囊性纤维化及中国儿童特点

王　昊　徐保平　申昆玲

(首都医科大学附属北京儿童医院呼吸科 国家呼吸系统疾病临床医学研究中心，北京 100045)



· 呼吸疾病基础与临床 ·

囊性纤维化及中国儿童特点

王昊徐保平申昆玲*

(首都医科大学附属北京儿童医院呼吸科 国家呼吸系统疾病临床医学研究中心，北京 100045)

囊性纤维化是一种以肺部病变伴随其他多系统受累为主要特点的常染色体隐性遗传病，高加索人群发病率较高，但近年来随着对该病认识的提高及基因检测技术的发展，我国对儿童囊性纤维化的诊断有所增加。本文对该病发病机制、诊疗及中国儿童病例特点作一概述。

囊性纤维化；儿童；中国人

囊性纤维化(cystic fibrosis，CF)是一种累及多系统的常染色体隐性遗传病，主要表现为慢性、进行性阻塞性肺疾病，伴其他系统受累，如由于胰脏功能不全导致的吸收不良、营养不良、肝脏疾病、肝硬化和囊性纤维化相关的糖尿病等，可影响患儿寿命。最早在北美CF 被形象描述为“如果亲吻孩童的前额时感觉汗液很咸，则这个孩童将很快面临死亡”。随着现代医学的发展，CF患者的中位生存期从1938年首次发现该病时的低于2年[1]，稳步提升至41.1年[2]。CF是高加索人群中常见的遗传性疾病之一，发病率约为1/1 800至1/25 000[3]。而亚洲人种中该疾病少见，不同地区的发病率也不尽相同，日本CF发病率低至1/35万[4-5]。由于病例数较少，我国尚无该病发病情况的流行病学统计数据，但近年来随着对该病认识的提高及基因检测技术的发展，我国对CF的诊断也有所增加。本文就儿童囊性纤维化的发病机制、诊断与治疗及中国儿童囊性纤维化的病例特点进行综述如下。

1　囊性纤维化的发病机制

囊性纤维化是一种单基因遗传病，是由囊性纤维化跨膜传导调节因子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFTR)基因突变所致。该基因位于7q31，共有27个外显子，全长约250 kb，基因产物CFTR是一种包括1 480个氨基酸的跨膜糖蛋白。现已证实CFTR是一种cAMP依赖性氯离子通道蛋白，其合成、结构及功能的异常可导致上皮细胞中氯离子和水分泌的减少。最终造成细胞外分泌液含水减少，含盐量升高，黏液堆积，阻塞一些器官(如呼吸道、胰腺等外分泌器官)的管腔。堆积的黏液使细菌得以寄生，造成感染及炎性反应。

CFTR基因最早于1989年由Riordan等[6]克隆分离成功，截至目前公开报道的突变有约2 000种，而且数量还在不断增加。然而这些突变中仅有10%为常见突变，大多数突变为发生率很低的少见突变。其中一部分突变是致病突变，可导致典型CF表现，另外有一些突变，并不引起典型CF表现，仅与轻微病变或单个系统病变有关，被称为“CFTR相关疾病”或“CFTR相关代谢综合征”。不同突变种类可造成个体疾病不同严重程度的症状。

依据CFTR合成、结构、功能的异常可以将CFTR基因突变分为6类[7-8]。第Ⅰ类突变：蛋白合成异常。此类突变产生新的终止密码子，使转录过早中止，造成蛋白合成缺陷，包括各种无义突变、移码突变及剪切位点突变，如W1282X、 G542X、 R553X。第Ⅱ类突变：影响CFTR的翻译过程，使肽链不能正常地折叠，在内质网中发生降解。大多数的CF为此类突变，如F508、 N1303K、 P574H。第Ⅲ类突变：CFTR的调节区受到破坏，使之不能正常开启，而失去离子通道的功能，包括G551D、 G551S、 G1349D、 S1255P。第Ⅳ类突变：影响氯离子通道的传导性或对离子的选择性，使氯离子转运率降低，包括R117H、 R334W、 R347P、 P547H。第Ⅴ类突变：影响RNA剪接，产生正常转录子的同时也产生异常的转录子，致使具有正常功能的CFTR减少，包括A455E、 3849+10kbCT。第Ⅵ类突变：造成CFTR在细胞膜顶部结构不稳，常向羟基端方向断裂，包括432delTC、 Gln1412X、 4279insA。

