【指南速览】儿童原发性纤毛运动障碍诊断与治疗专家共识-中华医学网
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原发性纤毛运动障碍(primary ciliary dyskinesia,PCD)是由于纤毛运动异常引起一系列临床表现的一组遗传异质性疾病。PCD常在儿童期以呼吸道症状起病,主要临床表现包括反复呼吸道感染、鼻窦炎、中耳炎、支气管扩张、内脏转位、不孕不育等,由于发病率较低(1/40 000~1/2 200),纤毛结构及功能复杂,检测手段需要一定的技术水平,且易受外界因素干扰,因此不容易明确诊断。其病情慢性进展,将影响患儿的肺功能、生长发育及生存质量。为进一步提高广大儿科医师对PCD的认识,中华医学会儿科学分会呼吸学组疑难少见病协作组组织了相关方面的专家,制订了适合我国儿科临床使用的《儿童原发性纤毛运动障碍诊断与治疗专家共识》,以规范对儿童PCD的诊断和治疗。
本共识涵盖什么是纤毛,什么是PCD?PCD临床表现是什么?何时需要考虑此病袁洁仪?哪些检查可以帮助诊断PCD?如何诊断PCD恶魔的爱女? PCD需要与哪些疾病进行鉴别?PCD如何治疗与管理等内容,本文仅就其中部分内容进行阐述,感兴趣读者可订阅中华实用儿科临床杂志2018年第二期。
PCD临床表现是什么?何时需要考虑此病?
表1 原发性纤毛运动障碍诊断的临床线索
家族史及年龄
临床线索
家族史
有原发性纤毛运动障碍、不典型哮喘、不明原因的支气管扩张或呼吸系统疾病家族史
胎儿期
内脏转位、脑室扩张
新生儿期
不明原因的新生儿肺炎、肺不张,不明原因的足月儿呼吸窘迫、内脏异位、多脾或无脾
儿童期
慢性鼻炎、慢性湿性咳嗽、难治性喘息、反复分泌性中耳炎、传导性耳聋、不明原因的支气管扩张
青春期/成人期
慢性鼻窦炎、支气管扩张、男性不育、女性不孕或异位妊娠
哪些检查可以帮助诊断PCD?
1. 透射电镜检查
透射电镜检查仍被认为是诊断PCD的金标准,可见纤毛(内、外)动力蛋白臂缺失或变短,放射辐缺失;复合纤毛、异常纤毛定位、微管异常(数目减少、增多、移位)等(图1、2)。但在诊断时要注意与呼吸道病毒感染、空气污染和其他慢性呼吸系统疾病导致的继发性纤毛异常鉴别。
▲图1 透射电镜,箭头示正常纤毛超微结构(×80 000)
▲图2 透射电镜,箭头示异常纤毛超微结构(微管异常,内动力臂缺失)(×80 000)
2.纤毛摆动频率及摆动形式分析
使用高速摄像显微分析(high-speed video microscopy analysis,HSVA)观察纤毛摆动频率及摆动形式可辅助诊断PCD。正常纤毛摆动频率为(12.5±1.8) Hz,如果其摆动频率低于11 Hz则为异常微银易贷。不同纤毛超微结构异常,导致摆动频率不同,如外动力臂缺失、内外动力臂同时缺失、内动力臂缺失、放射辐缺失时纤毛的摆动频率分别为(2.3±1.2) Hz、(0.8±0.8) Hz、(9.3±2.6) Hz和(6.0±3.1) Hz;也可以表现为不同的摆动形式,如放射辐和/或内动力臂缺失时纤毛运动表现为僵直,摆动幅度降低必胜韩国语 ,不能沿长轴弯曲;微管转位时出现环形摆动等。因此,纤毛的摆动形式异常也可以辅助诊断PCD。但因为基因型不同,纤毛摆动频率可能下降、正常或增加,所以单独行纤毛摆动频率测定并不足以诊断PCD。Stannard等研究发现,纤毛摆动频率结合纤毛摆动形式对PCD诊断的敏感性和特异性分别为97%和95%,而仅进行纤毛摆动频率测定其敏感性和特异性仅为87%和77%。对于纤毛摆动频率和纤毛摆动形式分析,需要除外病毒感染、吸烟、环境及取材操作等因素引起的继发性纤毛运动异常。
3.鼻呼出气一氧化氮(nasal nitric oxide,nNO)水平测定
