多参数磁共振成像在Danon病一家系评价中的应用

刘秀民，王杰，吴韬，程巍，陈玉成，孙家瑜*

1.四川大学华西医院放射科，四川成都 610041；2.四川大学华西医院心内科，四川成都 610041； *通讯作者 孙家瑜sjy080512@163.com

Danon病主要是由编码Ⅱ型溶酶体相关膜蛋白（lysosome-associated membrane protein-2，LAMP2）的基因突变导致的一种溶酶体贮积疾病[1]，其在肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）中的发病率约为0.7%～0.27%[2]。心肌肥厚可以是Danon病的临床表现之一，也可以是Danon病唯一的临床表现[3]。因此，此类患者常需与HCM及继发性左心室肥厚疾病（包括糖原贮积病、Fabry病、浸润性心肌病如淀粉样疾病）相鉴别。目前，在Danon病的诊断中，LAMP2基因突变的检出是诊断本病的“金标准”[4]。心内膜活检也是其诊断的重要环节。若患者无法进行基因测定，通过心内膜活检电镜下的表现结合临床三联症的表现，即可以临床确诊Danon病[1,5]。

心脏MRI具有较高的分辨率和较好的成像质量，广泛应用于临床，其延迟强化（late gadolinium enhancement，LGE）技术可无创地识别心肌纤维化特征[6]。近年新发展起来的T1 mapping技术也可以通过测量T1值及细胞外容积（extracellular volume，ECV）反映心肌弥漫性纤维化的程度[7-8]。然而，目前尚缺乏利用多参数MRI探讨Danon病影像特征的研究。因此，本研究报道一个中国的Danon病家系，探讨其临床及心脏MR表型特征，并且进一步研究多参数MR成像能否为Danon病的诊断提供有价值的信息。

1 资料与方法

1.1 资料采集 本研究所有家系资料的调查和相关研究工作获得我院伦理委员会认可[2015年审（304）号]。该家系位于四川省某市，先证者为男性，20岁，主诉：心悸，劳力性呼吸困难3年，伴晕厥。研究小组对该先证者及其各亲属成员进行家系调查，所有家系成员均签署知情同意书，并且对家系中的6名成员完成问卷式调查资料、体格检查（包括专科检查和全身常规检查）、心电图、心脏彩色超声[9]及心脏MR等检查，EDTA采血管采集外周静脉血3 ml，提取基因组DNA并保存。

1.2 基因型分析 使用在线人类孟德尔氏遗传（http://omim.org）和PubMed文献综述描述的117个与心肌病相关的致病基因作为目标基因。使用Illumina hiseq2500平台（Illumina公司）进行二代测序。数据分析与本课题组既往研究一致[10]。过滤掉质量分数≥20（Q20）的低质量变异。具体数据分析：①次要等位基因频率（MAF）高于5%的同义突变和单个核苷酸的变异被去除。②使用SIFT软件去除非同义突变。③分析突变基因功能与疾病之间的关系。最后使用一代测序（Sanger）方法验证突变位点。此外，根据美国大学医学遗传学和基因组学指南（the American College of Medical Genetics and Genomics recommendations,ACMG）进行突变基因分类[11]，若患者的基因突变分类为致病性或可能致病性（Ⅳ和Ⅴ类），则该患者将考虑为基因阳性。

1.3 MR图像采集 在西门子3.0T超导MR仪上完成MR图像采集。使用32通道心脏专用线圈，按照设备指导手册正确连接心电门控、呼吸门控和脉搏门控。具体成像序列如下。

1.3.1 T1 mapping成像 采用运动自动矫正反转恢复真实稳态自由进动序列。注射对比剂前扫描一组图像，成像方位包含左心室3层短轴层面（基底段、中间段、及心尖段）及长轴四腔面。主要序列参数：TR 740 ms，TE 1.06 ms，反转角度（FA）35º，矩阵 192×144，初始T1值100 ms（以80 ms为增量），并行采集加速因子为2，11个心动周期采集一幅T1 mapping图像。注射对比剂15 min后，重复采集前述短轴及四腔心层面的T1 mapping，扫描序列、参数同前。所有家族成员的血细胞比容值（hematocrit，HCT）均在完成心脏MR 12 h内完成。

