儿童囊性纤维化的相关问题



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儿童囊性纤维化的相关问题

Peter Van Asperen 教授申昆玲教授徐保平主任医师

申昆玲教授 很高兴接受《中国循证儿科杂志》编辑部的邀请, 主持儿童囊性纤维化(CF)相关问题的专家对谈。CF是一种常染色体隐性遗传病，可累及呼吸、消化和生殖等多系统，其临床表现主要为慢性咳嗽、咯大量黏痰、反复发作的肺部感染、脂肪泻、生长发育迟缓和男性不育等。CF是欧洲和北美洲高加索人种中最常见的遗传性疾病之一，发病率达1/2 000，而亚洲人中少见。近年来的研究显示，CF在中国确实有一定的发病率，但临床表现及基因突变位点与国外报道不尽相同，目前国内对儿童CF的认识尚不充分，部分临床表现不典型患儿可能存在漏诊。有幸邀请到澳大利亚悉尼大学WESTMEAD儿童医院呼吸科主任Peter Van Asperen教授共同讨论CF的发病机制、诊断和治疗等方面的问题。

1 CF的发病机制与CFTR基因

Asperen教授 CF是由CF跨膜传导调节因子(CFTR)基因突变所致的单基因遗传病。该基因位于7号染色体长臂3区1带，全长约250 kb，共27个外显子。其基因产物CFTR是一种cAMP依赖性氯离子通道蛋白，包括1 480个氨基酸。当CFTR基因突变时，该蛋白质的合成、翻译异常和功能丧失，导致上皮细胞氯离子和水分泌减少，同时钠离子的回吸收增加，造成细胞内高渗环境，使外分泌液含水量减少，含盐量升高，导致黏液堆积，在一些器官(如呼吸道、胰腺等外分泌器官)的管腔中形成栓塞。同时，细菌也会在黏液中滋生，造成感染，使中性粒细胞释放大量蛋白酶，从而引起免疫介导的炎症反应。

申昆玲教授 自1989年Riordan等成功克隆和分离到CF的相关基因以来，目前报道有近2 000种CFTR基因突变，且在不断更新。这些突变约10%为常见突变。有一些突变是致病突变，有一些突变是序列变异而并不引起CF，有一些突变与单系统受累或轻微病变有关，但不引起典型CF表现(通常被称为“CFTR相关疾病”或“CFTR相关代谢综合征”)，还有一些突变可能产生可变的或未知的影响。CF临床表型与CFTR突变的类型有关。

Asperen教授 确实如此，CFTR基因突变分为5类。第1类突变：过早转录中止信号CFTR缺陷，主要包括各种无义突变、移码突变及剪切位点突变等。由于1个碱基的改变得到新的终止密码子, 产生不稳定的mRNA，或是从核糖体中释放出经过删节的、缩短的肽段。如W1282X, G542X, R553X, 621+1G>T, 1717-1G>A, 3905insT, 394delTT。第2类突变：影响CFTR的翻译过程，使蛋白质不能正常地折叠及成熟，而在内质网中发生降解。大多数CF为此类突变，如DF508, N1303K, P574H。第3类突变：通过破坏CFTR的调节区，使CFTR和ATP不能正常结合，经cAMP激活后不能正常开启，进而丧失离子通道功能。如G551D, G551S, G1349D, S1255P。第4类突变：通过改变通道的传导性或对离子的选择性来影响氯离子的转运，导致氯离子转运降低。如R117H, R334W, R347P, P547H。第5类突变：通过影响RNA剪接，阻碍mRNA合成，同时产生正常和异常的转录因子，使具有正常功能的CFTR蛋白质减少，如A455E, 3849+10kbC>T。

通常前3类突变会引起胰腺功能不全，出现比较严重的临床表现，而后2类突变存在部分氯离子通道的功能，临床表现则较轻，胰腺功能正常。可通过http://www.cftr2.org网址查询CFTR突变的类型及相应的临床表型。P.Phe508del(DF508)是高加索人CF患者最常见的突变，在澳大利亚超过90%的CF患者至少存在1个DF508突变。DF508属于第2类突变，由于CFTR蛋白第508位上的苯丙氨酸残基缺失，导致突变的CFTR降解，突变的CFTR不能运输至细胞顶膜,进而导致上皮细胞的膜转运功能障碍及氯离子通道开放障碍。

徐保平主任医师 首都医科大学附属北京儿童医院于2010年诊断了第1例CF,10岁女孩，反复咳嗽、咯痰5年，胸部CT提示双肺多发支气管扩张，腹部CT提示肝硬化，肝功能异常，2次汗液试验均提示汗液氯离子升高，基因检测示CFTR基因杂合突变，核酸突变位点为c.595C>T，氨基酸突变位点为p.H199Y。该患儿胰腺功能正常，H199Y突变亦为少见突变。

