泛酸激酶相关神经变性病2 例报告并文献复习

杜祥慧 郭 虎 何 燕 梁 超

南京医科大学附属儿童医院神经内科（江苏南京 210008）

脑内铁沉积性神经变性病（neurodegeneration with brain iron accumulation，NBIA），又称苍白球黑质红核色素变性，是铁代谢障碍引起的一种罕见的中枢神经系统变性疾病[1]。NBIA 主要表现为锥体外系受累，起始为姿势异常、肌张力增高、步行困难和不自主运动，症状呈进行性加重，无特效疗法。近年来发现，大多数NBIA患者都存在泛酸激酶2（PANK2）基因突变[1]，存在或被怀疑存在PANK2基因变异的NBIA被称为泛酸激酶相关神经变性病（pantothenate kinase associated neurodegeneration，PKAN）[2]。本文报告2例PANK2基因变异的NBIA患儿的临床资料及基因分析结果，并进行相关文献复习，为临床诊断和遗传咨询提供依据。

1 临床资料

例1，男性，7岁2月龄，因肌张力升高3年余、加重2周于2018年7月就诊于南京医科大学附属儿童医院神经内科。患儿 G1 P1，足月顺产，否认产伤及窒息史。14月龄可行走5、6步，但站立不稳，易跌倒，智力发育稍落后；2岁5月龄偶有肢体抖动，3岁时有右手背伸，上肢僵硬，精细动作欠佳；5岁10月龄出现浅睡期全身抖动，不能行走，不能独站；6岁1月龄出现双上肢屈曲，双手握拳，双下肢向后伸展，呈强直状，腰背呈反折状，喉口发出声音，持续约10 分钟缓解，每4～5天至半个月1次；7岁1月龄双上肢屈曲、双手握拳、双下肢向后伸展等锥体外系症状加重为每天发作，外力不能改变体位，醒后即见，睡眠状态缓解。体格检查：神清，精神反应一般，卧床，异常姿势体位；语言障碍，问答不能；呼吸平，皮肤、浅表淋巴结无异常；双侧瞳孔等大等圆，对光反射存在，眼球活动不配合；咽稍红，两侧扁桃体无肿大；心肺腹无异常；肌力检查不配合，双下肢肌张力明显增高；睡眠状态下膝反射稍活跃、跟腱挛缩，右侧踝阵挛阳性，双侧巴氏征阳性（图1）。实验室检查：血常规、肝肾功能、心肌酶谱均无异常；脑脊液常规、生化、病理及培养均未见异常，脑脊液病原学检查未见异常。头颅磁共振成像（MRI）检查可见苍白球中央高信号、周围低信号环绕，即虎眼征（图2A～C）。其父、母均未见特殊临床表现，无行走异常、肌张力障碍家族史。

图1 例1 肌张力障碍表现

图2 患儿头颅MRI 结果

例2，男性，14岁9月龄，因走路不稳8年、加重1年于2018年3月就诊于南京医科大学附属儿童医院神经内科门诊。患儿G2P2，足月，因羊水早破行剖宫产，否认产伤及窒息史。6～7岁时出现步态不稳，双眼视物不清，学习成绩差，智力欠佳；13 岁时出现口齿不清，走路易摔倒，有不自主头后仰姿势。体格检查：神清，精神反应可，异常走路姿态；构音障碍、言语不清；呼吸平，皮肤、浅表淋巴结无异常；双侧瞳孔等大等圆，对光反射存在，眼球活动正常；心肺腹无异常；肌力检查不配合，四肢肌张力明显增高，膝反射稍活跃，踝阵挛阴性，双侧巴氏征阴性。实验室检查：血常规、肝肾功能、心肌酶谱均无异常。头颅 MRI检查可见“虎眼征”（图2D～F）。其父母未见特殊临床表现；姐姐20岁，身体健康。无行走异常、肌张力障碍家族史。

