【佳學(xué)基因檢測】原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙基因檢測的總結(jié)與分析

《人體生理功能的基因解碼》對原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙的簡介

原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD) 是一種罕見的、遺傳異質(zhì)性的纖毛運(yùn)動障礙，其特征是新生兒呼吸窘迫、反復(fù)上、下呼吸道感染、生育能力低下和側(cè)性缺陷。該病的傳統(tǒng)診斷需要進(jìn)行多種測試來確認(rèn)，包括鼻腔一氧化氮 (nNO) 測量、高速視頻顯微鏡分析 (HSVMA)、免疫熒光染色、通過透射電子顯微鏡 (TEM) 進(jìn)行軸絲超微結(jié)構(gòu)分析和基因檢測。但是臨床的實(shí)踐表明，沒有單一的黃金標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)或排除測試?！度梭w疾病的基因解碼》指出，與纖毛組裝、結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)的 54 個致病基因與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)有關(guān)；這種罕見疾病具有一系列臨床表現(xiàn)和新出現(xiàn)的基因型-表型關(guān)系?！对l(fā)性纖毛運(yùn)動障礙基因檢測的總結(jié)與分析》概述了運(yùn)動纖毛的結(jié)構(gòu)和功能、這種罕見疾病發(fā)生的基因基礎(chǔ)及其病理生理學(xué)，以及與運(yùn)動纖毛病相關(guān)的臨床特征、新的診斷工具和原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中基因型-表型關(guān)系。

《原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙基因檢測的總結(jié)與分析》關(guān)鍵詞：

原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙、纖毛、運(yùn)動性纖毛病、支氣管擴(kuò)張、基因型、表型

1.佳學(xué)基因解碼為什么要關(guān)注原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙？

原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD) 是一種遺傳異質(zhì)性纖毛運(yùn)動障礙，其特征是纖毛運(yùn)動無效，從而使患者反復(fù)出現(xiàn)上下呼吸道感染、新生兒呼吸窘迫、生育力低下和側(cè)向性缺陷。根據(jù)《人體疾病表征的語義和詞語選擇》，“原發(fā)性”表示纖毛功能障礙是出自遺傳或基因原因，不同于“繼發(fā)性”或獲得性纖毛功能障礙原因，通常與感染和污染等因素造成的氣道上皮損傷有關(guān)。根據(jù)人類遺傳病的發(fā)病率統(tǒng)計圖譜，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的人口患病率估計在 1:10,000 至 1:30,000之間。但是由于致病基因鑒定基因解碼并沒有應(yīng)用于所有患者的檢測，對該病的診斷和認(rèn)識存在嚴(yán)重不足，實(shí)際的發(fā)病率可能遠(yuǎn)高于這個數(shù)值。佳學(xué)基因檢測，僅根據(jù)29個已知基因的突變頻率，計算出的全球患病率接近1 :7500。

隨著纖毛基因檢測的進(jìn)步以及對表型的了解不斷加深，越來越多的基因與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)有關(guān)。癥狀和臨床表型的嚴(yán)重程度各不相同，并且最近出現(xiàn)了基因型-表型關(guān)系。在本綜述中，我們概述了運(yùn)動纖毛的結(jié)構(gòu)和功能、這種罕見疾病的新興遺傳學(xué)和病理生理學(xué)，以及與運(yùn)動纖毛病相關(guān)的臨床特征、新型診斷工具以及 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中基因型-表型關(guān)系的最新進(jìn)展。

2. 纖毛及其在健康和疾病中的作用

《人體的結(jié)構(gòu)與功能》描述，纖毛是高度保守的細(xì)胞器，排列在細(xì)胞表面，在體內(nèi)具有特殊的功能。這些結(jié)構(gòu)分為三種類型：初級纖毛、運(yùn)動纖毛和節(jié)狀纖毛。

初級纖毛（或感覺纖毛）是存在于體內(nèi)大多數(shù)非分裂細(xì)胞表面的非運(yùn)動纖毛。這些結(jié)構(gòu)是感知細(xì)胞外環(huán)境的關(guān)鍵信號細(xì)胞器，可充當(dāng)化學(xué)感受器、機(jī)械感受器、滲透壓感受器，在特殊情況下，還可檢測光、溫度和重力的變化。由于它們介導(dǎo)全身不同器官的發(fā)育、生長和修復(fù)功能，因此當(dāng)初級纖毛缺陷時，會導(dǎo)致一組統(tǒng)稱為纖毛病的多種綜合征。這些綜合征包括多囊腎病、腎癆、Bardet-Biedl 綜合征、Jeune 胸廓營養(yǎng)不良癥、Joubert 綜合征和 Meckel 綜合征等。

運(yùn)動纖毛排列在上、下呼吸道、男性和女性生殖道（輸卵管和傳出小管）和中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦室的上皮細(xì)胞頂端表面。每個上皮細(xì)胞通常有數(shù)百根運(yùn)動纖毛；它們的主要功能是以協(xié)調(diào)的方式將液體和粘液平行于細(xì)胞表面矢量推進(jìn)。精子也有一個鞭毛，結(jié)構(gòu)類似于運(yùn)動纖毛，負(fù)責(zé)精子的推進(jìn)。

氣道表面的多纖毛細(xì)胞以協(xié)調(diào)的方式擺動，以實(shí)現(xiàn)黏膜纖毛清除，這是上、下呼吸道的重要局部防御，可移動黏液、捕獲吸入的顆粒和病原體。正常的纖毛擺動周期是纖毛處于直立位置的強(qiáng)力擺動，然后是恢復(fù)擺動，其中運(yùn)動從近端軸絲彎曲開始，纖毛縱軸幾乎沒有偏差。相鄰細(xì)胞上的運(yùn)動纖毛同步朝同一方向運(yùn)動。氣道纖毛功能紊亂可導(dǎo)致清除功能受損，從而造成鼻耳肺感染。其他部位的運(yùn)動纖毛功能障礙可導(dǎo)致與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)相關(guān)的其他特征，如側(cè)性缺陷、生育力低下和腦積水。

節(jié)狀纖毛（運(yùn)動單纖毛）在胚胎發(fā)育過程中短暫地出現(xiàn)在原腸胚腹側(cè)節(jié)上，由九個外雙聯(lián)體組成，這些外雙聯(lián)體由外動力蛋白臂和內(nèi)動力蛋白臂連接，沒有中央對，形成“9 + 0”結(jié)構(gòu)。這些細(xì)胞器具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在胚胎節(jié)上產(chǎn)生向左的液體流動，這對左右器官模式的形成起著重要作用。在沒有通常的向左流動的情況下，體內(nèi)器官的側(cè)向性成為一種隨機(jī)事件。

