原发性高草酸尿症1型13例临床分析
Clinical analysis of 13 children with primary hyperoxaluria type 1
Urolithiasis (2021)
*(译文仅供内部研究与学习所用)
对2016年6月至2019年5月儿童原发性高草酸尿症1型(PH1)进行回顾性统计分析,以发现其临床和分子生物学特征。根据临床类型将患者分为两组(婴儿和非婴儿)。队列中PH1患儿13例(男:女 = 6:7),来自11个家庭(其中4个为两个家庭的兄弟姐妹),发病中位年龄为12个月,确诊中位年龄为14岁个月。婴儿型(6名患者)是最常见的类型。婴儿型死亡率(100%)高于非婴儿型(14.3%)(p = 0.029)。婴儿患者肾功能衰竭的发生率为 67%,而非婴儿患者为 14.3%。10例肾钙质沉着症(NC)患者中有8例(76.92%,10/13)经影像学检查确诊,包括X线(3例)、CT(4例)和MRI(1例)。NC 是肾功能不全的独立危险因素 [OR 3.33, 95% CI (0.7–1.2)],p < 0.05)。发现了九种类型的AGXT基因突变;1 型,c.190A > T,在此首次报道。最常见的 AGXT 基因突变是 c.679_680del,发生在外显子 6(5 名患者)中。婴儿型是小儿 PH 最常见的类型,出现症状时肾功能衰竭的比例相对较高,预后较差。NC是导致肾功能衰竭的独立危险因素,对于超声检查异常的患者,建议进行影像学检查以确定NC。AGXT基因检测对儿童PH1的诊断和治疗具有重要意义。
介绍
原发性高草酸尿症 (PH) 是一种代谢性疾病 [1]。它是一种由基因突变导致草酸代谢中某些酶的丢失和尿液中草酸浓度升高而引起的肾脏疾病。它会导致结石、肾钙化甚至肾功能衰竭。PH分为3种。1型是临床最常见的类型,占80%。PH1 是一种常染色体隐性遗传病,由肝脏特异性过氧化物酶体系统中丙氨酸乙醛酸转氨酶 (AGT) 缺乏引起。由于Ph1的罕见性,Ph1的延误诊断和漏诊现象突出。国内已有一些关于PH1基因突变的病例报告和研究,但尚缺乏完整的儿童PH1临床数据和研究。PH1 是儿童期肾钙质沉着症 (NC) 和/或肾结石的重要原因之一。随着PH1患者的病情不断恶化,PH1是导致肾功能衰竭的主要原因。它已成为临床上的一个热点。我们回顾性回顾了13例PH1儿科患者的临床资料,分析了他们的临床、影像学和分子生物学特征,为今后PH1的临床诊治提供可靠数据。
对象和方法
科目
本回顾性研究经广州市妇女儿童医学中心伦理委员会批准(2019050401)。所有患者或其监护人均被告知本研究并签署书面知情同意书。纳入2016年6月至2019年5月在广州市妇女儿童医学中心肾内科或中山大学第一附属医院器官移植科确诊为PH1的13名儿科患者。纳入标准:(1)患儿有血尿、肾钙质沉着、肾结石等临床症状及影像学表现;(2) 有或无原因不明的肾功能不全;(3) 移植肾内反复钙沉积或多发性结石;(4)AGXT基因检测呈阳性。具有(4)项和上述其他至少一项的患者参与。排除标准:未经患者或其监护人知情同意。
方法
临床数据收集
收集临床资料,包括性别、发病年龄、诊断年龄、家族史、实验室检查、影像学检查(超声、X线、CT、MRI)和基因突变分析数据。
分子生物遗传学检测
所有患者均通过对先证者AGXT基因外显子测序进行AGXT基因检测,并采用Sanger测序验证系谱。
光学显微镜检查
取肾活检患者肾脏病理组织,用10%中性福尔马林缓冲液固定过夜,石蜡包埋,切成4 μm厚切片,苏木精伊红或高碘酸希夫染色。通过光学显微镜观察切片。
定义
高钙尿症定义为[2]早餐后2~4 h尿钙(mg)与肌酐(mg)比值高于标准值(0~6个月 ≥ 0.8;7~12个月 ≥ 0.6;2岁以上)年 ≥ 0.2)。
PH1分类[3]分为不同类型:婴儿型(早期症状出现肾钙化和肾功能衰竭)、儿童青少年型(复发性尿石症和肾功能衰竭持续进展)、成人型(延迟症状出现肾结石)、后期移植型(肾移植后诊断)和家族型(症状前诊断有家族史)。
统计分析
使用SPSS IBM 19.0进行统计分析。具有正态分布的定量数据被描述为均值 ± SD;否则,数据被描述为具有四分位距 (IQR) 的中位数。使用独立t检验比较具有正态分布的定量数据;否则,使用 Wilcoxon 秩和检验。定性数据被描述为频率和百分比。Pearson 卡方检验和 Fisher 精确检验用于比较定性数据。采用无条件logistic回归分析肾钙质沉着与肾功能的相关性,以OR值表示。p值 < 0.05(两侧)被认为是显着的。
