神经元蜡样脂褐质沉积症3 例临床及基因变异分析

王 瑶 禚志红 孔惠敏 靳培娜 方 敩 王怀立

郑州大学第一附属医院儿科（河南郑州 450000）

神经元蜡样脂褐质沉积症（neuronal ceroid lipofuscinosis，NCL），也被称为Batten 病，是儿童时期常见的神经退行性疾病，主要临床表现为认知和运动功能减退、癫痫发作、进行性视力丧失、早逝[1]。此前NCL 按发病年龄分为4 类：婴儿型、晚婴型、少年型和成年型。随着遗传基因和生化的最新研究进展，学者对NCL 以基因分层方式进行了新的分类，以便有效地进行临床管理及作为未来基因治疗的基础[2]。目前PPT 1、TPP 1、DNAJC 5、CLN 3、CLN 5、CLN 6、MFSD 8、CLN 8、CTSD、GRN、ATP 13 A 2、CTSF和KCDT 7基因变异被认为与NCL 发病相关[3]。组织病理学检查或基因检测可明确诊断[4]。本研究分析3个家系NCL患儿的临床特点，并进行遗传学分析，以提高临床医师对该病的认识。

1 临床资料

例1，女，3岁4个月，因认知、运动倒退1年余，抽搐4 个月就诊。患儿3～4 个月抬头，6 个月会坐，7 个月翻身，11 个月扶站，1 周岁可以独走，8 个月会无意识喊“妈妈”。患儿1 岁半时开始出现认知、运动逐渐倒退，现不能独坐、不会走路、不会说话，不会咀嚼。3岁1个月时出现抽搐，表现为双目左斜、双上肢屈曲、四肢快速抖动，手心、足心多汗，约1 小时缓解。予服用左乙拉西坦、托吡酯，仍有发作，4、5 次/d。患儿系G2P2，足月剖宫产，出生体质量3.0 kg。患儿生后有新生儿高胆红素血症，予以蓝光照射治疗。母孕期体健，无有毒有害物质接触史。父母体健，非近亲结婚。有1个哥哥8岁，1岁半前发育正常，会独走、会说间断的单词，之后出现认知及运动倒退，现不会翻身、不能站立、不会说话、不会咀嚼；3 岁时开始出现抽搐，表现为双眼上翻、牙关紧闭、口吐白沫、四肢强直抖动，持续约半小时缓解；予以左乙拉西坦、复方苯巴比妥口服，抽搐较前有缓解；现间隔5～6 天发作1 次，表现为四肢快速抖动。体格检查：神清，竖头不稳，不能独坐，不会走路，双肺呼吸音清，心律不齐，四肢肌张力可，病理反射阴性。实验室检查：血常规、血生化、乳酸及血氨无异常。脑电图（EEG）正常。双眼彩超示右眼玻璃体轻浑，视神经回声前方可见小凹陷；左眼玻璃体内未见明显异常回声（图1）。头颅磁共振成像（MRI）示幕上脑室系统扩张，双侧大脑半球脑沟及脑裂可见增宽加深，考虑轻度脑萎缩（图2）。

图1 先证者1 双眼彩超报告

图2 患儿头颅MRI 表现

例2，女，5 岁2 个月，因发育倒退3 年余就诊。患儿3个月抬头，6～7个月会坐、翻身，12个月扶站，1岁2个月独走，1岁时会叫“爸爸、妈妈”。1岁半走路易摔跤，2岁半不能走路，2岁后不再说话，2岁左右咀嚼困难；现不能独坐，不会说话，流质饮食。患儿系G2P2，足月顺产，出生体质量3.3 kg。生后无窒息、抢救史。母孕期体健，无有毒有害物质接触史。父母体健，非近亲结婚。有1 个哥哥，1 岁半前发育正常，会独走、叫“爸爸、妈妈”；之后出现认知及运动倒退，现已去世。体格检查：神清，头可居中，不能独坐，不能站立，不认人；心肺腹无异常，足背屈角大，病理反射阴性。实验室检查：血常规、血生化、乳酸及血氨无异常。头颅MRI示额叶脑白质中心在T2WI呈低信号，额颞叶周围脑白质T2WI不明显；侧脑室前角旁及后角旁脑白质纠集；胼胝体偏薄；脑白质髓鞘化过程落后，脑沟裂增宽，可疑轻度脑萎缩，脑发育不良（图2）。

