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卡塔格內(nèi)綜合征

2017-03-07 01:07呼瑋
臨床薈萃 2017年2期
關(guān)鍵詞:運(yùn)動障礙微管纖毛

呼瑋

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬復(fù)興醫(yī)院呼吸內(nèi)科,北京100038)

卡塔格內(nèi)綜合征

呼瑋

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬復(fù)興醫(yī)院呼吸內(nèi)科,北京100038)

卡塔格內(nèi)(Kartagener)綜合征是一種因纖毛運(yùn)動異常引起的疾病,屬于原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙的一種亞型。系因細(xì)胞纖毛結(jié)構(gòu)或功能的異常,引起的全身多器官系統(tǒng)受損的疾病。主要表現(xiàn)為支氣管擴(kuò)張,右位心或全內(nèi)臟轉(zhuǎn)位,包括(或不包括)副鼻竇炎。還可伴有中耳炎、慢性鼻炎、生育能力下降等。因其發(fā)病率低,容易漏診、誤診。臨床中可通過患者典型的臨床表現(xiàn),鼻一氧化氮檢測,黏膜纖毛功能及超微結(jié)構(gòu)的鏡檢,基因檢測等診斷。目前尚無徹底治愈的方法,主要包括增強(qiáng)機(jī)體抵抗力,監(jiān)測患者肺功能、微生物學(xué),氣道管理,規(guī)律的祛痰治療,合并感染時抗生素的應(yīng)用等治療。隨著基因檢測的發(fā)展及臨床醫(yī)師對疾病的認(rèn)識,該病可在兒童期診斷,早期干預(yù),減緩疾病的進(jìn)程。

卡塔格內(nèi)綜合征;纖毛運(yùn)動障礙;支氣管擴(kuò)張癥;右位心;鼻竇炎

卡塔格內(nèi)綜合征(Kartagener syndrome,KS)是一種遺傳性疾病,有家族遺傳傾向。常表現(xiàn)為支氣管擴(kuò)張,右位心或全內(nèi)臟轉(zhuǎn)位,副鼻竇炎。KS是原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙(primary ciliary dyskinesia,PCD)的一種亞型,文獻(xiàn)報道其發(fā)病率約為五萬分之一,是一種少見病,目前臨床中因醫(yī)師對該疾病認(rèn)識的不足,易被漏診。本文通過綜述該病的病因、發(fā)病機(jī)制、臨床表現(xiàn)、輔助檢查、診斷流程、治療方法等,旨在提高臨床醫(yī)師對該疾病的認(rèn)識,避免誤診、漏診的發(fā)生。

1 概述

KS是原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙的一種亞型。該病系由人體內(nèi)的纖毛結(jié)構(gòu)和(或)功能異常所引起[1]。由支氣管擴(kuò)張,右位心或全內(nèi)臟轉(zhuǎn)位,副鼻竇炎三聯(lián)征組成,如患者臨床只包含前兩者,則稱不完全性KS。該癥常在兒童期發(fā)病,因醫(yī)師認(rèn)識不足,易被誤診、漏診,確診年齡多在20~30歲。該病既往多被認(rèn)為屬于常染色體隱性遺傳,目前發(fā)現(xiàn)有X染色體遺傳者(X染色體上的視網(wǎng)膜色素變性GTP酶調(diào)節(jié)因子(RPGR)基因)[2]。

2 流行病學(xué)

1904年,首先由Siewert報道1例患者,在支氣管擴(kuò)張的基礎(chǔ)上,合并內(nèi)臟轉(zhuǎn)位、副鼻竇炎。1933年,瑞士內(nèi)科醫(yī)生Kartagener報道4例,并總結(jié)提出支氣管擴(kuò)張、內(nèi)臟轉(zhuǎn)位、副鼻竇炎“三聯(lián)征”。1935年,Kartagener和Horlacher又報道7例,并將該類疾病正式命名為KS。1975年,Camner等發(fā)現(xiàn)纖毛不能運(yùn)動是產(chǎn)生該病的原因。1977年,Eliasson等研究發(fā)現(xiàn)具有先天性纖毛異常的患者不一定同時具有包括內(nèi)臟轉(zhuǎn)位在內(nèi)的全部三聯(lián)癥,故將Kartagener綜合征更名為不動纖毛綜合征(immotile cilia syndrome,ICS)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),功能異常的纖毛不總是表現(xiàn)為完全不能活動,“不動纖毛綜合征”這一名稱不夠準(zhǔn)確[3]。1981年,Sleigh等提出PCD這一名稱。并指出該疾病是由于人體內(nèi)纖毛結(jié)構(gòu)、功能異常而導(dǎo)致的呼吸系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等全身多器官、系統(tǒng)異常表現(xiàn)的綜合征。KS患者在PCD患者的基礎(chǔ)上同時伴有支氣管擴(kuò)張、內(nèi)臟轉(zhuǎn)位,為PCD的一個亞型。KS發(fā)病率低,國外資料顯示,活產(chǎn)新生兒中的發(fā)病率為1∶50 000~1∶100 000,國內(nèi)流行病學(xué)資料匱乏。該病在全內(nèi)臟轉(zhuǎn)位(0.12‰)患者中占6%~9%[4],在支氣管擴(kuò)張(4‰)患者中占0.5%。該病有家族遺傳傾向,近親結(jié)婚發(fā)病率高達(dá)20%~30%,同胞發(fā)生率達(dá)7%~9%。

