1病例简介

患儿女性，3岁4月龄，因“共济失调伴双耳听力下降2年”于2022年8月9日就诊于北京协和医院（以下简称“我院”）耳鼻喉科遗传咨询门诊，2022年8月12日进行罕见病多学科讨论。

1.1现病史

患儿出生后双耳听力筛查通过，运动、语言发育正常，3月龄会抬头，4月龄会翻身，6～7月龄会坐，7月龄会叫“爸爸”，10月龄会靠墙站，1岁时独走过2～3步。13月龄后出现发育倒退现象，可疑部分运动能力倒退，表现为不愿落地走路，坐不稳。无癫痫史。14月龄发现对声音反应差，目前语言能力明显倒退，仅能说“爸爸”（未明确是对着爸爸）。四肢肌电图及脑电图未见明显异常，双耳听力为双侧极重度感音神经性听力下降，配戴双侧助听器效果欠佳。19月龄时于浙江大学附属儿童医院行全外显子组测序：TWNK c.1186C＞T（p.P396S）母源，c.1357C＞T（p.R453W）父源，复合杂合突变，临床意义未明，染色体核型分析示核型正常；进一步就诊于北京大学第一医院行线粒体基因组检测，未发现大片段缺失及重复变异。34月龄时就诊于上海交通大学附属新华医院，血乳酸轻度升高，血尿常规、肝肾功能、糖化血红蛋白未见明显异常，肝胆胰脾双肾超声未见异常，心脏彩超未见异常，卵巢子宫彩超未见明显异常，考虑为线粒体 DNA 耗竭综合征7型（肝脑型）及Perrault综合征5型可能，予辅酶Q10、叶酸、复合维生素B族、维生素E、左卡尼汀、维生素 AD 口服对症支持治疗。3岁4月龄时，为改善听力就诊于我院。

1.2既往史、个人史、家族史

母亲G1P1，足月自然产，3.2 kg，50 cm，母亲妊娠期间、围生期均正常，否认手术史、家族史、过敏史。

1.3查体

神清，精神可，扶走不稳，体型匀称，身高98 cm，体重14.5 kg，头围49 cm，全身皮肤未见明显咖啡牛奶斑，右侧颈部1个1 cm×1 cm质地软、活动性可、无粘连淋巴结，局部皮肤无红肿。心、肺、腹（-）。四肢肌张力减低，四肢肌力Ⅴ级，双侧膝反射未引出，踝阵挛（-）。女童外生殖器，双侧乳房B1期，未见腋毛，阴毛PH1期。内眦赘皮，双眼内斜视，双眼瞳孔圆，光敏差，晶体明，小瞳孔下网膜平，视盘色淡红，界清无水肿，角膜映光-正位，固视差，高腭弓，双侧外耳道通畅，鼓膜完整，标识清楚，余检查不合作。

1.4基因检测

1.4.1全外显子组测序分析

患儿TWNK基因 c.1186C＞T （p.P396S, ACMG评级PS1=VUS）和 c.1357C＞T （p.R453W, ACMG评级 PM2+PP3+PP4=VUS）复合杂合变异，分别遗传自其母亲和父亲。均评估为“临床意义未明变异”，不明确是否与“线粒体 DNA 耗竭综合征 7型（肝脑型）/Perrault 综合征5型”相关。患儿chr16：14916650-16442871 区域（约1.53 Mb）基因组可能存在重复变异（遗传自其母亲）。

1.4.2线粒体基因组检测和染色体核型分析

线粒体基因组检测未发现明确大片段缺失及重复变异，染色体核型分析示核型正常。

1.5实验室检查

①血常规+CRP、尿常规、便常规+隐血试验、肝肾功能、同型半胱氨酸、心肌酶、胰岛素样生长因子-1、糖化血红蛋白、皮质醇F、性腺项目：未见异常；②血气：pH 7.32↓，乳酸 1.90 mmol/L↑；③生化：血氨21.00 μmol/L，血乳酸1.70 mmol/L；④促肾上腺皮质激素：23.12 pg/mL；⑤甲功：TT4 158.30 nmol/L↑；⑥脑脊液常规：潘氏蛋白弱阳性；脑脊液生化：氯化物 120.70 mmol/L↑，乳酸1.40 mmol/L；脑脊液涂片、培养（-）；脑脊液乳酸脱氢酶15 U/L↓，脑脊液 IgA 2.82 mg/L↑；⑦肿瘤标志物：神经元特异性烯醇化酶29.60 ng/mL↑，SCC 1.60 ng/mL↑。

