ATP7A基因内含子突变致Menkes病1家系2例报告

ATP7A基因内含子突变致Menkes病1家系2例报告张晓青;孙素真;吴文娟;刘康;王晶
【摘要】目的探讨Menkes病的临床和实验室特点.方法对1家系2例确诊为Menkes病患儿的临床、实验室检查、影像学资料及基因表现进行回顾性分析.结果 2例患儿均为男童,先证者生后4个月起病,肤色白、脸颊饱满、皮肤松弛、毛发细、色淡卷曲,有漏斗胸,有癫、发育迟滞.先证者哥哥自幼发育落后,康复治疗无效,1年前死亡.2例患儿血浆铜蓝蛋白分别为80 mg·L-1及92.4 mg·L-1.患儿的头发在光镜下观察有扭曲、串珠样改变;先证者颅脑MRI髓鞘化延迟,双侧大脑、小脑萎缩样改变,脑表面血管迂曲增多,双侧基底节及大脑脚异常信号,颅脑MRA+MRV 示:大动脉走行迂曲,动脉分支及表浅静脉扭曲成团.先证者基因学检查未发现
ATP7A基因存在大片段变异,但ATP7A基因c.2172+52172TGAAT(编码区第2172号核苷酸后内含子中第5与第6位核苷酸问插入TGAAT)的微小剪切变异,先证者哥哥与其变异位点相同,母亲为表型正常的携带者.结论 Menkes病为遗传性的铜代谢障碍性疾病,以进行性加重的神经损害为主要表现,有特殊面容和毛发改变,脑萎缩和脑血管的形态改变,结合实验室检查、颅脑影像及基因检测可确诊.
【期刊名称】《中国循证儿科杂志》
【年(卷),期】2018(013)006
【总页数】5页(P459-463)
【关键词】Menkes病;卷发综合征;精神发育迟滞;血浆铜蓝蛋白;癫痫;ATP7A基因【作者】张晓青;孙素真;吴文娟;刘康;王晶
【作者单位】河北省儿童医院神经内科河北石家庄,050031;河北省儿童医院神经内科河北石家庄,050031;河北省儿童医院神经内科河北石家庄,050031;河北省儿童医院神经内科河北石家庄,050031;河北省儿童医院影像科河北石家庄,050031【正文语种】中文
1 病例资料
先证者：男，4个月8 d，因“间断抽搐1 d”于2016年3月26日入河北省儿童医院(我院)。