所有纖毛都具有軸絲的核心結(jié)構(gòu)（見圖1），軸絲包含 9 個微管對，每個微管由 A 小管和 B 小管組成，環(huán)繞纖毛周圍，并由頂端細(xì)胞質(zhì)中的基體固定。運(yùn)動纖毛也具有中央一對微管，在軸絲橫切面上形成特征性的“9 + 2”圖案。從 A 微管延伸出的內(nèi)外動力蛋白臂與相鄰的外部對的 B 小管相互作用，在電子顯微照片上可識別。動力蛋白臂以重復(fù)的間隔附著在每個微管對上，外動力蛋白臂為 24 納米，內(nèi)動力蛋白臂為 96 納米。內(nèi)動力蛋白臂與放射狀輻條相連，輻條將外微管對固定于中央對。內(nèi)側(cè)動力蛋白臂和放射狀輻條與連接蛋白-動力蛋白調(diào)節(jié)復(fù)合體 (N-DRC) 相互作用，后者協(xié)調(diào)多種動力蛋白的活動，從而調(diào)節(jié)運(yùn)動活動。放射狀輻條還調(diào)節(jié)動力蛋白臂的活動，將來自中央裝置的信號發(fā)送到動力蛋白臂。外側(cè)動力蛋白臂以 ATP 依賴的方式為纖毛擺動提供動力，由來自中央裝置和 N-DRC 的信號調(diào)節(jié)，產(chǎn)生彎曲，從而產(chǎn)生波浪狀擺動，然后是恢復(fù)擺動。所有這些結(jié)構(gòu)必須以協(xié)調(diào)的方式工作，并保持雙線微管的排列，以產(chǎn)生同步擺動。

3. PCD的臨床特征

原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的典型表現(xiàn)包括新生兒呼吸窘迫 (NRD)、慢性鼻炎、持續(xù)性中耳積液和復(fù)發(fā)性中耳炎，以及從嬰兒期開始每天發(fā)生的“濕”咳。約一半的患者有側(cè)向性缺陷，包括內(nèi)臟反位 。PCD的典型臨床表型包括許多常見和非特異性癥狀，這些癥狀在兒童時期經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致延遲識別和漏診。

評估成年人的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)同樣具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榛颊呖赡懿惶私庠缙谕晔罚ū热缧律鷥菏返募?xì)節(jié)）。幾乎每個患有 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的成年人都患有支氣管擴(kuò)張，這一發(fā)現(xiàn)加上兒童期以來的慢性或復(fù)發(fā)性鼻竇、耳和肺部感染史應(yīng)引發(fā)評估。評估家族史很重要，盡管由于大多數(shù)基因?qū)儆诔Ｈ旧w隱性遺傳模式，許多人可能沒有提示 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的家族史。患有 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的成年人也可能會在評估不孕癥時引起注意。隨著肺功能下降的進(jìn)展，一項(xiàng)對 151 名 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)成年人的單中心縱向研究報告，在中位隨訪期 7 年內(nèi)，死亡率為 4.6%；死亡年齡中位數(shù)為 65 歲（范圍為 31-75 歲）。

3.1. 肺部表現(xiàn)

隨著認(rèn)知度的提高和新型診斷檢測方法的出現(xiàn)，尤其是致病基因鑒定基因解碼技術(shù)的出現(xiàn)，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)在幼兒和嬰兒中的診斷率越來越高。早期診斷、氣道清除和及時治療感染對患者的長期健康結(jié)果至關(guān)重要。

根據(jù)佳學(xué)基因的臨床病案記錄，足月嬰兒中約 80% 患有 NRD（定義為在排除胎糞吸入等其他因素后，需要補(bǔ)充氧氣超過 24 小時），應(yīng)懷疑患有原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)。從嬰兒期開始的每日、全年、有痰（濕）咳嗽是原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的顯著特征。盡管咳嗽是原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)清除氣道分泌物的一種代償形式，但患者仍會頻繁發(fā)作支氣管炎和“肺炎”。哮鳴相對少見，但患者可能會有不能隨咳嗽而消除的羅音或爆裂音，且患者運(yùn)動耐受性會降低。感染性上、下呼吸道癥狀可能通過抗生素得到暫時改善（但通常不會完全消退）。胸部影像學(xué)檢查可能顯示支氣管擴(kuò)張，大約 50% 的 10 歲兒童和幾乎所有成人都會出現(xiàn)這種癥狀。肺功能測試顯示進(jìn)行性胸內(nèi)氣道阻塞，伴有不同程度的氣道高反應(yīng)性和肺過度充氣。

長期以來，人們一直認(rèn)為原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中的肺部疾病比囊性纖維化 (CF) 癥狀輕；然而，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)兒童在年幼時就有氣流阻塞的證據(jù) 。目前一些研究表明，患有原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的老年人肺功能較低，并且隨著時間的推移氣道阻塞逐漸加劇 。第一秒用力呼氣量 (FEV 1 )和中最大流速 (FEF 25–75 % )下降，而用力肺活量 (FVC) 相對保持不變。一些研究描述了 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者影像學(xué)上疾病負(fù)擔(dān)增加與肺功能惡化之間的相關(guān)性 。功能變化似乎滯后于影像學(xué)變化。即使影像學(xué)顯示病情進(jìn)展，肺功能也可能不會發(fā)生顯著變化，這表明單獨(dú)監(jiān)測肺量計可能會漏掉病情進(jìn)展。

通過多次呼吸沖刷 (MBW) 測量的肺清除指數(shù) (LCI) 是另一種衡量肺功能的指標(biāo)。在進(jìn)行 MBW 時，通氣不均勻性越差，平衡或清除惰性氣體的時間就越長。最近的研究發(fā)現(xiàn)，對于原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)兒童，LCI 能比 FEV 1或 FEF 25–75%更早檢測到肺功能異常（類似于 CF 中的報告）；在一項(xiàng)系統(tǒng)評價中，LCI 與高分辨率計算機(jī)斷層掃描 (HRCT) 和磁共振成像 (MRI) 的影像學(xué)結(jié)果相關(guān)，使其成為縱向監(jiān)測肺部疾病的有用工具。目前正致力于描述基因型-表型關(guān)系，這可能闡明 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中肺功能的變化，因?yàn)槟承┗颊叩姆喂δ芸赡茉诤荛L一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定，但其他患者會出現(xiàn)更嚴(yán)重的氣道阻塞和更快的肺功能下降。一些患者最終可能需要肺移植。??

