
患儿,男性,6岁7个月,因"面色苍白9个月余"为主诉就诊。
患儿9个月前因面色苍白、乏力至当地医院就诊发现贫血,血红蛋白90 g/L,正细胞正色素性贫血,予补充铁剂、叶酸、维生素制剂等,多次输注悬浮红细胞治疗,症状反复。体格、运动及智能发育正常,贫血貌,心率133次/min,肌力肌张力正常。
常规生化检查排除营养性、溶血性、出血性等原因造成的贫血,同时发现高乳酸血症及轻度代谢性酸中毒,全外显子组检测提示为YARS2基因第5外显子c.1297G>A和第4外显子c.1271G>A复合杂合错义突变。
早期给予间断输注悬浮红细胞,出现腹泻、电解质紊乱、酸中毒及线粒体肌病时给予纠正酸中毒、补充电解质、B族维生素等对症支持治疗。
出院后每月输注红细胞1U,随访半年后出现慢性顽固性腹泻,伴随乳酸酸中毒加重,电解质紊乱,低钾、低钠,并且出现心室壁增厚,累及左右心室,确诊1年时因反复乳酸酸中毒、抽搐、心功能衰竭死亡。
儿内科;儿童血液科
版权归中华医学会所有。本文为遵循CC-BY-NC-ND协议的开放获取文章。
线粒体酪氨酸-tRNA合成酶(mitochondrial tyrosyl-tRNA synthetase,YARS2,OMIM:610957)基因编码线粒体酪氨酸-tRNA合成酶,促进线粒体蛋白质的合成[1]。线粒体肌病、乳酸酸中毒和铁粒幼红细胞贫血综合征2型(Mitochondrial myopathy,lactic acidosis and sideroblastic anemia 2,MLASA 2,OMIM:613561)是由于YARS2基因突变导致线粒体呼吸链功能障碍的一类疾病[2]。目前全球文献报道有相对完整病例资料的有27个家系34例患者,多表现为铁粒幼细胞性贫血、乳酸酸中毒和线粒体肌病等。国内尚无报道,本文报道1例以铁粒幼红细胞贫血起病的MLASA2综合征,发现了1个遗传性新变异,以期提高对该病的认识。
患儿,男性,6岁7个月,因"面色苍白9个月余"于2020年6月就诊于我院儿内科病房。9个月前因面色苍白、乏力至当地医院就诊发现贫血,血红蛋白90 g/L,正细胞正色素性贫血,补充铁剂、叶酸、维生素制剂等治疗,复查血红蛋白逐渐下降至44 g/L,多次给予输注悬浮红细胞治疗,贫血仍有反复。患儿为G1P1,足月顺产,Appgar评分不详,生后因"缺氧"于当地儿童医院住院治疗20余天,好转出院。出生体重3.3 kg,生长发育与正常同龄儿相符。平素体质一般,无反复感染及腹泻病史。父母体健,非近亲结婚,1妹体健。入院时身高117.8 cm(25 th,符合遗传身高),体重22.0 kg (50 th),智能及运动发育正常,贫血貌,全身浅表淋巴结未触及,心率133次/min,律齐,各瓣膜未闻及杂音,肌力肌张力正常,余查体未见明显异常。
血常规:白细胞7.00×109/L,红细胞1.65×1012/L,血红蛋白50.0g/L,血小板计数244×109/L,中性粒细胞绝对值2.06×109/L,网织红细胞7.6×109/L,MCV 91.3 fl,MCH 30.4 pg,MCHC 333.0 g/L,血清铁36.40 μmol/L(5.83~34.5μmol/L),库姆试验、哈姆实验、糖水试验、痰含铁血黄素试验、高铁血红蛋白还原实验、红细胞渗透脆性实验、CD55,CD59抗原表达均阴性,叶酸、维生素B12正常,血气分析:PH值7.34(7.35~7.45),乳酸4.50 mmol/L(0~2.2 mmol/L),碳酸氢根26.2 mmol/L(22~33 mmol/L)。