1 d前无明显诱因出现抽搐，表现为双眼向一侧斜视，一侧肢体阵挛
性抽动，每次持续半小时至数小时缓解，缓解后如常，不伴肢体活动障碍，不伴发热、咳嗽，无呕吐、腹泻。

发作间期意识清楚。

自发病以来精神、吃奶欠佳，体重增长缓慢，大小便正常。

系G2P2，足月剖宫产娩出。

生后2个月能追光追物。

逐渐发现患儿运动发育落后，至就诊时仍不会抬头，肢体活动少，逗笑少。

其哥哥因出生时缺氧于当地医院诊断“脑性瘫痪”。

父母非近亲婚配，无类似疾病家族史。

查体：体重5.5 kg(<P3)，身长62.5 cm(P10～P25)，头围40.5 cm(P50～P75)。

神清，精神反应差，不追光追物，面部肥胖，面颊松弛(图1A)。

皮肤白，头发稀、黄、干枯、卷曲(图1B)。

咽轻度充血，漏斗胸，双肺呼吸音粗，未闻及干、湿啰音，心脏听诊未见异常。

腹软，肝肋下科触及边缘，肠鸣音存在。

颅神经检查未见异常。

四肢肌力Ⅳ级，肌张力低下，双侧膝腱反射对称、活跃，双侧巴氏征阳性，克氏征、布氏征阴性。

图1 例1面容及头发
注 A～B：患儿4月8天；C～E：患儿2岁9月
辅助检查：血、尿遗传代谢未见异常。

血浆铜蓝蛋白0.08(参考值0.15～0.30)g·L-1，血清铜8.2(参考值8.51～25.63)mmol·L-1。

头发显微镜下检查：色浅，发干扭曲，粗细不均，可见损伤的毛鳞片。

视频脑电图：全程左侧半球较右侧半球波幅低、频率慢。

醒睡各期右侧前头部棘波、棘慢波间断或连续发放。

监测过程中频繁左侧前头部为主的部分性发作；局灶性癫持续状态。

颅脑MRI示髓鞘化延迟，双侧大脑、小脑萎缩样改变，脑表面血管迂曲增多，双侧基底节及大脑脚异常信号；颅脑MRA、MRV示大动脉走形迂曲，动脉分支及表浅静脉扭曲成团(图2)。

基因检测：因患儿面容特殊、毛发异常明显，怀疑Menkes病，取得患儿父母知情同意后对先证者及其父母和哥哥进行癫及相关发作性疾病和多重连接探针扩增：ATP7A(Menkes病)的检测。

采集静脉血2 mL，置于EDTA抗凝试管，采用Qiagen FlexiGene DNA Kit提取试剂盒(货号512206，德国Qiagen公司) 提取基因组DNA，采用Nanodrop 2000超微量分光光度计(美国Thermo Fisher Scientific公司) 测定DNA含量。

用Agilent SureDesign在线设计工具(美国Agilent公司)设计针对目标基因外显子及侧翼序列(+-10bp)的靶向捕获探针，定制专门SureSelect Target Enrichment System目标基因富集试剂盒来制备目标基因捕获文库，按照捕获文库DNA样本浓度及测序深度要求，应用NextSeq 500测序仪(美国Illumina公司)上机测序。

测序原始数据使用BWA、GATK等在线软件进行初步数据分析，得到变异位点共700个。

采用康旭公司自有的数据分析流程，逐步筛选过滤，得到19个变异位点，根据先证者表型进一步人工筛选。

检测到符合先证者主要临床表型及遗传模式的可能致病基因1个，ATP7A 基因(NM_000052)发生了c.2172+5_2172+6 insTGAAT的半合子变异，变异来源于先证者母亲，母亲该位点为杂合子，先证者哥哥该位点为半合子变异。

经Sanger 测序验证。

该变异的致病性在HGMD Pro和PubMed中尚未见报道。

在受检者ATP7A 基因检测到的变异遗传自受检者其母，符合X连锁隐性遗传方式，很可能
为导致患儿发病的致病性变异。

测序结果见图3。

图2 病例1患儿颅脑MRI及血管图像
注 A：T2WI:外侧裂、鞍上池、环池多发迂曲血管影，脑沟增宽；B：T2WI:基底
节区对称片状长T2信号，侧脑室大，脑外间隙增宽，脑沟增宽；C：MRA：颅内大血管迂曲走形，远端分支血管扭曲成团；D：MRV：双侧大脑表浅静脉增多、
成团扭曲。

静脉窦未见明显异常。

例2 ：先证者哥哥，足月顺产，出生体重2 660 g，出生时有羊水Ⅲ°污染，生后Apgar评分1 min 9分、5 min 10分。

生后1 d因“吃奶差、反应差”就诊于当地医院，查体发现患儿营养差，皮下脂肪薄头发干燥、发黄。

诊断“新生儿感染、新生儿代谢性酸中毒、先天性遗传代谢病？”，予对症治疗好转出院。

7月龄时因“智力运动发育落后”就诊于我院，查体：皮肤松弛，毛发色浅，注视、追物不灵活，声音刺激治疗2年，智力运动发育无明显改善。

与先证者一起行基因检测，
提示存在与先证者相同的基因突变(图3)，查铜蓝蛋白(北京大学第一医院)0.09 mg·L-1。

图3 ATP7A基因测序图
注 ATP7A 基因c.2172+5＿2172+6insTGAAT突变家系验证，P：先证者，B：
先证者哥哥，F：先证者之父，M：先证者之母，MD：先证者之母再孕羊水DNA；红色箭头表示突变位置
不敏感，不会抬头、翻身、独坐，无主动抓物及眼神交流，四肢肌力减低，肌张力高，腱反射活跃，双巴氏征阳性。

