【佳學(xué)基因檢測(cè)】腎功能不全和蛋白尿經(jīng)基因檢測(cè)為巴林格-華萊士綜合征

遺傳病、罕見(jiàn)病基因檢測(cè)導(dǎo)讀：

巴林格-華萊士綜合征基因檢測(cè)是對(duì)疑似英文名稱(chēng)為Ballinger-Wallace syndrome的疾病進(jìn)行的基于基于基因序列變化的分子診斷檢測(cè)。巴林格-華萊士綜合征基因檢測(cè)又叫做母系遺傳性糖尿病合并耳聾。母系遺傳性糖尿病和耳聾 (MIDD) 是一種線粒體遺傳病，臨床表現(xiàn)多樣，可能會(huì)延誤診斷。佳學(xué)基因通過(guò)線粒疾病基因檢測(cè)案例介紹了一名來(lái)自陜西的患有巴林格-華萊士綜合征57 歲男性帕切科（化名）患慢性腎病的病例。在患上糖尿病和耳聾之前很久，他就出現(xiàn)了蛋白尿；在 36 歲時(shí)，腎活檢顯示腎小球輕微異常，電子顯微鏡顯示遠(yuǎn)端腎小管上皮細(xì)胞有輕度線粒體變性。二十年后，盡管沒(méi)有高血壓且血糖控制相對(duì)較好，但第二次腎活檢顯示腎硬化伴間質(zhì)纖維化和小動(dòng)脈透明增厚。在髓質(zhì)集合管上皮中發(fā)現(xiàn)顆粒狀腫脹的上皮細(xì)胞。電子顯微鏡顯示在足細(xì)胞和腎小管細(xì)胞中積累線粒體，導(dǎo)致巴林格-華萊士綜合征的診斷。盡管沒(méi)有肌肉無(wú)力，肌肉活檢也顯示出參差不齊的紅色纖維。線粒體DNA 分析基因檢測(cè)顯示 m.3243A > G 突變，并開(kāi)始補(bǔ)充?；撬?。佳學(xué)基因致病基因鑒定基因解碼的研究結(jié)果表明，線粒體功能障礙主要與進(jìn)行性腎損傷有關(guān)。

基因檢測(cè)案例總結(jié)性介紹

巴林格-華萊士綜合征是一種線粒體遺傳病，以 2 型糖尿病 (DM) 和聽(tīng)力障礙為特征。線粒體 (mt) DNA 的異常導(dǎo)致氧化能量產(chǎn)生缺陷引起的巴林格-華萊士綜合征。巴林格-華萊士綜合征的臨床表現(xiàn)多種多樣，可能會(huì)延誤其診斷。mt tRNA Leu (UUR)基因中的 m.3243A > G 突變是巴林格-華萊士綜合征中最常見(jiàn)的突變，但這種突變也見(jiàn)于線粒體腦肌病伴乳酸性酸中毒和中風(fēng)樣發(fā)作 (MELAS) 綜合征。

線粒體在腎臟中非常豐富，尤其是在近端小管和腎小球上皮細(xì)胞中；線粒體功能障礙可引起腎損害。與線粒體細(xì)胞病相關(guān)的腎臟疾病包括局灶節(jié)段性腎小球硬化(FSGS) 和腎小管間質(zhì)性腎病。此類(lèi)并發(fā)癥導(dǎo)致慢性腎病 (CKD) 和終末期腎病的進(jìn)展，需要進(jìn)行腎臟替代治療。然而，線粒體疾病患者腎臟異質(zhì)性和 CKD 進(jìn)展的機(jī)制是佳學(xué)基因長(zhǎng)期關(guān)注的焦點(diǎn)。

通過(guò)線粒體疾病基因解碼，佳學(xué)基因檢測(cè)分享一例患有巴林格-華萊士綜合征的 57 歲男性帕切科（化名），他具有 m.3243 A > G 突變，并發(fā)展為慢性腎病。對(duì)于這名患者，兩次腎活檢相隔 20 年，以確認(rèn)腎損傷的進(jìn)展。肌肉活檢也顯示亞臨床肌病。