多種因素可能影響肺部疾病的嚴(yán)重程度和進(jìn)行性衰退。營養(yǎng)狀況與多種慢性呼吸系統(tǒng)疾病的肺功能有關(guān)，包括 CF、慢性阻塞性肺病 (COPD) 和非 CF 支氣管擴(kuò)張癥 。雖然在原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中尚未得到充分證實(shí)，但一些研究表明，某些亞組和基因型的患者體重指數(shù) (BMI) 較低，肺功能較低 。另一項(xiàng)研究表明，患有 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的女性肺功能較低，且衰退速度比患有 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的男性更快。同樣，人們注意到 CF 和非 CF 支氣管擴(kuò)張癥（在絕經(jīng)后女性中更常見）之間的性別差異，這可能與荷爾蒙波動有關(guān)，但尚不十分清楚。

在新生兒期，呼吸窘迫影像學(xué)檢查可能顯示肺不張，主要局限于上葉。胸片上的其他典型發(fā)現(xiàn)包括肺過度充氣、支氣管壁增厚和側(cè)向異常，包括全內(nèi)臟反位。胸部計算機(jī)斷層掃描 (CT) 掃描常顯示支氣管壁增厚、節(jié)段性肺不張，以及隨年齡增長而患病率增加的支氣管擴(kuò)張。原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中的支氣管擴(kuò)張最常見于中葉和下葉，而 CF 中以上葉支氣管擴(kuò)張為主。支氣管擴(kuò)張并非 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)所特有，但與其他病因?qū)е碌姆?CF 支氣管擴(kuò)張患者相比，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者中支氣管擴(kuò)張時黏液堵塞、樹芽征和肺不張更常見。與其他導(dǎo)致非 CF 支氣管擴(kuò)張的疾病相比，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中肺氣腫和纖維化改變較少見。原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的 CT 掃描也可發(fā)現(xiàn)氣體滯留和實(shí)變?；谶@些特點(diǎn)，已開發(fā)出一種 CT 評分系統(tǒng)來識別影像學(xué)更提示 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)診斷的患者。該評分和對原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)影像學(xué)特征的熟悉可能有助于成人醫(yī)護(hù)人員考慮對非 CF 支氣管擴(kuò)張患者進(jìn)行 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)診斷性檢測。

一些研究表明，CT 上較高的疾病負(fù)擔(dān)與肺功能較差以及成人和兒童 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者肺功能下降的速度較高相關(guān)。然而，在其他研究中，尚未見到 CT 疾病負(fù)擔(dān)與肺量計和 LCI 之間的相關(guān)性。其中一些差異可能源于應(yīng)用非 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)專用的評分來評估影像學(xué)發(fā)現(xiàn)的嚴(yán)重程度，但 CT 指定 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)評估 (SPEC) 和墨爾本-鹿特丹 PCD注釋網(wǎng)格形態(tài)分析 (MERAGMA-PCD)的開發(fā)可能有助于在未來的研究中闡明 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的影像學(xué)和肺功能的相關(guān)性。

使用 MRI 評估通氣缺陷和結(jié)構(gòu)性肺病進(jìn)展一直是原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者關(guān)注的焦點(diǎn)。原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者的 MRI 結(jié)果顯示，支氣管擴(kuò)張以中葉和下葉為主，上葉通氣缺陷可能反映出結(jié)構(gòu)性變化之前的黏液堵塞。即使肺量計檢查正常，在 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者的 MRI 上也觀察到通氣缺陷。

不可分型流感嗜血桿菌、肺炎鏈球菌、卡他莫拉菌和金黃色葡萄球菌是從年輕患者直至成年早期的呼吸道培養(yǎng)中分離出的最常見的病原體。銅綠假單胞菌是老年時期更主要的病原體。據(jù)估計，大約三分之一的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者會感染慢性銅綠假單胞菌。一過性感染在兒童中更常見，只有大約 5% 的患者為慢性定植。在年齡較大的兒童和成人中也檢測到了非結(jié)核分枝桿菌。

銅綠假單胞菌感染對 PCD的長期影響尚不清楚。一些研究報告稱，銅綠假單胞菌感染與肺功能下降和影像學(xué)上疾病負(fù)擔(dān)增加有關(guān)，而其他研究發(fā)現(xiàn)與 FEV 1無關(guān)。銅綠假單胞菌定植人群的影像學(xué)指標(biāo)較差，盡管這一發(fā)現(xiàn)可能與受試者年齡差異有關(guān)。同樣，另一項(xiàng)縱向研究表明，銅綠假單胞菌感染對肺功能或 BMI沒有影響，盡管病情惡化更為頻繁。

3.2. 鼻竇和中耳受累

鼻竇疾病是PCD的標(biāo)志性特征。大多數(shù)患者從幼兒期開始出現(xiàn)每日持續(xù)性鼻塞和鼻炎，成人患者也幾乎普遍存在此癥狀。癥狀通常全年存在，沒有季節(jié)變化。這些癥狀以及面部疼痛等其他癥狀對生活質(zhì)量有顯著影響，但由于它們從幼年起就具有慢性特征，因此可能未被充分報道。近四分之一的患者報告嗅覺下降，而近一半的成人和兒童出現(xiàn)睡眠呼吸障礙(包括阻塞性睡眠呼吸暫停)。睡眠呼吸障礙的癥狀可能被低估了。一項(xiàng)單中心研究通過多導(dǎo)睡眠圖評估發(fā)現(xiàn)，所有 16 名 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)兒童均存在一定程度的睡眠呼吸暫停，平均呼吸暫停低通氣指數(shù) (AHI) 為 7.8。

鼻竇成像常顯示額竇、蝶竇和上頜竇發(fā)育不全和發(fā)育不全、鼻甲肥大、中隔偏曲、黏膜增厚和鼻竇混濁 。鼻息肉的發(fā)病率各不相同。鼻息肉在兒童中相對少見，但在成人中更常見，發(fā)病率在 15–59% 之間?？傮w而言，PCD患者的鼻息肉發(fā)病率高于一般人群 。從鼻竇中分離出的病原體通常與下呼吸道的常見病原體相似。

大約 6% 的原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)兒童接受了內(nèi)鏡鼻竇手術(shù)，但近一半的成人需要手術(shù)干預(yù)。一項(xiàng)單中心研究表明，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者接受內(nèi)鏡手術(shù)后生活質(zhì)量提高、感染減少，肺功能有改善趨勢。另一項(xiàng)研究也描述了手術(shù)后生活質(zhì)量的提高，盡管嗅覺沒有改善。

