案例学习 | 女儿肺炎母亲髋关节疼痛竟是同一遗传缺陷

基因检测与解读 · 公众号 · · 2017-10-01 11:04

正文

一名13个月大的女孩，发育正常，持续了至少4个月的“肺炎”病史，常规疗法治疗无效，来到哈佛大学医学院附属麻省总医院就医时，多器官系统受累，包括肺，脾和淋巴结; 在支气管镜检查期间，发现非结核分枝杆菌。三个月后，儿童母亲呈现出慢性、进行性骨髓炎。母亲在婴儿期接受卡介苗（BCG）疫苗后，出现了同侧腋窝肿块。在对这两名患者进行鉴别诊断时，我们首先要考虑母亲和孩子是否有相同的疾病，如果是这样，那么我们必须考虑统一的疾病原因，如免疫缺陷综合征，是否解释了这个家庭的疾病表型。

免疫缺陷

这两名患者是否有潜在的免疫缺陷综合征，增加其对感染的易感性？为了解决这个问题，我们首先必须假设他们都有感染，这表明可能会损害正常的免疫功能。免疫缺陷通常不与罕见和不寻常的感染有关; 相反，它与常常被忽视的感染有关，因为它们受到正常免疫力的控制。因此，低等级病原体的侵袭，严重或持续感染是免疫缺陷的特征。传播的非结核性分枝杆菌感染不是正常发育的一部分，并且总是需要解释。目前高于150种的非结核（环境）分枝杆菌的数量正在增加; 这些物种大部分为非致病性。随后，目前已经鉴定了至少10个控制非结核分枝杆菌感染的致病基因，其中大部分直接参与干扰素-γ和白细胞介素-12的合成和反应途径。

根据具体的突变，这些基因之一的突变引起的遗传疾病可以是常染色体隐性遗传，常染色体显性遗传或X连锁。干扰素γ本身的自身抗体可以模拟这些遗传病变，因为它们可以有效地中和干扰素-γ。

母亲的疾病是否相关

母亲在婴儿期患有BCG感染，现在慢性进行性骨髓炎。如果母亲和孩子遇到的问题相关，似乎很可能，那么他们对非结核性分枝杆菌感染的敏感性可能是由于常染色体显性遗传基因缺陷。增加这种易感性的六种候选常染色体显性遗传基因是IRF8，GATA2，IKBKB（NEMO），IFNGR1，IFNGR2和STAT1。根据这两名患者的病史和临床表现，我们可以缩小常染色体显性遗传基因列表吗？

IRF8缺陷通常患有BCG疾病而没有骨髓炎，而该儿童没有BCG感染。患有GATA2单倍体不足症的患者在与该儿童一样年轻时通常不会出现分枝杆菌感染。IKBKB（NEMO）是X连锁的，不会在女性中引起这种传播性侵袭性疾病。抗干扰素-γ自身抗体可以很容易地解释母亲的疾病，尽管母体IgG抗体经过胎盘转运，这个孩子是13个月大的，这对于孕妇的抗干扰素-γ自身抗体来说太大了。因此，只留下与非结核分枝杆菌感染易感性相关的三种候选常染色体显性遗传基因：IFNGR1，IFNGR2和STAT1。显性负性STAT1突变可引起传播性非结核性分枝杆菌病或骨髓炎，但这些表现通常不会在成年期才发生。IFNGR2单倍体不足是罕见的，患者通常呈现温和的BCG感染，但这不能解释患儿的疾病，因为她没有接受BCG疫苗。在这两名患者中只有IFNGR1基因变异可以提供一致的诊断。

IFNGR1中完全的功能丧失（复合杂合或纯和）通常在生命早期导致严重的播散性疾病，特别是接受BCG疫苗的患者，相比之下，该基因中最常见的突变是杂合的四碱基缺失，导致干扰素-γ受体1（IFNγR1）的细胞内截短。这些截短仍然允许受体和干扰素-γ结合但破坏

STAT1的激活位点（信号转导和转录激活因子1）和受体重新利用部位。结果是，蛋白质仍然在细胞外结合干扰素-γ，但不能发出信号或被再循环，这导致突变IFNγR1在细胞表面上的过度积累和显性负性干扰。根据我们对这种情况的理解，在具有单突变IFNγR1缺乏症的患者中，野生型等位基因仍然继续支持减少但临床上重要的残留干扰素-γ信号传导，其允许更好的长期存活。由于不清楚的原因，常染色体显性IFNγR1缺乏症通常与非结核性分枝杆菌骨髓炎有关，在母亲中可见这种情况。此外，在具有常染色体显性IFNγR1缺乏症的患者中，分枝杆菌感染通常限于BCG感染和缓慢生长的分枝杆菌。因此，对于这些患者，我将考虑用阿奇霉素，乙胺丁醇和利福平进行实证治疗。

孩子和母亲最可能在IFNGR1的外显子6中具有突变，其导致蛋白截断，其消除信号转导和受体再循环域，并因此导致常染色体显性IFNγR1缺乏症。为了证实这一诊断，最简单的检测是流式细胞仪检测IFNγR1（CD119）在单核细胞上的表面表达;常染色体显性IFNγR1缺乏患者的CD119的表达为正常人的5至10倍。最明确的诊断测试是IFNGR1外显子6的DNA测序，外显子6是引起这种显性疾病的热点突变区域。

病理检查

从母亲获得股骨损伤的活检标本。在显微镜检查中，标本由血液和混合性炎性浸润组成，其由淋巴细胞，嗜中性粒细胞和松散聚集的组织细胞组成，其最有可能代表不良形成或破碎的肉芽肿。Grocott甲胺胺银染色为真菌（未显示）为阴性，而Ziehl-Neelsen染色和Fite染色均显示出组织细胞中的酸性快球菌。尽管活组织检查材料中没有骨，临床，放射学和组织病理学发现高度提示分枝杆菌骨髓炎，伴随着混合性炎症浸润的骨替代或破坏。淋巴结活检标本的组织病理学检查显示融合性坏死性肉芽肿。

在实验室进行的针对16S rRNA基因序列的广泛PCR分析，在病人和女儿样本中鉴定出的相同物种的原始分枝杆菌。

流式细胞分选

在两名患者中进行了功能性流式细胞分选，以筛选干扰素-γ-白细胞介素-12途径缺陷的细胞，据文献报道对分枝杆菌病易感性的单基因遗传病患者约77％有异常。用干扰素γ的单核细胞的体外治疗在两个患者中产生非典型反应; 在从小孩获得的细胞中，在连续两次试验中观察到干扰素-γ诱导的细胞死亡，而在从母体获得的细胞中，干扰素-γ诱导的STAT1磷酸化水平低于正常细胞中观察到的水平，但是细胞活力得到保留。这些数据表明干扰素-γ-白细胞介素-12通路中存在缺陷，其位于干扰素-γ受体和STAT1之间。

基因检测确诊

通过对IFNGR1外显子捕获测序发现母亲与女儿都携带IFNGR1基因杂合子变异(c.819_822delTAAT)，这个变异为IFNGR1基因热点突变，突变体截短的IFNγR1不具有包含与循环，Janus激酶1结合和STAT1结合相关的基序的胞质内结构域。因此，它通过在细胞表面积累并且竞争野生型受体用于干扰素-γ结合而引起显性负性效果，而阻碍信号传导至下游。

结论：母女为常染色体显性杂合IFNγR1缺乏症。播散性结核分枝杆菌genavense感染。

本文翻译节选自pmid：28902581。