儿童囊性纤维化1例及其基因型文献复习

陈琼华， 郑敬阳， 林洁如， 曾丽娥， 胡云婷， 林印涛

囊性纤维化(cystic fibrosis, CF)是常见于白种人的可缩短寿命的常染色体隐性遗传病[1]，属于单基因病，由位于第7号染色体的CF跨膜传导调节因子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFTR)基因变异导致CFTR蛋白功能障碍引起。既往认为，该病在中国人群较少见。近年来，随着对CF认识水平的提高以及基因诊断技术的发展，越来越多的CF患者被识别并诊断。中国CF儿童的基因型和表型与国外报道存在差异，有学者[2]总结了中国人群的CFTR基因突变谱，发现c.2909G>A出现频率最高，其次是c.1766+5G>T和c.263T>G。现报道1例c.1766+5G>T和c.263T>G突变所致的CF病例，并复习相关文献，以提高对该疾病的识别和诊断水平。

1 病例介绍

1.1 临床资料 患儿，女，6岁，因“反复咳嗽1个月，加剧伴发热1 d”于2019年10月入院。患儿自2岁起反复咳嗽，入院1 a前有“支气管扩张”病史，多次痰培养提示金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌阳性。入院前1个月，患儿咳嗽、咳痰症状加重，当地医院予抗感染治疗10余天，咳嗽较前好转。1 d前出现发热，热峰39 ℃，于当地医院行胸片检查，提示支气管肺炎、肺大疱可能，为进一步诊治，收住笔者医院。出生史、喂养史、过敏史、生长发育史及家族史无特殊。入院查体：体温36.5 ℃，脉搏 99 min-1，呼吸30 min-1，血氧饱和度94%。神志清楚，呼吸稍促，约30 min-1，节律规整，吸气性三凹征阴性，双肺呼吸音粗，可闻及湿啰音，可见杵状指(趾)(图1)，余无特殊。辅助检查：(1)血常规：白细胞22.3×109L-1，中性粒细胞比例78.1%，淋巴细胞比例14.2%，血红蛋白142 g/L，血小板530×109L-1，C反应蛋白14.27 mg/L；(2)肺部CT：双肺上叶支气管扩张(图2A，2B)；(3)生化：心、肝、肾功能及电解质未见明显异常；(4)肺炎支原体抗体凝集法阳性(1∶640)、肺炎支原体IgM(ELISA法)阳性；(5)传染病筛查：乙型肝炎、丙型肝炎、梅毒、艾滋病等相关检查均阴性；(6)尿、粪常规未见异常；(7)体液免疫：IgG、IgA、IgM分别为8.50、0.92、1.47 g/L，IgE为57.60 IU/mL，补体C3、C4分别为1.17、0.31 g/L；(8)细胞免疫：各细胞百分率CD3 73%，CD3+CD8+36%，CD3+CD4+33%，CD3-CD16+CD56+17%，CD19+7%，CD3+CD4+/CD3+CD8+为0.92，大致正常；(9)支气管镜：支气管内膜炎症，支气管扩张(图2C，2D)；(10)痰培养：铜绿假单胞菌；(11)液基薄层细胞制片术(肺泡灌洗液)：中度炎症，以中性粒细胞为主；(12)纤毛活检：查见个别纤毛9+2微管结构异常，表现为少数联体纤毛；微管数目正常，内、外动力臂无缺失(图3)；(13)肝、胆、胰、脾彩超：右肝后叶中高回声(3.3 cm×2.1 cm×1.3 cm)；(14)肺通气功能：轻度阻塞性通气功能障碍。入院先后予“头孢哌酮舒巴坦钠”和“左氧氟沙星”抗感染，“盐酸氨溴索”祛痰，“布地奈德、沙丁胺醇、乙酰半胱氨酸”雾化解痉化痰，“阿奇霉素”抗支原体等治疗，行两次支气管肺泡灌洗，完善纤毛活检。治疗16 d，患儿咳嗽咳痰症状改善，体温正常，复查感染指标正常，但痰培养仍可见铜绿假单胞菌，予办理出院。

A：患儿杵状指；B：患儿杵状趾。图1 患儿杵状指(趾)Fig.1 Clubbed-finger of the Child

A、B：肺部CT检查，双肺上叶支气管扩张；C：支气管镜检查，管腔内脓性分泌物；D：支气管镜检查，各支气管部分亚段管腔扩张，可见环形皱襞及鱼骨样改变。图2 患儿肺CT及支气管镜结果Fig.2 Lung CT and bronchoscopy results of the child

查见个别纤毛9+2微管结构异常，表现为少数联体纤毛。微管数目正常，内、外动力臂无缺失。图3 纤毛活检电镜结果Fig.3 Electron microscopic results of ciliary biopsy