例3，女，6岁5个月，因发育倒退、抽搐1年余就诊。患儿3个月抬头，6～7个月会坐、翻身，1岁2个月会扶站，1岁5个月会独走，1岁2个月时会叫“爸爸、妈妈”；自幼智力稍差于同龄儿，但可正常上学。患儿于5岁3个月开始出现认知、运动的逐渐倒退，现可自行走路，但双腿发软；吐字不清、不会写字、不认字；同时伴抽搐，表现为双目上翻、眨眼、咂嘴、四肢强直，无口吐白沫、大小便失禁等症状，持续约1分钟缓解，缓解后嗜睡；未给予特殊治疗。6岁时再次出现抽搐，表现同前，给予左乙拉西坦口服。3个月前漏服药物后出现抽搐1 次，表现为突然摔倒、呼之不应、双眼半闭、四肢强直。现患儿规律服药，未再发作。患儿系G2P2，足月顺产，出生体质量4.0 kg。生后无窒息、抢救史。母孕期体健，无有毒有害物质接触史。父母体健，非近亲结婚。有1个姐姐14岁，体健。体格检查：智力落后，不认字，不能写字，不能准确计算10 以内加减法，吐字不清，视力下降，在1m外不能辨认家人，心肺腹正常，四肢肌张力可，病理反射阴性。实验室检查：血常规、血生化、乳酸及血氨无异常。视频脑电图示儿童异常脑电图；背景活动偏慢，清醒期广泛性或额区为主的慢波阵发，睡眠期左侧前额区或双侧枕区为主的尖慢波发放，监测中记录到发作期图形。视觉诱发电位示双眼P100潜伏时延迟，波形分化差。头颅MRI示小脑体积减少，小脑脑沟增宽，枕大池增大，提示小脑萎缩（图2）。

为进一步明确诊断，经医院伦理委员会批准及家属知情同意，对3 例患儿及其家属行全外显子基因检测。采用EDTA 抗凝试管，抽取先证者及家属外周血各2 mL，QIAGEN 基因组DNA 提取试剂盒（QIAamp DNA blood Minikit）提取外周血白细胞基因组DNA，利用NovaSeq 6000基因测序仪，将获得的质控合格的文库进行高通量测序，并根据基因检测结果进行Sanger 测序分析。结果显示，例1 的PPT 1基因存在复合杂合变异，c.124+1 G＞A 和c.413 C＞T，其中c.124+1G＞A遗传自父亲，编码区第124号核苷酸后内含子中第1 位核苷酸由G 变为A；c.413 C＞T遗传自母亲，导致编译第138 号氨基酸由丝氨酸变为亮氨酸（p.Ser138Leu），见图3。c.124+1G＞A发生在splicing 区域，导致蛋白质功能改变；HGMD 数据库有此变异致病的报道。c.413C＞T，蛋白功能预测结果为有害，疑似致病性变异；HGMD数据库有此变异致病的报道。结合临床表现和家系特点，可判定该复合杂合变异为致病变异。例2 及其哥哥的PPT 1基因存在复合杂合变异，c.181 C＞T 和c.536+1 G＞A，其中c.181 C＞T 遗传自父亲，导致编译第61 号氨基酸Arg的密码子变为终止密码子（p.Arg61Ter），使肽链合成提前终止；c.536+1 G＞A 遗传自母亲，编码区第536号核苷酸后内含子中第1位核苷酸由G变为A（图4）。两个变异位点分别在Clinvar和HGMD数据库中有致病报道。结合临床表现及检查结果，判定为致病变异。例3 的CLN 8基因存在复合杂合变异，c.768 G＞T 和c.209G＞T，其中c.768G＞T遗传自父亲，导致编译第256号氨基酸由谷氨酰胺变为组氨酸（p.Gln256His）；c.209 G＞T 遗传自母亲，导致编译第70 号氨基酸由精氨酸变为亮氨酸（p.Arg 70 Leu），见图5。两变异位点均发生在CLN 8同源功能结构域，为中等性致病；c.768 G＞T 和c.209 G＞T 在千人基因组以及 HGMD 数据库中未收录。但结合临床表现、检查结果及家系特点，可判定该复合杂合变异为致病变异。

2 讨论

NCL是一组单基因遗传性退行性疾病，表现为神经元细胞内发现腊样脂褐质沉积、认知运动衰退、癫痫及视网膜病变。虽然所有的NCL临床和病理学都表现出相似性，但每一种类型都具有独特的病理生理特征。NCL 的超微结构可表现为颗粒状嗜锇物质、线样体、曲线体、指纹体结构[4]。随着对不同类型NCL 的深入研究，其表型谱也不断扩大。即使有相同基因变异的患者，临床表现也可能不同[1]。