CF是造成高加索人种儿童严重慢性肺疾病的主要原因，而CF的发病率和病死率也是由肺部病变的进展速度来决定的。CF患儿肺部病变的主要发病机制是由于气道黏液-纤毛清除系统被破坏。由于CFTR功能障碍改变了气道表面及腺体的生理功能，使得水分泌减少而重吸收增加，导致气道黏液毯脱水、干燥而变得黏稠，纤毛受压而不能正常摆动。这些黏稠分泌物堵塞支气管以及继发性感染, 是肺部病变的主要病理基础，反复的肺部感染及其诱发的炎性反应造成支气管扩张及阻塞性损伤，逐渐引起肺部广泛纤维化和阻塞性肺气肿。在以上病理基础上导致阻塞性和限制性混合的通气功能障碍,通气与血流比例失调以及弥散功能障碍引发肺功能进行性恶化，最终导致呼吸衰竭，同时肺循环阻力增加, 引起肺动脉高压和肺源性心脏病。因此预防及减慢肺功能恶化在囊性纤维化治疗中占有重要的地位。

2　儿童囊性纤维化的诊断

2008年，囊性纤维化基因会共识制定的CF诊断流程[9]如下：对于有一个或多个临床特征性表型，如慢性、反复性鼻窦肺部疾病、营养不良和消化道疾病，男性泌尿生殖系统畸形(如输精管缺如)或有CF家族史患者，首先进行汗液氯离子检测，若2次汗液氯离子≥60 mmol/L或1次汗液氯离子≥40 mmol/L及2处CFTR致病突变，则可诊断CF。

2.1汗液试验

汗液试验的适应证[10]包括：①新生儿期筛查阳性；②持续存在的提示CF的临床表现，如新生儿期胎粪性肠梗阻、慢性窦-肺感染、胰腺功能不全所致的吸收不良、多次痰培养出现铜绿假单胞菌或金黄色葡萄球菌、慢性肝脏疾病等；③有CF家族史者；④其他DNA突变检测提示CF可能。正确地进行汗液试验对于CF的诊断是非常重要的。汗液试验的方法是刺激前臂或大腿处，以产生和收集汗液，应该从单一部位取得最小质量或最小体积汗液以确保测试结果的正确性。需注意所选择部位不能有皮疹、炎性反应或外伤，以免体液污染样品。为了保证试验结果准确，应确保合适的出汗速度(平均出汗速度应该超过每分钟1 g/m2)和汗液电解质浓度，出汗达到一定速度，才能避免因汗液样品蒸发所带来的误差。保证刺激和收集区面积相似，尽量减少蒸发或氯化物被非刺激汗液所稀释。收集时间延长会增加汗液蒸发的机会，但实际并不能明显提高出汗量，因此汗液收集时间应在30 min以内。汗液试验的阴性参考值为40 mmol/L以下，而婴儿的汗液氯化物大于30 mmol/L时，应进行进一步评估。

2.2基因检测

CF作为一种已知基因明确的单基因遗传病，基因检测在其诊断中有至关重要的作用。在患儿临床表现不典型、汗液试验阴性或临界值时，可以通过CFTR基因检测明确诊断。由于CF发病率较低，临床表现多不典型，汗液试验开展相对较少，基因检测对于中国CF患者更加有意义。基因检测方法包括对已知的特异性突变进行检测以及进行CFTR全基因测序两种。目前特定突变的检测多为高加索人种中的常见突变，而既往关于中国人种的CFTR突变的报道多为少见突变，因此对于中国CF患者应选择CFTR全基因测序，这样可帮助找到少见突变，甚至还可能发现新的突变。

