Kartagener 綜合征1例報告

韓曉博，張宇涵，張信信，孫天宇，王韌韜，解立新

1 解放軍總醫院第八醫學中心 呼吸與危重癥學部，北京 100091；2 解放軍醫學院，北京 100853

Kartagener 綜合征是以慢性鼻竇炎、支氣管擴張和內臟轉位三聯征為臨床特征的一種罕見遺傳病，是由于基因突變引起的纖毛結構和(或)功能缺陷導致了一系列與纖毛運動障礙有關的臨床癥狀[1]。在胚胎發育早期負責控制心臟和內臟器官正常位置的胚節纖毛發生功能障礙，可以使內臟隨機轉位。在出生后由于纖毛的清除黏液功能，患者可出現反復的下呼吸道感染、中耳炎、鼻竇炎等。精子纖毛功能不良可導致男性不育，輸卵管纖毛異常可延遲卵子運輸導致女性不孕[2]。Kartagener 綜合征患病率為1/40 000～ 1/20 000[3]，通常的遺傳方式是常染色體隱性遺傳，也有少數X 染色體遺傳的報道[4-5]。由于該病患病率低，臨床表現復雜，缺乏早期診斷的方法，容易出現漏診及延誤診治的情況[6]。近年來外顯子基因測序成為早期篩查和識別原發纖毛不動的重要手段，目前仍有未知的突變基因需要繼續探索。因此本文通過回顧1例完全型Kartagener 綜合征患者11年隨診臨床資料，結合文獻復習總結原發性纖毛運動障礙(primary ciliary dyskinesia，PCD)診斷方法的研究進展，探討全外顯子基因檢測對早期診斷PCD 的價值。

病例資料

1 病史 患者，女性，40 歲。因反復咳嗽咳痰16年，加重1個月于2020年12 月20 日入解放軍總醫院第八醫學中心。患者自2004年開始無誘因出現反復咳嗽，咳黃痰，間斷應用抗生素及化痰平喘藥物治療可緩解。2009年因咳嗽加重至解放軍總醫院第八醫學中心就診，肺CT 提示內臟轉位，支氣管擴張伴感染，考慮Kartagener 綜合征可能。2016年開始出現活動后喘憋，運動耐力下降。因活動后憋氣癥狀加重1個月于解放軍總醫院第八醫學中心住院治療。既往10年鼻竇炎及中耳炎病史，自幼喪失嗅覺。家族無其他人有慢性呼吸道感染病史。病歷資料已獲得患者知情同意。

2 查體 體溫36.5℃，脈搏80/min，呼吸頻率20 次/min，血壓120/78 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；口唇無發紺，右側鼻腔可見半透明新生物，粗側聽力正常。頸軟，無頸靜脈怒張；聽診雙肺可聞及痰鳴音；心臟位于右側，右側鎖骨中線第5 肋間隙內0.5 cm 處可觸及心尖沖動。腹軟，無壓痛，四肢活動好。

3 輔助檢查：經鼻呼氣一氧化氮：8 bbp。肺功能提示中度阻塞性通氣功能障礙，呼氣峰流速下降，彌散功能正常。肺CT：內臟完全轉位，雙肺彌漫分布微結節，多發囊狀擴張支氣管，雙肺下葉支氣管管腔內可見高密度影填充，左肺中葉體積縮小，呈三角形高密度影，2009年與2020年肺CT 比較可見支氣管擴張明顯加重(圖1)。副鼻竇CT 提示雙側上頜竇、篩竇、額竇、蝶竇內見密度增高影，慢性鼻炎(圖2C)。鼻內鏡可見右側中鼻道息肉組織。支氣管鏡檢查可見主氣道大量黏性分泌物，取支氣管黏膜組織刷檢送電鏡檢測可見部分纖毛外動力臂缺失及復合纖毛(圖3)。結合患者病史、臨床癥狀體征、電鏡檢查結果，確診為Kartagener 綜合征(完全型Kartagener 綜合征影像檢查見圖3)。

