儿童心肌病的遗传代谢病因分析及相关研究

发布时间：2018-03-31 12:05

本文选题：代谢性心肌病　切入点：原发性肉碱缺乏症　出处：《南方医科大学》2014年硕士论文

【摘要】：[背景] 心肌病是一种异质性心肌疾病合并有机械和(或)电功能障碍,通常表现为不适当的心肌肥厚或扩张,是引起儿童心力衰竭和心源性猝死的常见疾病。据美国儿科心肌病注册资料表明,1990至2002年新诊断的扩张型心肌病1400余例中,先天性代谢病占4%,这些由代谢缺陷所致的心肌病又被称为代谢性心肌病。IEM的发生率在新生儿中至少为1/2500,其中5%的IEM合并心肌病。合并心肌病的代谢缺陷包括脂肪酸代谢异常(肉碱缺乏症、肉碱棕榈酰基转移酶Ⅰ缺乏症、短链羟酰基辅酶A脱氢酶缺乏症等)、糖原代谢异常(pompe病、PRKAG2心脏综合征)、线粒体病(Kearns-Sayre综合征、MELAS、MERFF、 Barth综合征等)、氨基酸代谢异常(酪氨酸血症等)、有机酸代谢异常(甲基丙二酸血症等)以及贮积病(黏多糖症和Danon病)。Colan等在2007总结了855例年龄18岁的肥厚型心肌病患者临床资料显示,病因为先天性代谢缺陷的占74例(8.7%),其中以pompe病最多,Towbin等报道1426例小儿扩张型心肌病,在明确病因的病例中先天性代谢缺陷占11%,其中线粒体病常见(46%),其次为Barth综合征和肉碱缺乏症。代谢性心肌病的治疗主要是对因治疗以避免代谢紊乱对心脏造成不可逆性的损害,治疗原则为减少蓄积、补充需要、促进排泄。部分代谢性心肌病经治疗后疗效显著甚至可逆转心肌损害,故而该类病因的研究对心肌病的治疗具有重要意义。但是由于该类病因罕见且既往对该类病因的认识不足,临床上较难识别该类病因而造成漏诊或误诊,最终严重影响患者的预后。国内关于代谢性心肌病的研究较少,代谢缺陷类型且仅仅集中于脂肪酸代谢缺陷,且心肌病病种仅仅集中于扩张型心肌病。如傅立军等在2012年报道了对75例扩张型心肌病儿童采用串联质谱技术进行遗传代谢筛查,筛查出6例肉碱缺乏患者,在予以补充肉碱治疗后取得满意疗效。本研究将更加全面的进行儿童心肌病的遗传代谢病因分析,同时探索代谢性心肌病诊疗特点。 [目的] (1)进一步明确和发现儿童心肌病的病因,通过进行儿童心肌病遗传代谢病因分析,明确哪些代谢缺陷可以导致心肌病,明确不同的代谢缺陷与不同的心肌病类型是否存在对应关系；(2)初步探索代谢缺陷所致心肌病的发病情况,为今后临床工作中心肌病患者是否该常规筛查该类病因提供依据；(3)探讨代谢性心肌病的临床及超声特点、诊断要点、治疗方法及疗效预后,提高临床确诊率从而改善心肌病患者的预后；(4)为不同病因所致心肌病的诊断及鉴别诊断提供依据。 [方法] 入选2012年10月至2014年2月、年龄≤14岁在我院收治的心肌病患儿127例,包括扩张型心肌病患儿54例,肥厚型心肌病患儿26例,限制型心肌病患儿6例,致心律失常右室心肌病患儿4例,心肌致密化不全患儿24例,心内膜弹力纤维增生症患儿13例。入选标准参照1995年世界卫生组织和国际心脏病协会(WHO/ISFC)制定的心肌病诊断标准和中国心肌病诊断和治疗建议工作组制定的心肌病诊断标准。 1.临床资料收集登记所有入组心肌病病例的临床资料。 2.代谢缺陷病因查找 (1)串联质谱筛查对所有患者采用液相色谱-串联质谱技术(LC-MS/MS)检测患者干血滤纸片中游离肉碱、酰基肉碱、氨基酸共23种指标的浓度进行常见的35种遗传代谢缺陷的筛查。串联质谱仪器：美国Waters公司,型号XevoTQ-D,检测过程由华大基因临床检验中心完成。(2)酶学检测对7例临床疑似糖原累积病Ⅱ型患儿采用免疫学方法行外周血白细胞a-酸性葡萄糖苷酶(GAA)活性测定。对3例扩张型心肌病患儿行外周血白细胞呼吸链酶复合物Ⅰ～V活性测定。