为明确诊断，经本院医学伦理委员会审核（批准文号：201802001-1），并获得患儿及父母知情同意，采集患儿及其父母外周静脉3 mL，乙二胺四乙酸抗凝，送南京金域医学检验实验室行全外显子基因测序，并根据测序结果，对患儿及父母进行Sanger检测及验证。

例1患儿发现PANK2基因杂合变异C.515-527del、C.644-645delGAinsAT。C.515-527del为杂合致病突变，来源于母亲；C.644-645delGAinsAT为杂合可疑致病突变，来源于父亲（图3A）。C.515_527del系常染色体隐性遗传，该突变为移码突变，预计会使所编码蛋白质自第172位氨基酸，缬氨酸（Val）开始发生移码，并使得蛋白质翻译提前终止，导致所编码蛋白质发生截短从而影响其正常功能。千人基因组和人类基因组突变数据库均未见收录，依据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）变异分类标准归为“致病性变异”。C.644_645delGAinsAT系常染色体隐性遗传，该突变为错义突变，翻译产物蛋白质第215位氨基酸残基由甘氨酸（Gly）变为天冬氨酸（Asp）。千人基因组和人类基因组突变数据库均未见收录，目前未见文献报道，依据ACMG 变异分类标准归为“可疑致病性变异”。采用 WuXi NextCODE 临床序列分析软件（Clinic Sequence Analyzer，CSA），发现与患儿表型相关的致病基因及具有临床意义的遗传变异。结合父母的检测结果推断两者的变异位于不同等位基因上。例2发现PANK2基因纯合变异，c.397A＞G（p.Met133Val）。该变异检测为纯合子，患儿母亲为杂合变异，患儿父亲未检测到该变异（图3B～D ），该基因变异为常染色隐性遗传。千人基因组和人类基因组突变数据库均未见收录。根据ACMG变异分析标准，该位点被定义为临床意义不明偏疑似致病（VUS-LP）变异。

2 讨论

图3 患儿相关基因检测结果

以“Hallervorden-Spalz”、“脑组织铁沉积”、“NBIA”和“PKAN”、“PANK 2”为检索词，分别检索2019 年3月前的PubMed、人类基因组突变数据库、中国知网数据库和万方数据库，检索年限为数据库建库至2019年3月。结果显示，国内外均有关于PANK2基因变异及其临床表现的报道，但基因变异位点相同者较少，本病例报道对于拓展人类基因变异数据库、帮助临床诊断及遗传咨询具有重要作用。

NBIA（曾称为Hallervorden-Spatz综合征）具有较强的临床及遗传学异质性，具体发病机制尚不清楚，但与铁代谢障碍有关，基底节区铁沉积是其最重要的病理特点。根据发病年龄、疾病进展速度及临床表现将NBIA 分为2 型：①经典型，又称为早发型，临床主要表现为锥体外系功能障碍及皮质脊髓束受累的症状与体征，常伴有色素性视网膜病，发病年龄＜10岁，病情进展较快，10～15年即失去独立行走能力，20岁前生活不能自理；②不典型，又称为迟发型，发病年龄≥10岁，临床表现除锥体外系功能障碍及皮质脊髓束受累表现外，大多以构音障碍及精神异常为主要首发症状，极少数伴有色素性视网膜病，病情进展缓慢，多数患者到后期仍能行走[3]。本组2例患儿均为早发型，主要临床表现为锥体外系功能障碍，其中例1肌张力障碍表现更为突出并伴有肌张力障碍危象，例2构音障碍、言语不清现象较例1突出。

NBIA 最主要的致病基因是PANK 2基因，约占NBIA的50%[4]。本组2例患儿全外显子测序及父母样本Sanger验证，均检测到PANK2基因变异。PKAN主要临床表现为进行性加重的肌张力障碍、构音不清、手足徐动、强直等锥体外系症状。本组2 例患儿的临床表现与之相符。PANK2基因多为纯合变异，也有少数为复合杂合变异，少数仅发现1 个杂合变异[5]。本组2例患儿中，例1为杂合子，但临床表型重于为纯合子的例2，这可能是由于变异检测条件的限制，某些变异（如启动子区）未被检测到；或者虽然仅有1 个变异的等位基因，但同时在PANK 2催化合成辅酶A（CoA）的下游通路发生功能障碍，由这两种因素相互作用而致病［6-8］。PKAN基因变异类型包括碱基缺失、重复、插入、剪接位点变异和错义变异[9]。从PANK 2基因所表达的蛋白质来讲，一般分为2 种类型：导致氨基酸替代的变异，即错义变异和造成蛋白质截断的无效变异（null mutations），某些变异引起的临床表型轻微[8,10]。