慢性中耳炎和中耳積液也是常見的并發(fā)癥，不過在幼兒原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中它們特異性較低。中耳和咽鼓管纖毛運(yùn)動功能異常容易導(dǎo)致反復(fù)感染。兒童期的表現(xiàn)包括慢性中耳炎。雖然不是 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)所特有的，但沒有持續(xù)性中耳積液會降低 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的可能性。癥狀包括耳痛，通常還有慢性或復(fù)發(fā)性耳漏。佳學(xué)基因解碼提醒，頻繁的中耳炎導(dǎo)致兒童期大量抗生素暴露，因此經(jīng)常需要進(jìn)行鼓膜切開術(shù)并插入平衡壓力管。許多兒童需要重復(fù)手術(shù)。壓力平衡管可改善聽力，但與慢性并發(fā)癥有關(guān)，包括持續(xù)性膜穿孔和更高的長期耳漏發(fā)生率。

原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的一些耳部表現(xiàn)可能隨著年齡的增長而改善，例如反復(fù)感染，但聽力損失可能會持續(xù)存在。一項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了定期進(jìn)行耳鼻喉科評估的重要性，該研究發(fā)現(xiàn) 62% 的兒童根據(jù)聽力圖發(fā)現(xiàn)患有聽力損失，但只有 38% 的兒童報告有已知的聽力損失。指南建議對兒童進(jìn)行常規(guī)耳鼻喉科隨訪，成人則根據(jù)需要進(jìn)行隨訪。多達(dá)三分之二的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)兒童出現(xiàn)傳導(dǎo)性聽力損失，盡管傳導(dǎo)性聽力損失會隨著時間的推移而波動，但這種表現(xiàn)可能會持續(xù)到成年期。感音神經(jīng)性聽力損失也會出現(xiàn)，并且比傳導(dǎo)性聽力損失更常見地持續(xù)到成年期。在一些研究中，四分之一的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者接受了言語治療，而其他患者則需要使用助聽器。

3.3. 側(cè)向性缺陷和異位性

大約 50% 的原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者由于胚胎節(jié)點(diǎn)纖毛功能障礙而出現(xiàn)左右側(cè)性缺陷，因?yàn)檫\(yùn)動纖毛的幾種基因（特別是參與運(yùn)動蛋白臂的基因）對于節(jié)點(diǎn)纖毛的發(fā)育至關(guān)重要。與具有典型左右模式或孤束(SS) 的患者相比，側(cè)性缺陷患者通常在更年輕時被診斷出患有 PCD。事實(shí)上，左右側(cè)性缺陷可以在心臟和腹部檢查中發(fā)現(xiàn)。

大多數(shù)側(cè)向性缺損的患者均有完全內(nèi)臟反位(SIT)，即胸腹部器官完全鏡像，據(jù)報道 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者隊(duì)列中該癥狀的發(fā)生率約為 40%。內(nèi)臟不清(SA) 和異位癥越來越受到重視，具有重要的臨床意義。最近的一項(xiàng)研究表明，與 SS 或 SIT 患者相比，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)和 SA 患者的兒童期肺部和營養(yǎng)結(jié)局更差。對異位癥有不同的定義，因此很難比較報告的發(fā)生率。大約 10% 的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者被確診為 SA，約 2-3% 的 SA 與復(fù)雜的先天性心臟病有關(guān)。先天性心臟病的總體患病率可能高達(dá)所有 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者（包括 SS 患者）的 17%，這凸顯了對此類人群進(jìn)行超聲心動圖篩查的重要性。建議對 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者進(jìn)行腹部超聲檢查，以識別潛在的側(cè)位綜合征，如多脾、無脾和腹部內(nèi)臟反位。

某些與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)相關(guān)的基因不參與結(jié)節(jié)纖毛的形成或功能（CCNO、MCIDAS、放射狀輪輻蛋白基因、中央復(fù)合體基因），與側(cè)向性缺陷無關(guān)。相反，與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)無關(guān)的基因可導(dǎo)致異位，通常是不同綜合征的一部分。

3.4. 不孕不育和生育力低下

不育和生育力低下是原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者中常見的癥狀，但并非普遍存在。大約80% 的男性和 60% 的女性被認(rèn)為生育力低下。男性的精子活力受到影響，但睪丸傳出小管中也存在運(yùn)動纖毛，最近的數(shù)據(jù)表明，它們的作用是防止精子在管腔內(nèi)聚集，而不是推動管腔內(nèi)容物向前。動物模型表明，精子聚集導(dǎo)致的管腔阻塞被認(rèn)為是原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)不育的另一種機(jī)制。超過 20 個 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)基因與男性不育有關(guān)，這些單個基因的具體機(jī)制是佳學(xué)基因進(jìn)一步明確的內(nèi)容。

盡管有報道稱原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)女性可以自然受孕，但也有證據(jù)表明她們存在生育力低下。多纖毛細(xì)胞排列在輸卵管內(nèi)，有助于配子的運(yùn)輸；因此，運(yùn)動受損被認(rèn)為是導(dǎo)致生育力低下的原因。女性生育力更難評估，因?yàn)闆]有單一的檢測方法可以評估與輸卵管纖毛運(yùn)動相關(guān)的生育力。異位妊娠的風(fēng)險一直令人擔(dān)憂，盡管更大規(guī)模的病例系列研究沒有報道過這種現(xiàn)象。

雖然PCD患者的呼吸功能受損程度不能預(yù)測生育能力，但人們已注意到基因型-表型關(guān)系。盡管精子鞭毛和運(yùn)動纖毛有相似之處，但在基因表達(dá)和組成上存在差異。同樣，在睪丸細(xì)胞和輸卵管上皮細(xì)胞中表達(dá)較高的PCD相關(guān)基因更有可能與不育有關(guān) 。相反，有些基因編碼的蛋白質(zhì)是精子鞭毛所特有的，但在呼吸道的運(yùn)動纖毛中卻看不到。這些男性不育，但沒有PCD的其他特征性竇肺表現(xiàn)，這種疾病稱為精子鞭毛多種形態(tài)異常(MMAF)。

先進(jìn)的生殖療法 (ART) 已經(jīng)成功地使原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者生育孩子，盡管他們之前曾飽受不孕不育的困擾。婦女已成功地通過宮腔內(nèi)人工授精 (IUI) 和體外受精 (IVF) 得到治療。原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)女性在懷孕期間呼吸道癥狀增多。對于原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)男性，使用從睪丸中取出的精子而不是射出的精子進(jìn)行卵胞漿內(nèi)精子注射 (ICSI) 的 IVF 成功率更高；這可能與精子質(zhì)量有關(guān)。對男性和女性的不孕不育癥進(jìn)行評估可能會促使對同時報告慢性呼吸道和鼻竇癥狀或內(nèi)臟異常的患者進(jìn)行進(jìn)一步的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)檢測。