(3)尿粘多糖定性检测1例患儿有典型粘多糖症面容及家族史,行尿液粘多糖定性试验。(4)基因检测6例串联质谱筛查提示性肉碱缺乏症患者采用高通量测序法行SLC22A2基因测序,并对其父母进行sanger验证确定突变来源,3例扩张型心肌病患者行线粒体基因测序。 3.针对性治疗对于病因明确为代谢缺陷的心肌病患者在常规抗心衰治疗的基础上加用针对性的治疗。原发性肉碱缺乏症患者予以左旋肉碱口服液(东维力,东北制药集团沈阳第一制药厂)100-300mg/kg.d口服。对于目前临床上缺乏有效治疗手段的病因予以对症支持治疗。 4.随访代谢性心肌病患儿在治疗后3月、6月、12月进行随访,随访内容包括：症状体征、纽约心功能分级、12导联心电图、超声心动图以及外周血串联质谱结果等。 5.总结代谢性心肌病患者的临床特点、超声心动图表现、治疗方法以及疗效预后；另外对比以代谢缺陷为病因的心肌病患者与其他病因所致心肌病患者的临床表现、心脏大小、心肌厚度、心脏功能等情况。 6.统计学分析所有数据统计经SPSS13.0统计软件进行分析,以P0.05视为差异有统计学意义。描述性统计：正态分布连续性资料采用均数±标准差,非正态分布连续性资料用中位数和四分位数间距表示。检验方法：符合正态分布的资料,采用两独立样本资料的t检验比较不同组间的差异(方差齐),治疗前后不同时间点的四组之间采用随机区组方差分析进行比较,如有差异,在采用Student-Newman-Keuls检验进行组间比较。非正态分布的资料采用两独立样本非参数检验中的Mann-Whitney U检验比较不同组间的差异,治疗前后不同时间点四组之间采用随机区组秩和检验的Friedman Test进行比较。 [结果] 总计入组心肌病患儿127例,通过上述方法最终确诊代谢性心肌病患儿11例(8.7%),其中男7例,女4例,起病中位年龄0.79岁,确诊中位年龄1.16岁,其中5例患者有母亲不明原因流产史或同胞夭折史或家族史。检测出来的导致心肌病的代谢缺陷有：脂肪酸代谢异常(原发性肉碱缺乏症6例)、糖代谢异常(Ⅱ型糖原累积病4例)、贮积病(粘多糖贮积病1例),未发现线粒体病、氨基酸及有机酸代谢缺陷等病因。在54例扩张型心肌病患儿中发现原发性肉碱缺乏症3例,粘多糖贮积症1例；在26例肥厚型心肌病患儿中发现糖原累积病4例；在24例心肌致密化不全患儿中发现原发性肉碱缺乏症2例；在13例心内膜弹力纤维增生症患儿中发现原发性肉碱缺乏症1例；在6例限制型心肌病和4例致心律失常右室心肌病患儿中没有筛查出代谢缺陷病因。原发性肉碱缺乏症患者通过外周血串联质谱筛查发现,经SLC22A5基因测序检测到该基因的纯和或复合杂合突变而确诊；糖原累积病患儿经检测外周血白细胞a-酸性葡萄糖苷酶(GAA)活性降低而确诊；粘多糖贮积症患经尿粘多糖定性试验阳性而确诊。确诊后,在常规抗心衰治疗的基础上,对原发性肉碱缺乏症患者加用左旋肉碱治疗,剂量100-300mg/kg.d,糖原累积病患者以及粘多糖贮积症患者因缺乏针对病因的有效治疗仅予以对症支持治疗,对所有患者在治疗后3月、6月、12月进行随访。随访发现,6例PCD患者经治疗后临床症状在2周内迅速改善,左室舒张末内径(LVDd)明显缩小、左心室射血分数(LVEF)明显提升、外周血游离肉碱水平均明显升高。而4例糖原累积病所致心肌病患者分别在确诊后6天～5月死亡,死因均为心肺功能衰竭,1例粘多糖病所致心肌病患者在确诊后1月死亡,死因为心力衰竭,详细如下。代谢性心肌病患者临床特点：原发性肉碱缺乏症(PCD)所致心肌病患者(例1-6)临床表现不具特异性,其中男4例,女2例,年龄0.5-14岁。除例3无临床症状外,其他5例表现为心功能不全,心功能Ⅲ-Ⅳ级,无低血糖发作史及肌无力病史,血糖、尿酮、肌酸激酶(CK)正常。