1.6影像学检查

头常规MRI、头颅磁共振静脉成像、内听道MRI、颞骨CT：未见明显异常；肝胆胰脾双肾彩超、颈部彩超、卵巢子宫彩超：未见明显异常；超声心动图未见明显异常。

1.7电生理检查

心电图、四肢肌电图、脑电图未见异常。

1.8听力检查

听性脑干反应气导阈值双耳＞95 dBnHL，骨导阈值＞55 dBnHL；频率特异性听性脑干反应（auditory brain stem response,ABR）：双耳各频率均未引出；畸变产物耳声发射（distortion product otoacoustic emission，DPOAE）： 左耳1、1.5、8 KHz未通过，2、3、4、6 KHz均通过，右耳各频率均通过；耳蜗微音电位（cochlearmicrophonics，CM）：双耳均引出。

2多学科病例讨论

2.1耳鼻喉科樊悦

患儿病史2年余，临床主要表现为1岁后共济失调、四肢肌张力减低，伴双耳听力下降，全外显子组测序提示TWNK基因 c.1186C＞T（p.P396S）母源和 c.1357C＞T（p.R453W）父源复合杂合变异，根据以上诊断线粒体 DNA 耗竭综合征 7型（肝脑型）、Perrault综合征 5型可能性大；患儿目前肝功能未见明显异常，无癫痫发作史，听力检查双耳ABR未引出，双侧CM波引出，左耳DPOAE未通过，右耳DPOAE通过，内听道MRI未见明显畸形，总体印象上患儿双耳极重度感音神经性听力下降为蜗后病变所致。查阅文献，线粒体DNA耗竭综合征7型及Perrault 综合征5型的听力损失可按常规方式治疗。请各位专家协助判断c.1186C＞T （p.P396S）和 c.1357C＞T（p.R453W）的致病性，明确线粒体 DNA 耗竭综合征 7型（肝脑型）与Perrault综合征5型的区别，协助疾病的进一步诊治，并评估全麻手术的安全性。

2.2临床医学研究所刘雅萍

TWNK基因与常染色体隐性遗传的线粒体 DNA 耗竭综合征 7型（肝脑型）、 常染色体隐性遗传的Perrault 综合征 5型、常染色体显性遗传的进行性眼外肌麻痹伴线粒体DNA耗竭3型相关。通过文献检索，人类基因突变数据库（human gene mutation database，HGMD）报道TWNK基因有117个致病变异，各种变异类型都有，大部分为错义变异。该基因编码线粒体DNA解旋酶，功能重要，致病变异导致该酶活性下降，线粒体DNA耗竭综合征7型和Perrault综合征5型的突变谱分布有重合，基因水平上难以区分二者。在遗传学方面，当基因的残余功能＜50%时所致遗传病为隐性遗传，基因的残余功能＞50%时所致遗传病为显性遗传。TWNK基因致病变异导致的疾病既有显性遗传又有隐性遗传，是因为不同变异对基因功能的影响程度不同，因此其临床效应不同，会被划分为不同遗传方式的疾病。在临床表型方面，Perrault 综合征包括在线粒体 DNA 耗竭综合征7型的表型之中，两者核心症状差别不大，最大的不同之处是线粒体 DNA 耗竭综合征7型发病年龄较早。

关于致病性的确定，p.P396S变异在HGMD已报道为致病变异，引用的原始文献中患者被诊断为线粒体 DNA 耗竭综合征7型，该变异通过蛋白质保守性分析和结构预测确定致病性；本例患儿可考虑增加PM3证据，因此该变异可评估为可能致病变异（PS1+PM3=LP）。p.R453W变异在HGMD数据库未见报道，但有p.R453Q变异的文献报道，该报道通过蛋白质保守性分析确定致病性，患者被诊断为Perrault 综合征5型；本例患儿可考虑增加PM5证据，因此该变异评估为可能致病变异（PM2+PM5+PP3+PP4=LP）。基于以上分析，本例患儿TWNK基因的两个变异均可评估为可能致病变异。从临床角度上看，目前患儿病情较重，临床较倾向于线粒体 DNA 耗竭综合征7型的诊断。患儿父母考虑二胎时需依据常染色体隐性遗传方式进行产前诊断及遗传咨询。

