疾病概述
每年5月15日,是國(guó)際黏多糖貯積癥關(guān)愛(ài)日,當(dāng)孩子有面容粗糙、發(fā)育遲緩、關(guān)節(jié)粗大、頭大、“雞胸”、肝脾腫大、心臟異常甚至智力減退等癥狀,一定要小心黏多糖貯積癥。黏多糖,又叫糖胺聚糖,是廣泛存在于人體細(xì)胞中的大分子物質(zhì),黏多糖是一個(gè)大家族,你的皮膚白嫩、關(guān)節(jié)靈活、心明眼亮,和“黏”家族成員大有關(guān)系。
黏多糖貯積癥(mucopolysaccharidosis, MPS)是由于黏多糖 (glycosaminoglycans, GAGs)降解相關(guān)的溶酶體酶先天性缺乏,相關(guān)酶的缺乏使得人體內(nèi)的硫酸皮膚素(dermatansulfate,DS)、硫酸乙酰肝素(heparansulfate, HS)、硫酸角質(zhì)素 (keratansulfate, KS)、硫酸軟骨素 (chondroitinsulfate, CS)或透明質(zhì)酸 (hyaluronan)的分解代謝受到損害,使不同的黏多糖不能完全被降解,而在各種組織溶酶體和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)內(nèi)沉積,導(dǎo)致組織和器官的功能損害,廣泛累積心臟、肺臟、骨骼、關(guān)節(jié)和胃腸系統(tǒng),可造成面容異常、神經(jīng)系統(tǒng)受累、骨骼畸形、肝脾增大、心臟病變、角膜混濁等。目前,針對(duì)部分類型的黏多糖貯積癥,已有酶替代療法,造血干細(xì)胞移植等治療方法[1-2]。
圖1 2例黏多糖貯積癥Ⅱ型患者的特殊面容[3]
病因和流行病學(xué)
黏多糖貯積癥共分為7型(表1),涉及11個(gè)基因編碼的11種溶酶體酶,除MPSⅡ型為X連鎖隱性遺傳外,其余皆屬常染色體隱性遺傳。所有黏多糖貯積癥的酶學(xué)分析是該病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。
表1 黏多糖貯積癥的分類、分子機(jī)制以及發(fā)病率[1]
MPS類型
相對(duì)較為最常見(jiàn)且研究比較深入的黏多糖貯積癥有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ型(表1)。
1、黏多糖貯積癥Ⅰ型(OMIM 252800)
由α-L-艾杜糖苷酸酶(Alpha-L-Iduronidase, IDUA)基因突變引起的一種常染色體隱性遺傳病。到目前為止已有209種基因突變體被報(bào)道,無(wú)明顯的突變熱點(diǎn)。該病的臨床表現(xiàn)具有廣泛的變異性,分為三種亞型:重型Hurler綜合征(OMIM 607014);中間型Hurler/Scheie綜合征 (OMIM 607015;輕型Scheie綜合征 (OMIM 607016)。
2、黏多糖貯積癥Ⅱ型(OMIM 309900)
又稱Hunter綜合癥,是由艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(Iduronate-2-sulfatase, IDS)基因突變引起的一種X染色體隱性遺傳病。已經(jīng)報(bào)道了516種基因突變體,突變出現(xiàn)在外顯子和剪接區(qū)域。MPSⅡ型為X連鎖隱性遺傳病,通常男性患病,女性多為攜帶者,但亦有少數(shù)女性患兒的病例報(bào)道,可能與X染色體非隨機(jī)失活有關(guān)[3-4]。
3、黏多糖貯積癥Ⅲ型
又稱為圣菲利波綜合癥(Sanfilippo),是一組常染色體隱性遺傳病,在亞洲MPSs病例中所占比率為18.4%。根據(jù)基因突變所涉及的4個(gè)不同的基因編碼的硫酸類肝素降解酶的缺陷,分為A、B、C、D4種亞型。
4、黏多糖貯積癥Ⅳ型