Asperen教授 该突变可能为第4类或第5类突变，这2类突变的患儿胰腺功能正常，临床症状相对较轻。现已有大量资料表明，CFTR突变具有种族差异，中国人的突变位点可能与高加索人种不同。

申昆玲教授 复习文献，中国人群CF病例中CFTR基因突变多为少见突变，如1989+5G>T，304G>A，263T>G，2909G>T，3196C>T，伴或不伴有胰腺功能不全。而临床表现上以肺部病变更为突出，对于中国CF患儿常见的CFTR突变位点仍需进一步研究，而基因型与表型的关系也需进一步研究加以明确。由于中国患儿临床特点不典型，因此可能存在漏诊。

徐保平主任医师 CF是儿童严重慢性肺部疾病的主要病因，而肺部病变的进展速度也决定着CF的发生率和病死率。CF作为明确的单基因遗传病，其根本病因在于CFTR基因的突变，而造成肺部病变的主要发病机制在于气道黏液-纤毛清除系统被破坏。黏液-纤毛清除系统(MCC)是呼吸道的重要防御机制之一，包括黏液毯和纤毛两部分。黏液毯分为溶胶层和凝胶层。溶胶层位于深层，厚约6 μm，富含水分，黏度较低，气道纤毛在其中以12～15·s-1的速度呈波浪状摆动。黏性较高的凝胶层位于表层，厚约2 μm，具有黏弹性，可吸附外来颗粒状物质如微生物等，通过纤毛摆动的驱动，黏液层以1 mm·min-1的速率不断转运和清除这些外来颗粒和微生物，继而保持呼吸道的清洁。CF患者由于CFTR功能障碍，导致盐分分泌障碍并继发水份分泌障碍，表现出过度的水和盐重吸收，继而使气道黏液毯缺乏水份而变得黏稠，纤毛受压而不能正常摆动。这些黏稠的分泌物滞留于支气管内引起气道阻塞，同时因吸入的细菌不能被迅速清除，细菌持续定植并引起气道壁炎症反应。由于小气道清除分泌物更加困难，因而最先出现气道炎症反应。慢性的细支气管炎和支气管炎是CF早期肺部病变，数月或数年后逐渐出现支气管扩张。

了解CF患者肺部病变的发病机制是非常重要的，由于黏液-纤毛清除系统受损导致的气道阻塞及慢性气道炎症，对于指导CF患者的治疗及预后十分有意义。

2 CF的诊断与鉴别诊断

申昆玲教授 对于CF的诊断一般依据包括：典型CF的临床表现、家族史，同时结合实验室检查(汗液试验等)，最终确诊需依靠基因学检查。典型的CF病例可表现为汗液氯离子升高、胰腺功能不全及慢性肺部疾病三联征。汗液试验对于CF的诊断至关重要，由于CF发病率低，汗液试验在中国开展较少。但随着对该病认识的提高，对于一些病因不明的反复呼吸道感染、支气管扩张，可通过汗液试验来筛查CF。在澳大利亚CF指南中，汗液试验的适应证是什么？有什么注意事项？

Asperen教授 在澳大利亚CF指南中，汗液试验的适应证包括，新生儿期有提示CF可能的临床表现：如胎粪性肠梗阻、喂养困难。其他适应证包括慢性窦-肺感染、胰腺功能不全引起的吸收不良、杵状指、痰培养频繁出现金黄色葡萄球菌或铜绿假单胞菌、慢性肝脏疾病等；有CF家族史者；CF新生儿筛查阳性者。

对于CF的诊断，正确地进行汗液试验是非常重要的。应从前臂或大腿处刺激产生和收集汗液，收集部位不能有炎症、皮疹和外伤，以避免样品被体液或血液污染。为了获得正确的汗液测试结果，应该从单一部位取得最小重量或最小体积的汗液，这至关重要。对最小量的要求是为了确保合适的出汗速度和汗液电解质浓度，出汗速度小，汗液电解质浓度减小，样品蒸发的可能增大。平均出汗速度应>1 g·min-1，刺激和收集区面积必须相似，以正确地确定出汗速度，尽量减少蒸发或氯化物被非刺激汗液所稀释。延长收集时间则增加了汗液蒸发的机会，但实际上并不能显著增加出汗量，因此汗液收集时间应<30 min。汗液氯化物参考值：<40 mmol·L-1为阴性；～60 mmol·L-1为不确定；>60 mmol·L-1高度怀疑CF，可进一步通过基因检测明确诊断。而在婴儿中进行的汗液试验结果表明，汗液氯化物>30 mmol·L-1，应被视为异常，需要进一步评估。