2.3放射科冯逢

根据外院及本院头MRI，小脑无明显萎缩，目前脑影像形态学上未见明显异常，可完善磁共振波谱成像进行脑影像功能学评估脑内缺氧状况，此后需定期复查头MRI，若有新发中枢神经系统症状，需及时复查头MRI。

2.4神经科戴毅

患儿线粒体环基因检测未见异常。线粒体病相关核基因TWNK存在两个错义突变，生物信息学分析可能致病。从临床表现上，与TWNK所致疾病表型相符，比较符合线粒体DNA耗竭综合征7型（肝脑型）或Perrault综合征5型。这两种疾病由同一致病基因引起，核心症状类似，线粒体DNA耗竭综合征7型（肝脑型）的病情更重、发病更早。本例患儿的病情严重程度则介于两者之间。患儿1岁前运动发育基本正常，提示1岁前线粒体产能基本够用，而后随着线粒体DNA耗竭，能量供应也无法满足，逐渐出现相应器官功能受损。在治疗方面，需告知患儿家属人工耳蜗植入术只能解决听力本身的问题，手术不能阻止中枢神经系统病情的进展，此后随着疾病进展，可能会出现更严重的共济失调，甚至癫痫持续状态。口服能量合剂可在一定程度上帮助线粒体能量供应，但不能阻止线粒体DNA耗竭，对整体疾病帮助有限。

2.5心外科刘兴荣

此前有轻型线粒体病的患者因冠脉肺动脉瘘行手术治疗，难以耐受低温体外循环，手术风险较大。

2.6麻醉科李旭

人工耳蜗植入术需进行全麻，对于线粒体病患者来说，麻醉过程中能量代谢需求高的器官风险较高。①术前准备：禁食水时间在合理范围内应尽量缩短。②麻醉方案：所有全麻药物均会抑制线粒体功能，尤其是丙泊酚，所以线粒体病患者使用丙泊酚是相对禁忌证，但单次诱导剂量不影响预后，只需避免持续泵注。也未见这类患者使用七氟醚导致恶性高热的报道，所以吸入麻醉药物相对安全。如进行全麻，则选用静脉丙泊酚诱导+吸入七氟醚维持。如果术前已存在肌病或呼吸肌力下降，应更为谨慎地给予肌松药。③术中管理：术中补液不使用乳酸林格液，需考虑含葡萄糖的能量液，并间断检查血乳酸水平，以监测患者的代谢压力。该类患者对镇静用药也很敏感，需要进行麻醉深度监测，根据镇静深度滴定镇静药剂量。要避免低血压、缺氧、低血糖、低体温、低血容量，减少局部压力过大以避免组织灌注不足。拔管时需要警惕这类患者麻醉药物的呼吸抑制可能会更为严重。术后警惕丙泊酚输注综合征。④术后镇痛：进行多模式镇痛，有利于减少乳酸酸中毒。文献报道线粒体病患者通常可以耐受全麻手术，但术后可能会出现更严重的脑病、癫痫、心肌病、心动过缓、乳酸酸中毒、呼吸衰竭和肌阵挛。

3多学科讨论后处理

患儿目前神经系统多处受累，表现为肌张力下降、共济失调、双侧眼内斜视、双耳极重度感音神经性听力下降，尽管肝功能目前正常，但已出现轻度血乳酸升高。若行人工耳蜗植入术，全身麻醉风险较大，可能加速脑病进展，导致多器官功能衰竭，人工耳蜗植入术后可能会改善听力，但脑病不会停止进展。综上，人工耳蜗植入术风险大，家长经综合考虑暂不进行听力干预。

4最终诊断

线粒体DNA耗竭综合征7型（肝脑型）可能。

5治疗

神经科：予辅酶Q10、叶酸、复合维生素B族、维生素E、左卡尼汀、维生素AD口服对症支持治疗，每年复查头MRI，每3个月复查肝功能、血乳酸；心外科：定期复查心脏彩超，每半年评估心脏功能；耳鼻喉科：专业机构言语康复训练，每年复查听力情况。