又稱莫爾基奧綜合征(Morquio),是一種常染色體隱性遺傳病,包括黏多糖貯積癥ⅣA和黏多糖貯積癥ⅣB兩個(gè)亞型。ⅣA型也稱為MorquioA綜合征,是GALNS突變所致的一種溶酶體貯積癥,以骨骼畸形為主要特征,累及多系統(tǒng),在大約217種突變中,錯(cuò)義突變是最常見(jiàn)的。ⅣB型是由于GLB1基因突變導(dǎo)致,大約有181種不同的突變被報(bào)道,大多數(shù)基因均可在GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥和MPSⅣB型患者中檢測(cè)到[5]。
5、黏多糖貯積癥Ⅵ型(OMIM 253200)
又稱為拉米氏綜合征(Maroteaux-Lamy),是一種是由半乳糖胺-4-硫酸酯酶 (N-acetylgalactosamine-4-sulfatase),又稱為芳基硫酸酯酶B (arylsulphatase B, ARSB缺失引起的常染色體隱性遺傳病,約占比率為1.4%。目前已發(fā)現(xiàn)大約161種突變體中,常見(jiàn)的突變有在中間表型患者中的p.Y210C和嚴(yán)重表型患者中的p.L72R、p.R160X和p.R315Q。
6、黏多糖貯積癥Ⅶ型(OMIM 253220)
又稱為Sly綜合征,是一種由β-葡糖醛酸苷酶(Glucuronidase beta, GUSB)缺失引起的常染色體隱性遺傳病,在亞洲人群中暫沒(méi)發(fā)現(xiàn)病例報(bào)道。目前報(bào)道的55種突變體中,最常見(jiàn)的錯(cuò)義突變?yōu)樵谒p表型患者中的p.L176F[1]。
臨床表現(xiàn)
各型MPS均表現(xiàn)為慢性進(jìn)行性病程、多器官系統(tǒng)受累、多發(fā)性骨發(fā)育不良、多關(guān)節(jié)活動(dòng)受限等,并可能伴隨智力發(fā)育障礙(表2)。典型的X線表現(xiàn)為頭顱前后徑增長(zhǎng)形成舟狀頭;肋骨槳形或飄帶狀;胸腰椎椎體前端發(fā)育不良,呈子彈頭樣或鳥(niǎo)嘴樣改變;脊柱后突畸形。指骨遠(yuǎn)端及掌骨近端變尖[2]。
1、黏多糖貯積癥Ⅰ型:典型患者出生時(shí)正常,于6個(gè)月~1歲面容逐漸變形,面中部變扁、鼻梁增寬、角膜混濁、耳聾、頭大、前后徑長(zhǎng),前額突出,關(guān)節(jié)僵硬、爪形手、雞胸和腰椎后突等。常于2~5歲出現(xiàn)心臟瓣膜增厚、心肌病或充血性心力衰竭,5歲出現(xiàn)肝脾大,精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后,一般存活至10歲左右。MPSⅠ型輕型患者5歲以后出現(xiàn)癥狀,輕度面容畸變、角膜混濁和手足關(guān)節(jié)僵硬,智力正常,壽命相對(duì)較長(zhǎng),臨床癥狀在各亞型之間有互相重疊,但生化檢查結(jié)果在各型之間無(wú)顯著差異。
2、黏多糖貯積癥Ⅱ型:此型為X連鎖隱性遺傳病,絕大多數(shù)患者為男性,極少數(shù)女性攜帶者發(fā)病。根據(jù)發(fā)病年齡及臨床表現(xiàn)MPSⅡ型可分為重型和輕型:(1)重型患者發(fā)病早,多累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng);純捍嬖谡J(rèn)知障礙和重度行為障礙,智力落后較為嚴(yán)重,癥狀進(jìn)展較快,患兒可出現(xiàn)反復(fù)呼吸道感染、心力衰竭,常在青少年時(shí)期因神經(jīng)系統(tǒng)退化和心肺功能衰竭而死亡,一般難以存活到成年。(2)輕型患者輕型起病較晚,臨床癥狀較輕,主要以皮膚、骨骼改變?yōu)橹鳎话悴焕奂爸袠猩窠?jīng)系統(tǒng)。患兒具有正常認(rèn)知和智力發(fā)育,進(jìn)展較為緩慢,可存活到50歲以上[3]。
