第十二届北京罕见病学术大会暨2024京津冀罕见病学术大会（097）

新疆维吾尔自治区儿童医院神经内科

帕拉提·热合曼   冯继荣 王锋 于静  孙岩

通讯作者：孙岩

[摘要]

目的 总结一例伴脊髓与脑干受累以及脑白质乳酸升高的脑白质病（LBSL）的临床表现和影像学特点，并检测其致病基因的情况。

方法：回顾性分析2020年10月首次就诊于新疆维吾尔自治区儿童医院神经内科的1例DARS2基因突变导致伴脊髓与脑干受累以及脑白质乳酸升高的脑白质病患儿的临床特点和基因变异位点。以“LBSL”“伴脊髓受累以及脑白质乳酸升高的脑白质病”“线粒体天冬氨酸t-RNA合成酶”“DARS2基因”为关键词在中国知网数据库、万方数据库和PubMed数据库（建库至2020年11月）搜索相关文献报道，对相关文献进行复习总结该病病例特点。

结果 先证者:就诊年龄为14岁，以走路姿势异常、蹲下后起立困难，行走障碍，远端肌力较近端差，上肢运动肌力及肌张力正常，精细运动可，智力正常，头颅磁共振（MRI）及磁共振破谱分析（MRS）符合LBSL特点。基因分析：先证者DARS2基因发现一对杂合变异位点，｛c.228-16（IVS2）C＞A，NM＿01822｝遗传自母亲，｛c.1007（exon10）G＞A，p.R336H(p.Arg336His，NM＿018122)｝遗传自父亲。符合检索条件的文献共19篇（其中中文文献1篇）共12个家系共17例，诊断年龄1.8岁-42岁，其中男性8例，女性9例；其中70%（12例）出现进行性运动功能障碍伴小脑共济失调；23.5%（4例）出现认知功能倒退；11.8%（2例）出现位置觉及振动觉减退，导致在夜间行走困难；5.8%（1例）出现腱反射消失；17.6%（3例）出现癫痫发作；分析17例患者的基因变异信息，均为复合杂合突变，共报道了26种突变，其中14种为错义突变、无义突变，3例为剪切位点突变；主要是第2内含子（第3外显子的上游）位点剪接突变和第2个可变突变的组合，其中13例为第3外显子的上游c.228-20 _-21delTTinsC（p.Arg76SerfsTer5）突变，余为c.228-20 _-21delinsC（2例）和c.492+2T＞C（2例）。

结论 DARS2基因变异可导致小脑共济失调、痉挛和位置觉和振动觉下降，肌无力下肢较上肢易受累，部分患者可有认知功能减退，头颅和脊髓磁共振成像提示大脑及脊髓白质非均质性点状或除U型纤维外均质成片的信号异常，为常染色体隐形遗传。

[关键词]：伴脊髓受累以及脑白质乳酸升高的脑白质病（LBSL）；线粒体天冬氨酸t-RNA合成酶；DARS2基因

【Abstract】 Objective To investigate the clinical and imaging features of a case of leukoencephalopathy with spinal cord and brainstem involvement and elevated white matter lactic acid(LBSL)， and to detect the pathogenic gene. Methods: The clinical features and gene mutation sites of a child with leukoaraiosis with spinal cord and brainstem involvement and elevated white matter lactic acid caused by DARS2 gene mutation were retrospectively analyzed. Based on the keywords of "LBSL"， " leukoencephalopathy with spinal cord and brainstem involvement and elevated white matter lactic acid "， "mitochondrial aspartate t-RNA synthetase" and "DARS2 gene"， relevant literatures were searched in CNKI， Wanfang and PubMed databases (up to November 2020)， and the relevant literatures were reviewed and summarized.Results：Proband: the patient was 14 years old， with abnormal walking posture， difficulty in standing after squatting， walking disorder， poor distal muscle strength， normal upper limb motor muscle strength and muscle tension， fine movement， normal intelligence. Cranial magnetic resonance imaging (MRI) and magnetic resonance spectroscopy (MRS) were consistent with the characteristics of lbsl. Gene analysis: a pair of heterozygous mutation sites were found in the proband＇s dars2 gene， {c.228-16 (ivs2) C > A， nm 01822} was inherited from mother， {c.1007 (exon10) g > A， p.r336h (p.arg336his， nm 018122)} was inherited from his father. Among them， 70% (12 cases) had progressive motor dysfunction with cerebellar ataxia; 23.5% (4 cases) had cognitive function regression; 11.8% (2 cases) had decreased positional and vibration perception， resulting in difficulty in walking at night; 5 8% (1 case) had tendon reflex disappearance; 17.6% (3 cases) had epileptic seizure; the gene mutation information of 17 cases was compound heterozygous mutation. A total of 26 kinds of mutations were reported， including 14 kinds of missense mutation， nonsense mutation and 3 cases of shear site mutation; the combination of splicing mutation and variable mutation in intron 2 (upstream of exon 3) and variable mutation of the second mutation were mainly found An example is c.228-20 upstream of exon 3_ -21delttinsc (p.arg76serfster5) mutation， the rest was c.228-20_ -21 delinsc (2 cases) and C. 492 + 2T > C (2 cases). Conclusion DARS2 gene mutation can lead to cerebellar ataxia， spasticity and decreased sense of position and vibration. Myasthenia is more likely to be involved in the lower limbs than in the upper limbs. Some patients may have cognitive impairment. Magnetic resonance imaging of the head and spinal cord indicates that the white matter of the brain and spinal cord is heterogeneous， with the exception of U-shaped fibers，It is autosomal recessive inheritance.