3.5. 腦積水

盡管在小鼠模型中經(jīng)常被報道出現(xiàn)腦積水，但在患有原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的人中卻相對少見。腦積水與某些 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)基因( MCIDAS、FOXJ1、CCNO、DNAI2、TUBB4B )有關(guān)，佳學(xué)基因解碼提出了幾種不同的機(jī)制。腦室內(nèi)壁室管膜細(xì)胞的纖毛被認(rèn)為有助于腦脊液( CSF ) 循環(huán)；因此，如果沒有功能性纖毛，這種血流不足就會導(dǎo)致腦積水。在患有MCIDAS和腦積水的患者中已發(fā)現(xiàn)彌漫性脈絡(luò)叢增生，這表明脈絡(luò)叢過量產(chǎn)生腦脊液（可能與纖毛的離子轉(zhuǎn)運(yùn)功能有關(guān)）在某些情況下也會導(dǎo)致腦積水。原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中的阻塞性腦積水也已被發(fā)現(xiàn)，包括需要通過腦室腹腔分流術(shù)進(jìn)行外科干預(yù)的導(dǎo)水管狹窄 。纖毛引起的腦脊液流動也被認(rèn)為有助于導(dǎo)水管的通暢。纖毛可能還在神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)信號傳導(dǎo)中發(fā)揮作用，當(dāng)其發(fā)生改變時，可能導(dǎo)致腦積水的形成。需要更多的研究來了解罕見 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)病例中腦積水的病因，但在患有慢性竇肺癥狀或側(cè)向性缺陷的患者中發(fā)現(xiàn)這一情況應(yīng)促使對 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)進(jìn)行調(diào)查。

4. 診斷測試

目前，尚無診斷 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的金標(biāo)準(zhǔn)。沒有任何單一的測試可以識別出每個 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者，也沒有一種測試可以總是排除 PCD。各國的診斷實(shí)踐因成本和專業(yè)知識的可用性而異。事實(shí)上，國際社會的指南在推薦的方法上有所不同，但他們一致認(rèn)為，通常需要多種不同的測試來確診。已經(jīng)提出了經(jīng)過驗(yàn)證的臨床標(biāo)準(zhǔn)來幫助識別具有提示 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)特征并需要進(jìn)一步檢測的患者，包括 7 點(diǎn) PICADAR (原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙規(guī)則) 問卷和 Leigh 等人提出的 4 項(xiàng)臨床標(biāo)準(zhǔn)。使用臨床標(biāo)準(zhǔn)可能有助于識別最有可能從轉(zhuǎn)診至?？浦行暮涂紤]額外的、更昂貴的?？茩z測中受益的患者。

目前的檢測包括鼻腔一氧化氮 (nNO)、基因檢測、使用透射電子顯微鏡 (TEM) 進(jìn)行軸絲超微結(jié)構(gòu)分析、免疫熒光染色和高速視頻顯微鏡分析 (HSVMA)，每種方法都有其優(yōu)點(diǎn)，但也有局限性，如下所述。盡管如此，盡管有較新的診斷方法，但仍需要不斷改進(jìn)診斷方法并擴(kuò)大檢測范圍。

4.1. 鼻腔一氧化氮 (nNO) 測量

原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者的 nNO 水平明顯低于健康人群和其他疾病人群，這一觀察結(jié)果為將 nNO 作為 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的輔助檢測奠定了基礎(chǔ)。在特定條件下，當(dāng)有適當(dāng)?shù)妮o因子和底物（L-精氨酸和氧氣）時，一氧化氮 (NO) 由纖毛基體附近上皮細(xì)胞中的一氧化氮合酶形成。在呼出的空氣中，大多數(shù) nNO 來自鼻竇和上呼吸道。雖然 NO 似乎在纖毛運(yùn)動中發(fā)揮作用，但 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中 nNO 生成量低的實(shí)際機(jī)制尚不清楚。

nNO 測量的基礎(chǔ)是使用化學(xué)發(fā)光來測量與氣體樣本中的 NO 濃度成比例的發(fā)射光。電化學(xué)分析儀也可用，但它們尚未作為診斷工具經(jīng)過充分測試或驗(yàn)證。對于依從性的年齡較大的受試者，測試是在穩(wěn)定、低流量呼氣時進(jìn)行的，并用牛皮紙塞住以避免下呼吸道污染。對于按照美國胸科學(xué)會 (ATS) 標(biāo)準(zhǔn)為 5 歲以上（或按照歐洲呼吸學(xué)會 [ERS] 標(biāo)準(zhǔn)為 6 歲以上）合作的患者，通過插入的鼻導(dǎo)管采集氣體樣本。對于無法進(jìn)行牛皮紙塞住的幼兒，潮氣量呼吸法測量 nNO 很有用 。目前，僅有5 歲及以上兒童的 nNO 規(guī)范值。為了解釋不同市售設(shè)備使用的不同流速，nNO 生成的臨床測量值最好以納升/分鐘 (nL/min) 而不是十億分之一 (ppb) 為單位報告。在對至少 5 歲人群進(jìn)行化學(xué)發(fā)光分析儀測試時，原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的 nNO 截止值 <77 nL/min 可很好地區(qū)分健康對照者、哮喘患者和 COPD。

nNO 測量主要用作輔助工具，報告的靈敏度和特異性估計分別為 0.90-1.0 和 0.75-0.97。然而，nNO 水平低的個體仍然需要額外的檢測來確認(rèn)診斷。雖然對于具有檢測能力的中心來說，nNO 檢測相對便宜，但購買化學(xué)發(fā)光分析儀的成本很高。此外，這些設(shè)備均未獲得美國食品藥品管理局 (FDA) 的批準(zhǔn)用于此目的。盡管操作起來相對簡單且無創(chuàng)，但應(yīng)遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化測試程序以獲得最準(zhǔn)確的結(jié)果。

在與PCD相關(guān)的幾個基因中，已經(jīng)報道了nNO高于診斷閾值77 nL / min的非診斷結(jié)果，包括RSPH1、FOXJ1、CCNO、GAS8、CCDC103、CFAP221、STK36、RPGR、DNAH9、GAS2L2、NEK10、SPEF2、HYDIN、TTC12、RSPH4A和LRRC56 。???因此，如果臨床上強(qiáng)烈懷疑患有 PCD，則應(yīng)進(jìn)行額外檢查。相反，具有與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)相似特征的其他疾病也會導(dǎo)致 nNO 降低和假陽性篩查結(jié)果，包括彌漫性全細(xì)支氣管炎和 CF。在北美指南中，在評估 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)之前應(yīng)排除 CF?；加邢忍煨悦庖呷毕莸娜艘部赡苡械?nNO 水平；這一發(fā)現(xiàn)再加上反復(fù)感染引起的慢性化膿性肺病，使得區(qū)分免疫缺陷患者和 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)變得困難。在病毒性呼吸道感染或細(xì)菌性鼻竇感染的急性疾病期間，可能會出現(xiàn) nNO 暫時降低。因此，建議在兩個不同場合重復(fù)檢測以確認(rèn) nNO 水平降低。