6讨论

线粒体DNA耗竭综合征是由编码线粒体DNA（mtDNA）维持、复制或核苷酸底物传递蛋白质的核基因突变所引起的疾病，受累的组织器官所含mtDNA拷贝数减少，导致肌肉、肝脏、大脑、肾脏、心脏、内分泌等线粒体的数量逐渐减少，当剩余的线粒体不能再支持正常的细胞功能就会产生相应的临床表现。通常先是出现在单一组织，之后再扩展到其他组织。其临床表型分为5型：肌病型、脑肌病型、肝脑型、神经胃肠病型和心肌病型［1］。目前对于这些疾病症状尚无有疗效的治疗方法，临床上有使用过维生素、辅酶及呼吸作用基质作为支持性疗法，但效果有限。

6.1线粒体DNA耗竭综合征7型（肝脑型）的临床特点

线粒体DNA耗竭综合征7型（肝脑型），又名婴儿型脊髓小脑性共济失调（infantile-onset spinocere-bellar ataxia，IOSCA），是由TWNK（也称为C10orf2）的致病变异引起，该病是一种严重的进行性神经退行性疾病，受影响的儿童在母亲顺利怀孕后出生并正常发育，直至1岁时首次出现共济失调、肌张力减退、深腱反射丧失和手足徐动症等临床症状［1］。眼肌麻痹和感音神经性耳聋在学龄期（7岁）出现。至青春期，女性患者的感觉神经轴索病变、视神经萎缩及促性腺激素性性腺功能减退症变得更加频发。偏头痛、精神症状和癫痫是晚期表现。至青春期，受影响的个体不再能走动，依赖助行器或轮椅。听力缺陷严重（＞100 dB），交流依赖手语。进行性高弓足畸形和神经源性脊柱侧凸很常见，以及自主神经系统功能障碍，表现为出汗增加、排尿困难和/或尿失禁及便秘。大脑皮层、脑白质、基底节及其他脑深部核可保存完好，直至癫痫发作。在15例患儿中，芬兰起始型变异与另一种致病变异复合杂合的患儿从2～4岁癫痫发展为严重的脑病，芬兰起始型变异的纯合子则在15～34岁（平均年龄24岁）之间癫痫发展为严重的脑病。癫痫发作是肌阵挛性抽搐或局灶性阵挛性癫痫发作，发展为持续部分性癫痫并进一步发展为癫痫持续状态，并伴有意识丧失和强直-阵挛性癫痫发作。这15例中有9例的死亡直接或间接与癫痫有关。芬兰起始型变异纯合子的最年长个体（无癫痫史）活到50岁［2］。在对这类患者进行尸检时，小脑和大脑显示 mtDNA 耗竭（残留量为 5%～20%），mtDNA保持完整，在所有分析的组织（包括大脑）中未观察到缺失或单核苷酸变异数量增加。小脑浦肯野细胞和锥体细胞显示呼吸链复合物Ⅰ水平降低，额叶皮层大神经元显示复合物Ⅰ和Ⅳ水平降低［3］。

线粒体DNA耗竭综合征7型(肝脑型）的诊断建立在具有典型临床表现的先证者中，并通过分子遗传学检测鉴定TWNK中双等位基因致病变异。听力损失、感觉轴索神经病、共济失调、精神病行为和严重抑郁症以常规方式治疗。常规抗癫痫药物（苯妥英和苯巴比妥）对大多数受影响的个体无效。应避免使用丙戊酸盐，可导致血清胆红素和转氨酶浓度显著升高。该病以常染色体隐性遗传方式遗传。如果家族中致病变异已知，则可以对高危亲属进行携带者检测，以及对高危妊娠进行产前检测。先证者父母是一种TWNK致病性变异的携带者，杂合子（携带者）是无症状的，没有患这种疾病的风险，女性患者有高促性腺激素性性腺功能减退症，表明卵巢功能衰竭，男性患者因严重残疾而无法生育，先证者父母的每个同胞都有50% 的风险成为TWNK致病性变异携带者［4］。

6.2Perrault 综合征5型的临床特点

Perrault 综合征是一种罕见的常染色体隐性遗传疾病，其特征是女性的双侧感音神经性听力下降与卵巢发育不全有关，而男性只有听力障碍。听力损失是该病的首发表现，多为双侧感音神经性听力下降，大多数患者的感音神经性听力下降始于儿童时期（3～5岁），多为中度感音神经性听力下降，并在青少年时期渐进发展为重度感音神经性听力下降，少部分患者为语前聋，呈先天性重度感音神经性听力下降。该病的诊断基于男性和女性的感音神经性听力下降的临床表现和 46，XX核型女性的卵巢功能障碍。通过6个基因（CLPP、ERAL1、HARS2、HSD17B4、LARS2或TWNK）之一存在双等位基因致病变异来确认诊断［5］。