圖1 2009年和2020年肺部CT 進展Fig.1 Evolution of lung abnormalities on chest CT in 2009 and 2020

圖2 Kartagener 綜合征影像圖片A 和B：內臟轉位(右位心，肝在左，脾在右)；C：多組鼻竇炎，鼻炎；D：雙下肺囊性支氣管擴張及樹芽征Fig.2 Radiographic images of Kartagener syndromeA and B:situs inversus totalis;C:sinusitis and rhinitis;D:cystic bronchiectasis and tree-in-bud in the lower lung

圖3 支氣管黏膜電鏡結果：A 部分纖毛外動力蛋白臂缺失，B 部分纖毛外動力蛋白臂缺失及復合纖毛Fig.3 Findings under transmission electron microscope (TEM):ultrastructural ciliary defects were observed such as partial outer dynein arm defect (A) and compound cilia (B)

4 外顯子基因檢測：采集全血標本，提取基因組DNA：采用The Sure Select Human All Exon V6 定制芯片捕獲外顯子，Illumina 測序平臺進行高通量測序對疑似致病突變的目標序列進行PCR 后，經ABI373 進行Sanger 測序驗證，測序結果經DNASTAR 子程序SeqMan 軟件得到驗證。結果患者于DHAH5基因上有一個雜合突變(圖4)，DHAH5基因63 號外顯子出現一個雜合突變，在10616 核苷酸由鳥嘌呤G 變為腺嘌呤A(c.G10616A) 的突變(箭頭所示)，導致第3539 號氨基酸由精氨酸變為組氨酸(p.R3539H)。該位點為國外已報道位點[14]。

圖4 全外顯子基因檢測：DNAH5 基因63 號外顯子c.G10616A突變Fig.4 Mon heterozygous mutation (c.G10616A) in exon 63 of the DNAH5 gene

5 治療 患者口服頭孢克肟(0.2 g，2 次/d)及左氧氟沙星(0.6 g，1 次/d)抗感染治療，并聯合乙酰半胱氨酸溶液(3 mL，2 次/d) 化痰治療后好轉，于2020年12 月24 日出院。出院后長期門診隨診指導患者體液引流排痰及肺康復鍛煉。

討 論

Kartagener 綜合征屬于PCD 的一種亞型，國外研究發現Kartagener 綜合征約占PCD 的50%，推測在胚胎發育中由于胚節纖毛功能障礙，內臟出現轉位或不轉位的隨機事件[7-8]。Kartagener 綜合征并不會在出生時即會表現所有臨床癥狀，隨著年齡增長，患者復發慢性咳嗽和呼吸道感染，臨床癥狀逐漸典型。對于表現為完全型Kartagener綜合征的患者(同時出現鼻竇炎、支氣管擴張、內臟轉位三聯征)，診斷相對容易，但確診時間往往延遲。而不伴有內臟轉位的PCD 臨床異質性較大，加之臨床醫生認識水平不足，極易出現漏診和診斷延誤[9]。本例Kartagener 綜合征患者在年幼時常出現反復咳嗽咳痰癥狀，直至中年確診。我們對比了患者前后11年隨訪的肺CT 變化，可見肺部病變主要集中在雙下肺，支氣管擴張并感染逐漸加重(圖1)。本研究首次對比了Kartagener 綜合征確診前后11年肺CT 的變化，可以更直觀地認識疾病的進展，目前國內缺乏Kartagener 綜合征長期隨訪的肺功能及影像學數據，很多患者確診時已進展至終末狀態，早期確診PCD，盡早開始健康指導及肺康復鍛煉對于改善患者預后極為重要。