3、多糖貯積癥Ⅲ型:根據(jù)致病基因和酶缺陷不同分為A、B、C及D共4種亞型,其中以A型發(fā)病率最多。4種亞型臨床表現(xiàn)相同,主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)漸進(jìn)性損害(包括智力和語(yǔ)言發(fā)育遲緩),機(jī)能亢進(jìn),睡眠質(zhì)量差,多毛癥,面孔畸形,攻擊性行為,步態(tài)障礙,腹瀉,并常伴有關(guān)節(jié)僵直和肝脾大等體征。MPSⅢ型X線平片通常表現(xiàn)為輕度的骨軟骨營(yíng)養(yǎng)不良,頭顱MRI表現(xiàn)為:腦萎縮,白質(zhì)信號(hào)增高,血管周圍間隙增大,呈囊性篩孔狀改變,靜脈竇擴(kuò)大,腦積水,柔腦膜增厚和椎管狹窄癥[6]。
4、黏多糖貯積癥Ⅳ型:分為A和B亞型,臨床表現(xiàn)相同,在兒童期發(fā)病的患者表型嚴(yán)重且病情發(fā)展快速,晚發(fā)的患者病情發(fā)展相對(duì)緩慢。患兒剛出生時(shí)表現(xiàn)正常,隨著年齡增長(zhǎng),逐漸發(fā)展至嚴(yán)重骨骼關(guān)節(jié)異常及一系列其他臟器損傷,導(dǎo)致身材矮小、骨骼畸形、呼吸系統(tǒng)疾病、脊髓壓迫、心臟病變、視力及聽(tīng)力損傷、牙齒畸形等,部分患者有心瓣膜病,嚴(yán)重骨骼畸形可致心肺功能減低和脊髓壓迫等[5]。
5、黏多糖貯積癥Ⅵ型:臨床表現(xiàn)與MPSⅠ型相似,不同之處是患者智力正常。
6、黏多糖貯積癥Ⅶ型:臨床表現(xiàn)輕重不同,重者可表現(xiàn)為嚴(yán)重胎兒水腫,輕者表現(xiàn)為輕度脊柱骨骺發(fā)育不良,典型患者表現(xiàn)為肝脾大,骨骼異常,面容特殊,不同程度智力落后。
表2 黏多糖貯積癥各型的臨床表現(xiàn)[8]
輔助檢查
1、影像學(xué)檢查:
(1)骨骼X線片檢查,包括脊柱正側(cè)位片、胸部正位片、左手及腕部正位片、髖關(guān)節(jié)、骨盆正位片、頭顱側(cè)位片等。骨骼X線片改變可見(jiàn)脊柱側(cè)凸、脊柱后凸,椎體前緣呈鳥(niǎo)嘴樣改變;飄帶肋,鎖骨近端增寬;掌骨近端狹窄,遠(yuǎn)側(cè)變寬,末端不規(guī)則;長(zhǎng)骨骨干短,跗骨發(fā)育不全和增厚;J形蝶鞍等。
(2)其他影像學(xué)檢查,CT及磁共振成像 (magnetic resonance imaging,MRI)檢查:CT往往能夠顯示患兒骨關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的具體及細(xì)節(jié)改變。CT平掃及重建影像可見(jiàn)枕頸部結(jié)構(gòu)畸形(圖2),如齒突缺如或短小、寰樞椎脫位,部分患者可能存在顱底凹陷。胸腰椎CT常常顯示椎體扁平或橢圓形變,前方鳥(niǎo)嘴樣突出、后方呈扇貝樣改變。MRI檢查可發(fā)現(xiàn)脊髓是否受壓,明確受壓部位,以及其他細(xì)節(jié)性的結(jié)構(gòu)改變,如腦脊液信號(hào)影消失或改變、硬膜囊增厚、中央管狹窄、脊髓水腫、灰質(zhì)受累、齒突發(fā)育不良等[5]。
圖2 圖①②③雙手掌指骨粗短,近節(jié)指骨遠(yuǎn)端變尖,指骨基底部、掌骨遠(yuǎn)端干骺端增寬、凹陷,雙側(cè)尺骨遠(yuǎn)端變尖;腰椎1~2錐體后突,胸11~腰3錐體前緣變尖,呈舌狀突起;髂骨變形,髖臼不規(guī)則。圖④⑤脊柱后凸、側(cè)凸,胸骨前突、分節(jié),柄、體、劍突均不融合;腰1~4錐體前緣中央突出呈舌狀改變;骨盆狹窄,髖關(guān)節(jié)間隙和恥骨聯(lián)合較寬;股骨頭骺變扁并出現(xiàn)節(jié)裂,股骨頸短而粗,形成髖外翻[7]
2、尿糖胺聚糖檢測(cè):