心脏及肝胆胰脾、泌尿系超声未见异常。骨髓涂片示骨髓增生活跃,粒系占比52.8%,红系占比16.4%,粒红比值3.2。部分幼红细胞内可见空泡,成熟红细胞大小不等,以小细胞为主,可见大红细胞及点彩红细胞。粒系、淋巴系及巨核细胞正常。骨髓铁染色:细胞外铁(+++),细胞内铁阳性率99%,大部分细胞浆内铁颗粒排列杂乱,环形铁粒幼细胞占20%,见图1。


患儿长期慢性贫血,骨穿提示铁粒幼细胞超过15%,伴有乳酸增高,不能用营养性贫血及其他继发性贫血解释,需行全外显子组基因检测。患儿行全外显子组基因检测,父母进行了Sanger测序验证。本研究经医院医学伦理委员会批准,先证者监护人签署知情同意书。患儿携带2个YARS2基因的杂合错义突变,c.1297G>A位于第5外显子,c.1271G>A位于第4外显子。经Sanger测序验证,分别来自于父亲和母亲(图2)


铁粒幼红细胞贫血包括遗传性和获得性,该患儿合并高乳酸血症及代谢性酸中毒,不能用其他原因解释,因此考虑有遗传性铁粒幼红细胞贫血综合征的可能,完善全外显子测定后发现患儿YARS2基因存在c.1297G>A(p.G433R)、c.1271G>A (p.Arg424Gln)复合杂合突变,其中c.1297G>A为错义突变,源于父亲,既往未见报道,属于新突变,经poly-phen和Mutation Assessor软件预测为有害。c.1271G>A来源于母亲,既往曾有文献报道,重组 YARS2基因编码蛋白的酪基化分析表明,与野生型YARS2相比,p.Arg424Gln变体导致催化效率降低了2.2倍,对催化活性有影响。结合患儿铁粒幼红细胞贫血以及后续随访过程中出现的肌肉无力、心肌病变及反复加重的乳酸酸中毒,临床上考虑为MLASA2综合征。
早期给予间断输注悬浮红细胞,平均每月输注悬浮红细胞1U,半年后出现慢性顽固性腹泻,给予多种益生菌、蒙脱石散、消旋卡多曲、中成药物等多种机制的药物及口服、保留灌肠、贴脐等多种给药途径治疗,同时给与蔼儿舒、小百肽等特殊配方奶,仍多次反复。电解质紊乱、乳酸酸中毒加重及线粒体肌肉病时给予纠正酸中毒、补充电解质、B族维生素、辅酶Q10及左旋肉碱等药物对症支持治疗。
出院后患儿血红蛋白维持在55~82 g/L,平均每月输注悬浮红细胞1U改善贫血,活动耐力明显下降,随访半年后出现慢性顽固性腹泻,水样便,每天5~7次,多种止泻药物多种给药途径治疗,疗效不佳,伴随乳酸酸中毒加重,乳酸维持在6.5~21.0 mmol/L ,pH值维持在7.19~7.45,HCO3-在6.7~18.3 mmol/L,伴随电解质紊乱,低钾血症、低钠血症。h患儿多次因乳酸酸中毒加重出现淡漠、嗜睡、抽搐收入PICU治疗,同时出现中性粒细胞减少,中性粒细胞维持在0.54×109/L~1.56×109/L;心脏多普勒超声提示心室壁增厚,累及左右心室,以左室后壁及心尖部为著,左室后壁厚约11 mm,心尖部厚约10 mm,右室前壁厚约6.5 mm,波动幅度尚在正常范围,EF 62%。确诊1年半时因反复乳酸酸中毒、抽搐、心功能衰竭死亡。