徐保平主任医师 基因检测作为一种安全、快速、易行的手段在CF诊断中有着重要作用。对于临床表现不典型和(或)汗液试验阴性(或临界值)的患者可通过基因检测进行确诊。CFTR基因检测方法可分为2种：一是对已知的特异性突变进行检测，二是参照标准序列进行CFTR全基因测序以发现突变。由于中国汗液试验开展较少，因此基因检测对于中国CF患者诊断更有意义。既往报道中国人群的CFTR突变多为少见突变，而目前特定突变的检测多为高加索人群常见的第2类突变，在中国可能并不适用，因此在中国应选择CFTR全基因测序，可帮助找到少见突变甚至发现新的基因突变。

申昆玲教授 西方国家CF发病率较高，远期危害较大，目前已广泛开展新生儿筛查，因为即使有早期的症状或体征，在传统的儿科临床工作中CF诊断通常也会被延误。1979年Crossley等研发了免疫反应性胰蛋白酶(IRT)检测，新生儿出生后最初几天内进行初始IRT检测，约2周龄时复查IRT，如证实持续存在高胰蛋白酶血症，则应怀疑CF可能。但IRT检测可能出现假阴性结果,因此研究者利用CFTR基因及其主要致病突变DF508检测行2级新生儿筛查策略(IRT/DNA-DF508法)。IRT/DNA法可在生后1周内利用干血片标本完成检测，其敏感度≥97%，并可以提高诊断速度。随后此策略转化为IRT/DNA-CFTR多突变检测，包含了23～40个CFTR突变的DNA分析。美国CDC推荐在人群中广泛开展CF筛查。目前在美国约90%的新生儿接受IRT/DNA-CFTR筛查。美国医学遗传学会(ACMG)推荐的23个突变Panel在多数新生儿中有较高的敏感度，且只包含了已知致病突变，因此，美国国家指南推荐ACMG-23突变作为IRT/DNA筛选的核心方法，并作为首选的CFTR的Panel。在澳大利亚是否对于新生儿行基因突变筛查，如筛查出阳性结果，是否行干预性治疗？

Asperen教授 在澳大利亚对新生儿进行常规CF筛查，但不同地区筛查的方法不同。如胰蛋白酶免疫反应检测、汗液试验及常见基因突变筛查，这几种方法也可以结合应用。对于新生儿筛查阳性的患者可以在1岁以内进行早期的干预治疗。

徐保平主任医师 CF临床表现不典型，中国第1例诊断CF的病例不存在胰腺功能不全，而仅有反复咳嗽、咯痰等非特异性表现。这些症状与原发性纤毛运动障碍(PCD)患儿相似，两者应如何鉴别？

Asperen教授 CF与PCD确实在临床表现上有部分重叠，均可表现为反复咳嗽、咯脓痰，胸部CT均可表现为不同程度的支气管扩张，但两者有不同的针对性治疗方法，因此需要仔细鉴别。在澳大利亚，由于CF发病率较高，在新生儿期即进行CF筛查，因此对于CF的诊断相对难度较小。在临床表现上，CF患儿的发病年龄更早，多在1岁内起病，而PCD患儿更容易出现中耳炎并发症。另外汗液试验对CF的诊断及两者的鉴别也很有意义。

3 CF的治疗

申昆玲教授 如果不进行干预性治疗，CF患者通常会在10岁内死亡。目前CF的治疗是多方面的，需要多学科治疗团队的密切合作。治疗团队包括规律评估、咨询以及内科专家、护士、营养学家、呼吸和(或)物理治疗师、社工的参与。遗传咨询、心理学家以及运动生理学家同样是重要的组成部分。此外，应优先考虑进行有效的疾病教育，CF家庭可以理解并管理这个复杂的慢性疾病。

随着分子生物学的迅速发展，现已开启了基因治疗的新篇章。CF作为一种单基因遗传病，近年来针对CFTR功能缺陷的特异性基因治疗研究取得了令人瞩目的成果。Asperen教授您能介绍一下吗？

Asperen教授 Ivacaftor于2012年获得美国FDA批准上市，其作为一种CFTR调节器增效剂，可延长CFTR通道开放时间，加速细胞表面氯化物的转运，主要用于特定突变G551D(第3类突变)治疗。研究显示Ivacaftor在肺功能的改善、体重的增加、减少肺部病变急性加重及降低汗液氯离子水平上均有显著效果，2周后病情即可得到改善并能维持48周，同时未见严重的不良反应报道。目前针对其他突变的特异性基因治疗也在研究中。