结果
人口统计
总共包括来自11个家庭的13名儿童(男:女 = 6:7)。出现症状的中位年龄为 12 个月(IQR 3 至 63 个月),诊断时的中位年龄为 14 个月(IQR 4 至 136 个月)。诊断年龄大于症状出现年龄(Wilcoxon秩和检验,U = 2.94,p = 0.03)。4例患者为两个家族的亲兄弟姐妹,其中弟弟为先证者,确诊为尿毒症,姐姐经家属证实确诊,肾功能正常。他们的诊断分别被推迟了五年和三年。
临床表现
发病时肾功能衰竭5例,肾结石3例,贫血2例,肉眼血尿1例,尿路感染1例,代谢性酸中毒1例。在诊断时,10 名患者已进展至终末期肾功能衰竭 (ESRF)。根据PH1分类,婴儿型最常见(6例),其次是儿童和青少年型(4例)。此外,1例患者属于家族型,1例患者属于移植后型。1 例患者的临床分类不明确。
影像检查
影像学检查包括泌尿超声、腹部X线、CT和MRI。根据检查结果,10例(76.92%,10/13)被诊断为NC,其中多发肾结石4例,双肾多发结石2例,双肾髓质小晶体1例。这10例患者中只有2例经超声确诊为NC,其余均经影像学检查确诊,包括X线(3例)、CT(4例)和MRI(1例),如图1所示. 对NC和肾功能衰竭进行Logistic回归分析。OR值为3.33,95%CI为0.66~3.45,P值为0.004,提示NC是肾功能不全的独立危险因素。一名患者接受了肾活检,光学显微镜检查显示在肾小管中观察到大量草酸盐晶体,这与草酸盐肾病以肾小球硬化为主(图 2)一致。
在 PH1 患者中进行的放射影像学检查。a 在患者 II 的 X 光片上,在双侧肾脏中发现了点状高密度成像。b 患者 III 的 MRI T2WI 上双侧肾实质信号弥漫性增强。c 患者 IV 的 X 射线显示双侧肾脏密度显着增加。d 患者 V 的 CT 扫描显示在双侧肾轮廓的照射下,双侧肾皮质密度显着增加,双侧肾髓质多点高密度成像(箭头)
患者 I 的肾脏组织病理学检查。a 肾小管中有大量草酸盐晶体,用于苏木精和伊红染色(白色箭头,10 ×)。b 高碘酸希夫染色观察到硬化性肾小球(白色箭头,10 ×)
AGXT基因分析
所有患者均通过肾小管疾病相关靶外显子二代测序和Sanger一代测序证实AGXT基因突变。在 AGXT 基因中发现了 5 个纯合突变和 8 个复杂的杂合突变。发现了 9 种类型的 AGXT 基因突变。我们于2019年5月30日在HGMD数据库和ClinVar数据库中检索这些基因突变类型,结果显示8种类型的AGXT基因突变,包括c.1079G > A、c.2T > C、c.815_816insGA、c. 215A > T、c.679_680 + 2delAAGT、c.32C > G、c.605T > A和c.679_680delAA已被报道。其余1种AGXT基因突变c.190A > T是本研究首次报道。最常见的 AGXT 基因突变发生在外显子 6(5 名患者)。此外,6号外显子还发生了其他4种类型的AGXT基因突变。所有突变的致病性通过SIFT、polyphen_2和REVEL生物信息学蛋白功能预测软件进行预测。据信这些突变基因是致病性的,如图3所示,除了190A > T。
PH1 患者 I 的 AGXT 基因测序峰图。AGXT 基因突变 c.679_680 + 2delAAgt 位于先证者的第六个外显子。b AGXT 基因突变 c.190A > T (p.i64f) 位于先证者的第二个外显子。c AGXT 基因突变 c.679_680 + 2delAAgt 位于她父亲的第六个外显子。d AGXT 基因突变 c.190A > T (p.i64f) 位于她母亲的第二个外显子
治疗
肾功能衰竭患者,包括1例接受肝肾联合移植和1例单肾移植,均采用透析治疗。接受维生素 B6 治疗的未出现肾功能衰竭的患者一直在随访(表 1)。
Table 1 Clinical data and laboratory examinations in 13 PH1 patients
From: Clinical analysis of 13 children with primary hyperoxaluria type 1
