TYMP基因新突变致孪生姐妹线粒体神经胃肠型脑肌病2例☆

窦炜康 朱婷鸽 赵旭霞 兀瑞 周慧敏 史明

线粒体神经胃肠型脑肌病（mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy, MNGIE）是一种极其罕见的常染色体隐性遗传疾病，已被证实由位于染色体22q13.32的TYMP基因突变引起[1]。该基因编码胸腺嘧啶磷酸化酶（thymidine phosphorylase, TP），突变后引起的酶缺乏会导致脱氧胸苷（deoxythymidine，dThd）和脱氧尿苷（deoxyuridine，dUrd）的全身性积累，从而导致相应的脱氧核糖核苷三磷酸盐（deoxy-ribonucleoside triphosphate，dNTP）在胞内浓度升高，影响线粒体DNA复制，最终导致线粒体DNA突变和功能异常[2]。患者常出现多系统受累症状，如胃肠道功能异常、恶病质、上睑下垂或进行性眼外肌麻痹、周围神经病变、弥漫性脑白质营养不良等。上述症状进行性恶化，常导致患者于成年早期死亡，平均死亡年龄为37.6岁[3]。本文报告2例患MNGIE的同卵双生姐妹，基因检测发现2例患者TYMP基因均存在两处新发错义突变，而其父母分别携带其中一处突变而未发病。本研究结果扩展了TYMP基因的遗传谱系，并对进一步认识MNGIE遗传发病机制有一定的借鉴。

1 临床资料

先证者，女，19岁，学生，因“四肢无力伴麻木1个月”于2021年1月入住我院神经内科。患者1个月前无明显诱因，逐渐出现四肢末端袜套感及脚踩棉花感，双手无法进行精细动作，尚可自主行走。曾就诊于当地医院，肌电图检查提示：四肢多发运动和感觉神经损害，其中感觉神经损害较重，考虑“吉兰-巴雷综合征”，接受醋酸泼尼松、维生素B1、维生素B12、神经节苷脂等营养神经治疗后，自觉症状有所减轻。为明确诊断和进一步治疗以“周围神经病”收住我院神经内科。发病以来，患者一般情况及精神、食欲欠佳，近期体质量明显减轻约3 kg。既往史：患者平素体健，近1年来反复查验肝功能异常，否认有肝炎、结核等病史。内科查体：体型偏瘦，贫血面容，身高约160 cm，体质量44 kg，BMI 17.19 kg/m2；心肺等查体无明显异常。专科查体：定向力、计算力、记忆力等高级神经功能正常，简易精神状态量表（mini-mental state examination，MMSE）评分28分；脑神经检查未见异常；上肢近端肌力5级，上肢远端、下肢肌力4级；双手手腕以下，双侧小腿下1/3以下痛温觉减退，双侧膝关节音叉震动觉减退、关节位置觉及图形复合觉减退；双侧腱反射均未引出，腹壁反射存在；各项病理征阴性；Kernig征和Brudzinski征阴性。家族史：父母身体健康，非近亲结婚，患者有一同卵双生姐姐，有类似临床表现，但症状相对较轻。

实验室及相关辅助检查：血常规血红蛋白 105 g/L；ALT 83 U/L，AST 74 U/L；血脂，TG 4.44 mmol/L；血沉28.0 mm/h；血浆乳酸，活动前4.97 mmol/L，活动后15 min 6.90 mmol/L。尿常规、甲状腺功能、凝血系列、血糖、心肌酶谱、性腺五项、生长激素大致正常，自身抗体谱及周围神经抗体（GM1、GM2、GD1a、GD1b等）阴性。脑脊液检查：白细胞计数40×106/L，蛋白990.0 mg/L，葡萄糖、氯化物正常；蛋白定量发现，白蛋白和免疫球蛋白（IgG、IgA、IgM等）均增高，QA1b中度升高，提示血脑屏障中度受损。骨髓穿刺：骨髓、粒系、红系增生活跃（考虑缺铁性贫血）。腹部超声：肝脏肿大，脾脏大小正常。头颅MRI可见广泛对称性脑白质病变（图1A-C）。神经电生理：四肢对称性周围神经损伤，运动和感觉神经均受累，轴索和髓鞘均有不同程度受损；肌电图显示肌源性损害。24 h视频脑电图：背景活动正常，睡眠分期清晰，监测全程未见异常波发放。肌肉活检病理报告（外院）：改良Gomori染色可见2条破碎红纤维（ragged red fibers，RRFs）；NADH染色部分肌纤维肌膜下深染；琥珀酸脱氢酶（succinate dehydrogenase，SDH）染色可见2条破碎蓝纤维（ragged blue fibers，RBFs）和2条SDH高反应性血管（SSVs）；COX染色可见细胞色素氧化酶活性缺失肌纤维、PAS染色可见部分肌纤维内糖原含量减少、油红O染色可见部分肌纤维内脂滴含量增多。