6.3TWNK基因相关疾病谱鉴别诊断

TWNK是一种普遍表达的核基因，编码两种蛋白Twinkle和Twinky，大多数导致常染色体显性遗传进行性眼外肌麻痹的突变都是错义的，损害解旋酶活性并导致复制停滞［6-7］。另一方面，隐性突变包括一些截断变异，包括导致移码、无义和剪接位点突变的缺失（p.Arg29* 是Perrault 综合征患者中首个报道的截断突变），大多数隐性突变是错义的，会影响解旋酶结构域［8］，可导致3种不同的表型，分别为Perrault综合征5型［9］、IOSCA［10］ 和肝脑综合征［11］，这3种疾病构成一个表型连续体，从相对较轻的形式 （Perrault 综合征5型）到最严重的形式（肝脑综合征，伴有急性肝功能衰竭）。这3种情况的患者均有听力障碍，如果不被过早致死掩盖，卵巢功能不全也可能是一个共同特征。因此，病例的分类取决于发病年龄及其他临床症状的严重程度。在 IOSCA 和肝脑综合征中，神经系统体征出现在儿童早期［8，10-11］，而Perrault综合征5型则多在生命后期发病［9，12-14］。在肝脑综合征中，肝脏受到严重影响［11］。这种表型连续体的存在也得到了TWNK基因突变谱的支持。虽然导致显性或隐性表型的突变之间没有重叠，但这种重叠确实存在于隐性疾病中［8］。

本例患儿1岁前发育均正常，1岁后出现共济失调、肌张力减退、深腱反射丧失和眼肌麻痹，双耳极重度感音神经性听力下降出现在13月龄，全外显子组基因测序发现TWNK基因 c.1186C＞T （p.P396S）和 c.1357C＞T （p.R453W）复合杂合变异，分别遗传自其母亲和父亲，目前尚未出现癫痫发作、肝功能不全、卵巢功能不全，综合考虑为线粒体 DNA 耗竭综合征7型，后续应密切监测神经病变的进展、肝功能及卵巢功能，治疗方面主要考虑对症治疗，听力方面因麻醉风险较大，家长经综合考虑暂不进行听力干预。

7专家点评

耳鼻喉科陈晓巍

线粒体 DNA 耗竭综合征是一组因核苷酸合成核基因时发生突变，使线粒体DNA拷贝数减少而导致组织器官能量产生障碍的常染色体隐性遗传病，根据受累组织器官的不同可分为肌病型、脑肌病型、肝脑型、神经胃肠病型和心肌病型。肝脑型可由POLG、TWNK、TFAM、DGUOK、MPV17基因变异导致。本例患儿为TWNK复合杂合突变，Perrault 综合征 5 型、线粒体DNA耗竭综合征7型和肝脑综合征这一表型连续体均可由TWNK隐性突变导致，这三者中，Perrault综合征5型发病较后两者晚，临床表现较后两者轻。本例患儿1岁后即起病，出现共济失调、肌张力减退、双耳听力下降和双眼内斜视，根据发病年龄和临床表现的严重程度，更符合线粒体DNA耗竭综合征7型（肝脑型）的表现。基因检测对于该病诊断是必须的，治疗方面主要采取对症治疗，暂未出现针对该疾病的特效药物。患儿家长为改善患儿听力就诊于我院，对于此类罕见病，诊治难度大，经多学科共同讨论，围术期可能面临神经病变快速进展、严重的多器官功能衰竭的风险，因此家长经综合考虑暂不进行听力干预。后续需定期复查头MRI、肝功能、血乳酸、脑电图、肌电图、听力和眼科检查，患儿的家庭成员均可通过遗传咨询获益。

作者贡献：论文选题与设计：陈晓巍；撰写：宋雯洁、樊悦、李旭、刘雅萍、戴毅、刘兴荣、冯逢；文章审阅与修改：陈晓巍、樊悦、李旭、刘雅萍、戴毅、刘兴荣、冯逢。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

参考文献

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