【Key words】 Leukoencephalopathy; Progressive multifocal;DARS2;

   伴脊髓与脑干受累以及脑白质乳酸升高的脑白质病（leukoencephalopathy with brain stem and sipnal cord involvement and lactate elevation，LBSL）是一种罕见的常染色体隐形遗传性脑白质病，主要表现为儿童期或青春期（偶可见成年期）的缓慢进展的小脑共济失调、肢体痉挛，伴脊髓后索功能障碍（位置觉与振动觉下降），下肢的神经功能障碍重于上肢，步态异常、行走困难，并逐渐出现构音障碍，少数可出现癫痫、学习问题、认知能力下降及意识障碍等[1- 3]。Van der Kanaap[1]等于2003年首次报道，Scheper[2]等于2007年确定该病致病基因为DARS（mitochondrial aspartyl-tRNA synthetase 2 gene）。已在国内外文献上累积报道了数十例相关病例，国内第1例于2012年首次报道[3]。

病例资料

一、      家系及临床资料

先证者：男，14岁，以“走路姿势异常2年，起立困难1个月”为主诉于2020年10月收住我院神经内科。该患儿2年以来出现走路姿势异常，近1个月发现下蹲后起立困难，需借助外力后才能蹲起，行走时下肢痉挛步态、行走姿势异常；上肢运动可，写字、玩手机游戏等未受到影响；目前上初中，学习成绩可。病程中无精神异常，否认有惊厥史，否认有构音障碍、饮水呛咳、吞咽困难、呼吸费力。

出生史：G2P2，足月顺产，围产期无异常，3个月竖头，5个月翻身，7个月左右会坐，1岁左右时会走。

家族史：父母体健，有一姐姐（21岁）体健，否认有类似及其他特殊疾病史。

先证者神经系统查体：头围57.5cm，双眼外斜视，可独走，痉挛步态，双上肢肌力Ⅴ级，双下肢肌力近端Ⅳ级、远端Ⅲ级，下肢肌张力高，蹲位后不能起，指鼻试验阴性，上下肢位置觉存在，双侧腱反射正常，双跟腱反射未引出，双下足呈高足弓，双侧巴宾斯基征阳性。

先证者的影像学特点：患儿入院后完成头颅、颈椎及胸椎MRI，由美国通用公司signal LX 1.5T MR系统，成像工具包括轴向自转回波（TSE）T2加权、轴向FLAIR和失状TSE T1加权成像及核磁共振波谱分析（MRS）进行合成图像（图略）

二、      基因突变检测及验证

基因组DNA提取：签署知情同意书后，采集包括先证者、其父母及姐姐的外周血标本，盐析法提取外周血白细胞基因组DNA进行全外显子测序。先证者DARS2基因扩增产物DNA直接发现一对杂合变异位点，｛（IVS2）C＞A，NM＿01822｝遗传自母亲，｛c.1007（exon10）G＞A，p.R336H(p.Arg336His，NM＿018122)｝遗传自父亲。先证者之母和先证者之父为与先证者相同的杂合突变，先证者姐姐为正常临床表型的携带者。使用自主开发的变异注释软件对检测到的高质量变异进行各大数据库（如 dbSNP，千人基因组，ExAC，ESP等频率数据库及 OMIM， HGMD， ClinVar等）的关联注释。借助Provean、SIFT、Polyphen2-HVAR、Polyphen2-HDIV、M-Cap 、 Revel 、Mutationtaster等蛋白结构预测软件，MaxEntScan剪切位点预测软件等对其危害性进行分析。（图略）