3 病因和發(fā)病機(jī)制

人體全身各處(如呼吸道、鼻旁竇、咽鼓管、輸卵管、精子、腦室等)均有纖毛分布。纖毛是上皮細(xì)胞游離面向外伸出的長的突起,每個細(xì)胞可有200根左右,具有規(guī)律節(jié)律性擺動的特性。纖毛可分為上皮纖毛和初級纖毛,初級纖毛包括感覺纖毛和結(jié)纖毛。上皮纖毛通過自身規(guī)律運(yùn)動發(fā)揮其生理功能,初級纖毛可以傳導(dǎo)各種與生長發(fā)育有關(guān)的重要信號。

上皮纖毛由細(xì)胞膜和軸絲組成,軸絲的橫斷面是由2個并列的中央微管和外周圍繞的9組二聯(lián)微管組成。二聯(lián)微管包括A管、B兩管,其中A管由13條原纖維構(gòu)成,B管由10條原纖維構(gòu)成。自外周微管(A管)伸出2條臂,分別稱為外側(cè)動力蛋白臂(outer dynein arms,ODA)和內(nèi)側(cè)動力蛋白臂(inner dynein arms,IDA)。外周微管之間由微管連接絲連接,中央和外周微管之間由輻射臂相連。中央微管、輻射臂和連接絲對維持纖毛整體結(jié)構(gòu)起主要作用,而動力蛋白臂決定纖毛的運(yùn)動。纖毛的運(yùn)動是依靠動力蛋白水解ATP,分解ATP后動力蛋白臂附著于相鄰的二聯(lián)微管,使微管之間產(chǎn)生滑動,導(dǎo)致纖毛整體的運(yùn)動,運(yùn)動頻率約為6~12 Hz。

正常纖毛有3種狀態(tài):復(fù)原擺動、有效擺動和靜息狀態(tài)。在擺動的全過程中,纖毛首先向后擺動到平行于細(xì)胞膜表面的位置,叫做復(fù)原擺動,隨后開始向前端擺動,稱為有效擺動,有效擺動后纖毛進(jìn)入短暫的靜息狀態(tài),既完成一次完整的擺動過程,此后又開始新的循環(huán)。所有纖毛的擺動順序、一致、協(xié)調(diào),像波浪一樣,使黏膜表面黏液及其黏附的顆粒物向體外定向推送。因此,正常結(jié)構(gòu)及功能的纖毛運(yùn)動具有方向性、協(xié)調(diào)性、節(jié)律性的特點(diǎn)。

PCD患者的纖毛結(jié)構(gòu)及功能的異常類型有多種,具體包括:中央微管缺失;周圍微管數(shù)目異常;動力蛋白臂部分或全部缺失;輻射臂缺失;微管連接絲缺失;纖毛過長或過短;正常結(jié)構(gòu)纖毛無序排列;正常結(jié)構(gòu)纖毛運(yùn)動異常等。其中,動力蛋白臂缺失是最常見的類型,約占全部異常的74%[5]。纖毛本身含有結(jié)構(gòu)蛋白、組織蛋白及調(diào)節(jié)蛋白。目前已發(fā)現(xiàn)有164種基因明確與纖毛結(jié)構(gòu)、功能相關(guān)。其中DNAIl、DNAH5、DNAHll、RPGR、TXNDC3、OFDl、DNAI2、CCDC151等27種基因明確與PCD相關(guān)[6-7]。DNAIl是1999年發(fā)現(xiàn)的第一個與該病相關(guān)的基因,位于染色體9p21-p13,由20個外顯子、19個內(nèi)含子構(gòu)成,編碼699個氨基酸的蛋白。該基因僅在睪丸和氣管內(nèi)表達(dá),它的突變占PCD患者的10%,最常見的突變位點(diǎn)是內(nèi)含子1,外顯子13、16、17,其突變可造成外側(cè)動力蛋白臂的功能障礙;DNAH5位于染色體5p15-p14,包括79個外顯子,編碼4624個氨基酸的蛋白,該基因突變占原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙患者的28%,突變會導(dǎo)致外側(cè)動力蛋白臂缺陷[8]。

