3.1关于发病机制
VWM是一种罕见的常染色体隐性遗传病,我国于2007年才首见报道[5],目前对该病的发病率尚无相关研究资料。其具体机制可能与内质网应激相关。但目前具体发病机制尚未明确[1]。eIF2B的5个亚单位eIF2Bα、β、γ、δ、ε相应编码基因(EIF2B1~5)突变均可导致发病。本文中2例为EIF2B5基因突变,1例为EIF2B3基因突变,发现国内外未报道新突变1例,未发现国外报道热点突变及国内发现的疑似热点突变。
3.2临床表现及分型
VWM临床表现为进行性运动、智力倒退,伴有共济失调、痉挛性瘫、视神经萎缩等多种临床表现,同时可伴抽搐发作,但惊厥发生率较低,且多不为首发表现,这与VWM白质受累从中央区逐渐向皮质下扩散有关[6],本文中3例患儿目前均未出现抽搐发作。VWM的诊断标准[7]:(1)早期精神、运动发育正常或存在轻度发育落后;(2)早期可出现进行性加重的神经功能倒退,发热、头部外伤均可引起疾病加重;(3)神经系统症状主要为小脑共济失调、肢体痉挛等;(4)头颅磁共振表现为弥漫性、对称性大脑白质受累,可累及中央区及皮质下,白质改变在T1、T2及磁共振成像液体衰减反转恢复序列(FLAIR)像逐渐进展,最终与脑脊液信号相同。根据VWM起病年龄,将该病分为5型,(1)先天型:妊娠晚期即刻出现症状,病情进展快,多于1岁内死亡;(2)婴儿型:婴儿期起病,常以肌张力低为首发表现,个别病历可于数月内死亡;(3)早期儿童型:也称经典型,是临床最常见类型,我国目前报道病历几乎均为该类型,本文中3例病历也属该类型。该类型多于1~5岁起病,多数发病期智力及运动发育正常,少数可有轻度落后。可于起病1~5年内死亡,也可存活数十年;(4)晚期儿童型/少年型:5~15岁出现症状,进展缓慢,甚至运动功能可逐渐恢复;(5)成人型:多以痴呆、癫痫或运动倒退为首发表现。
3.3影像学特点
VWM的磁共振表现具有特征性,表现为脑白质弥漫性对称性受累,仅U形纤维、胼胝体外侧、内囊和前联合未受累。随着病情进展,白质稀疏、囊变,最终液化,即“白质消融”[8]。本文中患儿磁共振即表现为上述特点。磁共振诊断标准包括:(1)大脑白质弥漫性对称性受累,主要累及中央区及皮质下白质;(2)白质可逐渐变为与脑脊液相同信号(长T1,长T2,FLAIR低信号);(3)T1及FLAIR像可见线状残存白质。
3.4预后及预防
VWM预后不良,本文中3例患儿目前随访时间仍较短,但目前已有1例患儿不能行走,其余2例仅能扶走,3例患儿均已出现不同程度认知损害。目前对该病无有效治疗方法,3例患儿家长均尝试康复治疗,效果不理想,自行出院。对有该病家族史家庭,应进行产前诊断。
参考文献(略)