徐保平主任医师 CF患儿肺部治疗的目的在于清除气道分泌物和控制感染。气道清理的方式包括胸部物理治疗(胸部叩拍与振动、体位引流)，用力呼气技术和呼气末正压等。而目前没有证据表明哪种方法更具优势，患者可有个体化的选择。英国及美国的CF指南均推荐采用胸部物理疗法达到气道清理的目的，并可适用于所有CF患者。黏痰溶解药如rhDNA酶，可降解沉积在黏液中的大量的游离DNA，使黏液黏度降低易被清除，从而改善纤毛-黏液清除系统功能，有研究证实其可改善肺功能并减少肺部病变的急性加重。CF患者气道表面处于脱水状态，因此吸入高渗盐水可使气道湿化进而促进纤毛-黏液清除，并可以与胸部物理疗法同时使用。

申昆玲教授 黏液-纤毛清除系统的受损导致CF患者反复或持续性的呼吸道感染，其中以铜绿假单胞菌感染最为常见，慢性的细菌感染可造成肺部炎症反应的进行性加重，进而造成不可逆的肺损伤，而铜绿假单胞菌形成细菌生物被膜后将很难被清除。因此对于铜绿假单胞菌的治疗也是CF的重要方面。

Asperen教授 是的，对于铜绿假单胞菌的治疗不仅限于CF患儿，同样也是弥漫性泛细支气管炎、非CF支气管扩张、慢性阻塞性肺病等慢性肺部疾病所面临的重要挑战。铜绿假单胞菌的抗感染治疗可以通过口服、静脉及雾化吸入等途径。对于慢性持续性铜绿假单胞菌感染可选择吸入抗生素，如妥布霉素、氨曲南和多黏菌素。吸入抗生素可以使药物直接作用于支气管感染部位，使治疗更加有效，同时也降低全身应用抗生素发生不良反应的风险，更为安全。研究显示吸入抗生素治疗CF患者铜绿假单胞菌感染可改善患者肺功能。口服环丙沙星可用于消除首次或早期感染铜绿假单胞菌，但对于慢性持续性感染效果欠理想。而对于严重感染的患者可选用静脉应用抗生素，包括β内酰胺类及氨基糖苷类抗生素。

徐保平主任医师 小剂量红霉素或阿奇霉素具有抗炎和减少铜绿假单胞菌生物被膜形成的作用，文献报道其广泛应用于CF患者，其应用效果如何，疗程多长时间？在CF支气管扩张及非CF支气管扩张患儿中的应用是否相同？

Asperen教授 大环内酯类抗生素在CF患者中的应用效果是肯定的，有研究显示其可以有效地改善患者肺功能、减少肺部病变急性加重的发生，疗程至少为6个月。但长期应用会增加细菌耐药的风险。由于高加索人群CF发病率较高，因此关于大环内酯类抗生素治疗CF支气管扩张症的研究较多，而对非CF支气管扩张症的研究相对较少，因此其对两者治疗效果的比较仍有待于进一步研究。

申昆玲教授 CF是一种累及全身多系统的疾病，因此需多学科综合治疗，其中CF患者的营养管理是另一个关键环节，其目标是实现正常生长和改善营养状况。主要干预措施包括：①胰酶替代疗法：以减少胰腺功能不全所造成的吸收障碍；②高能量：营养丰富的饮食，以补偿粪便营养丢失，提高能量需求，以及由胃肠道、呼吸道并发症引起的饮食摄入减少；③维生素/矿物质补充剂：以防止微量元素缺乏。CF的多学科综合治疗团队模式目前在国外广泛开展，有助于对患儿系统全面的治疗以及随访。这样的治疗模式对于其他累及全身多系统，需要多学科联合治疗及规范化管理的慢性疾病是很好的借鉴。

徐保平主任医师 CF患者的长期预后如何？

Asperen教授 CF患者的预后与基因突变的严重程度有关，同时也与肺部病变的进展及胰腺功能有关。

申昆玲教授 非常高兴与Asperen教授共同讨论儿童CF的相关问题，受益匪浅，希望能给予中国儿科医生一定的启示，以指导临床实践。

(首都医科大学附属北京儿童医院徐保平、王昊整理)

(本文编辑：张崇凡)

10.3969/j.issn.1673-5501.2015.04.001

Peter Van Asperen 澳大利亚悉尼大学WESTMEAD儿童医院呼吸科； 申昆玲，徐保平 首都医科大学附属北京儿童医院 北京，100045

申昆玲，E-mail：kunlingshen@hotmail.com

2014-10-12

2015-07-03)