与间质性肺疾病发病相关的基因缺陷类型二

《儿童呼吸在线》主编申昆玲教授

中华实用儿科临床杂志２０１８年２月第３３卷第４期

通信作者：刘秀云

国家儿童医学中心，首都医科医院呼吸科，国家呼吸系统疾病临床医学研究中心

１．４　甲状腺转录因子１（ＴＴＦ１）　ＴＴＦ１也被称为ＮＫＸ２．１。ＴＴＦ１是转录因子同源盒基因家族的一个成员，对重要的表面活性物质的产生和功能的多种基因表达很重要。这些基因包括ＳＦＴＰＡ、ＳＦＴＰＢ、ＳＦＴＰＣ和ＡＢＣＡ３。该基因位于１４号染色体长臂（１４ｑ１３．３）。ＮＫＸ２．１基因的缺失或完全丧失功能的突变也能导致严重的ＲＤＳ和ＩＬＤ的表型。ＮＫＸ２．１基因在甲状腺、中枢神经系统表达，ＮＫＸ２．１基因突变的患者可能出现这些器官系统相关的症状。所以，这种疾病可用“脑甲状腺肺”综合征来描述。ＮＫＸ２．１单倍剂量不足是指一个等位基因突变后，另一个等位基因能正常表达，但这只有正常水平５０％的蛋白质不足以维持细胞正常的生理功能。在足月或近足月的新生儿ＲＤＳ和甲状腺功能减退患者发现ＮＫＸ２．１位点等位基因一侧完全缺失。在儿童ＩＬＤ也发现ＮＫＸ２．１位点等位基因一侧完全缺失。ＮＫＸ２．１单倍剂量不足引起肺疾病的机制可能与表面活物质成分的生成下降，特别是ＳＰＢ、ＳＰＣ和ＡＢＣＡ３减少有关，从而导致肺发育受阻，引起肺部疾病。

１．５　粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（ＧＭ-ＣＳＦ）受体基因　研究发现ＧＭ-ＣＳＦ受体β链的功能障碍与ＰＡＰ有关。ＧＭ-ＣＳＦ受体α链的突变也可引起ＰＡＰ，在ＧＭ-ＣＳＦ受体β链缺失的转基因小鼠，最终都发展为严重的ＰＡＰ。说明此基因突变引起肺泡巨噬细胞对表面活性物质脂质和蛋白的清除或代谢能力障碍，ＧＭ-ＣＳＦ受体α链、β链的突变引起的ＰＡＰ称为遗传性ＰＡＰ。ＧＭ-ＣＳＦ活性有赖于其受体聚合体的信号转导。ＧＭ-ＣＳＦ受体由α、β２条链组成，通过激活ＪＡＫ／ＳＴＡＴ５信号转导途径增强巨噬细胞的分化与功能，ＧＭＣＳＦ受体缺陷会影响到巨噬细胞的分化与功能，导致表面活性物质降解障碍，从而导致表面活性物质脂质和蛋白在肺内沉积，因为ＰＡＰ患者肺泡结构大致完整，可以通过肺灌洗去除多余的表面活性物质或气道局部（或全身）应用ＧＭ-ＣＳＦ使得肺功能得以恢复。遗传性ＰＡＰ的确诊需要基因突变的依据，即编码ＧＭ-ＣＳＦ受体的基因突变。１例患儿３～４岁开始进行性气短，６岁时弥漫性肺实质病变和呼吸衰竭，肺组织活检病理为ＰＡＰ。患儿遗传了母亲的Ｘｐ２２．３３包含ＣＳＦ２ＲＡ等位基因的拟常染色体区域１．６Ｍｂ的缺失，和父亲的ＣＳＦ２ＲＡ等位基因一个点突变（ｇ１９６ｒ），致α链相对分子质量降低，异常糖基化模式，ＧＭ-ＣＳＦ结合降低和ＳＴＡＴ５活化受损。还有１例４岁患儿有Ｔｕｒｎｅｒ综合征，同时ＣＳＦ２ＲＡ２条等位基因的丢失。对９例ＣＳＦ２ＲＡ突变所致的青少年ＰＡＰ的研究结果显示，６例为ＣＳＦ２ＲＡ纯合的错义、无义、移码突变，３例为完全的ＣＳＦ２ＲＡ基因位点的缺失，其中发现４个新的突变（ｃ．１１２５＋１Ｇ＞Ａ，重复基因外显子８，外显子２－１３缺失，Ｘｐ２２．３／ｙｐ１１．３），也有发现ＣＳＦ２ＲＡｃ．５３３Ｇ＞Ａ（ｐ．Ｃｙｓ１７８Ｔｙｒ）纯合突变引起５岁女童呼吸困难，证实有ＰＡＰ的报道。有文献总结了２０例ＣＳＦ２ＲＡ突变的ＰＡＰ，１７例（８５％）为女童，发病年龄为３～４岁，诊断ＰＡＰ年龄为５～６岁，症状以咳嗽、气短和低氧血症为主要表现，血清ＧＭＣＳＦ水平增高，因此可以作为血清标志物用于筛选原因不明的ＰＡＰ。ＣＳＦ２ＲＢ突变在儿童报道较少，有１例９岁女童诊断ＣＳＦ２ＲＢ突变所致ＰＡＰ。