PKAN的病理基础是铁盐不断沉积于苍白球和黑质等部位，导致神经元死亡、胶质细胞增生、水含量增加，以及空泡形成。T2加权成像（T2WI）双侧苍白球呈周围低信号、中央斑点状高信号改变，形似虎眼，即所谓的“虎眼征”。出现“虎眼征”是诊断PKAN 的主要依据之一。本组2 例患儿均出现典型的“虎眼征”。虽然，大多数研究提示典型的“虎眼征”出现于首发症状之后，但是目前关于“虎眼征”在病程中出现的具体时间及规律尚无系统研究。有报道称，“虎眼征”在病程进展期可消失[11]。但以运动障碍，即锥体系及锥体外系损害症状为主的青少年患者，当T2WI扫描呈现“虎眼征”等特异性改变时，即可高度怀疑PKAN。有上述影像学表现，同时兼有阳性家族史者则支持NBIA诊断。反之，对疾病早期头部MRI检查无“虎眼征”的患者，不能排除典型PKAN诊断。随着疾病进展和症状明显，头部MRI可显示出典型的“虎眼征”，但也有些患者的MRI始终无铁沉积表现[12]。PKAN患者颅脑T1加权成像（TIWI）一般无明显异常改变，有报道称，严重的胶质增生和大量的铁沉积可致TIWI 上双侧苍白球出现低信号改变[13]。

本组2 例患儿，例2 全外显子基因检测显示为PANK2基因纯合变异，而其母亲为杂合变异，父亲则未检测到该变异，该结果已经过单基因遗传病位点验证。出现这种基因检测的结果可能原因有：①患儿自身新发变异位点同患儿母亲遗传位点；②患儿父亲实际可能存在此位点变异，但变异深度不够，目前测序水平尚未能够测出；③存在单亲二倍体现象，PANK2基因固定于20p13，若该染色体或该染色体的一个区域全部来源于患儿母亲，该来源恰好包含母源突变，就会出现患儿父亲未检测到该变异、但患儿为纯合变异现象。

PANK 2基因变异与脑组织特殊区域铁沉积之间的联系目前尚不十分清楚。线粒体代谢的改变和线粒体脂类代谢可能的特殊代谢途径，可能是NBIA 神经变性过程的病理基础[14]。目前尚缺乏对NBIA的有效治疗方法。曾经有学者试图通过铁螯合作用清除脑组织中沉积的铁离子，然而既往研究业已显示，此法既未能减少铁离子的沉积，亦对临床病程毫无改善作用[15]。本组例1患儿曾行安坦、左旋多巴药物治疗，治疗1周左右肌张力障碍表现稍有缓解，但2周后再次出现肌张力障碍危象，表现为双上肢屈曲旋转，双手握拳，双下肢向后伸展，呈强直状，腰背呈反折状，喉口发出声音，痛苦面容，可见安坦、左旋多巴对于患儿的治疗效果欠佳。目前临床上对于NBIA 的治疗研究主要集中于PKAN，其余类型，如由于铜蓝蛋白基因变异导致的遗传性铜蓝蛋白缺乏症，以及铁蛋白轻链基因变异导致的神经铁蛋白病的治疗研究尚少。

综上所述，本组2例NBIA患儿经基因测序，发现PANK2基因的可能致病变异，C.515-527del、C.644-645delGAinsAT、c.397A＞G（p.Met133Val），为遗传咨询和产前诊断提供了依据，同时也扩展了人类基因组突变数据库。