Patient | Gender | Race | Age of onset (months) | Age at diagnosis (months) | Prognosis | Gene mutation | Mutation type | Urinary calcium/creatinine ratio | Serum creatinine (mmol/L) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | Female | Asian | 2 | 3 | Died | c.679_680del, c.190A > T | Compound heterozygous | 0.29 | 831 |
2 | Female | Asian | 12 | 14 | Died | c.679_680del, c.190A > T | Compound heterozygous | 0.15 | 862 |
3 | Male | Asian | 3 | 3 | Died | c.1079G > A | Homozygous | 0.33 | 592 |
4 | Male | Asian | 3 | 4 | Died | c.2 T > C c.815_816insGA | Compound heterozygous | 0.26 | 744 |
5 | Male | Asian | 59 | 116 | ESRD(dialysis) | c.679_680delAA | Homozygous | 0.15 | 1893 |
6 | Female | Asian | 122 | 178 | Follow-up | c.679_680delAA | Homozygous | 0.7 | 92 |
7 | Female | Asian | 5 | 8 | Died | c.215A > T, c.679_680delAA | Compound heterozygous | 0.2 | 370 |
8 | Male | Asian | 0.6 | 3 | Follow-up | c.32C > G, c.605 T > A | Compound heterozygous | 0.15 | 19 |
9 | Male | Asian | 110 | 148 | ESRD(dialysis) | c.1079G > A | Homozygous | 0.03 | 1287 |
10 | Female | Asian | 60 | 136 | Post- transplantation( follow-up) | c.32C > G, c.815_816, insGA | Compound heterozygous | 0.2 | 838 |
11 | Female | Asian | 132 | 132 | Died for complication of transplantation | c.215A > T, c.1079G > A | Compound heterozygous | 0.14 | 842 |
12 | Female | Asian | 5 | 8 | Died | c.605 T > A, c.215A > T | Compound heterozygous | 2.2 | 527 |
13 | Male | Asian | 63 | 156 | Recurrence after transplantation | c.215A > T, c.815_816, insGA | Compound heterozygous | 0.66 | 179 |
结果
7 名患者死于并发症或因依从性差而放弃治疗,6 名患者存活。在这些幸存的患者中,两名患者接受了维持透析,而两名患者的肾功能正常。1例肝肾联合移植患者存活,肾功能正常,随访5年。1例患者仅接受肾移植治疗,在肾移植后第二年出现肾功能衰竭,最终失访。根据临床类型分为婴儿型组(6例)和非婴儿型组(7例)。比较了这两组之间的肾衰竭与死亡的比率(表 2)。虽然婴儿型组出现症状时肾功能衰竭的比例为67%,高于非婴儿型组(14.2%),但两者之间无统计学差异(p = 0.086)。婴儿型组病死率为100%,高于非婴儿型组(14.2%)(p = 0.029)。
表2 婴儿型组与非婴儿型组肾功能衰竭与死亡比率比较出自:13例原发性高草酸尿症1型患儿临床分析
Infant type | Non-infant type | χ2 | p | |
---|---|---|---|---|
Renal failure of initial symptom | ||||
Yes | 4 | 1 | – | 0.086a |