nNO是PCD重要的辅助检测方法之一,具有无创、快速、经济的优点,已被美国胸科学会/欧洲呼吸学会(American Thoracic Society/European Respiratory Society,ATS/ERS)推荐用于PCD的筛查试验。nNO测定值通常用十亿分率(parts per billion,ppb)和单位分钟一氧化氮(NO)产生率(nl/min)表示。
研究发现与健康人、哮喘患者相比,PCD患者nNO水平明显降低,但并不能与囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)鉴别。最近一项Meta分析结果显示,在排除CF后,nNO对PCD诊断的准确性与电镜和/或基因诊断的准确性相似。但目前nNO对PCD诊断的阈值尚不明确,不同研究采用了不同诊断阈值(30~82 nl/min)油客网,其诊断的敏感性和特异性分别为90%~100%和75%~97%。PCD患儿nNO降低的机制目前尚不明确,可能与呼吸道上皮NO合成减少、呼吸道内的细菌对NO大量分解、鼻旁窦阻塞NO释放减少有关。常规nNO测定需要患者一定的配合(关闭软腭,如屏气或用口呼吸)非常周末,因此,临床常应用于6岁以上的患儿。6岁以下儿童可采用潮氏呼吸的方法测定nNO,其敏感性和准确性相对较低,但也对PCD的诊断有一定参考价值。对于年幼儿童疑似PCD诊断时,需反复nNO筛查来进行评估覃兆明 。
4.基因检测
PCD是一种孟德尔常染色体隐性遗传和异质性遗传病。目前有33个已知基因突变认为可导致PCD,见表2。
表2 导致原发性纤毛运动障碍的已知基因
基因
纤毛结构
所占比例
DNAH5
缺少外动力蛋白臂
15%~21%
DNAI1
缺少外动力蛋白臂
2%~9%
DNAI2
缺少外动力蛋白臂
2%
DNAL1
缺少外动力蛋白臂
NA
CCDC114
缺少外动力蛋白臂
6%外动力蛋白臂缺失
TXNDC3(NME8)
缺少外动力蛋白臂
NA
TTC25
缺少外动力蛋白臂
NA
ARMC4
缺少外动力蛋白臂
NA
DNAAF1(LRRC50)
缺少内外动力蛋白臂
4%~5%
DNAAF2(KTU)
缺少内外动力蛋白臂
约为2%
DNAAF3(C19orf51)
缺少内外动力蛋白臂
NA
CCDC103
缺少内外动力蛋白臂
NA
HEATR2
缺少内外动力蛋白臂
NA
LRRC6
缺少内外动力蛋白臂
3%
ZMYND10
缺少内外动力蛋白臂
NA
DYX1C1
缺少内外动力蛋白臂
NA
C21orf59
缺少内外动力蛋白臂
NA
SPAG1
缺少内外动力蛋白臂
NA
CCDC151
缺少内外动力蛋白臂
NA
CCDC39
缺少内动力蛋白臂和轴丝异常
2%~10%
CCDC40
缺少内动力蛋白臂和轴丝异常
2%~8%
RSPH1
缺少中央微管
NA
RSPH4A
缺少中央微管
NA
RSPH9
缺少中央微管
NA
HYDIN
个别缺少中央微管
NA
DRC1(CCDC164,C2orf39)
缺少连接蛋白轴丝排列紊乱
NA
CCDC65
缺少连接蛋白轴丝排列紊乱
NA
CCNO
纤毛、中心粒和基粒减少
NA
MCIDAS
CCNO调控因子,细胞有丝分裂调控因子
NA
RPGR
种类繁多
NA
DNAH11
正常
6%
OFD1
不确定
NA
注:NA:缺乏数据
研究表明,导致PCD位列前7位的基因突变分别为DNAH5、DNAI1、DNAAF1、CCDC39、CCDC40、DNAH11、LRRC6。在人类基因突变数据库(http://www.hgmd.cf.ac.uk)中可以查询以上基因常见突变方式及位点,见表2。通过分析这些突变,发现这些突变类型中,85%导致功能缺失突变,约15%导致错义突变。
