斯洛伐克患者中一种独特双基因铁过载状况的诊断挑战

《Bratislava Medical Journal》：Diagnostic Challenges of a Unique Digenic Iron Overload Condition in a Slovak Patient

　　

摘要背景与目的铁过载会引起症状，若不治疗可损害身体器官和系统。研究人员报告了一名斯洛伐克女性患者，因铁过载导致慢性贫血和神经病变。方法与结果临床检查包括实验室检查、身体影像学和遗传学研究。患者的铁参数显示低血清铁、低铁饱和度、升高的血清铁蛋白、多种神经系统症状，以及后来发现的异常肝功能测试、低血清铜和极低的铜蓝蛋白（CP）水平。初始直接基因检测显示HFE基因纯合变异p.(His63Asp)，提示遗传性血色病（HHC）1型。随后的全基因组测序（WGS）揭示了铁过载的双基因起源，因为还鉴定出CP基因的复合杂合变异p.(Tyr890*)和p.(Leu273Pro)，这些变异导致了无铜蓝蛋白血症（ACP）。然而，p.(His63Asp)的临床意义因其低外显率而难以评估。由于患者对放血不耐受，开始了去铁斯若（deferasirox）的螯合治疗，这似乎预防了她的肝损伤。基于ACP诊断，研究人员最近将其转为使用去铁酮（deferiprone）治疗，后者具有更好的脑穿透性。结论所呈现的独特双基因铁过载状况（同时存在HHC和ACP）由WGS阐明，展示了罕见疾病中遇到的多种诊断和治疗挑战。它强调了靶向基因检测的局限性，同时突出了全面基因组方法在复杂基因型-表型表现中的诊断价值，共同引导患者和医生复杂的旅程，这需要多学科协作以及非平凡的临床和治疗策略。

论文解读：斯洛伐克患者中一种独特双基因铁过载状况的诊断挑战

铁是人体必需的微量元素，其体内含量受到严格调控，因为铁过载会导致组织和器官系统损伤。铁稳态主要由肝脏肽hepcidin（由HAMP基因编码）调控，通过结合并阻断ferroportin来控制肠道铁吸收和储存细胞铁释放，从而抑制体内铁释放。糖蛋白transferrin通过血浆结合并介导铁向大多数细胞运输。铁过载疾病根据病理生理机制分为两类：一类是由于ferroportin（SLC40A1）表达缺陷或铜蓝蛋白（CP）缺乏导致的储存细胞铁输出受损；另一类是由于hepcidin转录缺失/不足或hepcidin-ferroportin相互作用异常（hepcidin抵抗）导致的铁吸收和巨噬细胞释放增加。原发性铁过载综合征（PIOS）的修订分类根据hepcidin作用分为肝脏前、肝脏和肝脏后PIOS。遗传性血色病（HHC）的多种形式代表肝脏PIOS，由hepcidin功能受损引起。无铜蓝蛋白血症（ACP）与铁负荷性贫血（ILA）属于肝脏前PIOS，其关键机制分别是低transferrin饱和度和成红细胞生成的erythroferrone增加。在肝脏后PIOS中，肝脏hepcidin正常，但其对ferroportin的作用在不同变异类型中降低或缺失。HHC最常见的类型是HHC 1型，特征为肠道铁吸收增加和器官组织中铁缓慢积累，可能导致糖尿病、肝纤维化和肝硬化、肝细胞癌、心肌病和低促性腺激素性性腺功能减退症。它由HFE基因（人类稳态铁调节蛋白）的纯合或复合杂合变异引起，该基因编码一种膜蛋白，通过调节transferrin与transferrin受体的相互作用参与控制铁吸收。如果铁过载患者还表现出CP水平降低或检测不到，应区分ACP诊断与Wilson病（WD），后者由P型ATP酶（ATP7B）功能受损导致铜在肝脏和其他组织中积累。ACP比WD罕见得多，由CP基因变异引起，该基因编码一种多铜铁氧化酶（MCFs），对肠细胞、巨噬细胞、肝细胞和神经元细胞的铁外流至关重要。它在铁稳态中发挥关键作用，尤其是在大脑中，通过将亚铁Fe²⁺氧化为Fe³⁺（与transferrin结合）而不产生自由基，促进铁外流并减少氧化损伤。ACP的特征是大脑和内脏器官（多系统性铁过载）中的铁积累，通常表现为临床三联征：糖尿病、神经紊乱和视网膜变性；以及轻度慢性小细胞性贫血、可变性肝功能障碍和其他铁过载后果，如胰腺和甲状腺疾病。神经和精神进展可能由于铁在多个脑区沉积，包括皮质、海马、基底节、丘脑和小脑。