CLN1基因位于染色体1p32，编码棕榈酰蛋白硫代酯酶1（palmitoyl protein thioesterase 1，PPT1）[4]。PPT1是一种可溶性溶酶体蛋白，参加多种细胞过程，包括凋亡、内吞、囊泡转运、突触功能和细胞内信号转导，其功能障碍可多种途径引起神经元凋亡。研究显示，PPT 1 也存在于溶酶体外，并不完全与溶酶体结合，表明其疾病可能并不仅仅是由于异常的储存所 致[5-6]。CLN8基因位于8p23.3，是一种非糖化跨膜蛋白，含有286个氨基酸，参与脂质的生物合成、转运和代谢[7]。

图3 先证者1 及其父母PPT1 基因测序图

图4 先证者2 及其父母、哥哥PPT1 基因测序图

图5 先证者3 及其父母CLN8 基因测序图

典型婴儿型（6～24个月发病) 和晚婴型（2～5 岁发病）表现的第一症状是精神运动发育减慢，随后迅速停滞，然后是后天获得的认知和运动能力下降及癫痫发作，最后是视力丧失；而少年型（5～7岁发病）通常是视觉丧失，其次是精神和行为改变，最后在青春期早期丧失运动技能和癫痫发作[8]。本组患儿中，例1 和例2 家系中的4 例患者的发病年龄均在婴儿早期，临床表现均有认知和运动的倒退；例2 家系中后期伴有癫痫发作，符合婴儿型的临床表现。例3 的发病年龄较晚，临床表现为癫痫发作、认知和运动倒退及视力下降，考虑为晚婴型。文献报道，NCL 患儿癫痫主要发作形式为肌阵挛，可出现不典型失神发作、全面-强直阵挛发作或多种发作形式并存[9]。研究显示，CLN 1和CLN 8型患儿在疾病后期癫痫发作的频率会逐渐下降，但进行性痴呆和运动障碍继续 存在[7,10]。本研究中，例2 为肌阵挛癫痫，其哥哥的癫痫发作形式为多种形式并存；例3 为局灶强直阵挛发作，与文献报道相符[9]。基因检测显示，例1 为PPT 1基因c.124+1 G＞A 和c.413 C＞T 复合杂合变异。其中c.124+1 G＞A 发生在splicing 区域，导致蛋白质功能改变。依据ACMG指南，具有极强的致病性。c.413C＞T经相关蛋白功能分析软件预测为有害变异，判定为可疑致病变异。例2 为PPT 1基因c.181 C＞T和c.536+1 G＞A 复合杂合变异，2 个变异位点均可使蛋白质功能受到影响。结合临床表现及辅助检测，例1 和例2 均可诊断为NCL 1 型。例3 为CLN 8基因c.768 G＞T 和c.209 G＞T 复合杂合变异，2 个变异位点均未在Clinval 及HGMD 数据库中收录。生物信息学分析显示2 个变异位点对基因或基因产物均产生有害影响，结合临床表现及家系特点，可诊断为 NCL8型。

NCL患儿头颅MRI几乎都表现异常，主要包括弥漫性脑萎缩、白质脑病、皮质变薄和丘脑T2加权低强度。其中丘脑T2加权图像出现低强度最常见于婴儿，其次是青少年和晚期婴儿[11]。3例患儿的头颅MRI都表现有脑萎缩。随着病程进展，NCL患儿的脑萎缩程度会进行性加重，后期还需不断检测其变化。NCL 患儿EEG背景多为弥散性慢波，痫样放电可为局灶性和/ 或广泛性[9]。例1因未做长程EEG，不能提供有效信息。例3 的EEG 提示背景活动偏慢，广泛性痫样放电，与报道相符[9]。

NCL现尚无特异性的治疗手段。对于癫痫发作的患儿，可给予抗癫痫药物治疗，改善症状。新的治疗方法，如酶替代疗法、基因治疗、药理学方法、免疫调节疗法及神经干细胞移植疗法均处于临床试验中。目前脑室内注射酶替代疗法治疗CLN2是美国食品和药物管理局和欧洲药品管理局批准的第一种治疗方法，但预计需终生治疗[12-13]。

综上所述，PPT 1基因变异可呈现不同的临床表现，即使是同一家系具有相同变异点的个体临床表现也可各不相同，体现其表型异质性。疾病相关的基因检测有助于临床早期诊断，并进行遗传咨询。另外，在本组家系中发现2 个未见报道的CLN 8基因变异位点，丰富了基因变异数据库。随着分子生物学研究的不断进展，将有利于优生优育及提供有效的治疗 手段。