通过电镜观察,约30%的PCD患者的纤毛结构无异常,同时约20%携带有DNAH11基因突变的PCD患者也未发现纤毛结构异常。这些患者只能通过基因检测的方式诊断疾龙纹鏊病,目前国外学者基本认同通过筛查基因DNAH5、DNAI1上的突变热点进行疾病的诊断。基因诊断在PCD的诊断中起到了举足轻重的作用。
5.其他检查
(1)糖精试验
适用于10岁以上儿童及成人的筛查试验。将直径为1~2 mm的糖精颗粒放在患者下鼻甲处,距鼻头1 cm,患者安静坐位,头向前低,记录患者感觉到甜味的时间,如>60 min仍不能感觉到甜味,则高度怀疑PCD。此试验期间患者不能用鼻吸气,不能打喷嚏、咳嗽、进食或者饮水。此方法虽然在儿童中的应用有一定的限制性,但简单、无创、成本低廉,可用于基层筛查。
(2)免疫荧光
免疫荧光是利用特殊抗体进行二次免疫荧光标记定位发现纤毛蛋白缺失,从而帮助诊断PCD的一种方法。免疫荧光法可以发现各种外动力臂、内动力臂、放射辐、动力调节复合蛋白及其他纤毛蛋白缺失。免疫荧光法不但可以确定几乎所有电镜能检测到的超微结构异常,而且还可以发现一些电镜检查正常的病例。研究发现免疫荧光检测动力蛋白的方法并不受引起纤毛改变的继发因素影响,更有助于诊断PCD。欧洲呼吸学会指南指出免疫荧光检测在PCD诊断中的作用有以下3个方面:(1)可以确定突变的致病性(如编码轮辐蛋白基因的错义突变);(2)可以发现某些超微结构正常或细微异常的病例;(3)可以帮助确立PCD内动力臂、外动力臂、微管转位、中心微管及连接蛋白缺失的诊断。但需要注意高树零,免疫荧光检测的敏感性和特异性目前尚不明确,并会受抗体治疗及抗原抗体结合反应、轴丝中蛋白表达的影响。
如何诊断PCD?
注:PCD:原发性纤毛运动障碍;nNO:鼻呼出气一氧化氮;HSVA:高速摄像显微分析
图3 原发性纤毛运动障碍诊断流程
本文来源:选自《中华实用儿科临床杂志》, 2018,33(2): 94-99.戳原文,更有料弹跳哥王涛 !
原发性纤毛运动障碍(primary ciliary dyskinesia,PCD)是由于纤毛运动异常引起一系列临床表现的一组遗传异质性疾病。PCD常在儿童期以呼吸道症状起病,主要临床表现包括反复呼吸道感染、鼻窦炎、中耳炎、支气管扩张、内脏转位、不孕不育等,由于发病率较低(1/40 000~1/2 200),纤毛结构及功能复杂,检测手段需要一定的技术水平,且易受外界因素干扰,因此不容易明确诊断。其病情慢性进展,将影响患儿的肺功能、生长发育及生存质量。为进一步提高广大儿科医师对PCD的认识,中华医学会儿科学分会呼吸学组疑难少见病协作组组织了相关方面的专家,制订了适合我国儿科临床使用的《儿童原发性纤毛运动障碍诊断与治疗专家共识》,以规范对儿童PCD的诊断和治疗。
本共识涵盖什么是纤毛,什么是PCD?PCD临床表现是什么?何时需要考虑此病袁洁仪?哪些检查可以帮助诊断PCD?如何诊断PCD恶魔的爱女? PCD需要与哪些疾病进行鉴别?PCD如何治疗与管理等内容,本文仅就其中部分内容进行阐述,感兴趣读者可订阅中华实用儿科临床杂志2018年第二期。
PCD临床表现是什么?何时需要考虑此病?
表1 原发性纤毛运动障碍诊断的临床线索
家族史及年龄
临床线索
家族史
有原发性纤毛运动障碍、不典型哮喘、不明原因的支气管扩张或呼吸系统疾病家族史
胎儿期
内脏转位、脑室扩张
新生儿期
不明原因的新生儿肺炎、肺不张,不明原因的足月儿呼吸窘迫、内脏异位、多脾或无脾
儿童期
慢性鼻炎、慢性湿性咳嗽、难治性喘息、反复分泌性中耳炎、传导性耳聋、不明原因的支气管扩张
青春期/成人期
慢性鼻窦炎、支气管扩张、男性不育、女性不孕或异位妊娠
哪些检查可以帮助诊断PCD?