尿糖胺聚糖定性和定量檢測(cè)常作為MPS初步診斷、篩查及評(píng)估療效的方法?梢詸z出硫酸類肝素(HS)、硫酸皮膚素(DS)和硫酸角質(zhì)素(KS)條帶。黏多糖貯積癥Ⅰ型患者出現(xiàn)異常HS及DS條帶,黏多糖貯積癥Ⅳ型患者KS陽(yáng)性,MPSⅡ型患兒尿糖胺聚糖顯著增高,以DS和HS為主[3]。
3、尿甲苯胺藍(lán)實(shí)驗(yàn):
可用作初篩檢測(cè),除MPSⅣ型可弱化陽(yáng)性外,其余各型均為強(qiáng)陽(yáng)性。
4、眼科檢查:
不同程度的角膜混濁。
5、酶活性測(cè)定:
當(dāng)白細(xì)胞或血漿中相應(yīng)的黏多糖貯積癥酶活性明顯降低或缺乏時(shí),有確診意義。
6、基因分析:
IDS檢出一個(gè)致病突變可確診MPSⅡ型,其他任何一個(gè)常染色體隱性遺傳黏多糖貯積癥致病基因檢出2個(gè)等位基因致病突變時(shí)有確診意。建議所有基因診斷的患者,進(jìn)一步行相應(yīng)的酶活性測(cè)定以支持基因診斷。
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參考文獻(xiàn)及引用圖片來(lái)源:
[1]曹健,齊曉麗,劉衛(wèi)德,劉曉敏,胡潔,胡滋,余涵燕,郝淑靜.亞洲地區(qū)黏多糖貯積癥的研究進(jìn)展[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,36(25):3847-3850.
[2]鄭敏,譚建強(qiáng),潘莉珍,蔡稔.黏多糖貯積癥Ⅱ型的臨床特點(diǎn)分析[J].中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2013,21(01):110+63.DOI:10.13404/j.cnki.cjbhh.2013.01.069.
[3]張雪梅,劉之英,陳新蓮,劉洪倩,謝良玉,魏楊君,劉珊玲,王和.黏多糖貯積癥Ⅱ型的酶學(xué)診斷、產(chǎn)前診斷及臨床分析[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,34(02):132-133.DOI:10.16016/j.1000-5404.2012.02.023.
[4]鞏純秀,李曉僑.黏多糖貯積癥Ⅱ型的診斷及治療進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2021,50(06):1-5.
[5]中華醫(yī)學(xué)會(huì)兒科學(xué)分會(huì)內(nèi)分泌遺傳代謝學(xué)組,中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)醫(yī)學(xué)遺傳醫(yī)師分會(huì)臨床生化遺傳專業(yè)委員會(huì),中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)青春期醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會(huì)臨床遺傳學(xué)組.黏多糖貯積癥ⅣA型診治共識(shí)[J].中華兒科雜志,2021,59(05):361-367.
[6]劉秀香,高思佳.黏多糖貯積癥ⅢA型1例[J].中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,2010,21(2):147-148.
[7]宋亞峰,何荷花,徐霖.黏多糖貯積癥的X線診斷及其臨床表現(xiàn)[J].罕少疾病雜志,2006(05):29-31.
[8]張為民, 邱正慶(2019.11). 粘多糖貯積癥. 中國(guó)國(guó)家罕見(jiàn)病注冊(cè)系統(tǒng). Available at:https://www.nrdrs.org.cn/app/rare/disease-list-article.html?index=73