CHILD 综合征研究进展

韩春雨,韩建文

1 临床表现

CHILD综合征是1980年Happle等人提出的先天性偏侧发育不良、鱼鳞病样痣和肢体缺陷的首字母缩写。CHILD综合征典型的临床特征是一种称为鱼鳞病样痣的特殊炎症性皮肤病,鱼鳞病样痣在出生时或新生儿时期出现,最初表现为单侧红斑伴鳞屑,之后逐渐进展为角化过度的疣状斑块。皮损有两种不同的表现形式:①弥漫性的累及身体的一侧,由单侧局限性边界清楚的红色斑块组成,斑块上覆盖着厚厚的蜡状或淡黄色的粘连性鳞屑;②皮损可沿着一条或多条Blaschko线呈窄带状分布,这是公认的外胚层发育模式。该皮损出生时就存在,并且随着年龄增长红色斑块会逐渐增厚并伴有瘙痒的症状。部分患者皮损可自发消失,但可能在以后会再次出现在相同的位置。CHILD综合征患者最常受累的部位是外阴、腋窝、臀部等皱褶部位[1]。患者还可出现脱发,但面部皮肤通常不受累。患者的甲可出现多发性甲周角化过度伴裂伤、甲营养不良等表现。肢体缺损的严重程度也有很大差异,可表现为从某些掌骨或指骨发育不良到完全缺失[2]。X线可观察到软骨的非特异性点状钙化。

该病还可累及其他系统,如神经系统:会出现同侧大脑半球或颅神经发育不良,广泛白质缺失,脑积水等;心血管系统:会出现单心室,室间隔缺如,二尖瓣缺乏,主动脉缩窄等;泌尿系统:会出现肾缺如,肾盂积水等;其他:肺组织发育不良,甲状腺、肾上腺发育不全或缺如等。至今报道的CHILD综合征患者中约有2/3是右侧受累,而病变位于左侧往往会出现更严重的身体内部脏器异常而导致早期死亡。CHILD综合征患者的皮损分布具有严格的中线分界(偏侧化模式)和对身体褶皱部位亲和性的特点,很少情况下是两侧同时受累的。

CHILD综合征另一个少见皮肤特征是疣状黄瘤,可以影响生殖器及生殖器以外的部位,散发性疣状黄瘤通常表现为无症状的良性孤立性角化过度的结节,累及肛门及口周。还有研究[3]显示,CHILD综合征的致病基因还原性辅酶Ⅰ类固醇脱氢酶样蛋白(nicotinamide adeninedinucleotide phosphate steroid dehydrogenase-like protein,NSDHL)基因与散发性口腔疣状黄瘤之间存在潜在联系。通过证实,CHILD综合征背景下的疣状黄瘤和孤立性疣状黄瘤有不同的发病机制,前者与板层颗粒异常和全身性脂代谢障碍有关,而后者被认为与局部脂代谢异常和局部刺激或重复创伤引起的角质形成细胞变性有关。CHILD综合征患者多为女性,因患有本病的男性胚胎不能正常发育而死亡,目前仅有2例男性患者的报道,最早是Happle在1996年报道过1例染色体正常的(46,XY)2岁男孩病例。

2 发病机制及致病基因

2.1X染色体与等位基因 CHILD综合征是罕见的X连锁显性遗传病,且具有男性致死的特点。NSDHL基因突变的女性携带者可以表现为正常或患病,有学者[4]认为这是由于莱昂化效应导致的,即女性两条X染色体随机失活一条。每个女性个体都表现出与X染色体有关的功能嵌合体,两条染色体中的一条在胎儿时期的前几周失活,这种莱昂化效应会随机的涉及到来自父亲或母亲的X染色体,但对于给定细胞的所有后代来说,X染色体的失活是固定的,因此,女性是两种细胞群的混合体,一些细胞具有活跃的父系X,而另外一些细胞具有活跃的母系X。各种X连锁基因缺陷的杂合状态导致了一种特殊的皮损分布模式,即沿着Blaschko线分布,Blaschko线代表了皮肤的发育生长模式,并不对应于任何神经、血管、淋巴管结构。在对外周血中白细胞的X染色体失活研究[4]中表明,一个等位基因(占正常等位基因的89.20%)的优先失活,与X染色体的偏态化一致。基因组学对这两种角质形成细胞的DNA测序显示两个等位基因的代表性相同,然而逆转录聚合酶链式反应从患者患侧和非患侧分离的角质形成细胞和成纤维细胞的互补DNA(cDNAs)上发现,受影响的角质形成细胞表达突变等位基因,而未受影响的角质形成细胞仅表达野生型等位基因[5]。