 文献复习：

1.以“LBSL”“伴脊髓受累以及脑白质乳酸升高的脑白质病”“线粒体天冬氨酸t-RNA合成酶”“DARS2基因”为关键词在中国知网数据库、万方数据库和PubMed数据库至2020年11月相关文献报道，报道共12个家系共17例[1-9，11]，诊断年龄1.8岁-42岁，其中男性8例，女性9例；其中70%（12例）出现进行性运动功能障碍伴小脑共济失调；23.5%（4例）出现认知功能倒退；11.8%（2例）出现位置觉及振动觉减退，导致在夜间行走困难；5.8%（1例）出现腱反射消失；17.6%（3例）出现癫痫发作；

2.分析17例患者的基因变异信息，均为复合杂合突变，共报道了26种突变，其中14种为错义突变、无义突变，3例为剪切位点突变；主要是第2内含子（第3外显子的上游）位点剪接突变和第2个可变突变的组合，其中13例为第3外显子的上游c.228-20 _-21delTTinsC（p.Arg76SerfsTer5）突变，余为c.228-20 _-21delinsC（2例）和c.492+2T＞C（2例）。

 讨论：

   LBSL是一种罕见的常染色体隐性遗传脑白质病，因在MRI技术越来越多的普及及学科交流的多样性，该病近几年开始也陆陆续续被国内众多神经科医生所认识。其致病原因可能为线粒体功能障碍，因线粒体精氨酸t-RNA合成酶（mt-AspRS）缺陷引起的脑白质中长束相关胶质细胞功能障碍（long tract-associated glial cell）[5]。Scheper[2]等于2007年确定该病致病基因为DARS2，其位于1q25.1编码mt-AspRS，属于同源二聚体酶，含17个外显子，编码645个氨基酸。到目前为止，绝大多数LSBL患者是DARS2基因复合杂合突变，主要是第2内含子（第3外显子的上游）位点剪接突变和第2个可变突变的组合。第3外显子的上游最常见的变异是c.228-20 _-21delTTinsC（p.Arg76SerfsTer5），它影响mt-AspRS mRNA上第3个外显子的剪接，最终导致mt-AspRS合成障碍，mt-AspRS的表达减少而不是完全不表达。该基因突变除了上述的剪接突变，还有无义、错义、缺失等突变类型。既往认为LBSL均为复合杂合突变，认为纯合子突变可能与生命不相容，但后来有报道来自新加坡、德国[6]患者身上发现纯合子错义突变。目前发现60多种DARS2基因突变[1-6]。在对该病例的及其家系成员的DARS2基因直接测序发现2种核苷酸变异，该基因突变已在国际上已报道[7]，从基因学上明确了该病。

   线粒体分布于机体的各个细胞中，Van berge[7]等对LBSL患者的肌肉活检、成纤维细胞和淋巴母细胞的研究均未发现线粒体功能障碍的证据，神经系统受损的机制尚不清楚，他们认为机体对mt-AspRS mRNA剪接具有细胞类型依赖性，神经细胞较非神经细胞更易受第3外显子缺失的影响，此外，神经细胞较非神经细胞对正常含有第3外显子的mt-AspRS mRNA的翻译水平是低的，故以上原因可能造成神经系统更易受损。但Tsu-Kung Lin[10]等发现LBSL患者及正常人皮肤成纤维细胞的研究提示，LBSL患者成纤维细胞线粒体DNA编码的蛋白较核DNA编码的蛋白偏低，细胞耗氧率（oxygen consumption rates）及细胞呼吸控制比（respiratory control ratio）在LBSL患者皮肤成纤维细胞当中偏低，线粒体碎片在LBSL患者当中发现是高的，这似乎对LBSL的病因机制提示了一个新的解说。