2.3新生儿筛查

在高加索人种国家由于CF发病率较高，远期危害大，新生儿筛查目前已广泛开展[11]，因为即使及时发现早期的临床症状/体征，CF的诊断在临床工作中也经常会被延误。免疫反应性胰蛋白酶(Immunoreactive trypsin, IRT)检测是Crossley等[12]在1979年研究发现的用于新生儿筛查的方法，初始IRT检测在新生儿出生最初几天内进行，并在约2周龄时进行复查，如持续存在高胰蛋白酶血症，则应怀疑CF的可能。为了避免IRT检测假阴性结果的影响，研究者进一步研发了IRT/DNA-F508del法，是一种结合了IRT检测及CFTR基因主要致病突变-F508del检测的二级新生儿筛查策略。此法可利用干血片在生后1周内完成检测，其灵敏度可超过97%。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。目前在美国约90%的新生儿接受IRT/DNA-CFTR筛查。美国医学遗传学会推荐的23个突变面板在多数新生儿中有高度的敏感性，是目前新生儿筛查的核心方法[13]。

3　儿童囊性纤维化的治疗

对于CF患者，如果不进行干预性治疗，预期寿命不超过10岁。目前CF的治疗是一种集合了患者教育、规律评估、物理治疗、营养支持、遗传咨询、心理干预、运动指导等多学科合作的综合治疗模式，需要内科专家、护士、营养学家、呼吸治疗师、遗传学家、心理学家、运动生理学家、社工等多领域专家共同干预指导。CF的多学科综合治疗团队模式目前在国外广泛开展，有助于对患者系统全面的治疗以及随访。

3.1气道清理

清除气道分泌物和控制感染是CF患者肺部治疗的主要目的。包括胸部物理治疗(扣拍、体位引流)、用力呼气技术、呼气末正压等气道清理技术旨在清除气道分泌物，但目前尚无证据证实哪种方法更具优势，患者可有个体化的选择[14]。胸部物理疗法可适用于所有CF患者，而英国及美国的CF指南[14]也推荐采用此法。rhDNA酶可降解黏液中大量的游离DNA，以降低黏液黏度，改善纤毛-黏液清除系统功能，有研究[15]证实其可改善肺功能并减少肺部病变的急性加重。吸入高渗盐水可湿化改善CF患者气道表面的脱水状态，且可与胸部物理疗法同时使用。

3.2控制感染

CF患者由于黏液-纤毛清除系统受到破坏，会出现反复或持续性的呼吸道感染，尤以铜绿假单胞菌感染最为突出，因为铜绿假单胞菌可形成细菌生物被膜，很难被清除，而慢性细菌感染会造成肺部炎性反应进行性加重，形成不可逆的肺损伤。因此治疗铜绿假单胞菌感染是CF的重要方面。吸入抗生素，如妥布霉素、赖氨酸氨曲南、多黏菌素可用于慢性持续性铜绿假单胞菌感染，因为吸入抗生素可以直接作用于气道感染部位，效果更好，而且相对于全身用药更为安全。对于首次或早期感染铜绿假单胞菌的消除可选用口服环丙沙星治疗，但其对于慢性持续性感染的治疗效果欠佳[16]。静脉应用抗生素，包括β内酰胺类及氨基糖甙类抗生素，通常用于严重感染的患者。小剂量大环内酯类药物具有抗炎和减少铜绿假单胞菌生物被膜形成的作用，研究[17]显示长期使用阿奇霉素能够改善患者肺功能情况，尤其对于有假单胞菌属定植的患者。

3.3营养支持

由于胰腺外分泌功能受到影响的CF患儿的营养状况通常较差，因此营养管理也是其综合治疗中的一个关键环节，旨在实现正常生长和改善营养状况。营养支持的主要干预措施包括胰酶替代疗法，以减少胰腺功能不全所造成的吸收障碍；为补偿粪便营养丢失及饮食摄入减少，予以高能量饮食；积极维生素/矿物质补充。