2.2NSDHL基因及其突变类型 CHILD综合征的致病基因是NSDHL基因,疾病的严重程度取决于X失活的模式而不是特定类型的基因突变[6]。NSDHL基因定位于Xq28。NSDHL基因有8个外显子,编码1 122个核苷酸的开放阅读框,编码373个氨基酸的蛋白质,第1个氨基酸密码子定位于第2个外显子[7]。自1903年发表的第1例CHILD综合征病例报告以来,已经报道了来自不同国家的大约30种CHILD综合征患者的基因突变类型(表1)。大多数是单核苷酸替换[2],基因突变类型有错义突变、无义突变、沉默突变等,以错义突变和无义突变居多,报告中的大多数患者为欧洲人种,少数为亚洲人种,个别病例来自世界其他国家或地区。

表1 CHILD综合征NSDHL基因突变类型

2.3胆固醇代谢NSDHL基因突变导致胆固醇合成所需的3β-HSD功能丧失,从而引起胆固醇合成障碍及毒性代谢产物的堆积[8]。胆固醇的合成途径:所有有核细胞都有从头生成胆固醇的能力,肝脏是最重要的来源。胆固醇的合成是一个复杂的过程,始于乙酰辅酶A,涉及20多种酶的协同作用,其中大部分位于内质网上[9],包括几个关键的中间步骤,其中之一是羊毛甾醇转化为胆固醇,也称为远端胆固醇代谢。胆固醇是由醋酸酯经一系列酶促反应合成,分为前角鲨烯代谢和后角鲨烯代谢(图1)。胆固醇的最终生成涉及氧化反应和甲基修饰。NSDHL基因编码从羊毛甾醇中去除C-4甲基的酶复合体中的一个成员。NSDHL基因突变阻止了羊毛甾醇后胆固醇的产生,同时也导致了上游潜在有毒代谢产物的堆积[10]。3β-HSD是C4脱甲基酶复合体的组成部分之一,该酶缺乏可导致4-α-甲基甾醇水平升高,可在患病皮肤和培养细胞中检测到,但血浆甾醇水平通常是正常的[11]。胆固醇前体的堆积导致氧化甾醇的减少和3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶A(3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A reductase,HMG CoA)还原酶的降解,该酶是胆固醇合成的限速酶,该酶的减少进一步加剧了胆固醇生成的减少和随后的表皮破坏。胚胎发育早期,母体为胎儿提供生长发育所需的胆固醇,且胎儿所需胆固醇主要由母体提供,是胎儿胆固醇的主要来源,特别是血脑屏障发育之前,胚胎的大脑发育需从母体获取胆固醇,在此期间胎儿自身胆固醇合成障碍对胎儿影响较小,但是在胎儿血脑屏障建立后,胎儿大脑发育完全依赖胎儿自身合成的胆固醇,此时胎儿自身角鲨烯后途径的酶缺陷将导致CHILD综合征[12]。而NSDHL基因突变的男性胚胎会在妊娠期死亡, Caldas等[13]在2004年通过5′-溴-3′脱氧尿嘧啶核苷掺入法显示胎儿胎盘迷路层较薄,胎儿血管较少,迷路滋养层细胞减少,而基因突变导致胎盘缺陷的机制尚不明确。因此对轻度患者的咨询应包括他们的后代可能受到严重影响的可能性。