對于臨床疑似PCD 的患者，目前常用檢測方法主要有鼻一氧化氮測定、纖毛透射電鏡分析(transmission electron microscopy，TEM)、高速視頻顯微鏡分析(high speed video-microscopy analysis，HSVA)、基因分析和免疫熒光檢測[10-11]。TEM 是既往確診PCD 的重要方法，但仍有30%的患者纖毛電鏡下未見超微結構異常[12]。隨著基因檢測技術發展，外顯子基因檢測技術已作為重要的診斷技術用于臨床。鑒于檢測技術的局限性，沒有單一的檢測試驗可作為診斷PCD 參考的“金標準”。2018年ATS 指南對PCD 的診治流程給出建議，將滿足以下4 條臨床癥狀中2 條及以上的患者作為PCD 篩查的高危人群：1)足月兒出現原因不明的呼吸窘迫；2)6 月齡內起病的常年咳嗽；3)6 月齡以內起病的常年鼻塞；4)內臟轉位。對高危人群建議采用鼻一氧化氮測定做初步篩查，疑似病例采用擴充基因檢測發現PCD 相關基因的雙等位基因變異明確診斷，無明確基因變異的高度疑似患者需進一步尋找電鏡下纖毛結構異常和纖毛活動異常的證據。臨床癥狀綜合上述檢測方法可以提高疾病的診斷能力。本例患者符合完全型Kartagener 綜合征的臨床表現，透射電鏡可見部分纖毛外動力臂缺失及復合纖毛，支持了原發性纖毛功能障礙的確診。

原發性纖毛運動障礙的致病基因復雜多樣，近年來與纖毛不動相關的新基因不斷被發現，目前已報道了40 種可導致PCD 的基因變異[4,13]。2018年ATS 指南及歐洲呼吸學會發表的指南均支持早期基因檢測作為PCD 的一項確診依據[12,14]。常見基因變異包括編碼軸絲外動力蛋白臂的DNAH5、DNAH9、DNAH12、DNAI1、ARMC4、CCDC103 以及內動力蛋白臂的DNALI1 等[15]。不同的突變基因可能與疾病表型和預后相關[16]。本例Kartagener 綜合征患者的全外顯子測序僅檢測到DNAH5 基因一個變異位點，與既往報道的純合或復合雜合的雙等位基因突變遺傳方式不相符[4]。研究發現DNAH5 是PCD 的高頻致病基因，目前報道的PCD 基因檢測中DNAH5 占28%～ 35%[17]。PCD 是否存在單基因雜合突變致病仍不清楚。一項在對意大利47例PCD 患者的研究中可見6例患者存在單基因雜合突變，其中4例為DNAH5 單基因雜合突變[18]。我國廣州呼吸病研究所報道的5例Kartagener 綜合征病例系列研究中也發現有2例患者為單雜合突變[19]。目前仍有約30%的PCD 患者無法通過基因檢測確定診斷，因此基因檢測陰性并不能排除PCD 的診斷。對于本例PCD患者出現單雜合基因突變，可能的解釋包括：受限于外顯子基因檢測技術，編碼區的下一代測序篩查存在無法檢測到的致病突變(如啟動子、內含子和其他調控序列的突變)[18]；PCD 基因之間的相互作用，以及存在未知突變基因的可能[20]；本例患者攜帶有單基因雜合DNAH5 突變，但不能確定是否為單基因雜合DNAH5 突變致病。

總之，PCD 是臨床異質性及基因異質性均較強的罕見遺傳病，漏診和延誤診斷相當普遍。我們在國內首次報道了Kartagener 綜合征隨診11年肺部影像學變化，以加深對疾病進展的認識。隨著基因檢測技術的快速發展，全外顯子基因檢測技術已應用于臨床，但仍有很多未知的突變基因和基因之間相互作用有待探索。隨著病例和基因數據的積累及PCD 基因突變數據庫的建立，基因檢測技術對PCD 的早期診斷能力將逐漸提高。對確診患者及家族成員進行基因檢測，也有助于早期診斷家族中其他PCD 成員，并為產前篩查和遺傳咨詢提供依據。