铁粒幼红细胞贫血是一组以贫血和骨髓中存在环形铁粒幼红细胞为特征的血液系统疾病,分为先天性和获得性[3]。目前已报道的有14个先天性铁粒幼红细胞贫血相关致病基因,其中包含YARS2基因,该基因位于染色体12p11.21,编码线粒体酪氨酸-tRNA合成酶,催化酪氨酸和ATP结合形成酪氨酸-腺苷酸中间体,然后从线粒体转送至核糖体,以促进线粒体蛋白质的合成[4]。YARS2突变造成合成酶的活性下降,催化效率降低,线粒体蛋白合成减少,从而导致线粒体呼吸链功能障碍,最终导致先天性铁粒幼红细胞贫血以及线粒体呼吸链障碍导致的其他一系列临床表型。
MLASA2累及全身多个系统,临床异质性较强。可以表现为多系统症状,也可以表现为单一系统症状,铁粒幼红细胞贫血是最为常见的临床症状,并且部分患者仅表现为孤立的铁粒幼红细胞贫血[5]。目前文献报道有27个家系34例确诊患者[1,2,5,6,7,8,9,10,11,12],2例因先证者同胞确诊后基因检测发现YARS2基因与先证者出现同样突变位点,但截至报道尚无临床症状。以上病例绝大部分来自中东及欧美等国家,主要以黎巴嫩裔、高加索裔及苏格兰裔为主[5,11,12]。34例患者中线粒体肌病、乳酸性酸中毒和铁粒幼红细胞贫血三联征同时存在的有22例,单一症状的5例,其中4例为孤立的铁粒幼红细胞贫血。34例患者中31例出现铁粒幼红细胞贫血,其中输血依赖20例;乳酸酸中毒27例;线粒体肌病/活动不耐受27例,其中肥厚性心肌病11例;消化道症状的12例,其中慢性腹泻7例,吞咽困难、喂养困难5例;血液系统表现为粒细胞减少和/或血小板减少7例;生长迟缓和/或精神运动发育迟缓6例;特殊面容表现为三角脸2例;脊柱侧凸1例。报道时死亡10例,死亡的中位年龄为22.5岁,主要原因为呼吸肌无力和心肌病[7]。
线粒体肌病和乳酸酸中毒也是突出的临床特征,肥厚性心肌病和呼吸功能不全是影响预后的重要因素,进行性呼吸肌无力和心肌病是这些患者死亡的主要原因[13]。在线粒体肌病发病的早期,肌无力症状可能很轻微,儿童和成人在体力活动后出现阵发性呕吐并伴有疲劳、头痛和心悸,应引起临床怀疑为运动不耐受并伴有高乳酸血症。线粒体肌病累及心脏造成肥厚性心肌病,累及消化道肌层造成吞咽困难、呕吐、腹泻等,累及面肌及眼肌造成面肌无力和眼肌病变如上睑下垂、斜视、眼肌瘫痪及眼球震颤。消化道症状包括腹泻、腹痛和吞咽/喂养困难是除了三联征症状以外最常见的症状,应引起重视。对于合并线粒体肌病患者的肌肉活检显示典型的线粒体肌病的组织病理学特征,包括破碎的红色纤维和脂肪空泡以及通过透射电子显微镜观察的螺旋状线粒体嵴阵列,酶分析、免疫印迹和免疫组化显示均存在整体细胞色素氧化酶缺乏症和呼吸链复合物I、Ⅲ和Ⅳ功能失调[5]。
本例患儿早期以铁粒幼红细胞贫血为首发症状,伴有轻度乳酸酸中毒,在发病早期没有线粒体肌病的症状及体征,肌酶谱、肌电图及心脏多普勒超声的检查均正常,在随访半年后出现乏力、活动耐力下降、心室增大,心肌肥厚的表现,同时出现慢性腹泻的消化道症状、营养不良、中性粒细胞减少和乳酸酸中毒加重,符合文献报道的MLASA2的典型临床表型。
MLASA2发病年龄较早,多为婴幼儿至儿童期起病[1]。34例患者中1岁及以下婴儿期起病的13例,1~18岁发病16例,18岁以上起病5例。13例婴儿期起病的患儿中10例以贫血为首发症状,其中9例依赖输血,这些结果表明早期贫血是输血依赖的预后因素[2]。本例患儿发病年龄是5岁,呈现为输血依赖的铁粒幼红细胞贫血。MLASA2综合征系常染色体隐性遗传,此外还有假尿苷酸合酶1(pseudouridylate synthase 1,PUS1)基因突变引起MLASA1 (MIM #600462),两者造成MLASA临床症状接近,除铁粒幼红细胞贫血外,MLASA1还可以表现为小头畸形、不同程度的认知和学习障碍、面部畸形、生长受限等,而MLASA2中枢神经系统受累罕见[7]。文献中还报道了一例较严重的MLASA综合征患者,婴儿期起病,临床表现除了铁粒幼红细胞贫血外,还伴有严重的发育迟缓,癫痫,胼胝体发育不全,感音神经性耳聋和卒中样发作。其外显子组测序未发现可疑致病性变异,线粒体基因组测序发现ATP6基因(m.8969GNA,p.S148N)突变[13]。