图1 胆固醇代谢途径

2.4胆固醇的作用 胆固醇合成的异常及有毒代谢产物的堆积被认为阻止了机体建立和维持完整的皮肤或屏障功能,因为胆固醇是影响胚胎和出生后发育的类固醇激素的主要前体,并且是细胞膜及髓鞘的重要组成部分,也是人体皮肤的屏障功能维持的主要成份之一[14]。胆固醇的缺乏,导致角质层通透性增加,还会使促炎细胞因子激活,如IL-1α和IL-1β,以及诱导角质形成细胞的异常增殖和分化。胆固醇还是角质层中板层结构的关键成分之一,胆固醇不足会导致这些板层结构的破坏。角质形成细胞在很大程度上不受全身影响主动合成胆固醇,但对外界环境的变化高度敏感,如渗透屏障完整性被破坏。胆固醇合成和分泌减少及有毒代谢产物浓度增加,二者一起导致角质形成细胞脂质胞膜的缺陷,从而导致角质形成细胞对水和离子的渗透性更强,角质层pH值增加,激活降解角质形成细胞间桥粒的蛋白酶和合成角质层脂膜的脂质加工酶。这些异常共同导致了角质层破裂和皮肤屏障受损,经皮水分损失增加,产生角化过度、皮肤结垢、红斑、裂隙、瘙痒、炎症和皮肤疼痛等临床表现[15]。

2.5Hedgehog(HH)信号通路 Hedgehog(HH)信号通路是一个通过调节细胞分裂和细胞命运来调控胚胎发育的精心控制的过程。Hedgehog途径的功能障碍与多种发育缺陷包括肿瘤在内的疾病有关[16]。胆固醇及其代谢产物在调节Hedgehog信号中起关键作用,胆固醇的缺乏及代谢产物的堆积可导致Hedgehog信号通路异常,导致CHILD综合征患者的骨骼畸形。现已发现胆固醇通过Hedgehog信号通路与控制胚胎发育的蛋白质相互作用。2006年Jiang等[17]使用一个转基因小鼠系(Ptch1tm1Mps)检测到Hedgehog信号通路可能参与了NSDHL基因突变体胎盘的病理生理改变,该转基因小鼠系包含一个在ptch1启动子控制下的LacZ reporter基因,ptch1是编码Hedgehog蛋白受体的主要基因。他们还展示了来自野生型妊娠中期胚胎的胎盘尿囊中胚层中ptch1的表达。对比正常胎儿胎盘中Ptch1和Indian Hedgehog (IHH)的表达,在NSDHL基因突变胎盘中观察到Hedgehog信号显著减少甚至缺失,以及NSDHL基因突变体中发现的胎盘形态缺陷,都强烈地表明Hedgehog信号通路在胎盘发育过程中发挥了关键的作用。证据表明,NSDHL基因突变的女性胎盘缺陷是非细胞自主的,因为Hedgehog信号可以被多个尿囊中胚层细胞接收到。实验证明,NSDHL基因突变体和野生型胎盘在基因表达上的明显差异,并首次在体内证明了在遗传性胆固醇合成障碍中存在Hedgehog信号缺陷。

哺乳动物中有三种Hedgehog蛋白,包括sonic Hedgehog (SHH)、Indian Hedgehog (IHH)和 desert Hedgehog (DHH),它们的氨基酸序列与Drosophila Hedgehog 蛋白的氨基酸序列最接近。在哺乳动物中,这些Hedgehog 蛋白在整个胚胎发育过程中发挥作用,能够影响细胞命运,以及细胞增殖和程序性细胞死亡。Hedgehog 蛋白在分泌之前,通过将胆固醇部分共价连接到活性N末端多肽的C末端,进行自动催化加工。胆固醇生物合成受损还扰乱了胚胎中SHH的功能,特别是在骨骼和中枢神经系统的发育过程中有所体现。胆固醇合成障碍所致的有害前体的积累比胆固醇缺乏本身对SHH功能障碍的影响更大,尽管两者对其都有影响[18]。功能激活的Hedgehog蛋白被一个共价连接的胆固醇分子修饰,并在毛囊发育,软骨细胞分化和确定偏侧发育中发挥重要作用[19]。这种也解释了为什么CHILD综合征患者会出现中枢神经系统和四肢单侧发育不良的临床表现。

3 组织病理学

CHILD综合征患者皮肤病变表现为银屑病样棘层增生,部分区域角化过度和角化不全交替出现且大部分这种改变垂直发生。真皮上部、血管周围及毛囊周围可见轻、中度淋巴细胞浸润,毛囊内有深在角质栓,表皮内汗管有浅表角栓。真皮乳头水肿并有大量泡沫细胞浸润,泡沫细胞中可见空泡和脂滴,且表达CD68和CD163等表面标记物,这是巨噬细胞所特有的表面标记物,而Mi等[7]在2015年也证实了CHILD综合征患者皮损处的泡沫细胞是由于巨噬细胞吞噬脂质形成的。真皮-表皮连接处结构正常,基底层增加至2～3层,基底细胞含有大量线粒体。棘细胞增大有透明胞浆和核周晕,颗粒层变薄甚至不明显。