PCD是由纖毛結(jié)構(gòu)缺陷和(或)運(yùn)動異常引起的疾病,纖毛結(jié)構(gòu)或運(yùn)動的異常,使靶器官功能受損。如可使呼吸道黏膜上纖毛清除功能障礙,致使分泌物儲留、細(xì)菌繁殖,最終導(dǎo)致患者氣道內(nèi)的反復(fù)感染,支氣管擴(kuò)張的形成;精子纖毛結(jié)構(gòu)異常,可使精子運(yùn)動能力障礙,造成患者不育。在胚胎時期,胚胎內(nèi)結(jié)纖毛具有引導(dǎo)正常胚胎心臟向左側(cè)的作用,KS患者由于結(jié)纖毛結(jié)構(gòu)及功能的異常,纖毛不能發(fā)生引導(dǎo)作用,而使內(nèi)臟的定向旋轉(zhuǎn)功能障礙,變?yōu)殡S機(jī)旋轉(zhuǎn),從而影響內(nèi)臟轉(zhuǎn)位。故有50%的原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙患者伴有內(nèi)臟轉(zhuǎn)位。

4 臨床表現(xiàn)

該類疾病患者臨床表現(xiàn)系由于全身纖毛結(jié)構(gòu)、功能異常所引起,故表現(xiàn)多樣,可表現(xiàn)為呼吸系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等全身多系統(tǒng)功能障礙。具體由受累的組織器官決定。

呼吸道黏膜纖毛運(yùn)動障礙,可影響痰液及細(xì)菌的排出,常導(dǎo)致下呼吸道反復(fù)感染,反復(fù)發(fā)生的肺炎及支氣管擴(kuò)張。患者多表現(xiàn)為慢性咳嗽、咳痰、咯血,急性感染患者可伴發(fā)熱。肺部相關(guān)受累區(qū)域可有干濕性啰音。所有的PCD患者均存在支氣管擴(kuò)張,患有該病的足月新生兒中超過80%會伴有呼吸窘迫。

鼻黏膜、鼻旁竇纖毛運(yùn)動障礙患者常導(dǎo)致慢性鼻炎,鼻竇炎。表現(xiàn)為流涕、鼻塞。檢查可見膿性分泌物、鼻息肉等。中耳和耳咽管纖毛運(yùn)動障礙患者可表現(xiàn)為慢性中耳炎,傳導(dǎo)性耳聾,鼓膜穿孔等。腦室纖毛運(yùn)動障礙者可導(dǎo)致腦脊液循環(huán)障礙,患者表現(xiàn)為頭痛。妊娠期結(jié)纖毛運(yùn)動障礙可伴有內(nèi)臟轉(zhuǎn)位,并出現(xiàn)相應(yīng)體征。原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙患者中,60%的兒童、50%的成人伴有內(nèi)臟轉(zhuǎn)位(即KS)。其他因纖毛運(yùn)動障礙患者還可伴有男性不育,女性生育能力下降,尿道下裂、多指(趾)、膽道閉鎖、多囊肝、多囊腎、兒童生長發(fā)育遲滯、脊柱側(cè)彎、漏斗胸、腸旋轉(zhuǎn)不良等。

5 輔助檢查

對于PCD患者可進(jìn)行多種檢查。一氧化氮呼出實(shí)驗(yàn)簡單、無創(chuàng),為推薦的篩查實(shí)驗(yàn);胸部高分辨率CT(HRCT)可觀察患者支氣管擴(kuò)張的部位、范圍、形態(tài),并可觀察心臟轉(zhuǎn)位情況;黏膜活檢為目前診斷該病的金標(biāo)準(zhǔn);基因檢測也越來越多的應(yīng)用于該病的診斷中。