1. 透射电镜检查
透射电镜检查仍被认为是诊断PCD的金标准,可见纤毛(内、外)动力蛋白臂缺失或变短,放射辐缺失;复合纤毛、异常纤毛定位、微管异常(数目减少、增多、移位)等(图1、2)。但在诊断时要注意与呼吸道病毒感染、空气污染和其他慢性呼吸系统疾病导致的继发性纤毛异常鉴别。
▲图1 透射电镜,箭头示正常纤毛超微结构(×80 000)
▲图2 透射电镜,箭头示异常纤毛超微结构(微管异常,内动力臂缺失)(×80 000)
2.纤毛摆动频率及摆动形式分析
使用高速摄像显微分析(high-speed video microscopy analysis,HSVA)观察纤毛摆动频率及摆动形式可辅助诊断PCD。正常纤毛摆动频率为(12.5±1.8) Hz,如果其摆动频率低于11 Hz则为异常微银易贷。不同纤毛超微结构异常,导致摆动频率不同,如外动力臂缺失、内外动力臂同时缺失、内动力臂缺失、放射辐缺失时纤毛的摆动频率分别为(2.3±1.2) Hz、(0.8±0.8) Hz、(9.3±2.6) Hz和(6.0±3.1) Hz;也可以表现为不同的摆动形式,如放射辐和/或内动力臂缺失时纤毛运动表现为僵直,摆动幅度降低必胜韩国语 ,不能沿长轴弯曲;微管转位时出现环形摆动等。因此,纤毛的摆动形式异常也可以辅助诊断PCD。但因为基因型不同,纤毛摆动频率可能下降、正常或增加,所以单独行纤毛摆动频率测定并不足以诊断PCD。Stannard等研究发现,纤毛摆动频率结合纤毛摆动形式对PCD诊断的敏感性和特异性分别为97%和95%,而仅进行纤毛摆动频率测定其敏感性和特异性仅为87%和77%。对于纤毛摆动频率和纤毛摆动形式分析,需要除外病毒感染、吸烟、环境及取材操作等因素引起的继发性纤毛运动异常。
3.鼻呼出气一氧化氮(nasal nitric oxide,nNO)水平测定
nNO是PCD重要的辅助检测方法之一,具有无创、快速、经济的优点,已被美国胸科学会/欧洲呼吸学会(American Thoracic Society/European Respiratory Society,ATS/ERS)推荐用于PCD的筛查试验。nNO测定值通常用十亿分率(parts per billion,ppb)和单位分钟一氧化氮(NO)产生率(nl/min)表示。
研究发现与健康人、哮喘患者相比,PCD患者nNO水平明显降低,但并不能与囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)鉴别。最近一项Meta分析结果显示,在排除CF后,nNO对PCD诊断的准确性与电镜和/或基因诊断的准确性相似。但目前nNO对PCD诊断的阈值尚不明确,不同研究采用了不同诊断阈值(30~82 nl/min)油客网,其诊断的敏感性和特异性分别为90%~100%和75%~97%。PCD患儿nNO降低的机制目前尚不明确,可能与呼吸道上皮NO合成减少、呼吸道内的细菌对NO大量分解、鼻旁窦阻塞NO释放减少有关。常规nNO测定需要患者一定的配合(关闭软腭,如屏气或用口呼吸)非常周末,因此,临床常应用于6岁以上的患儿。6岁以下儿童可采用潮氏呼吸的方法测定nNO,其敏感性和准确性相对较低,但也对PCD的诊断有一定参考价值。对于年幼儿童疑似PCD诊断时,需反复nNO筛查来进行评估覃兆明 。
4.基因检测
PCD是一种孟德尔常染色体隐性遗传和异质性遗传病。目前有33个已知基因突变认为可导致PCD,见表2。
表2 导致原发性纤毛运动障碍的已知基因
基因
纤毛结构
所占比例
DNAH5
缺少外动力蛋白臂
15%~21%
DNAI1
缺少外动力蛋白臂
2%~9%
DNAI2
缺少外动力蛋白臂
2%
DNAL1
缺少外动力蛋白臂
NA
CCDC114
缺少外动力蛋白臂
6%外动力蛋白臂缺失