目前存在的问题是，当患者同时存在两种遗传性铁过载疾病时，诊断非常复杂，因为症状重叠且靶向基因检测可能遗漏双基因起源。此外，HFE p.(His63Asp)变异的外显率低，其临床意义难以评估，导致治疗决策困难。本研究旨在报告一名斯洛伐克女性患者，她最初被诊断为HHC，但后来通过全基因组测序（WGS）发现同时患有ACP，强调了多学科协作和全面基因组方法在罕见疾病诊断中的价值。该论文发表在《Bratislava Medical Journal》。

为开展研究，研究人员使用了以下主要关键技术方法：临床检查包括实验室测试（如血清铁、铁饱和度、铁蛋白、铜、CP水平）、身体影像学（腹部超声、肝脏瞬时弹性成像FibroScan?、肝脏、大脑和心脏的标准化磁共振成像（MRI）以及肝脏多参数MRI）。遗传学方面，先进行直接基因检测（针对HFE和ATP7B常见变异），随后进行全基因组测序（WGS）（在BGI集团使用DNB-SEQ平台，2 × 150，覆盖30x），通过生物信息学流程SnakeLines进行变异调用，并使用Qiagen Clinical Insight Interpret Translational（QCIT）进行注释和解释。所有变异均在Varsome、ClinVar中验证，命名由Mutalyzer 3验证。样本来源为一名斯洛伐克女性患者。

研究结果部分保留了以下小标题：
4.1 Patient Presentation：通过临床检查，患者为一名63岁女性，因贫血和神经症状被转诊至肝病门诊。实验室检查显示低血清铁、低铁饱和度、高血清铁蛋白、低血清铜和极低CP水平。初始直接基因检测发现HFE基因纯合变异p.(His63Asp)，诊断为HHC 1型。随后WGS分析发现CP基因复合杂合变异p.(Tyr890*)和p.(Leu273Pro)，确诊为ACP。临床时间线显示从首次非特异性神经症状（2005年）到神经症状加重（约2017-2018年）有约13年的无症状/少症状期。患者因贫血不耐受放血，且拒绝血浆输注；2021年开始去铁斯若（deferasirox）螯合治疗，2025年转为去铁酮（deferiprone）以增强脑铁动员。
5 Genetic Examinations：通过直接基因检测（2017年）确认HFE基因NM_001300749.3:c.187C>G (p.(His63Asp))纯合变异。后续遗传学检测排除了Wilson病常见ATP7B变异。WGS分析（2021年）发现CP基因复合杂合变异：已知致病性变异NM_000096.4:c.2670C>G (p.(Tyr890*))，导致CP外显子16提前终止，产生截短蛋白；以及新变异NM_000096.4:c.818T>C (p.(Leu273Pro), rs1220028254)，多种计算机预测工具提示为致病性，在GnomAD_exome数据库中罕见。患者还携带三个CP良性变异。这些发现确定了双基因铁过载的起源。

讨论部分总结：HFE p.(His63Asp)变异虽常见于欧洲人群，但外显率低；然而，最近数据表明其与脑铁积累相关，可能增加脑损伤风险。EASL指南建议对此类基因型调查额外环境或遗传风险因素。患者极低CP水平促使WGS分析，发现了CP复合杂合变异，确认了ACP诊断。p.(Tyr890*)缺失C端175个氨基酸，影响铜结合后激活；p.(Leu273Pro)影响CP结构域2，REVEL评分0.912接近致病性阈值。患者同时存在HHC和ACP，导致铁吸收增加和细胞铁释放减少，形成复杂的铁代谢紊乱。治疗上，放血在ACP中耐受差，螯合剂去铁酮能更好穿透血脑屏障，但长期效果未知。早期诊断对预防神经并发症至关重要。研究结论翻译如下：此处报告了首例同时发生、经遗传学证实的ACP和HHC病例。相应的双重病理可根据不一致的血清铁蛋白升高、低TSAT、低CP和多发性神经症状临床上怀疑。本病例强调了靶向基因检测的局限性，同时突出了WGS在解决金属代谢紊乱诊断挑战中的关键作用。它还展示了解读HFE p.(His63Asp)基因型的困难，以及在此类患者中进行额外遗传学分析的重要性。得益于能够穿越血脑屏障的螯合剂的可用性，早期遗传学诊断对于指导可能的治疗策略至关重要，旨在预防或减轻各种（主要是神经性）并发症，减缓疾病进展，提高患者生活质量。只有对患者的持续随访才能帮助评估干预措施对其疾病进展的影响。重要的是，ACP患者的适当临床管理需要多学科协作以及与患者及其家属开放、同情的沟通。HHC的临床实践指南已建立，而由于ACP的罕见性，尚无标准治疗建议。在这种两种铁过载疾病的罕见组合中，这一点尤为突出。