查血代谢筛查、染色体核型分析未见异常。

颅脑MRI(图4)示，双侧大脑半球白质对称性减少，胼胝体体部变薄，脑室、脑沟、脑
池增宽加深，考虑脑白质发育不良。

按“脑性瘫痪”
图4 例2患儿颅脑MRI
注 T1WI横轴位显示，双额颞脑外间隙、前纵裂增宽，脑沟增宽，双侧内囊前肢信号减低，髓鞘化延迟；B：T1WI矢状位显示，胼胝体薄，考虑脑发育不良
治疗及随访：①例1诊断Menkes病后，予左乙拉西坦口服液20 mg·kg-1·d-1抗癫，逐渐加量至25 mg·kg-1·d-1，未再抽搐，嘱出院后进行康复训练。

随访至2018年8月25日，患儿皮肤苍白松弛，消瘦，皮下脂肪薄，仍不能竖头，四肢肌张力高(图4A)，异常姿势明显，无生活能力；复查铜蓝蛋白0.06 g·L-1，毛发卷曲明显，镜下明显呈串珠样(图4B)，2019年1月死亡。

②例2基因检查支持Menkes病诊断，未予特殊治疗，于2017年12月死亡。

③先证者母亲于2017年4月再孕，产前咨询建议行羊水穿刺行ATP基因检测，于孕20周时行羊水穿刺液检查，结果提示胎儿为与母亲具有相同突变而表型正常的携带者(图3 MD)，随访至10月龄，发育指标同正常婴儿。

患儿的母亲再孕，于妊娠20周时取羊水细胞行胎儿ATP7A基因突变分析，进行产前诊断。

提示患儿编码区第 2172 号编码区内含子c.2172+5＿
2172+6insTGAAT表型正常的携带者(图3MD)，胎儿出生后发育正常。

2 文献复习
本文2例患儿的ATP7A基因突变为内含子突变(c.2172+5_2172+6 insTGAAT)，在万方、中国知网、PubMed和EBSCO数据库中检索类似病例，检索时间为建库至2018年12月1日。

中文数据库以“万方医学网”为例，检索式为((Menkes病) AND ATP7A) AND 内含子突变。

英文数据库以PubMed为例，检索式为("menkes kinky hair syndrome"[MeSH Terms] OR ("menkes"[All Fields] AND "kinky"[All Fields] AND "hair"[All Fields] AND "syndrome"[All Fields]) OR "menkes kinky hair syndrome"[All Fields] OR ("menkes"[All
Fields] AND "disease"[All Fields]) OR "menkes disease"[All Fields]) AND (("introns"[MeSH Terms] OR "introns"[All Fields] OR "intronic"[All Fields]) AND ("mutation"[MeSH Terms] OR "mutation"[All Fields]))。

检索并筛选到2篇与ATP7A内含子突变有关的报告，均为英文文献[1,2] ，共报
告4例患儿，其中2例OHS和1例经典Menkes病的ATP7A mRNA中含有新
的假外显子，假外显子插入在外显子10和11、外显子16和17、外显子14和
15之间；另1例OHS的表型是由1个剪接位点突变引起的，该突变涉及内含子
6在铜结合域的+6位置，称轻度OHS表型(OMIM 30001.0006)。

3 讨论
Menkes病，即卷毛病，是一种罕见的先天性铜代谢异常引起的进行性神经性退行性疾病，尤以中枢神经系统和结缔组织损害为主，患儿多在3岁前死亡[3]。

Menkes病属于X-连锁隐性遗传病，由ATP7A基因突变引起P 型铜转运 ATP 酶缺乏导致。

国外报道发病率为1/300 000～1/360 000 [4]。

大多数患儿为男性，
但也有些女性患者的报道[5-11]。

Menkes病可以分为经典型、轻型、极轻型(枕骨角综合征)，其临床表型与
ATP7A基因突变类型密切相关[3]。

本病的特点有癫发作、进行性智力发育落后、肌张力低下等神经系统发育障碍，毛发异常、低体温、动脉迂曲、漏斗胸。

Bahi-Buisson N [12]等认为，经典型卷毛病大部分在生后的 2～3 个月就发病，常见症状是癫频繁发作，早期是局灶性阵挛发作，易出现部分性发作持续状态，后期可演变为婴儿痉挛症。