1.3.2 心肌灌注成像 首过心肌灌注成像采用马根维显（0.15 mmol/kg），扫描3层心室短轴和1层四腔心，短轴扫描的位置为左心室基底部、中段及远段3处，层厚10 mm，TR 137.04 ms，TE 0.97 ms，FA 10º。

1.3.3 心脏功能电影成像 成像层面包含左心室基底到心尖的逐层短轴层面、左心室长轴层面、三腔心层面、四腔心层面。使用 SSFP电影序列，主要序列参数：TR 3.4 ms，TE 1.3 ms，FA 50º，时间分辨率42 ms，视野320 mm×340 mm，矩阵256×144，层厚8 mm。

1.3.4 延迟增强成像 增强扫描采用对比剂钆喷酸葡胺，高压注射器推注，剂量为0.15 mmol/kg，追加盐水20 ml。给药后10～12 min扫描翻转时间测试序列，确定延迟扫描序列的TI时间，12～20 min内完成延迟增强扫描。成像层面同心脏功能电影成像层面。使用相位敏感反转恢复快速梯度回波序列扫描，主要序列参数：TR 700 ms，TE 1.56 ms，FA 20º，矩阵256×144，层厚 8 mm。

1.4 MRI图像分析 由 2位有经验的医师使用 QMass软件对MRI电影进行心脏功能分析。获得左心室心肌质量（left ventricular mass，LVM）、左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）等功能参数。使用专用的心脏MR图像处理软件Q-mass 8.1测量心肌延迟强化信号强度（6SD法）、增强前后心肌T1值、血池T1值。计算心肌延迟强化占左心室心肌的比值（%LGE）及ECV值。ECV计算公式：ECV=（1－HCT）×（1/T1myo post－1/T1myo pre）/（1/T1blood post－1/T1blood pre），其中，ECV为细胞外容积，HCT为血细胞比容，myo post为心肌增强后，myo pre为心肌增强前，blood post为血池增强后，blood pre为血池增强前。具体分析方法与本课题组既往研究一致[12-13]。

2 结果

2.1 该家系临床特征 先证者（Ⅲ1）及其母亲（Ⅱ2）及其他家庭成员系谱图见图1。LAMP2基因突变所致Danon病患者的临床和心脏MR特征见表1、2。先证者为1例20岁男性，因近3年来反复出现心悸、轻微劳力性呼吸困难且有3次晕厥史等临床症状就诊于我院。入院时，先证者的心肌肌钙蛋白-T为140 ng/L（正常值0～14 ng/L）和N端前脑钠肽为4481 ng/L（正常值0～125 ng/L）均显著升高。心电图显示窦性心律，左心室肥厚预激综合征（图2）。冠状动脉CT检查未发现明显的冠状动脉疾病。超声心动图显示左心室壁呈均匀性显著肥厚，最大厚度横径可达30 mm，左心室流出道梗阻，其前向血流流速加快（最大流速Vmax=2.5 m/s；压差=25 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）。给予患者美托洛尔控制心率，改善心肌重构；万爽力、辅酶Q10等对症治疗，于局麻下行植入式电复律除颤器（implantable cardioverter-defibrillators，ICD）预防猝死。此外，该患者的基因检测证实其携带LAMP2基因突变（c.64+1G>A）（图2），因此，该患者被诊断为Danon病。

依据临床及基因筛查，在家系中发现另一例Danon病患者（Ⅱ2）。该患者为先证者母亲，44岁，其近2年里频繁出现心累、运动后气促等症状。心电图显示PR间期缩短（图2）。其心脏彩色多普勒超声显示左心室心肌为非对称性肥厚，最大厚度横径达16 mm，LVEF严重降低至16.9%（表2）。该患者的基因检测证实其携带与先证者相同的LAMP2基因突变（c.64+1G>A）（图2）。其余4名家族成员临床及基因检测均未见明显异常（表1）。

2.2 该家系MR多参数图像 先证者Ⅲ1的MRI特征见图3。MRI表现为“非典型”的HCM延迟强化特征，即位于心肌侧壁的中层心肌的广泛纤维化。但其室间隔未见明显LGE。其T1 mapping特征见图3。患者Ⅱ1的MRI特征见图4，其LGE特点主要表现为非缺血性内膜下强化和透壁 LGE。其 T1 mapping特征见图4。先证者父亲（Ⅱ1）的心电图及超声心动图未见异常。其余3名家族成员（Ⅰ1、Ⅱ2、Ⅱ3）的MRI特征未见心室肥厚及延迟强化特征（表2），其中Ⅱ3的MRI特征见图5。

