14例原发性纤毛运动障碍临床表现、纤毛结构及基因特点分析

本文推荐引用格式：

张未, 汪洋, 邓文华, 吴亚斌. 14例原发性纤毛运动障碍临床表现、纤毛结构及基因特点分析[J]. 临床儿科杂志, 2025, 43(9): 680-685 DOI:10.12372/jcp.2025.25e0254

ZHANG Wei, WANG Yang, DENG Wenhua, WU Yabin. Analysis of clinical manifestations, ciliary structure and genetic characteristics of primary ciliary dyskinesia in 14 children[J]. Journal of Clinical Pediatrics, 2025, 43(9): 680-685 DOI:10.12372/jcp. 2025.25e0254

本文作者：张 未 汪 洋 邓文华 吴亚斌

作者单位：湖北省妇幼保健院（湖北武汉 430070）

摘要：目的 探讨原发性纤毛运动障碍（PCD）临床表现、纤毛结构及基因变异特点。方法 回顾性分析2017年1月至2024年12月在医院经支气管镜黏膜活检电镜检查或二代测序全外显子组基因检测确诊为PCD患儿的临床资料。结果 共纳入14例患儿，男4例、女10例，中位发病年龄6.3（1.3~7.9）岁，中位诊断年龄8.0（7.0~10.8）岁。主要临床表现包括慢性湿性咳嗽（14例，100%），鼻/鼻窦炎（12例，85.7%），支气管扩张及肺不张（9例，64.3%），内脏转位（3例，21.4%），慢性中耳炎（2例，14.3%）。14例患儿支气管镜下均表现为化脓性支气管炎（100%），2例镜下合并支气管狭窄，1例合并支气管闭塞。10例患儿在急性感染控制至少2周后检测鼻呼出一氧化氮（nNO），8例nNO均明显降低，2例nNO>77 nL/min。7例患儿进行全外显子组检测，其中2例阴性，5例检出双等位基因变异，DNAH5基因2例，CCNO基因2例，DNAH1基因1例。结论 PCD临床表型以慢性咳嗽、鼻窦炎、支气管扩张为主，内脏转位及新生儿期呼吸窘迫发生率低，部分患儿nNO高于阳性阈值，并发支气管闭塞，主要基因变异为DNAH5和CCNO。

关键词：原发性纤毛运动障碍；纤毛超微结构； 基因变异；儿童

原发性纤毛运动障碍（primary ciliary dyskinesia，PCD）是纤毛结构缺陷和/或运动障碍造成纤毛黏液清除能力降低或丧失的疾病，是一种罕见的遗传异质性疾病，可导致新生儿呼吸窘迫，慢性气道感染，器官偏侧发育异常，不孕不育等^[1-2]。40%~55%的PCD患者存在内脏反位，表现为支气管扩张、内脏转位、鼻窦炎三联征，称为Kartagener综合征^[1]。目前已报道50多个PCD相关的致病基因^[3]，其遗传模式主要为常染色体隐性遗传，另有X连锁隐性及常染色体显性遗传，不同国家人群PCD遗传谱存在差异，最常报道的基因型是DNAH5、DNAH11、CCDC40等^[4]。随着鼻呼出一氧化氮（nasal nitric oxide，nNO）、透射电子显微镜（transmission electron microscopy，TEM）纤毛超微结构检查的推广及全外显子组基因检测技术的应用，为PCD患者的诊断提供了帮助。为提高该疾病的诊治水平，本研究总结湖北省妇幼保健院2017年1月至2024年12月经支气管黏膜活检纤毛电镜检查、基因检测确诊的14例PCD患儿的临床资料，分析其临床特点、影像学表现、纤毛结构异常及基因变异特点。