5.1 影像學(xué)胸部CT可見支氣管壁增厚、擴(kuò)張,伴印戒征、雙軌征,支氣管擴(kuò)張多發(fā)生于中葉、下葉[9],形態(tài)以柱狀多見,囊狀較少[10]。對于成年患者,HRCT未見支氣管擴(kuò)張幾乎可排除PCD的可能[11]。HRCT較普通CT可更清晰的顯示支氣管擴(kuò)張的程度、范圍。該病典型的征象為“棒狀”“水滴樣”支氣管擴(kuò)張,與普通支氣管擴(kuò)張有明顯差別[12]。KS患者可見內(nèi)臟轉(zhuǎn)位。頭部CT可見副鼻竇黏膜增厚,竇腔增密等慢性炎癥表現(xiàn),部分患者額竇發(fā)育不良。

5.2 一氧化氮篩查試驗(yàn)人體呼出的一氧化氮是通過副鼻竇上皮一氧化氮合成酶產(chǎn)生的。PCD,肺囊性纖維化,急、慢性鼻竇炎,鼻息肉,上呼吸道感染等疾病患者呼出一氧化氮水平均降低,但PCD患者尤甚,呼出的一氧化氮小于正常值的10%,呼出一氧化氮<77 nl/min,這一參考值對于PCD患者敏感度及特異度均很高,分別達(dá)到了敏感度0.98,特異度大于0.99。且該項(xiàng)檢查為非侵入性,操作簡便。因此,一氧化氮檢測在歐洲及北美已作為該病推薦的篩查指標(biāo)[13]。進(jìn)行篩查試驗(yàn)時要求室溫20~30℃,相對濕度20%~60%,檢查的環(huán)境清潔,遠(yuǎn)離窗口、粉塵、酒精等,測試前2小時患者避免劇烈運(yùn)動及吸煙,禁食富含氮的食物(如菠菜、動物內(nèi)臟等)及含咖啡因的飲料,以免影響測試結(jié)果[14]。Harris等[15]證實(shí),與固定一氧化氮分析儀相比,手持一氧化氮分析儀是一種簡單、便攜、可靠的PCD篩選方法。

5.3 黏膜活檢對于PCD患者的纖毛形態(tài)和纖毛功能的觀察是臨床診斷該病的重要依據(jù)??赏ㄟ^支氣管鏡下支氣管黏膜活檢(準(zhǔn)確性高、創(chuàng)傷相對大),或鼻腔黏膜活檢、刷檢(取材容易,創(chuàng)傷相對小)取材。取材時須在相對健康部位,以排除炎癥情況下所導(dǎo)致的繼發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙。主要的檢測方法有高速數(shù)字視頻成像(high-speed digital video imaging,HVMA),透射電鏡(transmission electron microscopy,TEM),免疫熒光分析法(immunofluorescence microscopy,IF)。高速數(shù)字視頻成像是通過對患者呼吸道纖毛上皮細(xì)胞的纖毛擺動幅度(cliary beat pattern,CBP)和纖毛擺動頻率(cliary beat frequency,CBF)的測定,判斷纖毛的功能的檢測方法;透射電鏡是通過對呼吸道黏膜纖毛上皮細(xì)胞的纖毛軸進(jìn)行橫斷面觀察,診斷該病的檢測方法;免疫熒光分析法是利用纖毛軸絲主要組成部分的特異熒光抗體,在顯微鏡下觀察熒光分布及數(shù)量,診斷該病的檢測方法[16]。

5.4 基因檢測對于PCD的最終診斷及病因分析有重大意義,目前基因診斷已應(yīng)用于臨床。如外側(cè)動力蛋白臂缺陷的PCD患者可有突變的DNAH5染色。Kim等[17]一項(xiàng)納入52例患者的試驗(yàn)證明,基因檢測可作為黏膜活檢良好的補(bǔ)充,二者聯(lián)合可使該病的確診率明顯提高。

5.5 糖精試驗(yàn)將糖精放入鼻腔,測定其進(jìn)入口咽部的速度,以計(jì)算黏膜清除能力,正常人需10~20分鐘,而PCD患者需60分鐘以上。

5.6 肺放射性氣溶膠黏膜清除試驗(yàn)具有良好的敏感度及特異度[18]。

5.7 精子分析可發(fā)現(xiàn)異常的精子運(yùn)動及超微結(jié)構(gòu)。

6 診斷

PCD屬于少見疾病,因臨床醫(yī)生對其認(rèn)識不足,或檢查手段有限,常被誤診及漏診。有國外報告指出,即便在專門的PCD診療中心,應(yīng)用篩選試驗(yàn),仍有30%的誤診率[19]。對有PCD家族史,新生兒呼吸窘迫,兒童或成年人的慢性和難治性流涕、鼻竇炎、呼吸道化膿性感染,以及不孕不育患者,醫(yī)師應(yīng)提高認(rèn)識,完善相關(guān)檢查。確診PCD需行黏膜活檢及電鏡檢查[20]。因除先天遺傳因素所致纖毛結(jié)構(gòu)、功能改變外,多種后天因素亦可引起繼發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙,如特異毒素、局部麻醉劑、長期應(yīng)用鼻減充血劑、病毒或細(xì)菌感染及手術(shù)等。因此,建議應(yīng)在非急性感染部位取材,并至少需觀察100例纖毛超微結(jié)構(gòu)方能做出診斷。基因檢測亦為確診的重要手段。