LBSL的发病年龄范围非常广，从新生儿发病在2岁前死亡、儿童期发病以及成人发病，且有报道家系里有DARS2基因突变，但无任何临床症状病例[4]。该病最常见的为儿童其发病，表现为进行性的运动功能障碍，缓慢进展的小脑共济失调、痉挛和背柱功能障碍（造成位置觉和振动觉下降），下肢较上肢易受累，腱反射常保留，部分患儿因轴突神经病变，导致远端肢体无力；此患儿幼儿时期发育里程碑未受影响，主要是在年龄约12左右开始出现因共济失调造成行走步态异常，逐渐进展后远端肢体无力造成蹲下后无法起立，该患儿上肢肌力、肌张力及精细运动均未见受累；大多数病例在10-20岁时丧失行走能力，也有20岁起病，40岁仍有行走能力[1-4]。故该病的特点为下肢运动障碍较上肢表现较重的脑白质病变。LBSL患者随着病情进展可有认知功能障碍，发病早期认知损伤不明显，此患儿认知功能目前未受损，目前仍能上学，且学习能力可，需要进一步动态随访。

头颅及脊髓MRI的检查对于LBSL的诊断非常重要，具有独特的影像学特征，MRI表现可以与其临床表型的严重程度不匹配。Scheper[5]等总结了来自38例患者，提出该病的诊断必须符合全部主要诊断标准及至少1条次要标准，信号异常主要是指T1W1低信号、T2W1高信号。主要标准：①大脑白质非均质性点状或除U型纤维外均质成片的信号异常。②全段脊髓背柱双侧皮质脊髓束信号异常，颈段脊髓MRI显示出此异常；③延髓锥体束信号异常。次要标准：位于胼胝体压部、内囊后肢、延髓内侧丘系、小脑上脚、小脑下脚、三叉神经、中脑三叉神经束、延髓脊髓小脑前束、小脑白质的信号异常。该病例当中患儿MRI可见大脑白质非均质性点状或除U型纤维外均质成片的异常信号，脊髓背柱及双侧皮质脊髓束信号异常，延髓锥体束信号异常，且可见有MRS当中乳酸峰增高，结合患儿临床表现可诊断此病。

    LBSL患者的MRS检测异常脑白质可见乳酸峰升高，且有报道约70%患者脑脊液当中可有持续存在的高乳酸[9]，于发病机制是符合的，但该患儿未给予腰椎穿刺评估脑脊液乳酸值。

但并非所有患者都能检测到此异常，且有文献报道LBSL患者MRS上乳酸峰未升高的多个病例[5]，故LBSL这个名字并非能满足所有病例的特点，对该病除基因诊断之外的其他共享特点来分析，该病诊断依据临床症状、头颅及脊髓MRI影像学可基本诊断此病，我们是否建议可将该病命名为伴脊髓与脑干受累以及伴有运动障碍的脑白质病（leukoencephalopathy with brain stem and sipnal cord involvement and dyskinesia，LBSD）这样更能将患者的就诊主诉与疾病名称相结合，让临床医师更好的早期甄别此病提供更好的依据，以避免因乳酸不高而造成困惑。

    对于此病的治疗，主要是支持治疗，包括物理治疗和康复治疗，以改善运动功能，预防继发性并发症，如挛缩和脊柱侧凸等。对症治疗包括对继发癫痫患者使用抗癫痫药物、认知功能受损患者的特殊教育等。LBSL属于特殊的线粒体疾病，但机体其他部位活检未见线粒体功能障碍证据，故使用维生素及辅酶因子等治疗线粒体功能障碍的药物对其意义不大。有报道使用碳酸酐酶抑制剂（乙酰唑胺）[12]对成人发病型患者治疗有效的报道，但有争议。

LBSL的预后相对较好，除了新生儿发病的严重病例外，该病病程呈现缓慢进展的过程。大多数儿童期发病的患者在十几岁、二十几岁或者更晚的时候会部分或完全依赖轮椅，而成人发病患者一般不会依赖轮椅。新生儿发病或婴儿早期发病的患者病情严重，可能死亡。Cheng[13]等比较早发型（＜18岁）和成人病例（≥18岁）的数据比较，MRI表现与其临床表型的严重程度不匹配，但发现早发型病例通常具有严重的临床疾病，包括智力和认知下降。还发现大多早发型病例大脑乳酸水平高于成人发病病例。通过对这些结果的观察提示发病年龄和乳酸水平可能影响LBSL的预后，但需要更多数据的支持。

 LBSL的临床表现多种多样，来自不同家庭的不同个体临床表现有差异，Yahia[14]等发现来自同一个家庭、且有着相同杂合突变的患者其临床表现也各不相同；目前已经发现有60多种不同的DARS2基因突变，故LBSL的临床表型和基因类型需要进一步研究，突变基因如何调控的具体分子机制目前还不是很清楚，针对突变部位的靶向治疗还需要进一步研究。

 感谢吴晔教授、叶锦棠教授对该病的诊断提供帮助！

 参考文献：

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