1 对象与方法

1.1 研究对象

回顾性分析2017年1月至2024年12月在湖北省妇幼保健院诊断为PCD患儿的临床资料。纳入标准：（1）起病年龄：0~18岁；（2）儿童PCD诊断参照《原发性纤毛运动障碍诊断与治疗中国专家共识》^[1]。符合PCD临床特征（①足月婴儿不明原因的新生儿呼吸窘迫，②半岁前开始的全年每日咳嗽，③半岁前开始的全年持续性非季节性鼻窦炎，④内脏反位）中至少2项，再结合以下任意1项阳性结果（①公认的纤毛超微结构缺陷，②PCD相关基因的双等位基因致病性突变），可确诊为PCD。例6患儿为Kartagener综合征，即使未完全满足上述标准，也被认为是PCD。排除标准：①临床资料不完整；②免疫缺陷、囊性纤维化、先天性气道畸形等疾病。

1.2 方法

1.2.1 鼻呼出一氧化氮测定 使用Sunvou-CA2122^®（尚沃医疗，中国）一氧化氮装置测量nNO，nNO流速为10 mL/s。在急性感染控制至少2周后，对于>5岁的配合检查的儿童进行nNO测量，通过将nNO浓度（ppb）乘以采样流速（0.6L/min）来计算nNO值（以nL/min为单位）。

1.2.2 透射电子显微镜检查 在急性感染控制至少8周后，10例患儿进行支气管镜检查并行支气管黏膜活检，活检部位为右中叶开口分叉处，右下叶基底干与背段分叉处，左上下叶开口分叉处，获取黏膜标本后立即放入2%戊二醛标本固定液，送至武汉大学湖北省人民医院电镜病理中心行TEM检查。

1.2.3 基因检测 征得家属知情同意后，7例患儿行基因检查。取患儿及父母外周血2mL，5例（例1、2、3、6、11）送至北京智因东方转化医学研究中心有限公司，例4送福君基因（福州福瑞医学检验实验室），例5送厦门基源医学检验实验室，提取基因组外周血DNA，用二代测序进行全外显子组家系（trio WES）检测，根据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）指南对变异位点进行致病性评级，阳性变异位点采用Sanger测序验证。

1.3 统计学分析

采用SPSS 20.0进行数据分析。非正态分布的计量资料以M（P₂₅~P₇₅）表示。计数资料以n（%）表示。

2 结果

2.1 临床特征

14例患儿中，男4例、女10例，中位发病年龄6.3（1.3~7.9）岁，中位诊断年龄8.0（7.0 ~10.8）岁。例6为Kartagener综合征。

14例（100%）患儿均有慢性湿性咳嗽，鼻/鼻窦炎12例（85.7%），支气管扩张9例（64.3%），急性期伴有肺不张9例（64.3%），慢性中耳炎2例（14.3%），新生儿期有急性呼吸窘迫综合征（RDS）4例（28.6%），内脏转位3例（21.4%）。见图1。14例患儿支气管镜下表现均为化脓性支气管炎，2例（14.3%）合并局部支气管狭窄，1例（7.1%）伴发支气管闭塞等，见表1、图1。

2.2 鼻呼气一氧化氮测定结果

10例患儿在急性感染控制至少2周后完成nNO检查，其中8例（80%）nNO值小于阳性阈值（77 nL/min），2例（20%）nNO值正常。见表1。

2.3 透射电子显微镜结果

10例患儿纤毛TEM检查均为阳性，其中内动力蛋白臂（IDA）缺失+外动力蛋白臂（ODA）缺失8例，中央微管（CP）缺失2例、双联纤毛1例，微管数量异常4例，部分患儿多种结构异常同时存在（见表1、图1）。

2.4 基因检测结果

7例患儿（例1~例6，例11）进行全外显子组基因检测，其中2例检测结果为阴性[例6仅检测到DNAH5基因c.8569G>T（NM_001369）单杂合变异；例11未发现可疑变异]，5例（例1 ~例5）检出双等位基因异常；共检测到3个基因上9个点变异，DNAH5基因2例，CCNO基因2例，DNAH1基因1例。见表2。