例3为例2的妹妹,行心脏彩超以及串联质谱筛查发现。5例患者心电图出现ST-T改变,例5出现高尖T波。糖原累积病Ⅱ型(GSDII型)患者(例7-10)的临床特点具有特异性,其中男2例,女2例,年龄3-9月。4例患者除表现为严重心力衰竭外,还伴有不同程度的喂养困难、运动发育迟缓、肌力减退、反复呼吸道感染、舌体肥大等。血糖正常,CK为447-739U/L,(参考值范围26-140U/L),胸片心胸比例0.67-0.76。心电图提示：心肌肥厚及ST-T改变。粘多糖症(MPS)患者(例11)临床特点具有特异性,男,12岁,临床表现除了反复的心功能不全外,还有特殊面容、身材矮小、运动发育迟缓、反复呼吸道感染。代谢性心肌病的超声心动图特点：原发性肉碱缺乏症所致心肌病患者表现为(1)左室扩大(除例3外),LVDd的Z值为4.03～5.73；(2)心肌、乳头肌及腱索、肌小梁肥厚,室间隔舒张末期厚度(IVSd)的Z值为2.2～4.25、左室后壁舒张末厚度(LVPWd)的Z值为3.11～4.89,二尖瓣乳头肌及腱索增粗,心尖部、左室侧壁、室间隔下段肌小梁肥大、突起形成假性隐窝。3例患者还出现心内膜局限性反射增粗、不均匀；(3)左室收缩功能下降(例3除外),LVEF24%-39%。比较6例PCD所致心肌病患者和50例非代谢缺陷所致的扩张型心肌病患者的LVDd的Z值,为(4.17±0.73) cm VS (3.93±1.67) cm, t=0.35, P=0.73,差异无统计学意义；再比较两者的LVEF,前者为(29.83±9.72)%,后者为(38.78±15.70)%,t=1.36,P=0.18,差异无统计学意义。这说明肉碱缺乏所致心肌病的左心室扩大程度、左室收缩功能下降程度与扩张型心肌相比差异无统计学意义。比较6例PCD所致,心肌病患者和22例非代谢缺陷所致的肥厚型心肌病患者的心肌厚度,IVSd的Z值前者为3.38±±0.77,后者为4.66±2.14,t=-1.43,p=0.17, LVPWd的Z值前者为4.36±0.68,后者为4.57±±1.63,t=0.66,p=0.052,差异均无统计学意义。Ⅱ型糖原累积病所致心肌病患者表现为：(1)心肌显著均匀性肥厚,IVSd的Z值为6.41-7.57,LVPWd的Z值为8.17-9.43,IVSd/LVPWd接近1,其中2例还出现双心室流出道梗阻；(2)心腔缩小,1例造成右室心腔近闭塞；(3)舒张功能减退。将4例GSD所致心肌病患者和22例非GSD所致的肥厚型心肌病患者相比,IVSd的Z值前者为7.06±0.52,后者为4.66±2.14, t=4.56, p0.001, LVPWd的Z值前者为8.70±0.57,后者为4.57±1.63,t=4.71,p0.001,差异均有统计学意义,提示GSD Ⅱ型患者心肌肥厚的程度较HCM更严重。粘多糖病所致心肌病患者表现为：(1)左室扩大,LVDd6.9cm, LVDd的Z值为11.74；(2)主动脉瓣狭窄(轻度)并返流(重度)；(3)左室收缩及舒张功能减退。在50例非代谢缺陷所致的扩张型心肌病中有32例合并不同程度的二尖瓣返流,但无累及主动脉瓣的病例。特殊检查结果：(1)外周血串联质谱筛查结果127例心肌病患者进行外周血串联质谱筛查,筛查出阳性病例6例(阳性率4.7%),6例均提示游离肉碱以及酰基肉碱明显低于正常参考值范围,诊断时外周血CO的中位数为0.62umol/L(正常参考值范围为10-60umol/L),各种酰基肉碱也降低,提示病因可能为肉碱缺乏症。其他121例非肉碱缺乏心肌病患者的外周血CO水平为(36.86±18.73) umol/L,位于正常参考值范围内。(2)酶学检测结果7例临床疑似GSD的患者行外周血白细胞a-酸性葡萄糖苷酶(GAA)活性测定,结果显示4例GAA酶活性降低。