严重者有智力发育障碍、肌张力低下，进行性神经系统发育落后。

患儿有特殊面容，如峡部饱满或下垂，皮肤发白，面部表情少。

特征性的表现是头发量少、色淡、卷曲、易碎，主要分布在头顶，头两侧的头发短。

在显微镜下观察能发现结节性脆发或者头发呈串珠样[13]。

脑电图提示中重度的改变；X 线示漏斗胸等骨骼异常；颅脑MRI可见脑室扩张、脑萎缩、硬膜下积液, 基底神经节受损等
改变[14,15]。

本文例1从生后4月起病，表现为局灶性癫发作，治疗前发作进
行性加重，存在部分性发作持续状态，视频脑电图提示全程左侧半球较右侧半球波幅低、频率慢。

醒睡各期右侧前头部棘波、棘慢波间断或连续发放。

监测过程中频繁左侧前头部为主的部分性发作；EPC，结合该病分类，例1属于Menkes病经
典型。

目前诊断Menkes病主要依据临床表现、实验室检查和影像学检查对其进
行临床的初步诊断，通过基因检测来确诊。

ATP7A基因定位于Xq12-q13.3，转录的23个外显子为编码铜转运的p型ATP 酶。

截至 2017年12月31日，人类基因突变数据库共收录 ATP7A 基因的变异317 种，其中一些与疾病无关[16]，大约有1/3的情况下出现新生突变，但突变类型与临床病程无明显相关性[17]，到目前为止国内共有与“Menkes病”相关的文献50篇，行ATP7A基因检测的13篇，均表现为经典型Menkes病，未发现ATP7A基因内含子突变所引起的Menkes病。

国外文献中关于ATP7A基因深层
内含子突变的报道仅2篇，4例患儿中，2例OHS和1例经典Menkes病患儿的ATP7A mRNA中含有新的假外显子，另1例OHS是由一个剪接位点突变引起的，该突变涉及内含子6在铜结合域中的位置+6[1,2]。

在所有报道病例中内含子突变
的存在增加了隐性供体剪接位点的一致值(consensus value)，导致强剪接位点，
所有病例一致值增加超过10%。

一致值高于80的剪接位点是强剪接位点，而一致值在65～70的剪接位点是弱剪接位点，因为只有少数是激活位点，一致值的相对变为10%或更多可能影响剪接功能。

这些激活的供体剪接位点都与高分受体位点
结合使用。

因此，这些突变似乎是通过激活新的供体剪接位点来激活位于内含子中的伪外显子，插入到内含子之间的伪外显子导致了异常氨基酸过早终止密码子，这些转录本都不能编码功能蛋白，可能通过无义介导的衰变(NMD)机制降解。

编码
蛋白都缺乏大部分C末端部分，使其不太可能具有任何残余活性。

只有存在于患
者体内的少量野生型ATP7A转录本才有望编码功能蛋白，存在野生型转录本可以
解释轻度OHS表型。

在未受影响的个体中发现，与经典Menkes病相比，只有2%～5%的正确拼接的mRNA水平就足以发展为OHS，而所报道的内含子突变经典型Menkes病仅表达0.2%的野生型转录本。

本文2例患儿符合经典型Menkes病诊断，基因检测未发现ATP7A基因存在大
片段变异，而有ATP7A c.2172+5_2172TGAAG(编码区第2172号核苷酸后内含子中第5与第6位核苷酸间插入TGAAT)的剪切变异，母亲为表型正常的携带者，符合Menkes病的遗传方式。

但由于技术限制，未测定患儿体内野生型转录本的
表达比例，但结合颅脑MRI及实验室检查提示铜蓝蛋白明显降低，支持诊断经典
型Menkes病。

该内含子突变位点此前未尚无报道，丰富了Menkes病的基因谱，为进一步研究内含子突变对疾病的影响提供了临床依据。

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