例1携带DNAH1基因c.2650C>T和c.10084G>A的复合杂合突变，c.2650C>T错义突变来源于父亲，导致氨基酸改变：p.R884W；c.10084G>A错义突变来源于母亲，导致氨基酸改变：p.V3362M。例2携带DNAH5基因c.1320+1G>A和c.13510A>T复合杂合突变，c.1320+1G>A剪接突变来源于母亲，c.13510A>T无义突变来源于父亲，导致氨基酸编码终止：p.K4504*。例3同时检出DNAH5基因变异，DNAH5基因的c.5563_5564ins A和c.4147_4148delA insTCC 复合杂合突变分别来源于父亲和母亲，导致氨基酸发生移码提前终止 ：p.I1855Nfs*6和p.I1383Sfs*22。

例4及例5均为CCNO基因异常。例4携带CCNO基因c.258_262dup纯合移码突变，父母杂合携带，导致氨基酸移码提前终止：p.Gln88Argfs*8。例5携带CCNO基因的c.317A>C和c.253_262dup的复合杂合突变，c.317A>C错义突变来源于父亲，导致氨基酸发生替换：p.Tyr106ser；c.253_262 dup移码突变来源于母亲，导致氨基酸移码提前终止 ：p.Gln88Argfs*51。c.317A>C及c.253_262dup暂未被ClinVar、mastermind数据库收录，c. 253_262 dup基因位点依据 ACMG 指南评为致病性变异（PVS1+PM2+PP1），已被Guan等^[5]报道。c.317A>C基因位点依据 ACMG 指南评为意义未明的变异（PM2+PM3+PP3+PP4），暂无文献报道。

3 讨论

本研究纳入的14例PCD患儿中位发病年龄6.3岁，明显大于Guan^[5]等报道的3个月，可能与既往对PCD的认知不足，家长关注度不够，回顾既往病史偏差等因素有关。中位诊断年龄为 8.0 岁，大于欧洲的5.3岁和美国的3岁^[6-7]。可能与既往对PCD疾病认知及检测手段有限导致诊断延误有关。本研究观察到典型的PCD临床特征，包括慢性湿性咳嗽（100%）、鼻/鼻窦炎（85.7%）、支气管扩张（64.3%）、新生儿呼吸窘迫综合征（NRDS，28.6%）、内脏转位（21.4%）和慢性中耳炎（14.3%），与既往研究结果^[8]一致。其中内脏转位发生率21.4%，低于既往报道的42%^[4]，Raidt等^[4]研究显示各区域内脏转位发生率分别为28%（土耳其）、31%（荷兰）、37%（德国）、40%（以色列），提示内脏转位发生率在不同国家之间差异较大。本研究中NRDS发生率较低，国外有研究报道其发生率约55%^[9]，甚至高达80%^[10]，故当足月新生儿出现不明原因的呼吸窘迫时，应考虑本病的可能，及时识别并完善检查，以早期诊断及干预^[11]。本研究14例PCD患儿支气管镜下表现均为化脓性支气管炎，考虑与纤毛运动及功能降低，呼吸道分泌物聚集相关；2例患儿支气管镜下表现为局限性支气管狭窄，考虑与炎症反应、局部肿胀增生相关；1例患儿合并右中叶外侧段支气管闭塞，临床表现为右中叶局限性肺不张、毁损肺。

欧洲呼吸学会和美国胸科学会均建议使用nNO检测作为具有典型PCD病史患者的主要筛选工具^[12]。有研究表明，以<77 nL/min为nNO阳性阈值时，诊断PCD的灵敏度为98%，特异度为99%^[13]。本研究中10例患儿进行nNO检测，80%患儿的nNO值< 77nL/min。PCD患者中nNO值较低的原因包括nNO代谢增加、气道上皮细胞产生NO减少、鼻窦异常导致NO阻塞或产生NO减少等^[14]。既往研究发现部分PCD患者的nNO值>77 nL/min，相关基因变异包括RSPH1、FOXJ1、CCNO、GAS8等^[3]。本研究中2例患儿nNO高于阳性阈值，其中1例变异位于DNAH1基因。PCD患儿nNO高于阈值的原因尚不明确，相关研究发现高nNO值不仅与特定基因（RSPH 1、TTC12、FOXJ1等）有关，还与其他基因的潜在亚型突变有关（可能产生功能性蛋白质）^[15]。有研究认为没有纤毛超微结构缺陷的PCD患者似乎有更高的nNO值，容易延误PCD的诊断^[16]。