巴林格-華萊士綜合征案例介紹

一名來(lái)自陜西的 57 歲的男性因逐漸惡化的腎功能不全和蛋白尿被的主治醫(yī)師轉(zhuǎn)診到佳學(xué)基因合作醫(yī)院的腎臟科。他父母不是近親結(jié)婚，屬于正常妊娠生育。自 22 歲起，在他的一般健康檢查中發(fā)現(xiàn)輕度尿蛋白從 ± 到 1 +（試紙測(cè)試）。他的第一次腎活檢是在 36 歲時(shí)進(jìn)行的。該標(biāo)本的光學(xué)顯微鏡顯示有 12 個(gè)腎小球，沒(méi)有整體硬化；兩個(gè)顯示系膜基質(zhì)輕度增加，其他幾乎完好無(wú)損（圖 1a）。在間質(zhì)中，纖維化占不到 5% 的面積，并且沒(méi)有看到浸潤(rùn)細(xì)胞。免疫熒光未檢測(cè)到 IgG、IgA、IgM、C3、C4 和 C1q。電子顯微鏡顯示，遠(yuǎn)端腎小管上皮細(xì)胞中的一些線粒體具有失去正常結(jié)構(gòu)的嵴（圖 1b）。此時(shí)很難診斷病因是線粒體疾病。開(kāi)始使用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑進(jìn)行治療。

圖1：最初的腎活檢結(jié)果取自 36 歲。a光學(xué)顯微鏡顯示大多數(shù)腎小球是完整的（高碘酸-希夫染色，× 200）。b電子顯微鏡顯示遠(yuǎn)端腎小管上皮細(xì)胞中的一些線粒體具有失去正常結(jié)構(gòu)的嵴

在接下來(lái)的二十年里，患者的主治醫(yī)生跟蹤了該患者的病情進(jìn)展（圖 1）。在 40 歲的體檢中，他被發(fā)現(xiàn)患有 2 型糖尿病和雙側(cè)感音神經(jīng)性聽(tīng)力損失。五年后，開(kāi)始服藥治療2 型糖尿病，同時(shí)使用助聽(tīng)器。此后，血清血紅蛋白 A1c (HbA1c) 水平保持在 6-8% 的范圍內(nèi)。尿蛋白由-增至2+，腎功能逐漸下降。他沒(méi)有肌病或腦病的癥狀，也沒(méi)有中風(fēng)樣發(fā)作史。他的母親因終末期腎?。ú∫虿幻鳎┙邮芰搜和肝?，他的弟弟患有聽(tīng)力損失和腎功能障礙（圖3），但是，三個(gè)患病的家庭成員中沒(méi)有任何一個(gè)進(jìn)行過(guò)致病基因鑒定基因解碼。他目前服用的藥物是格列美脲、沙格列汀、二甲雙胍、依那普利和普伐他汀。在 27 歲戒煙之前，他有 10 年每天吸 20 支香煙的歷史。

圖 2：臨床進(jìn)程。血清 HbA1c 水平保持在 6-8% 范圍內(nèi)；但尿蛋白為1 + –2 + ，腎功能逐漸下降。eGFR估計(jì)腎小球?yàn)V過(guò)率，HbA1c血紅蛋白 A1c

圖 3：帕切科（化名）家譜。箭頭表示本報(bào)告中描述的患者。他的母親因不明原因的終末期腎病接受血液透析，而他的弟弟則表現(xiàn)出聽(tīng)力下降和腎功能障礙