TXNDC3(NME8)
缺少外动力蛋白臂
NA
TTC25
缺少外动力蛋白臂
NA
ARMC4
缺少外动力蛋白臂
NA
DNAAF1(LRRC50)
缺少内外动力蛋白臂
4%~5%
DNAAF2(KTU)
缺少内外动力蛋白臂
约为2%
DNAAF3(C19orf51)
缺少内外动力蛋白臂
NA
CCDC103
缺少内外动力蛋白臂
NA
HEATR2
缺少内外动力蛋白臂
NA
LRRC6
缺少内外动力蛋白臂
3%
ZMYND10
缺少内外动力蛋白臂
NA
DYX1C1
缺少内外动力蛋白臂
NA
C21orf59
缺少内外动力蛋白臂
NA
SPAG1
缺少内外动力蛋白臂
NA
CCDC151
缺少内外动力蛋白臂
NA
CCDC39
缺少内动力蛋白臂和轴丝异常
2%~10%
CCDC40
缺少内动力蛋白臂和轴丝异常
2%~8%
RSPH1
缺少中央微管
NA
RSPH4A
缺少中央微管
NA
RSPH9
缺少中央微管
NA
HYDIN
个别缺少中央微管
NA
DRC1(CCDC164,C2orf39)
缺少连接蛋白轴丝排列紊乱
NA
CCDC65
缺少连接蛋白轴丝排列紊乱
NA
CCNO
纤毛、中心粒和基粒减少
NA
MCIDAS
CCNO调控因子,细胞有丝分裂调控因子
NA
RPGR
种类繁多
NA
DNAH11
正常
6%
OFD1
不确定
NA
注:NA:缺乏数据
研究表明,导致PCD位列前7位的基因突变分别为DNAH5、DNAI1、DNAAF1、CCDC39、CCDC40、DNAH11、LRRC6。在人类基因突变数据库(http://www.hgmd.cf.ac.uk)中可以查询以上基因常见突变方式及位点,见表2。通过分析这些突变,发现这些突变类型中,85%导致功能缺失突变,约15%导致错义突变。
通过电镜观察,约30%的PCD患者的纤毛结构无异常,同时约20%携带有DNAH11基因突变的PCD患者也未发现纤毛结构异常。这些患者只能通过基因检测的方式诊断疾龙纹鏊病,目前国外学者基本认同通过筛查基因DNAH5、DNAI1上的突变热点进行疾病的诊断。基因诊断在PCD的诊断中起到了举足轻重的作用。
5.其他检查
(1)糖精试验
适用于10岁以上儿童及成人的筛查试验。将直径为1~2 mm的糖精颗粒放在患者下鼻甲处,距鼻头1 cm,患者安静坐位,头向前低,记录患者感觉到甜味的时间,如>60 min仍不能感觉到甜味,则高度怀疑PCD。此试验期间患者不能用鼻吸气,不能打喷嚏、咳嗽、进食或者饮水。此方法虽然在儿童中的应用有一定的限制性,但简单、无创、成本低廉,可用于基层筛查。
(2)免疫荧光
免疫荧光是利用特殊抗体进行二次免疫荧光标记定位发现纤毛蛋白缺失,从而帮助诊断PCD的一种方法。免疫荧光法可以发现各种外动力臂、内动力臂、放射辐、动力调节复合蛋白及其他纤毛蛋白缺失。免疫荧光法不但可以确定几乎所有电镜能检测到的超微结构异常,而且还可以发现一些电镜检查正常的病例。研究发现免疫荧光检测动力蛋白的方法并不受引起纤毛改变的继发因素影响,更有助于诊断PCD。欧洲呼吸学会指南指出免疫荧光检测在PCD诊断中的作用有以下3个方面:(1)可以确定突变的致病性(如编码轮辐蛋白基因的错义突变);(2)可以发现某些超微结构正常或细微异常的病例;(3)可以帮助确立PCD内动力臂、外动力臂、微管转位、中心微管及连接蛋白缺失的诊断。但需要注意高树零,免疫荧光检测的敏感性和特异性目前尚不明确,并会受抗体治疗及抗原抗体结合反应、轴丝中蛋白表达的影响。
如何诊断PCD?
注:PCD:原发性纤毛运动障碍;nNO:鼻呼出气一氧化氮;HSVA:高速摄像显微分析
图3 原发性纤毛运动障碍诊断流程
本文来源:选自《中华实用儿科临床杂志》, 2018,33(2): 94-99.戳原文,更有料弹跳哥王涛 !