2020年发布的TEM国际共识指南^[17]确定了PCD纤毛超微结构诊断的两类缺陷：Ⅰ类缺陷，包括ODA缺失、ODA+IDA缺失、IDA缺失+微管紊乱，结合典型临床表现可确诊 ；Ⅱ类缺陷，包括中央微管缺失、纤毛数量少、微管紊乱等，确诊需进一步结合其他诊断手段。文献报道发现纤毛的超微结构与基因有较好的相关性，DNAH5基因变异表现为ODA缺失，DNAH1基因编码的纤毛超微结构正常^[14]。本研究例1患儿为DNAH1基因变异，TEM结果显示IDA缺失，部分ODA缺失伴有微管数量异常，与文献报道不一致，考虑与反复慢性感染或气道炎症导致纤毛超微结构异常相关。研究发现约30%的PCD患者仅有纤毛功能异常，而纤毛结构正常^[18]，因此，单独的TEM正常不能排除PCD，需要行高速视频成像分析、免疫荧光分析法或基因检测等诊断测试进一步明确诊断。

目前已发现>50个与PCD相关的基因^[14]，既往研究发现^[19]，PCD 常见基因型存在种族及地域差异，DNAH11和DNAH5在欧洲、东亚人群最为常见；南亚人群以DNAH11和ODAD2为主，而在芬兰和非洲人中，DNAH11和DNAI1更常见。本研究共检出2例DNAH5、2例CCNO及1例DNAH1，与上述结果相似。Benkhelifa^[20]等认为DNAH1在睾丸中表达显著高于气管细胞，报道病例仅表现为男性弱精，而无PCD其他系统表现；而Imtiaz^[21]等报道的DNAH1变异患者有慢性鼻窦炎、支气管扩张及内脏转位等典型PCD表现。本研究中例1患儿仅表现为慢性湿性咳嗽、反复肺炎表现，无内脏转位等，表明相同基因型仍具有明显异质性。CCNO基因变异导致多运动纤毛的生成减少，与PCD的其他遗传原因相比，可导致更严重的气道疾病^[22]。有研究认为CCNO变异患儿出现症状较早，89%为新生儿发病，61.8%患有NRDS^[23]，且均未观察到内脏转位^[24]。本研究中2例CCNO变异患儿均为幼年起病，其中例4生后3天出现呼吸困难症状，合并NRDS，2例患儿均无内脏转位，与文献报道^[24]一致。本研究中例4携带CCNO基因c.258_262dup纯合突变，该位点在目前已鉴定出的CCNO基因变异中最为常见；例5为CCNO基因复合杂合致病性变异，c.317 A>C及c.253_262dup突变位点暂未被ClinVar、mastermind数据库收录，Guan^[5]等曾报道c. 253_262dup突变位点，c.317A>C突变位点暂无相关文献报道，考虑c.317A>C为CCNO新发现的变异位点。

总之，本研究总结了PCD患儿的临床表现、纤毛表型和遗传谱多样性，以期提高临床医师对此种疾病异质性的认知度，有助于更好诊断PCD。对幼年起病，反复呼吸道感染，合并鼻窦炎或中耳炎、支气管扩张患儿，均需警惕PCD的可能，临床病史分析结合nNO筛查、TEM检查和/或基因检测是确诊PCD的主要手段。治疗方面，应实施气道廓清、及时抗感染治疗，耳鼻咽喉科与呼吸科应积极开展多学科合作，共同管理患儿的上、下呼吸道问题；而规律随访对预防PCD患儿严重并发症，改善其生存质量十分重要^[25]。对存在不孕/不育的PCD患者，可采取辅助生殖技术治疗。目前基因治疗是PCD患儿的精准化治疗，如基因特异性mRNA替代，基因编辑等仍在研究中^[26]。

参考文献：略。