考虑到患者的同卵双生姐姐亦有类似症状，征得同意后对姐姐进行了肝肾功能、腹部超声、头颅MRI、肌电图和脑电图等检查，发现姐姐同样存在转氨酶升高、肝脏肿大、头颅MRI显示广泛对称性脑白质病变（图1D-F）、肌电图提示多发性运动和感觉神经损害（下肢较上肢重，髓鞘损害较轴索重）和肌源性损害、24 h视频脑电图未见明显异常等表现。为了明确诊断，在患者及家属签署知情同意书后，采集孪生姐妹和其父母外周静脉血5 mL，提取基因组DNA行全基因组外显子测序（北京金准基因），并对可疑致病基因变异进行Sanger测序验证。结果发现孪生姐妹TYMP基因存在两处错义突变：3号外显子区域的c.239_263 delTTCGGGGCATGGATCTGGAGGAGAC（p.L80Pfs*4）和 7号外显子区域的c.776G＞A（p.G259E）。第一处为缺失突变，导致氨基酸移码突变，使80号亮氨酸（L）突变为脯氨酸（P），并终止于下游4号密码子处；第二处为点突变，导致259号甘氨酸（G）突变为谷氨酸（E）。母亲仅存在第一处缺失突变，而父亲仅存在第二处突变。Sanger测序验证了上述突变（图2）。经检索HGMDpro数据库，发现上述两处变异均为未报道的新发突变。根据ACMG指南和标准，c.239_263 del和c.776G＞A评级分别为“可能致病”和“临床意义未明”。

图1 孪生姐妹患者的头颅MRI影像 先证者（A-C）和其孪生姐姐（D-F）头颅MRI的T2-FLAIR序列示脑干、颞极、额叶、脑室周围、外囊及半卵圆中心等处广泛对称性脑白质病变。

图2 孪生姐妹及其母亲TYMP基因的Sanger测序结果（均为反义链） 先证者（A）、孪生姐姐（C）和其母亲（E）均存在c.239_263 delTTCGGGGCATGGATCTGGAGGAGAC（p.L80Pfs*4）杂合变异，而父亲未发现此变异（G）。孪生姐妹（B, D）和其父亲（H）存在c.776G＞A（p.G259E）杂合突变，但其母亲（F）未发现此变异。

根据孪生姐妹患者临床表现、辅助检查及基因测序结果，诊断为“线粒体神经胃肠型脑肌病”，因此停用激素，给予甲钴胺、复合维生素B、辅酶Q10、艾地苯醌等营养神经、改善线粒体功能治疗。患者诉四肢无力及麻木症状较前好转。出院时嘱患者坚持上述治疗，同时预防感染，避免极冷极热环境、过度锻炼、服用影响线粒体功能药物。1年后随访，患者体型仍消瘦、食欲差、易疲劳、转氨酶高，但四肢无力及麻木等症状缓解。

2 讨论

MNGIE是一种进行性的累及多系统的遗传性线粒体疾病，HIRANO等[4]于1994年首次对该病进行命名，该病的发病年龄根据报道可从5个月到50岁不等，平均发病年龄18.5岁[5-7]。关于其诊断当前国际上多采用HIRANO等[4]提出的标准：①上睑下垂或进行性眼外肌瘫痪；②严重的胃肠动力障碍；③表现为感觉异常和轻度肢体无力的周围神经病变，下肢较上肢更为严重；④具有线粒体肌病组织学特征的肌肉活检，例如可发现RRFs和SSVs。随着检测技术的发展，基因检测证实存在TYMP基因突变、头颅MRI显示弥漫性脑白质营养不良、检测白细胞TP活性、检测血浆或尿中的dThd、dUrd水平等也为MNGIE诊断提供了有力的证据。