表1 Danon病一家系患者的临床特征

表2 Danon病一家系MRI特征

图2 Danon病患者心电图及基因检测峰度图。A为先证者Ⅲ1心电图，示窦性心律，左心室肥厚，预激综合征；B为先证者母亲Ⅱ2心电图；C为先证者基因检测峰度图，示其携带LAMP2（c.64+1G>A）基因突变

图3 先证者Ⅲ1的MRI特征。男，20岁，Danon病。A为先证者心脏基底段短轴电影图，可见左心室心肌明显肥厚；B为其心脏基底段短轴LGE图，示左心室侧壁斑片样强化（箭）；C和D为T1mapping、ECV图；E和F分别为心脏四腔心电影及LGE图，示心肌中层及侧壁延迟强化（箭）；G和H分别为心脏长轴两腔心电影及LGE图，示心肌中层散在斑片样延迟强化（箭）；I～L分别为心脏基底段、中间段、心尖段及四腔心TSE T2图，示心肌中间层心肌纤维化呈T2稍高信号（箭）

图4 先证者母亲Ⅱ2的MRI特征。女，44岁，Danon病。A为其心脏基底段短轴电影图；B为心脏基底段短轴LGE图，示内膜下心肌延迟强化（箭）；C和D为T1mapping、ECV图；E～H分别为心脏基底段、中间段、心尖段及四腔心TSE T2图，示心肌纤维化呈T2稍高信号（箭），与LGE延迟强化区域基本一致

图5 正常家系成员Ⅱ3的MRI特征。A为其心脏基底段短轴电影图；B为心脏基底段短轴LGE图；C和D为T1 mapping、ECV图，均未见异常

3 讨论

本研究报道了一个中国 Danon病家系的多参数MRI特点，展示了Danon病患者中存在的“非典型”的HCM磁共振特征，其预示着多参数 MRI在可疑Danon病的诊断上可能会提供一些重要的鉴别信息。

Danon病是一种罕见病，其一般幼年起病，多在20岁以前发病，男性患者发病较多，与一般的肥厚型心肌病患者相比，Danon病患者左心室心肌最大横径往往>30 mm，且预后较差。在临床上表现为“心肌肥厚-预激综合征-骨骼肌受累和智力发育迟滞”三联征[1]。而患此病的女性常常表现为轻微或迟发的心脏症状。部分患者也可出现眼底色素视网膜病[14]。本研究中，先证者Ⅲ1于 17岁发病，主要表现为心肌肥厚和预激综合征，与既往报道一致，但本研究中先证者未出现智力发育迟滞，且本研究中的女性Danon病患者心脏功能严重下降，心肌受累较严重，提示女性Danon病患者的临床表现可能存在较大的异质性。

目前，利用MRI多参数成像评价Danon病的研究尚比较缺乏。Dara等[15]和Piotrowska-Kownacka等[16]报道，在携带LAMP2基因突变的3例男性Danon病患者中，其LGE主要分布于心肌前、侧、后壁，而在右心室连接部未见明显LGE，其与大多数延迟强化主要位于室间隔的肥厚型心肌病明显不同。本研究结果与上述结果一致，提示对在室间隔特别是右心室连接部缺乏LGE的男性HCM患者需考虑与Danon病进行鉴别。对于女性Danon病患者，往往LGE特点不一。Dara等[15]报道1例女性Danon病患者的LGE主要位于心肌侧壁和上、下右心室插入部间，但在间隔部未见LGE。Vago等[17]报道1例女性Danon病患者的 LGE主要呈斑片状位于中层心肌。本研究增加了非缺血性心内膜下LGE和透壁LGE。因此，若女性HCM患者存在片状非缺血性心内膜下LGE，也可能需要考虑Danon病。

总之，本文报道了一个罕见的Danon病家系，并且利用MRI探讨其心脏MR表型的特征，结果发现，在这个家系的 Danon病患者的心肌均存在广泛的非特异性的纤维化特点，多参数 MRI在 Danon病与HCM的鉴别诊断上也许能够提供一些重要信息。