人类YARS2基因有一个催化域和一个反密码子结合区域。这个反密码子结合区域包括一个非螺旋的反密码子结合区域(a-anticodon-binding domain,aACB)和一个核糖体蛋白S4样结构域。目前文献报道共发现YARS2基因30个变异体,其中错义/无义突变23个,缺失/重复6个,剪切突变1个。其中17个突变位点发生在催化区域,5个发生在aACB结构域,8个发生在S4样结构域。YARS2变异体大部分发生在催化区域,体外实验发现发生在催化区域的变异体与野生型相比,酶的催化效率下降0.9~38倍。发生在aACB结构域患者的临床表型较轻[2]。本例的1个突变位点既往文献未曾报道,位于S4样结构域。S4样结构域可以稳定与tRNATyr的相互作用,对识别tRNA至关重要,并且从真菌到人类在进化过程中高度保守[2]。体外实验显示YARS2 S4样结构域的缺失导致了酶催化活性降低100倍[14]。通常情况下S4样结构域发生突变的先证者症状更严重、发病更早[2]。包括本例患儿在内的共有10例患者变异位点在S4结构域,均为儿童及婴幼儿时期发病,均为多系统受累,其中死亡6例,病情严重程度及病死率均高于其他结构域的变异体。值得注意的是,另有2例临床表现较轻,1例儿童期发病,随访至73岁仅表现为面部肌肉无力以及轻度的肌力下降,是所有MLASA2患者中表型最轻的[7]。另1例先证者同胞中度铁粒幼红细胞贫血,而具有相同变异体的妹妹随访至49岁仍无症状[5]。以上说明基因型和表型之间可能存在相关性,同一基因型的同胞之间表现出较大的表型差异提示可能存在其他遗传和环境影响,可以对YARS2基因进行表观修饰,有推测认为线粒体DNA单倍型背景也可能影响表型表达[7]。由于目前文献报道的患者队列比较稀少,很难得出基因型-表型相关性的确切结论。
MLASA2铁粒幼红细胞贫血对吡哆醇、促红细胞生成素等治疗无效,以成分输血治疗为主。然而有9例铁粒幼红细胞贫血,发生了自发性缓解。其中1例3个月内发病的输血依赖的重度铁粒幼红细胞贫血患儿,在16个月后不再依赖输血。大部分自发缓解的患者表现为短时间内不依赖输血[5]。有一对同胞兄弟,哥哥在出现三联征后应用左旋肉碱和辅酶Q10治疗,随访至48岁病情稳定,而有相同症状的弟弟则死于呼吸衰竭和难治性乳酸酸中毒[11]。文献报道有2例进行了造血干细胞移植,其中1例在两次不成功的干细胞移植后出现心肌病变而死亡。而另外一位19岁发病有输血依赖的铁粒幼红细胞贫血,运动诱发的乳酸酸中毒,而没有合并线粒体肌病,在28岁造血干细胞移植成功[5]。
总之,对于铁粒幼细胞贫血的患儿合并有乳酸酸中毒及肌肉病变,需要进行包含YARS2在内的基因检测,对于核基因检测阴性的患者,还应关注线粒体基因组测序。虽然没有特定的治疗方法,早期诊断和适当的支持治疗对于预防这种疾病的长期并发症是很重要的。
所有作者均声明本研究不存在利益冲突





