在临床实际工作中，由于MNGIE的罕见性及复杂的多系统受累表现，患者通常要经过多年、转诊于不同科室才能获得正确的诊断，有报道诊断延误时间平均在5～10年[8]，往往被误诊为克罗恩病、神经性厌食症、慢性假性肠梗阻、Whipple病、吉兰-巴雷综合征等[9]。由于疾病会对机体造成进行性损害，诊断延误会导致患者治疗反应性不佳和预后差。本例先证者以周围神经病起病，脑脊液检查发现蛋白显著增高，因此在当地诊断为“吉兰-巴雷综合征”，并给予激素治疗。但进一步头颅MRI检查发现弥漫性脑白质病变、肌肉活检发现典型的RRFs和SSVs、基因检测发现先证者和其孪生姐姐的TYMP基因有两处新发错义突变（c.239_263 del和c.776G＞A），虽然此两处变异评级并不是“致病变异”，也缺乏典型的眼外肌瘫痪和严重胃肠道疾病等临床表现，但仍强烈提示MNGIE的诊断，因此对治疗方案进行了调整。

基因检测发现TYMP基因突变已经成为诊断MNGIE有力手段。截至2014年人类基因突变数据库已报告TYMP基因有97种不同的变异，包括错义、复制、删除、单碱基插入和内含子剪接等，涵盖外显子和内含子区域[10]。但新的TYMP基因突变位点仍被陆续发现，如董明明等[11]报告3号外显子c.417+1G＞A纯合突变、周亚光等[12]报告7号外显子c.914T＞C和10号外显子c.1319T＞C两处错义突变可能是导致MNGIE的新发突变。本例中，全基因组外显子测序发现孪生姐妹患者的TYMP基因均存在两处杂合突变：c.239_263 del和c.776G＞A，从而导致相应氨基酸发生突变。经查阅以往国内外文献并检索HGMDpro数据库，发现这两处变异为尚未报告的新发突变。根据ACMG指南，此两处突变评级分别为“可能致病”和“临床意义未明”。因患者母亲仅携带c.239_263 del，父亲仅携带c.776G＞A突变，但均未发病。考虑到MNGIE是一种常染色体隐性遗传疾病。因此推测，该孪生姐妹TYMP等位基因同时存在母源性c.239_263 del和父源性c.776G＞A突变从而导致MNGIE。然而，此两处变异是否为导致MNGIE的致病突变，还需在细胞学和动物学实验中进一步验证。

目前MNGIE尚缺乏特异治疗方法，以对症支持治疗为主，如给予辅酶Q10、B族维生素、维生素C、维生素E等药物以改善线粒体的功能，同时建议避免过度运动、极冷极热、防止感染，避免服用苯妥英钠、丙戊酸盐、氯霉素、利奈唑胺、氨基糖苷类抗生素及四环素等影响线粒体功能的药物[5]。此外一些旨在恢复患者生化平衡（如血浆中过高的dThd和dUrd水平）方法也在积极尝试中[13]，如血液透析、持续非卧床腹膜透析、红细胞包裹TP输注和血小板输注等，可暂时有效改善一些MNGIE患者的生化失衡以缓解症状。然而，这些方法往往受制于患者本身或临床实际，在一定程度上应用受限，同时它们的安全性和长期临床效果亦有待进一步验证[14-16]。异基因造血干细胞移植[17]和原位肝移植[18]可永久性恢复TP功能，从而长期清除dUrd和dThd，以达到改善症状和稳定病情进展的目的，但受到供体限制，需要长期免疫抑制治疗，且与治疗相关的并发症和死亡率的风险很高[19-20]。

综上所述，本例报道以周围神经病发病的孪生姐妹患者，经全基因组外显子测序发现TYMP基因存在两处新发杂合突变：母源性c.239_263 del和父源性c.776G＞A，结合辅助检查拟诊为MNGIE。由于MNGIE是一种罕见的常染色体隐性遗传病，临床表现多样、异质性强。如果对于以周围神经病变起病，伴有乳酸水平增高、弥漫性脑白质病变的患者，应考虑到此病的可能性。同时建议行基因检测以尽早明确诊断并给与规范化治疗，为患者提供最佳获益的机会。