體格檢查，身高160cm，體重47.8kg，BMI 18.6kg/m ²。帕切科（化名）的血壓為 136/85 mmHg。帕切科（化名）的四肢沒(méi)有外周水腫或肌肉無(wú)力。眼科檢查未發(fā)現(xiàn)糖尿病性視網(wǎng)膜病變或高血壓性視網(wǎng)膜病變。心電圖和超聲心動(dòng)圖均在正常范圍內(nèi)。從患者入院時(shí)獲得的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)（表1) 顯示血清肌酐水平升高 (1.10 mg/dL)，估計(jì)腎小球?yàn)V過(guò)率為 55 ml/min/1.73 m ²。在每克肌酐 (g/gCre) 為 0.64 g 時(shí)觀察到蛋白尿；未檢測(cè)到血尿（1-4 個(gè)紅細(xì)胞/高倍視野）。值得注意的血清水平是 HbA1c：7.2%；乳酸：18.0 mg/dL（正常，3.7–16.3 mg/dL）；丙酮酸：0.93 mg/dL（正常，0.3–0.9 mg/dL），乳酸/丙酮酸比：19（正常，< 10）。

表1:入院時(shí)血液和尿液的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)

驗(yàn)血		鈉	143毫當(dāng)量/升	ANA	−
白細(xì)胞	5300/毫升	鉀	4.9毫當(dāng)量/升	PR3-ANCA	−
紅細(xì)胞	4.4 × 10 ⁴ /毫升	氯化物	107毫當(dāng)量/升	MPO-ANCA	−
血紅蛋白	11.9 克/分升	鈣	8.8 毫克/分升	ASO	−
血小板	17.7 × 10 ⁴ /毫升	磷	2.6 毫克/分升	ASK	−
PT-INR	0.9	低密度脂蛋白膽固醇	79 毫克/分升	HBs抗原	−
APTT	26.5 秒	血紅蛋白 A1c	7.2%	丙肝病毒抗體	−
總蛋白	6.7 克/分升	CRP	0.78 毫克/分升	尿液分析
白蛋白	4.2 克/分升	免疫球蛋白	780 毫克/分升	酸堿度	5.5
AST	18 單位/升	免疫球蛋白A	200 毫克/分升	重力	1.024
備選方案	17 單位/升	IgM	77 毫克/分升	蛋白質(zhì)	0.64 克/克Cre
乳酸脫氫酶	158 單位/升	補(bǔ)體 3	122 毫克/分升	糖	−
堿性磷酸酶	353 單位/升	補(bǔ)體 4	32.1 毫克/分升	紅細(xì)胞	1–4/HPF
CK	80 單位/升	CH50	48 單位/毫升	白細(xì)胞	1–4/HPF
包子	16.8 毫克/分升	乳酸	18.0 毫克/分升	β2-MG	84 毫克/升
肌酐	1.1 毫克/分升	丙酮酸	0.93 毫克/分升	NAG	5.5 單位/升
尿酸	6.2 毫克/分升	L/P 比例	19	BJP	−

WBC白細(xì)胞、RBC紅細(xì)胞、PT-INR凝血酶原時(shí)間國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值、APTT活化部分凝血活酶時(shí)間、AST天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、ALT丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、LDH乳酸脫氫酶、ALP堿性磷酸酶、CK肌酸激酶、BUN血尿素氮、LDL-cho低密度脂蛋白膽固醇、CRP C反應(yīng)蛋白、Ig免疫球蛋白、CH50 50%溶血補(bǔ)體活性、L/P乳酸/丙酮酸、ANA抗核抗體、PR3-ANCA蛋白酶3-抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體、MPO髓過(guò)氧化物酶、ASO抗鏈球菌溶血素-O、ASK抗鏈激酶、HBs乙肝表面、HCV丙肝病毒、Ccr肌酐清除率、HPF高倍視野、MG微球蛋白、NAG N-乙酰谷氨酸，BJP Bence Jones 蛋白
因?yàn)閺呐燎锌疲ɑ┑募易迨窇岩捎羞z傳性腎病，所以進(jìn)行了第二次腎活檢。光學(xué)顯微鏡顯示 4 個(gè)腎小球，均顯示球性腎小球硬化。在間質(zhì)中，近 40% 的區(qū)域觀察到慢性纖維化。還觀察到含有蛋白質(zhì)物質(zhì)的局部慢性炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和擴(kuò)張的小管（圖 4-a,b）。動(dòng)脈和小動(dòng)脈顯示中度纖維內(nèi)膜增厚和玻璃樣變，血管平滑肌細(xì)胞增大（圖 4c）。顆粒狀腫脹上皮細(xì)胞 (GSEC)——據(jù)基因解碼是與線粒體細(xì)胞病變相關(guān)的特定變化 ——在髓集合管上皮細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)（圖4d). 與他的第一次腎活檢一樣，免疫熒光未檢測(cè)到 IgG、IgA、IgM、C3、C4 和 C1q。電子顯微鏡顯示中度足突消失。在一些足細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中觀察到積累的線粒體（圖 4e）和近端腎小管細(xì)胞（圖 1f）。其中一部分被放大了。