4.2. 使用透射電子顯微鏡 (TEM) 進(jìn)行纖毛超微結(jié)構(gòu)分析

使用 TEM 通?？梢钥吹?原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中的纖毛超微結(jié)構(gòu)缺損。根據(jù)超微結(jié)構(gòu)缺損亞型對 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)進(jìn)行分類可以確定其表型。該技術(shù)于 1976 年首次描述，歷來是 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)診斷檢測的主要手段，但 30% 的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者的軸絲超微結(jié)構(gòu)正常，許多情況下需要其他診斷檢測。為了進(jìn)行 TEM，需要通過刷子或刮匙活檢從下鼻甲采集呼吸道上皮樣本，或在支氣管鏡檢查期間通過刷子活檢從下呼吸道采集。然后用超薄切片機(jī)將化學(xué)固定和嵌入的細(xì)胞切成薄片，進(jìn)行染色以確定纖毛的結(jié)構(gòu)，然后使用 TEM 評估橫向纖毛結(jié)構(gòu)。

近期已制定了 TEM 評估和結(jié)果解釋的國際共識指南。1 類缺陷被認(rèn)為是 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的經(jīng)典缺陷，結(jié)合 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的臨床特征可以確診。1 類缺陷包括外動力蛋白臂 (ODA) 缺陷、內(nèi)外動力蛋白臂缺陷 (ODA+IDA) 以及伴有微管（或軸絲）紊亂的內(nèi)動力蛋白臂缺陷 (IDA+MTD)（表 1）。26%–59% 的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者被確診為 ODA 缺陷，原因是編碼 ODA 結(jié)構(gòu)蛋白或 ODA 對接蛋白的基因發(fā)生變異。評估 TEM 的研究中，6%–39% 的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者被確診為 ODA+IDA 缺陷（與參與動力蛋白組裝的基因變異有關(guān)）。最后，IDA+MTD 缺陷最常見于CCDC39或CCDC40變體。

在出現(xiàn) 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)臨床癥狀的情況下，如果多個樣本中存在 2 類缺陷，且有其他檢測（如遺傳學(xué)）的額外支持，則可幫助確認(rèn)診斷。例如，中央復(fù)合體缺陷可能由纖毛徑向輻條成分的基因變異引起，這些成分通常使結(jié)構(gòu)中部的中央對穩(wěn)定（RSPH4A、RSPH1、RSPH9、DNAJB13等）。一些切片將顯示中央微管對的缺失或外微管或外雙聯(lián)體的易位。然而，這些表現(xiàn)也可能繼發(fā)于氣道上皮損傷，氣道上皮損傷可導(dǎo)致復(fù)合纖毛、軸絲囊泡和異常微管。

纖毛稀少和基體從其通常停靠在頂端細(xì)胞表面的位置移位到細(xì)胞質(zhì)中，這與導(dǎo)致多運(yùn)動纖毛生成減少的遺傳變異相一致，例如CCNO和MCIDAS。可見的少數(shù)纖毛通常具有正常的超微結(jié)構(gòu)，因此很難將診斷與取樣不足區(qū)分開來。由于在健康受試者近期出現(xiàn)呼吸道感染或其他上皮損傷的情況下，正常受試者可能會出現(xiàn) IDA 異常，因此僅這些缺陷并不被認(rèn)為是 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)所特有的。

TEM 的優(yōu)勢包括，當(dāng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)典異常時，其對 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)具有很高的特異性，可識別出大約 70% 的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者。TEM 的敏感性較低，30% 的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者沒有缺陷。因此，不能僅使用正常的 TEM 來排除 PCD，如果臨床上仍然強(qiáng)烈懷疑 PCD，則需要進(jìn)行其他診斷測試。如上所述，急性感染或環(huán)境暴露可能會出現(xiàn)假陽性。細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)可能有助于最大限度地減少繼發(fā)性纖毛變化。

TEM 的其他挑戰(zhàn)包括技術(shù)、樣本采集困難和結(jié)果解釋。如果用于分析的纖毛和細(xì)胞數(shù)量不足，則可能會漏診 PCD，尤其是在伴有細(xì)微纖毛缺損或纖毛稀少的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)病例中。多達(dá) 40% 的活檢樣本可能沒有足夠的纖毛進(jìn)行 TEM 分析。此外，TEM 評估需要相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，不過最近的 TEM 解釋國際指南對此有所幫助。冷凍斷層掃描或圖像處理等其他技術(shù)可能有助于進(jìn)一步澄清結(jié)構(gòu)以供分析，但仍然基本上處于實(shí)驗(yàn)階段。

4.3. 高速視頻顯微鏡分析（HSVMA）

高速視頻顯微鏡分析 (HSVMA) 是一種診斷技術(shù)，使用連接到顯微鏡的高速數(shù)字?jǐn)z像機(jī)記錄從下鼻甲或支氣管的刷檢或刮除活檢中獲得的上皮細(xì)胞上的纖毛運(yùn)動。然后以較慢的速度重播這些幀以評估纖毛運(yùn)動模式和擺動頻率；該工具可直接評估纖毛的運(yùn)動和功能?？芍苯佑^察細(xì)胞以發(fā)現(xiàn)運(yùn)動缺陷，或在氣液界面條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)后觀察細(xì)胞，以最大限度地減少與繼發(fā)性纖毛缺陷相關(guān)的功能障礙。該測試的結(jié)果包括纖毛擺動模式( CBP)、纖毛擺動頻率(CBF )的定性描述和顆粒清除率的測量。一些團(tuán)隊(duì)還嘗試使用定量測量以及計算機(jī)程序來分析纖毛運(yùn)動，以減少主觀性。

HSVMA 可能為 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)提供功能性檢測，特別是對于未發(fā)現(xiàn)遺傳或超微結(jié)構(gòu)缺陷的人群。此外，HSVMA 記錄可在專家咨詢或作為研究的一部分進(jìn)行審查。CBP 與超微結(jié)構(gòu)缺陷和基因型相關(guān)（表 1）。PCD（通常伴有 ODA 或 ODA+IDA 缺陷）最常見的表現(xiàn)是纖毛不動，伴有緩慢、短促、僵硬的閃爍節(jié)拍模式，以及伴有殘留極少但高度混亂的節(jié)拍的運(yùn)動障礙節(jié)拍模式。已發(fā)現(xiàn) IDA 和 IDA+MTD 缺陷具有僵硬的前向動力沖程，且振幅降低，但也能見到纖毛不動。旋轉(zhuǎn)節(jié)拍模式有時與中心復(fù)合體缺陷和徑向輪輻缺陷有關(guān)。 CBF 應(yīng)與 CBP 分析相結(jié)合，因?yàn)橐寻l(fā)現(xiàn) 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者的心跳頻率根據(jù)基因型不同而增加、減少或正常。HSVMA 不是診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檫@種方法仍然會漏掉那些 HSVMA 基因型無法診斷、正?；蚍浅＜?xì)微變化（如HYDIN）的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者。使用這種方法也很難識別導(dǎo)致纖毛生成減少的基因型（CCNO、MCIDAS 中的變異）。