患儿病史迁延，告知并征得家属同意后，予完善全外显子基因检测。结果显示，CFTR基因异常，检出两个等位基因变异：c.1766+5G>T(Intron 13)剪接突变和c.263T>G(Exon 3)点突变。两个等位基因在CF突变数据库(www.genet.sickkids.on.ca)中均为已知致病性变异，分别来自于患儿父母。结合患儿病史及相关检查，CF诊断明确。制定长期治疗方案：阿奇霉素干混悬剂每次10 mg/kg，1次/d，每周一、三、五口服，3%高渗盐水雾化，补充脂溶性维生素A、D、E、K，乙酰半胱氨酸化痰，孟鲁司特控制气道高反应。长期随诊，加强呼吸道管理，监测生长发育情况。一年来，患儿规则用药，体质量及身高较前增长，偶有轻咳，未因呼吸道感染住院。

1.2 文献复习 在中国知网和万方数据库，以“CF”和“中国人”为关键词进行检索，在PubMed数据库以“cystic fibrosis，Chinese”为检索词，截至2020年12月，共检出华人携带c.1766+5G>T变异10例，携带c.263T>G变异5例，其中1例携带c.1766+5G>T和c.263T>G变异(表1，2)。

携带c.1766+5G>T变异的10例患儿中，男童6例，女童4例；发病年龄1个月～7岁，年龄中位数1岁；诊断年龄1个月～17岁，年龄中位数10岁。值得注意的是，截至目前，该变异仅在中国人群中有报道，而且以南方地区居多，台湾省5例，香港特别行政区2例，厦门市1例。本研究的病例来自泉州市，也属南方地区，可能存在奠基者效应。有文献总结该型基因突变主要分布在东亚[3]。10例患儿均有反复咳嗽咳痰，支气管扩张7例，轻度、中度、重度阻塞性通气功能障碍分别有1、4、1例，鼻窦炎3例，胰腺受累5例，检出铜绿假单胞菌4例，检出金黄色葡萄球菌3例。死亡2例，其中1例为纯合子，发病早，9岁时死亡；另1例合并c.3068T>G变异，23岁时死亡。

携带c.263T>G变异的5例患儿均为女孩，发病年龄3个月～2岁，年龄中位数3个月；诊断年龄4～13岁，年龄中位数10岁，均在北京确诊。5例患儿均有反复咳嗽咳痰、支气管扩张，轻度阻塞性通气功能障碍3例，鼻窦炎2例，变应性支气管肺曲霉菌病2例，胰腺受累3例，检出铜绿假单胞菌4例，检出金黄色葡萄球菌1例。1例纯合子胰腺受累，最终死亡。

携带c.1766+5G>T和c.263T>G变异的1例患儿为女孩，起病年龄2岁，表现为反复咳嗽咳痰、支气管扩张，痰培养出金黄色葡萄球菌[9]。从报道的情况分析，临床表型并不重，暂未发现其他系统受累，经过诊治，仍存活，肺功能提示轻度阻塞性通气功能障碍。本研究报道的病例与该病例相似。

表1 包含c.1766+5G>T位点变异的华人CF患者Tab.1 Chinese CF patients with mutation of c.1766+5G>T

表2 包含c.263T>G位点变异的华人CF患者Tab.2 Chinese CF patients with mutation of c.263T>G

2 讨 论

1949年全球首例CF报道[14]。1989年，Rommens等[15]成功克隆并分离到CF的相关基因，即CFTR存在基因缺陷，位于第7号染色体长臂3区1、2带(7q31.2)，全长250 kb，共有27个外显子和26个内含子，cDNA长6 129 bp，编码一条1 480个氨基酸的肽链。CFTR氯离子通道存在于多种细胞膜中(包括汗腺、气道、胰腺、肠道等)，主要调节氯通道，使钠吸收增加。功能缺陷的CFTR蛋白通道导致CF患者外分泌功能障碍，氯离子、钠离子、水分子等在CFTR通道的跨膜转运均受到影响，从而产生黏稠分泌物，并在不同器官中堆积、阻塞，形成不同的CF症状。

根据美国CF基金会登记，全世界的CF患者超过70 000例，每年约新增1 000例，>75%的CF患者于2岁前被诊断[16]。目前，我国CF的发病率尚不明确，常被低估，文献报道从发病到最终诊断平均延迟5 a，最长间隔10 a[3]。很多患者早期已有症状，往往辗转多处才得以确诊。目前CF较集中报道于医疗水平发达的地区，我国医务人员对该疾病的认识尚不足。