有研究提出PCD診斷流程:根據(jù)患者病史、癥狀、體征臨床懷疑PCD者首先進(jìn)行胸部CT檢查,存在支氣管擴(kuò)張者需進(jìn)一步排除其他引起支氣管擴(kuò)張的原因(如囊性纖維化,原發(fā)性免疫缺陷,結(jié)締組織病),后行鼻一氧化氮檢測(降低至正常的5%~20%為陽性),陽性者再進(jìn)行鼻黏膜纖毛超微結(jié)構(gòu)檢測,如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、功能異常,方可高度懷疑PCD,最終行基因檢測確診。

KS為PCD的一個亞型,伴有內(nèi)臟轉(zhuǎn)位。具有以下特點(diǎn):①右位心或全內(nèi)臟轉(zhuǎn)位;②支氣管擴(kuò)張癥;③副鼻竇炎三聯(lián)征,即可診斷完全性KS,只具備前2項(xiàng),診斷為不全性KS[21]。

7 治療

KS為先天性疾病,目前無特異性治療方法。有研究認(rèn)為遠(yuǎn)期肺功能的情況與診斷時的年齡和當(dāng)時的肺功能沒有明顯關(guān)系,早期診斷并不能預(yù)防肺功能的下降[22]。但仍主張?zhí)岣邔υ摷膊〉恼J(rèn)識,利用一氧化氮法篩查,使用黏膜檢查、基因檢測早期診斷。并定期監(jiān)測患者肺功能,高分辨CT。

主要治療原則是避免近親結(jié)婚,定期接受疫苗接種,預(yù)防呼吸道感染,增強(qiáng)機(jī)體抵抗力。加強(qiáng)氣道管理,給予規(guī)律的祛痰治療,通過體位引流、拍背排痰及適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動,有利于痰液排出[23]。精氨酸為一氧化氮前體,用精氨酸滴鼻或霧化吸入,可增加鼻腔一氧化氮濃度,促進(jìn)鼻纖毛擺動,改善患者癥狀。定期對患者進(jìn)行胸部影像學(xué),肺功能,痰培養(yǎng)監(jiān)測。一旦合并感染應(yīng)積極抗生素治療,控制感染[24]。流感桿菌是最常分離到的病原體(58%),其次為肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸埃希菌和其他鏈球菌屬[25]。有報道,長期口服小劑量阿奇霉素,可明顯減少PCD患者呼吸道中綠膿桿菌數(shù)量,減少患者急性發(fā)作頻率[26]。有學(xué)者研究認(rèn)為,將ATP酶加到患者纖毛上,可使纖毛活動增加,可利用大劑量ATP酶激活原來活動欠佳的纖毛,用重組人體DNA霧化吸入,可明顯改善患者臨床癥狀及肺功能。

慢性化膿性中耳炎可行鼓膜切開置管引流術(shù);慢性鼻竇炎患者可行鼻竇開窗引流手術(shù);難治性支氣管擴(kuò)張可行肺葉或肺段切除。肺功能第1秒用力呼出量(FEV1)<30%,可考慮肺移植。

PCD臨床表現(xiàn)多樣、病程遷延不愈,但目前尚無根本性治療辦法。越來越多的學(xué)者開始關(guān)注其基本病因,希望通過基因治療來徹底治愈該病。目前有動物實(shí)驗(yàn)研究通過將攜帶有正常DNAIl基因的病毒基因片段導(dǎo)入因DNAIl基因突變而出現(xiàn)纖毛功能缺陷的動物模型中,使纖毛恢復(fù)了正常節(jié)律運(yùn)動。雖然目前基因治療尚未在臨床工作中廣泛開展,但隨著技術(shù)的進(jìn)步、醫(yī)療水平的改善,基因治療并不遙遠(yuǎn)。

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R562.1

A

1004-583X(2017)02-0181-04

10.3969/j.issn.1004-583X.2017.02.016

2016-11-08編輯:武峪峰

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