影響 HSVMA 廣泛應(yīng)用的其他限制因素包括需要大量的培訓(xùn)和專業(yè)知識。在專家手中，HSVMA 可以具有高敏感性和特異性，并且對于符合原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的表現(xiàn)，觀察者之間的一致性良好，盡管在評估不確定或不太經(jīng)典的 HSVMA 表現(xiàn)時，一致性較低 。此外，在評估HSVMA診斷性能的研究時，基因確認(rèn)并未始終如一地進(jìn)行。盡管如前所述試圖減少主觀性，但結(jié)果解釋并沒有標(biāo)準(zhǔn)化，并且不同中心的細(xì)胞處理和培養(yǎng)技術(shù)可能有所不同。樣本不足和結(jié)果不確定而需要重復(fù)取樣的情況并不少見，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的成功率也參差不齊 。檢測設(shè)備也很昂貴，在資源有限的地區(qū)無法常規(guī)使用。因此，盡管該工具已被納入一些診斷指南，但 HSVMA 目前僅在歐洲和加拿大的部分中心提供。由于該技術(shù)尚未標(biāo)準(zhǔn)化和驗(yàn)證，ATS 診斷指南不推薦將其用于 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)。

4.4. 免疫熒光顯微鏡

近二十年來，免疫熒光染色一直被用作研究工具來定位呼吸道上皮細(xì)胞纖毛內(nèi)的目標(biāo)蛋白，但最近有人提出將其作為 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的診斷工具 。該方法已用于確認(rèn)纖毛超微結(jié)構(gòu)中不可或缺的蛋白質(zhì)的缺失，并已提出了幾種不同的方法，包括使用多種抗體組根據(jù)染色存在或不存在的模式來識別 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的超微結(jié)構(gòu)亞型。這些方法包括針對 DNAH5 的抗體（用于識別 ODA）、針對 DNALI1的抗體（用于識別 IDA ） 、針對各種徑向輪輻蛋白（RSPH1 、 RSPH4A 、RSPH9 ）和針對GAS8的抗體（用于識別連接蛋白-動力蛋白調(diào)節(jié)復(fù)合物）。然后可以對與特定超微結(jié)構(gòu)缺陷相關(guān)的基因進(jìn)行有針對性的分析，以進(jìn)一步確認(rèn)診斷。

免疫熒光染色與 TEM 相比，具有相似的準(zhǔn)確性和靈敏度?？梢宰R別出一些功能缺失和錯義變異。與 TEM 所需的細(xì)胞數(shù)相比，纖毛細(xì)胞較少的活檢樣本也可以進(jìn)行免疫熒光分析，因此免疫熒光可能能夠從上皮活檢中提供診斷信息，而這些活檢原本需要重復(fù)進(jìn)行。與 TEM 相比，免疫熒光顯微鏡的處理和分析速度更快，成本更低。如果在初始一組抗體后未發(fā)現(xiàn)異常，則使用第二組不同的抗體，采用多層方法可進(jìn)一步降低成本。免疫熒光染色的這些特點(diǎn)使其成為資源匱乏地區(qū)的一種有吸引力的診斷工具，因?yàn)槠渌麢z測方法可能成本過高，或缺乏專業(yè)知識 。隨著更多針對纖毛結(jié)構(gòu)蛋白的抗體被發(fā)現(xiàn)，未來可以擴(kuò)大檢測組，以發(fā)現(xiàn)更多的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者。

免疫熒光染色的局限性與 TEM 相似，難以識別具有正常超微結(jié)構(gòu)的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者，并且不能單獨(dú)用作診斷工具。高分辨率免疫熒光顯微鏡方法與擴(kuò)展到纖毛長度和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的蛋白質(zhì)的擴(kuò)展抗體組相結(jié)合，有可能提高診斷的準(zhǔn)確性，并可能識別出與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)有關(guān)的其他基因變異。

4.5. 基因檢測

原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)是一種遺傳異質(zhì)性疾病，大多數(shù)已鑒定的致病基因編碼纖毛超微結(jié)構(gòu)的組成部分或參與這些組成部分組裝的蛋白質(zhì)。目前已鑒定的 54 個導(dǎo)致原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的基因（表 1）中大多數(shù)都表現(xiàn)出常染色體隱性遺傳模式，盡管已鑒定出具有常染色體顯性遺傳模式（FOXJ1、TUBB4B）和 X 連鎖遺傳模式（OFD1、RPGR、DNAAF6）的基因。

如果能識別出已知的致病變異，基因檢測對PCD可以有很高的特異性，而且隨著新發(fā)現(xiàn)的基因被添加到市售的檢測組中，基因檢測的靈敏度不斷提高。盡管致病基因列表不斷增加，但根據(jù)臨床表型和其他診斷工具確診為PCD的患者中，有20%-30%在目前已知的相關(guān)基因中沒有任何可識別的致病變異。因此，基因檢測陰性并不能排除PCD。目前正致力于識別其他基因和已知基因中的致病變異，包括識別典型的基因組DNA分析可能遺漏的深部內(nèi)含子變異和非規(guī)范剪接變異。簡單抽血的程序是可行的，而且包括測序在內(nèi)的檢測成本隨著時間的推移已顯著下降。但是，根據(jù)醫(yī)療保健系統(tǒng)和資源環(huán)境，基因檢測可能在某此地方?jīng)]肝開展，或者是受檢者覺得檢測費(fèi)用高昂。在中國由于物流系統(tǒng)和專業(yè)訓(xùn)練的普及，佳學(xué)基因?qū)h域區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了免費(fèi)上門采樣，進(jìn)一步增加了基因檢測的便利性。