3.4基因治疗

近年来，由于分子生物学的快速发展，基因治疗使得CF这种单基因遗传病的治疗有了重大的突破。基因治疗可以针对CFTR功能缺陷这一源头问题从根本上治疗CF。主要用于特定突变G551D(第Ⅲ类突变)基因治疗药物Ivacaftor是一种CFTR调节器增效剂，通过延长CFTR通道开放时间，加速细胞表面氯化物的转运，已于2012年获得美国食品药品管理局批准上市[18]。患者在应用Ivacaftor 2周后病情即可得到改善，效果可维持48周，可显著改善肺功能、体质量、肺部病变急性加重次数及汗液氯离子浓度等指标。Ivacaftor是个体化医疗-靶向药物治疗有特异性遗传构成患者令人鼓舞的一个最佳实例，目前针对其他突变的特异性基因治疗研究也在进行，CF的治疗正在展开新的篇章。

4　中国儿童囊性纤维化病例特点

以“囊性纤维化、中国人”为主题词及关键词，在中国知网和万方数据库中进行检索；以“cystic fibrosis，Chinese”为关键词，在PubMed上进行检索。共筛选1975年至2015年报道的20篇文献[19-38]， 共报道36例患者，确诊年龄4个月～28岁，中位数年龄10岁，其中男性16例，女性20例。13例(36.1%)报道时已死亡，死亡年龄4个月～25岁，中位数年龄11岁。所有患者均有反复呼吸道感染的表现，26例(72.2%)患者存在营养不良，14例(38.9%)患者有不同程度的慢性腹泻，另有15例(41.7%)患者有其他消化系统表现，包括黄疸(4例)、肝脏增大(11例)、腹水(2例)、胰腺萎缩(2例)。16例患者进行了胰腺功能检查，其中8例存在胰腺功能不全。27例(75%)患者进行汗液氯离子检测，均有不同程度的升高，其汗氯浓度在52～327 mmol/L，平均为131.4 mmol/L。18例有肺部影像学描述的患者中16例存在多发支气管扩张。23例(63.9%)患者进行CFTR基因检测，发现27个不同的突变位点，均为白种人少见突变，其中较为多见的突变为c.1766+5G>T(5例)、c.2083dupG和c.2684G>A 突变(3例)、c.865A>T及c.3651～3652insAAAT突变(2例)、 c.2909G>A、c.1657C>T、c.293A>G突变各2例，其余突变均见于个例报道，包括c.1766+1 G>T、 c.319～326delGCTTCCTA、c.19G>T、c.860dupA、c.567C>A、c.3691delT、c.263T>G、c.3196C>T、c.2988+1G>A、c.95T>C、c.2052dupA、△E18-E20(2909-?_3367+?del)、c.558C>G、c.2090G>A、△E7-E11(774-?_1584+?del)、c.1666A>G、c.1679+2T>C、c.2658-1G>C及碱基对缺失。36例患者中，2例有明确CF家族史，6例为来自3个家庭的同胞，另外6例患者有同胞兄弟姐妹幼年死于肺部感染或不明原因死亡。3例患者父母为近亲结婚。

上述研究显示，CF的诊断在我国可能明显被低估了。我国CF患者临床表现不典型、CFTR基因突变与欧美国家报道亦大为不同，且具有很高的异质性，因此，仍需要进行CF临床表型与CFTR基因突变谱关系的大样本研究。

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编辑孙超渊

， E-mail：kunlingshen1717@163.com

Cystic fibrosis and literature review of Chinese pediatric cases

Wang Hao, Xu Baoping, Shen Kunling*

(RespiratoryDepartment,BeijingChildren’sHospital,CapitalMedicalUniversity;ChinaNationalClinicalResearchCenterforRespiratoryDiseases,Beijing100045,China)

ObjectiveCystic fibrosis (CF) is one of the life-shortening genetic diseases, involving lung and other system. The prevalence of CF in Caucasian is higher than that in Chinese. But the recent years the diagnosis of cystic fibrosis in Chinese has increased. The aim of this review is to elaborate the pathogenesis, diagnosis, treatment and the characteristics of Chinese pediatric cases with CF.

cystic fibrosis; children; Chinese

国家科技支撑计划(2013BAI09B11)，首都医科大学基础-临床科研合作基金(重点14JL06)。This study was supported by National Science and Technology Support Program(2013BAI09B11)， Clinical research of Capital Medical University(Key Program 14JL06).

时间：2016-10-1610∶58

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.R.20161016.1058.038.html

10.3969/j.issn.1006-7795.2016.05.006]

R 56

2016-06-03)