圖 4:57 歲時(shí)的腎活檢結(jié)果。a , b光學(xué)顯微鏡顯示整體腎小球硬化（箭頭）、局部慢性炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和含有蛋白質(zhì)物質(zhì)的擴(kuò)張小管（箭頭，高碘酸席夫染色，a : × 40, b : × 200 ）。c血管平滑肌細(xì)胞增大（高碘酸銀-烏洛托品染色，× 400）。d髓質(zhì)集合管上皮中的顆粒狀腫脹上皮細(xì)胞（箭頭，Masson-trichrome 染色，× 400）。電子顯微鏡顯示一些足細(xì)胞 ( e ) 和近端腎小管細(xì)胞 ( f )的細(xì)胞質(zhì)中積累了線粒體，其中一些增大了（箭頭）

基于這些發(fā)現(xiàn)，懷疑是線粒體疾病，并對(duì)他的二頭肌進(jìn)行了肌肉活檢。改良的 Gomori 三色染色顯示參差不齊的紅色纖維（圖 5a）。琥珀酸脫氫酶 (SDH) 染色陽(yáng)性的參差不齊的紅色纖維表明細(xì)胞色素 c 氧化酶染色的纖維活性不足；觀察到強(qiáng) SDH 反應(yīng)性血管（圖 5b）. 這些發(fā)現(xiàn)與線粒體功能障礙一致。隨后對(duì)肌肉標(biāo)本進(jìn)行的基因檢測(cè)顯示線粒體基因具有 m.3243A > G 突變，具有 69.9% 的異質(zhì)性。因此，巴林格-華萊士綜合征的診斷被認(rèn)為是明確的。開(kāi)始口服?；撬嵫a(bǔ)充劑（12 克/天）。一年后，他的腎功能保持不變，沒(méi)有明顯的副作用。

圖 5:肌肉活檢的光學(xué)顯微鏡檢查。a改良的 Gomori 三色染色上的粗糙紅色纖維（箭頭，× 100）。b琥珀酸脫氫酶 (SDH) 染色呈陽(yáng)性的參差不齊的紅色纖維（藍(lán)色）顯示細(xì)胞色素 c 氧化酶染色（棕色）的纖維活性不足（箭頭，× 100）。突出顯示了強(qiáng) SDH 反應(yīng)性血管（上圖）

巴林格-華萊士綜合征致病基因鑒定基因檢測(cè)對(duì)蛋白尿患者診斷的啟發(fā)

在該患者中，蛋白尿先于糖尿病或耳聾出現(xiàn)，這使得巴林格-華萊士綜合征的早期診斷變得困難。盡管沒(méi)有高血壓或糖尿病性視網(wǎng)膜病變，并且血糖控制相對(duì)較好，但病理結(jié)果在 20 年內(nèi)進(jìn)展為腎硬化伴間質(zhì)纖維化和小動(dòng)脈透明增厚。雖然我們?cè)谀I小球中找不到任何 FSGS 病變，但通過(guò)電子顯微鏡可以在足細(xì)胞和腎小管細(xì)胞中看到聚集的線粒體。在髓質(zhì)集合管上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了 GSEC，這表明線粒體細(xì)胞病變。相反，未發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病的典型病理表現(xiàn)（例如，腎小球結(jié)節(jié)或玻璃樣病變）。這些觀察結(jié)果表明線粒體細(xì)胞病變主要與 CKD 進(jìn)展有關(guān)，