No | 2 | 6 | ||
Death | ||||
Yes | 6 | 1 | – | 0.029a |
No | 0 | 6 |
讨论
AGT 是一种 5-磷酸吡哆醛依赖性酶 [1],可催化乙醛酸转氨为甘氨酸。AGT 缺乏可导致乙醛酸的积累,乙醛酸可转化为草酸,导致高草酸血症或高草酸尿症。泌尿道中的草酸盐沉积已成为PH1的主要表现。PH1 是一种罕见疾病,在欧洲人群中的患病率为 0.7-2.9/1,000,000 [4]。在允许近亲结婚的地中海国家,PH1 的患病率较高。由于中国缺乏有效的登记制度,目前尚缺乏关于中国PH1流行率和发病率的数据。
在我们的研究中,出现症状的中位年龄为 12 个月,其中约一半为婴儿型并表现为肾功能衰竭,这与其他国家关于儿童 PH1 的其他研究一致 [5,6,7]。我们发现婴儿肾功能衰竭比非婴儿更常见,婴儿的死亡率比非婴儿高几倍。这些结果表明婴儿型PH1患者表现出严重的表现和不良的预后。数据显示,两组肾功能衰竭的症状发作差异无统计学意义(p > 0.05),可能与样本量较小有关。此外,本研究发现高钙尿症与肌酐清除率呈高度正相关,但尚不清楚高钙尿症是肾功能的独立保护因素还是肾功能改变时的伴随结果,尚需进一步研究。
在我们的研究中,10 名患者(76.92%,10/13)被诊断为 NC;然而,只有两名患者通过超声检查确定,其他患者通过放射性成像检查确定。超声检查的灵敏度不高。对于肾实质回声异常或超声检查发现皮质和髓质边界结构不清的患者,建议行腹部X线或非增强CT检查[8]。此外,我们发现 NC 是肾功能不全的独立危险因素。早期发现肾钙质沉着症并及时进行医疗干预,可以维持残余肾功能。
AGT酶的编码基因为AGXT,位于2q37.3[9],共有11个外显子。此外,其编码蛋白含有392个氨基酸。所有外显子共报道了 AGXT 基因的 237 个致病突变位点,包括点突变、错义突变、无义突变和剪切突变。这些突变中有 25% 是小的缺失或插入 [10, 11]。37% 是 Gly170Arg,而 c.33dupC、Phe152Ile、Gly156Arg 和 lle244Thr 分别为 11.0、6.3、4.5 和 2.7%。然而,我们发现位于外显子 6 的 c.679 delAA (p.k228efs * 26) 突变经常出现。因此,该基因突变可能是我国PH1患者另一个特异的高发热点[12, 13],但需要更大样本进一步研究证实这一假设。位于第二个外显子的 c.190A > T (p.i64f) 突变在我们的研究中首次报道,可能是 PH1 患者的新突变基因。c.190A > T的致病性有待进一步研究编码蛋白的结构和功能。PH1 是一种临床表型和基因型高度异质性的疾病 [14, 15]。此外,迄今为止还没有发现基因型和表型之间的明确相关性。两名同为基因突变的同胞同胞,弟弟发展为ESRD,需要维持透析治疗,而姐姐肾功能至今仍基本正常。阿尔法德尔等人。报道兄弟姐妹在AGXT基因的外显子2中具有c.187g > C(p.gly63arg)纯合突变,但弟弟在4个月大时死于尿毒症,而他的哥哥在这个年龄仍然没有临床表现2 [16]。因此,生物学差异,例如与 AGT 酶转录相关的调节信使 microRNA,导致基因型和表型之间的异质性,可能是未来 PH1 的潜在治疗靶点 [17]。
在我们的研究中,一名接受肝肾联合移植治疗的患者存活,肾功能正常,并已随访 5 年。1例患者仅接受肾移植治疗,在肾移植后第二年出现肾功能衰竭,最终失访。与单独肾移植或肝移植相比,肝肾联合移植相对有效,这与其他研究一致[18, 19]。目前,除肝肾联合移植外,还有许多新的治疗方法,如新生儿肝细胞移植、AGXT基因导入和底物还原疗法等,尚处于研究阶段,正在探索更可靠可行的治疗方法。需要科学进步。
为有效减少小儿PH1的漏诊,对血尿、不明原因肾钙质沉着症伴或不伴高钙尿症、原因不明的患者应进行尿草酸定量检测或尿草酸(尿草酸/肌酐)定量检测。早期婴儿的肾功能衰竭 [21]。应使用分子遗传学检测来确认疑似病例。我院无法定量测定尿草酸,这是我们研究的局限性。
结论
婴儿型是小儿PH中最常见的类型,症状出现时肾功能衰竭的比例相对较高,预后较差。NC是导致肾功能衰竭的独立危险因素,对于超声检查异常的患者,推荐进行放射影像学检查以鉴别NC。除了PH1患者报道的突变外,AGXT可能还有其他突变。
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