２　其他基因　

２．１　与成人肺纤维化有关的基因　研究发现ＳＦＴＰＡ２基因杂合突变（ＯＭＩＭ＃１７８６４２）与家族性肺纤维化（ＦＰＦ）有关。ＳＦＴＰＡ２的Ｇ２３１Ｖ突变。随后在ＦＰＦ大家族的ＳＦＴＰＡ基因发现第２种错义的突变（Ｆ１９８Ｖ）。这２种突变预测的翻译蛋白不稳定，在内质网中突变蛋白异常保留，并不能形成高次序的聚物。Ｔｈｏｍａｓ等报道了一个ＦＰＦ大家系中，ＳＰ-Ｃ末端部分Ｑ１８８Ｌ的错义突变。后续报道发现了其他新ＳＦＴＰＣ基因突变与肺纤维化相关。这些研究表明ＳＦＴＰＣ突变与特异ＦＰＦ有关，荷兰ＦＰＦ的队列研究中，２５％的患者携带ＳＦＴＰＣ基因突变，在１％的散发性肺纤维化的病例中携带此基因突变。与ＦＰＦ相关的基因突变还包括黏蛋白５Ｂ基因（ＭＵＣ５Ｂ）、端粒酶反转录酶（ＴＥＲＴ）基因、端粒酶ＲＮＡ组分（ＴＥＲＣ）基因等。ＴＥＲＴ突变的遗传方式为常染色体显性遗传伴不完全的外显率。在１个ＴＥＲＴ等位基因的突变可导致单倍剂量不足导致端粒酶活性整体降低，表现为过早地衰老疾病。ＴＥＲＴ基因编码ＴＥＲＴ，与ＴＥＲＣ转录本一起形成端粒复合物，以维持端粒的长度所需。白细胞的端粒长度在ＦＰＦ患者和散发性的ＩＰＦ患者中较对照组短。所有ＩＬＤ的端粒均缩短，但ＩＰＦ的缩短更明显，这说明端粒缩短是ＩＬＤ的共同特性，但端粒功能障碍仅为ＩＰＦ的关键因素。研究发现，ＦＰＦ患者与ＴＥＲＴ、ＴＥＲＣ基因突变有关。ＴＥＲＴ突变在１５％～２０％家族性间质性肺炎病例中发现，而在１％～３％的散发病例中发现，说明了其与家族性间质性肺炎的关系，还应该注意的是该基因突变在高加索人中达８９％。ＭＵＣ５Ｂ通常存在于鼻和肺的呼吸道表面的黏液中。Ｓｅｉｂｏｌｄ等对８３例家族性间质性肺炎、４９２例ＩＰＦ和３２２例对照者通过全基因组扫描，发现位于１１号染色体Ｐ端的ＭＵＣ５Ｂ基因转录起始点上游３０００ｂｐ处的次要等位基因ＳＮＰｒｓ３５７０５９５０，在家族性间质性肺炎、ＩＰＦ和对照组中出现的频率分别为３４％、３８％及９％，在ＩＰＦ的肺组织中ＭＵＣ５Ｂ表达是非纤维化肺组织ＭＵＣ５Ｂ表达的１４．１倍。这些结果表明，基因启动子的多态性、肺组织中ＭＵＣ５Ｂ的表达失衡可能与ＦＰＦ和散发性肺纤维化的发病有关。但也有学者在１３２例成人ＩＰＦ的队列研究中并未发现和ＭＵＣ５Ｂ启动子变异有关的突变。