为0.45-2.98nmol/(lh.mg)(参考值14nmol/(1h.mg),提示糖原累积病Ⅱ型,其余3例GAA酶平均值为(38.05±5.23) nmol/(1h.mg)"f3例患者行外周血白细胞线粒体呼吸链酶(复合物Ⅰ-Ⅴ)活性分析提示活性正常,未筛查出线粒体病。(3)尿粘多糖定性检测1例患者有典型粘多糖症面容及家族史,行尿粘多糖定性试验提示阳性,确诊粘多糖贮积症。(4)基因测序6例原发性肉碱缺乏症患者均行SLC22A5基因测序,结果均检测到该基因的纯和或复合杂合突变,突变率100%。分别在外显子1、4、5检测出C113Y、R254X、R289X三个突变位点,其中以R254X突变率最高。(5)对所有原发性肉碱缺乏症患者的父母及同胞兄妹也进行外周血串联质谱筛查和SLC22A5基因测序。所有一级亲属共14人均行外周血串联质谱筛查,结果显示外周血游离肉碱水平为(14.19±5.46) nmol/(1h.mg),分布在正常参考值范围的低限附近。一级亲属中有12人行SLC22A5基因测序,结果显示除例5的二姐基因型正常外,其余均为PCD患者杂合子。随访结果：所有患者临床症状在2周内改善,治疗3月后所有临床症状消失,纽约心功能分级由治疗前的Ⅲ级提高至Ⅰ级,心电图ST-T段恢复正常,例5的T波高尖消失。在治疗6月后所有患者心脏大小恢复正常(LVDd的Z值2),心脏收缩功能恢复正常(LVEF55%)。治疗前、治疗3月后、治疗6月后、治疗12月后的LVDd经随机区组方差分析提示四组间差异有统计学意义(F=7.609,P=0.003),治疗前的LVDd和治疗3月后、治疗6月后、治疗12月之间均有统计学差异,治疗后任意时间点的LVDd较治疗前均缩小,但治疗3月后、治疗6月后、治疗12月后LVDd三组之间没有统计学差异,治疗12月后LVDd由治疗前的(4.68±1.53)cm缩小为(3.22±0.52)cm。治疗前、治疗3月后、治疗6月后、治疗12月后的LVEF四组之间有统计学差异(F=15.977,P0.001),治疗前的LVEF和治疗3月后、治疗6月后、治疗12月之间均有统计学差异,治疗后任意时间点的LVEF均高于治疗前,但治疗3月后、治疗6月后、治疗12月后的LVEF三组之间没有统计学差异,治疗12月后LVEF由治疗前的(39.83±17.05)%升高至(73.20±6.55)%。治疗前、’治疗3月后、治疗6月后、治疗12月后的血浆游离肉碱水平经随机区组秩和检验提示四组之间有统计学差异(x2=11.80,P=0.008),治疗3月后肉碱水平最高,其次是治疗12月和治疗6月,治疗前的肉碱水平最低。 [结论] (1)先天性代谢缺陷是儿童心肌病的根本病因之一,这类病因并不少见； (2)原发性肉碱缺乏症、糖原累积病Ⅱ型、粘多糖病Ⅱ型为相对常见的可导致代谢性心肌病的代谢缺陷； (3)先天性代谢缺陷导致的心肌损伤形式有：心脏扩大、心肌肥厚、心脏功能障碍、心脏瓣膜损伤,部分情况下可能是心脏同时合并扩张和肥厚,其超声表现可与扩张型心肌病、肥厚型心肌病、心肌致密化不全、心内膜弹力纤维增生症相似,但仍具有自身的特异性。此外超声心动图对代谢性心肌病的确诊具有重要的提示作用； (4)代谢性心肌病的临床表现具有一定的特异性,包括起病年龄小、阳性家族史、症状累及包含心脏的多个器官； (5)外周血血串联质谱筛查对代谢性心肌病的诊断具有重要价值,推荐在心肌病患者中常规筛查； (6)在原发性肉碱缺乏症患者中,突变R254X、R289X、C113Y的临床表型可能为心肌病； (7)代谢性心肌病病因种类的诊断对心肌病的治疗疗效和预后有决定性作用,原发性肉碱缺乏症所致心肌病经补充肉碱治疗后疗效显著。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R725.4

【参考文献】