4 鉴别诊断

CHILD综合征需要与X连锁显性点状软骨发育不良综合征(CDPX2)、炎性线性疣状表皮痣(ILVEN)、肠病性肢端皮炎、反向银屑病、Olmsted综合征等疾病鉴别。

4.1X连锁显性点状软骨发育不良综合征(CDPX2) CDPX2是一种罕见的疾病,其特征是不对称性的骨缺陷,包括骨骺点状钙化、四肢缩短和前臂不对称,红皮病背景下的Blaschko线的一过性严重先天性鱼鳞病,斑片性脱发,白内障,以及头面部缺陷[20]。单侧CDPX2患者易被误认为是CHILD,但对NSDHL基因编码序列的分析显示,没有致病基因突变,且CHILD患者中不存在白内障,且皮损更严重,持续时间更长,骨骼发育异常更为严重。

4.2炎性线性疣状表皮痣(ILVEN) CHILD综合征临床症状轻微的患者最初可误诊为ILVEN。ILVEN的特点是囊样疣状损害,通常出现在出生时或者儿童早期,女性占优势(男女之比为1∶4),皮损常累及左下肢,以及难以治疗的持续性皮损[21]。油腻的、黄色的蜡样的鳞片和对身体褶皱部位的亲和性是区分CHILD综合征和ILVEN的特征。

4.3肠病性肢端皮炎 肠病性肢端皮炎是一种遗传性锌吸收障碍,为常染色体隐性遗传。皮损干燥界清,具有鲜红的湿疹样皮炎斑片和斑块,可进展为水疱、大疱,糜烂结痂的皮损,可有甲沟炎、口角炎并伴畏光、易激惹、情绪低落等。实验室检查血清/血浆锌水平低,尿锌排泄降低。CHILD综合征患者血清中锌的水平正常以及对口服锌治疗没有效果可以排除。

4.4反向银屑病 反向银屑病通常以腹股沟、外阴、乳房下皱褶、臀沟和其他身体褶皱部位受累为特征,有稳定期与退行期,且没有同侧肢体发育缺陷;CHILD综合征患者去除鳞屑无出血点,且累及身体一侧,发病年龄早。

4.5Olmsted综合征 Olmsted综合征是一种以手足皮肤过度增厚、角化为特征的常染色体显性遗传病,可出现手指、足趾屈曲,挛缩断裂,导致功能丧失,并伴有严重瘙痒及疼痛;CHILD综合征患者身体一侧有皮肤呈红斑角化斑块,无任何Olmsted综合征的其他特征性表现[4]。

5 治疗

5.1常规治疗 常规治疗的目的是减轻皮肤的红斑、角化、鳞屑等临床表现。既往使用局部疗法包括角质溶解剂,如1%～2%的水杨酸水溶液或含尿素的制剂,润肤剂,糖皮质激素等。系统治疗可口服维A酸或甲氨蝶呤。但这些治疗都不能纠正患者皮肤中的胆固醇缺乏或毒性代谢物积聚,而是通过使得表皮变薄来缓解一些皮肤变化,如表皮棘皮病、角化过度和炎症。出于这个原因,除了润肤剂外,患者对其余外用产品一般耐受性较差。

5.2针对发病机制的疗法及疗效 CHILD 综合征的皮损表现主要是由于胆固醇缺乏和异常类固醇前体的堆积引起,针对皮肤表型的治疗应力求恢复两者之间的平衡。有多项研究[6]已证实,局部应用胆固醇和他汀类药物(一般是洛伐他汀或辛伐他汀)可对CHILD综合征患者具有显著持久的疗效。局部应用胆固醇可以弥补有缺陷的胆固醇合成途径,并提供正常角质层形成所需的胆固醇,而他汀类药物可以抑制胆固醇合成途径中的限速酶(HMG CoA还原酶),以达到防止有毒代谢产物的蓄积,来逆转CHILD综合征的皮肤症状[22]。且此种疗法没有任何显著的不良反应,还有成本低、安全性较高、相对便宜、疗效可观察等其他优点。胆固醇和他汀类的脂溶性使药物可以局部应用并渗透到角质层,局部用药与口服药物治疗相比,很大程度上避免了系统用药的全身效应和不良反应,也增强了药物在靶器官的有效蓄积。大多数患者经治疗效果非常明显,患者的皮损可完全恢复正常,但也有接受此治疗方法后不能达到皮肤完全正常化的报告[23]。局部应用他汀类药物和胆固醇治疗CHILD综合征取得良好效果也为其他疾病针对发病机制的治疗提供了良好的借鉴。