CFTR基因突变在不同人群中的频率和分布不同。白种人主要突变为F508del，约占70%[16]。中国CF儿童的基因型较分散，以c.1766+5G>T和c.263T>G突变的报道相对较多[16]。一些基因突变在HGMD数据库(http://www.hgmd.cf.ac.uk)中未见报道，如3635delT，c.2907A>C，c.648 G>A，c.960_961insA，c.1075C>T，c.1699G>T，c.3307delA，c.110C>G等，表明CFTR基因存在种族差异[2,9]。

不同的CFTR基因突变与疾病严重程度有关，CFTR基因功能障碍会导致一系列疾病，所涉及的器官数量和疾病严重程度各不相同[17]。CFTR基因突变分为5类[18]。Ⅰ类突变：蛋白质生成缺陷，通常因无义突变、移码突变或剪切位点突变所致，mRNA合成的提前终止和CFTR蛋白的完全缺失。Ⅱ类突变：蛋白质加工缺陷，造成CFTR蛋白翻译后加工异常，从而阻碍蛋白质运输到准确的细胞位置。欧美国家最常见的F508del突变属于此类。Ⅲ类突变：调节缺陷，导致通道对ATP应答的活性降低。Ⅳ类突变：为传导缺陷，蛋白质能合成并准确地定位到细胞表面，但其离子流的速率和通道开放的持续时间减少。Ⅴ类突变：有功能的CFTR蛋白数量减少，包括可改变mRNA稳定性的突变和可改变成熟CFTR蛋白质稳定性的其他突变。一般而言，Ⅰ～Ⅲ类突变引起的疾病较Ⅳ和Ⅴ类严重。c.1766+5G>T变异(曾报道为1898+5G>T)为已知的致病性变异，目前为止仅在中国人群中报道[4-11]，其关联的表型主要为严重的肺部疾病。本例患儿等位基因1剪接变异位点c.1766+5G>T位于CFTR基因第12号内含子剪接供体区域，该变异导致mRNA剪接障碍，第12号外显子发生跳跃，导致CFTR蛋白的首个核苷酸结合折叠(nucleotide binding fold，NBF1)区域部分丢失，而该区域与氯离子通道功能相关[9]，属于Ⅴ类突变。本例患儿的等位基因2错义突变位点c.263G>T位于CFTR基因第3号外显子第263位碱基为杂合的T>G突变，造成氨基酸p.L88X变异，使第88个氨基酸发生终止，从而影响蛋白的表达[19]，属于Ⅰ类突变。CF表型与CFTR基因型相关，还受其他遗传和环境因素的影响[3]。CFTR突变的分类仅作为研究工具，不能预测个别患者的临床结局。对突变情况的了解可能有助于指导初始治疗，但临床应根据观察到的生长情况、肺功能和营养状态进行相应调整。

目前，CF的诊断标准[20]包括：至少存在1个系统CF的典型临床表现；存在CFTR功能缺陷的证据，包括汗液氯离子浓度>60 mmol/L(至少2次)，CFTR基因检测显示2个致病性突变位点，鼻黏膜细胞跨膜电位差异常。典型的CF表现为汗液氯离子浓度升高、慢性肺部疾病和胰腺功能不全。Shen等[9]总结了患者的症状体征：反复咳嗽咳痰、支气管扩张、鼻窦炎、痰培养出铜绿假单胞菌是中国CF儿童的重要特征。当患者有反复呼吸道感染、难治性哮喘、变应性支气管肺曲霉菌病时应注意CF，若有胰腺病变、肝胆病变、肠梗阻、巨结肠以及营养不良、严重脱水和电解质紊乱而无明显消化道丢失时，应高度怀疑CF[21]。许多患者症状轻微或不典型，要积极寻找诊断线索。虽然目前国内仅有少数医院可以开展汗液实验，随着二代基因测序技术的开展和普及，CFTR基因变异更容易被发现。由于我国患者的基因型和欧美国家存在较大差异，因此，我国可疑的患者应选择全基因组测序，以便发现少见突变甚至新基因突变。

该病无法治愈，虽然患者的寿命严重缩短，但在过去的60 a，通过支气管扩张剂、抗生素治疗、黏液溶解药物、胰酶替代、加强物理排痰等治疗方案和实施多学科护理，患者的生存率及存活年龄有了显著提高。目前国外的基因治疗效果令人鼓舞[22-26]，包括CFTR调节剂，如Ivacaftor(Kalydco)、Lumacaftor/Ivacaftor(Orkambi)、Tezacaftor/Ivacaftor(Symdeko)、Trikafta(tezacaftor+elexacaftor和ivacaftor)，但价格昂贵，且任何一种药物都无法治疗存在2 000多个突变类型的疾病[27]。研究中国人群特定的突变类型，为未来CF精准诊断和基因治疗提供可能。