２．２　其他引起儿童ＩＬＤ的基因　新生儿出生不久即出现呼吸困难时，还应考虑到染色体１６ｑ２４．１ＦＯＸ基因簇的微小缺失和ＦＯＸＦ１杂合突变导致的肺泡毛细血管发育不良伴静脉错位，该病常有心脏、消化道、泌尿道异常。

在儿童引起ＩＬＤ的单基因病，还应该考虑到原发性免疫缺陷病，编码干扰素刺激因子的基因（ＳＴＩＮＧ），跨膜蛋白１７３（ＴＭＥＭ１７３）基因编码的ＳＴＩＮＧ的衔接蛋白，突变通过细胞ＪＡＫ激酶途径引起Ｉ型干扰素的过度产生。突变在ＴＭＥＭ１７３的编码区（外显子５）上。ＴＭＥＭ１７３基因突变可引起遗传性炎症综合征。主要临床表现包括早期起病的全身性炎症、皮肤血管病变及肺部炎症。在６例患者中发现３种突变（如ｃ．４３９Ｇ＞Ｃ、ｃ．４６１Ａ＞Ｇ和ｃ．４６３Ｇ＞Ａ）。ＴＭＥＭ１７３ｃ．４６３Ｇ＞Ａ（ｐ．Ｖａｌ１５５Ｍｅｔ）为最常见的突变，常表现为全身炎症如红细胞沉降率快、Ｃ反应蛋白增高和高丙种球蛋白血症，还可以有血管炎和皮肤组织损害，肺部疾病常在皮肤损害之后，可以是反复喘息到肺纤维化，但也有仅以肺纤维化就诊的病例。ＧＡＴＡ２是一个锌指转录因子，对胚胎、永久造血和淋巴管生成是必要的。ＧＡＴＡ２基因有多种突变，ＧＡＴＡ２缺乏可以有不同的临床表现、发病和预后。患者可感染结核分枝杆菌、病毒和真菌；可以发展为骨髓增生异常综合征，急性或慢性白血病、淋巴水肿和ＰＡＰ。ＳＴＡＴ５ｂ缺陷也可引起生长发育障碍、免疫缺陷和严重的肺疾病如淋巴细胞性间质性肺炎、慢性肺疾病、出血性水痘。Ｈｗａ等发现在ＳＴＡＴ５ｂ基因外显子１０纯合插入１个核苷酸，即ｃ．１１９１ｉｎｓｇ，导致移码突变和提早的蛋白终止（ｐ．Ｎ３９８ＥｆｓＸ１６），引起ＳＴＡＴ５ｂ蛋白的缺乏。

随着基因诊断技术的发展，已认识了不少的引起ＩＬＤ的基因和致病突变，不仅要想到ＳＦＴＰＢ、ＳＦＴＰＣ和ＡＢＣＡ３基因突变所致的表面活性物质功能障碍，还需要考虑到免疫缺陷基因，如ＴＭＥＭ１７３、ＧＡＴＡ２、ＳＴＡＴ５ｂ等致病的可能。二代全基因测序的应用，越来越多的单基因病得到诊断，但也有一些小缺失需要专门的设计和方法，需要临床医师结合病情进行合理检测方法和解读。如怀疑ＦＯＸ基因簇的微小缺失应该采用专门设计的检测小的缺失分析方法，比较基因组杂交分析或对基因剂量敏感的其他方法。相信随着研究的深入，会有更多的ＩＬＤ得到正确的基因诊断。

编辑首都医科医院

呼吸科秦强