多项研究报告,患者联合使用2%他汀类药物和2%胆固醇2次/d涂于皮损处,约2～4周,皮损处的红斑鳞屑等开始减少,6～8周后皮损明显减少,甚至可基本恢复正常,仅有散在的炎症后色素沉着[10,24-27]。而运用此种疗法的治疗效果跟CHILD综合征患者基因突变类型是否有区别目前还缺乏充足证据,至今为止世界各地发表的病例报告中尚缺乏对两者关系的详细阐述。Bergqvist等[28]在2017年报告的1例患者经含2%胆固醇和2%洛伐他汀的乳膏治疗,2次/d,3个月的治疗后病灶完全消失,患者随后失访,直到8个月后病灶再次复发才返回,因此得出结论,尽管停止了治疗,一些患者可能会有长期的缓解。

Bajawi等[29]都尝试过使用2%辛伐他汀的单一疗法,结果表明此种疗法与他汀类和胆固醇联合疗法的疗效相似,同样可以有效治疗CHILD综合征患者的皮肤损害,但如果没有代谢产物的产生被阻断,而单独使用胆固醇却不能达到满意的效果[26,30]。

5.3抗真菌治疗 有学者[31]认为,鱼鳞病易并发真菌感染,并且也有研究报告在鱼鳞病患者中发现白色念珠菌感染,在使用酮康唑外用及口服治疗后,皮损改善较明显。Liu等[32]在2014年尝试了使用酮康唑进行局部治疗,患者对此疗法有较好的反应。酮康唑是一种抗真菌药物,它通过抑制细胞色素p51来发挥作用,细胞色素p51催化C14位的甾醇前体去甲基化,并产生中碘激活的甾醇。抑制CYP51可能导致NSDHL上游代谢产物的减少,从而减少胆固醇远端代谢的毒性代谢产物的积累。酮康唑的另一个可能的作用机制是通过抑制细胞色素p26升高内源性维A酸水平。证据表明,酮康唑也可通过细胞色素p450酶影响胆固醇的生物合成。因此外用酮康唑可能是另外一种治疗胆固醇代谢紊乱所致先天性鱼鳞病的治疗选择。

5.4外科治疗 有文献[33]报告手术切除皮损后,再将携带正常等位基因的皮肤移植于创面,皮损可恢复正常。由于CHILD综合征患者皮肤的受累区域表达突变基因,而非受累区域表达正常等位基因,因此手术切除携带突变等位基因的皮肤应该允许携带正常等位基因的皮肤移植到受累区域。但也有文献[4]报告,将腋下皮损切除后,再移植外观正常的大腿皮肤,移植术后移植的皮肤出现了CHILD综合征的表现,这表明即使移植的大腿皮肤看起来正常,但它很可能携带突变的NSHDL等位基因,在移植至腋下等皮肤褶皱部位后才表现出临床症状,而具体是什么因素导致这种情况的出现,现在尚缺乏充足的研究。但由此说明,仔细选择供皮是至关重要的。有学者[33]指出,毳毛的存在是皮肤移植效果良好的可靠指标,表明供体皮肤不具有发展为鱼鳞病样痣的倾向。由于突变的NSDHL等位基因在无毛皮肤中可能仍然在表达方面占优势,所以外科医生应该尽量避免把富有毳毛的区域作为供皮区。这种治疗方法可能不适合皮损面大的患者,如巨大鱼鳞病样痣。

6 小结

综上所述,CHILD综合征是一种罕见的遗传性皮肤病,可能累及多个系统,其致病基因NSDHL突变导致胆固醇合成所需的关键酶——3β-羟基类固醇脱氢酶功能丧失,致使胆固醇合成障碍及有毒代谢产物的堆积,从而导致一系列临床症状。目前,经基因诊断明确的CHILD综合征,使用针对发病机制的治疗方法已经证明具有良好的效果,提示对于罕见疾病基因诊断具有非常重要的价值,也为其他遗传性疾病的治疗提供了启示。