先前已在巴林格-華萊士綜合征患者中報(bào)道了 CKD。盡管 DM 的病程長(zhǎng)似乎對(duì)腎臟損害有重大影響，但巴林格-華萊士綜合征患者的腎臟表現(xiàn)并不總是糖尿病腎病的后果。據(jù)報(bào)道，獲得性線粒體功能障礙與 CKD 和動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展有關(guān)]. 線粒體細(xì)胞病變與巴林格-華萊士綜合征患者 CKD 的發(fā)展相關(guān)的程度尚不清楚。然而，足細(xì)胞和腎小管細(xì)胞氧化磷酸化受損可導(dǎo)致活性氧過(guò)度生成以及功能和結(jié)構(gòu)改變，從而導(dǎo)致蛋白尿、腎小管功能障礙，最終導(dǎo)致腎小球硬化和間質(zhì)損傷。

與巴林格-華萊士綜合征相關(guān)的臨床特征包括早發(fā)性 DM 伴身材矮小、正常或低 BMI，以及與 DM 發(fā)病大致同時(shí)發(fā)生的聽(tīng)力損失，如本例所示。由于臨床表現(xiàn)取決于每個(gè)器官中線粒體突變的閾值水平，因此巴林格-華萊士綜合征患者會(huì)出現(xiàn)其他線粒體相關(guān)并發(fā)癥. 我們的患者沒(méi)有心臟疾病的癥狀或 MELAS 綜合征的神經(jīng)學(xué)表型，但盡管沒(méi)有肌肉無(wú)力，但他的肌肉活檢顯示參差不齊的紅色纖維。雖然線粒體疾病的臨床表現(xiàn)因人而異，但即使沒(méi)有主觀癥狀，也可能在某些器官出現(xiàn)線粒體異常引起的組織學(xué)改變。

尚未確定預(yù)防巴林格-華萊士綜合征并發(fā)癥的治療方法。據(jù)報(bào)道，輔酶 Q ₁₀療法可預(yù)防進(jìn)行性聽(tīng)力損失并改善巴林格-華萊士綜合征患者的胰島素分泌缺陷。然而，牛磺酸修飾正常人中的第一個(gè)反密碼子核苷酸 mt tRNA ^{Leu (UUR)} ，并且在來(lái)自具有 m.3243A > G 突變的 MELAS 患者的細(xì)胞的mt tRNA ^{Leu (UUR)}^{中沒(méi)有牛磺酸修飾} . 日本最近的一項(xiàng)多中心、開(kāi)放標(biāo)簽試驗(yàn)表明，口服?；撬嵫a(bǔ)充劑可以有效減少中風(fēng)樣發(fā)作的反復(fù)，并增加MERAS 中mt tRNA ^{Leu (UUR)}^{的?；撬嵝揎?/sup> . ?；撬嵊型鳛閙.3243A > G突變的線粒體疾病引起的各種器官疾病的治療藥物。在這種情況下，除了腎素-血管緊張素系統(tǒng)阻斷療法外，患者還開(kāi)始口服牛磺酸補(bǔ)充劑，以防止加重巴林格-華萊士綜合征相關(guān)癥狀和 CKD 進(jìn)展。需要仔細(xì)跟進(jìn)。}

總之，本病例的研究結(jié)果表明，巴林格-華萊士綜合征引起的線粒體細(xì)胞病變可能與進(jìn)行性 CKD 相關(guān)。如果根據(jù)臨床病程懷疑與線粒體細(xì)胞病相關(guān)的腎臟疾病，主動(dòng)腎活檢可能會(huì)導(dǎo)致令人滿(mǎn)意的診斷和治療。

(責(zé)任編輯：佳學(xué)基因)

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