目前已采用多種基因檢測方法。市面上有多種多基因檢測板，可在捕獲最相關(guān)基因和最小化成本之間取得平衡。并非所有檢測板都包含相同的基因，有些檢測板包括與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)類似病癥的基因檢測。建議使用包括序列分析以及對大量缺失或重復(fù)進(jìn)行評估的基因檢測板。佳學(xué)基因采用的是基于全外顯子的致病基因鑒定面板，在降低成本的同時，實(shí)現(xiàn)了檢測范圍的更大的覆蓋。也可以選擇在存在已知致病變異的家族中進(jìn)行單基因檢測，或針對患者的種族和血統(tǒng)進(jìn)行多個基因的針對性分析。盡管如此，有針對性的檢測和基因檢測板并不能捕捉到 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的所有遺傳原因。如果在最初的陰性檢測板檢測后仍然高度懷疑 PCD，則全面的基因檢測可以包括全外顯子組測序或全基因組測序。在某些情況下，此類檢測還可以確定其他診斷，例如先天性免疫缺陷、具有與 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)重疊的臨床特征的病癥。相反，在單個PCD相關(guān)基因或不同基因中識別兩個或多個意義不明確的變異不足以做出診斷。

盡管存在局限性，基因檢測已成為診斷 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的一線檢測。隨著基因型-表型描述的出現(xiàn)，基因診斷可能為患者和提供者提供額外的預(yù)后信息 ，并且特定的基因突變可能有助于未來精準(zhǔn)治療以恢復(fù)纖毛功能。

表 1.根據(jù)引起 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的基因?qū)υ\斷檢查結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。

5. 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中的基因型-表型關(guān)系

隨著越來越多的基因影響纖毛結(jié)構(gòu)和組裝以及臨床表現(xiàn)的多樣性，人們正在努力表征與不同 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)表型相關(guān)的特定基因型。先前的研究側(cè)重于按超微結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行分組，但并非所有導(dǎo)致相同超微結(jié)構(gòu)變化的基因都具有相同的臨床表現(xiàn)。事實(shí)上，同一基因的不同變體導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能喪失與同一蛋白質(zhì)功能降低可能具有不同的表型影響。

5.1. 基因型與肺功能的關(guān)系

與其他基因型相比，CCDC39和CCDC40變異患者的肺功能較低。這些是分子統(tǒng)治基因，當(dāng)其發(fā)生改變時，會導(dǎo)致 IDA+MTD 超微結(jié)構(gòu)改變。與其他超微結(jié)構(gòu)組相比，這組超微結(jié)構(gòu)缺陷主要包括CCDC39和CCDC40，研究發(fā)現(xiàn)其肺功能隨時間推移下降更為顯著，這具有重要的預(yù)后意義 。特別是，根據(jù)肺量計和 LCI 顯示，與具有 ODA 缺陷或正常超微結(jié)構(gòu)的患者相比，IDA+MTD 缺陷患者的肺功能較低。與患有 ODA 或 ODA+IDA 缺陷的兒童相比，患有 IDA+MTD 缺陷的兒童在更多肺葉中出現(xiàn)支氣管擴(kuò)張，并且與患有 ODA 缺陷的兒童相比，CT 上發(fā)現(xiàn)的粘液堵塞更多

根據(jù)年齡和肺功能的橫斷面數(shù)據(jù)比較，導(dǎo)致纖毛稀少的基因（CCNO、MCIDAS ）被認(rèn)為會導(dǎo)致更嚴(yán)重的肺部疾病。這些變異在 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)人群中相對罕見，用于評估肺功能隨時間下降的縱向數(shù)據(jù)有限，并且尚未與其他 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)基因型進(jìn)行比較。

在診斷時，運(yùn)動蛋白結(jié)構(gòu)基因變異（尤其是DNAH11）患者的肺功能保存得更好 。研究發(fā)現(xiàn)，攜帶DNAH11變異的患者肺功能隨時間下降較少。DNAH11變異導(dǎo)致 TEM 正常，但纖毛擺動模式和功能發(fā)生改變。

與年齡和性別匹配的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)病例對照相比， RSPH1還被認(rèn)為具有更好的肺功能保留，此外呼吸窘迫更少（如下所述）。慢性濕咳的發(fā)作也發(fā)生在晚年。據(jù)推測，這與一些保留的纖毛功能有關(guān)，但初始比較組包括CCDC39和CCDC40患者，這些患者可能更嚴(yán)重，因此與RSPH1相關(guān)的疾病嚴(yán)重程度正在重新評估。

有趣的是，當(dāng)使用拓?fù)浞治鲈u估特征時，DNAH5 （原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的最常見遺傳原因）似乎具有表型多樣性。DNAH5 的基因型-表型關(guān)系可能更多地取決于變異的類型，因?yàn)樵摯蠡蛑写嬖谠S多不同的變異，超微結(jié)構(gòu)范圍從完全不存在 ODA（由于具有過早終止密碼子的變異）到仍然存在一些 ODA（在剪接變異體的情況下）。

5.2. 基因型與異位癥和部位異常的關(guān)系

尚未發(fā)現(xiàn)位置異常與在結(jié)節(jié)纖毛中不發(fā)揮結(jié)構(gòu)或組裝作用的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)基因變異有關(guān)。這包括CCNO和MCIDAS，它們在多纖毛細(xì)胞的細(xì)胞分化和中心粒擴(kuò)增中起關(guān)鍵作用 。編碼結(jié)節(jié)纖毛中缺失的蛋白質(zhì)的基因缺陷，如徑向輻條基因 ( RSPH1 、 RSPH4A 、 RSPH9 、 RSPH3 )和中心對基因 ( STK36 、 HYDIN 、 DNAJB13 、 CFAP74 )，不會導(dǎo)致側(cè)向性缺陷。其他罕見變異如TTC12、GAS2L2、CFAP221、SPEF2、DRC1、CCDC65、GAS8、NEK10、NME5和RPGR等尚未報道有側(cè)向性缺陷（表 2）。

有報道稱，患有 ODA 缺陷（DNAH5、DNAI1、ODAD1、ODAD3、ODAD2、CLXN、CCDC103、DNAH9）、ODA+IDA 缺陷（DNAAF1、DNAAF2、DNAAF3、DNAAF11、DNAAF5、ZYMND10、DNAAF4、SPAG1、DNAAF6、CFAP300、CFAP298）和 IDA+MTD 缺陷（CCDC39 、 CCDC40 ） 的人患有側(cè)向缺陷和異位癥。DNAH5變異的側(cè)向缺陷和異位癥發(fā)生率略高于預(yù)期，兩項(xiàng)研究報告了超過 65% 的 SIT 和 SA。另一個 ODA 基因CCDC103也被發(fā)現(xiàn)具有很高的側(cè)向缺陷頻率。盡管在多纖毛細(xì)胞中FOXJ1作用于CCNO和MCIDAS的下游，但它是運(yùn)動纖毛和節(jié)點(diǎn)纖毛中中心粒頂端對接所必需的 ，并且可能導(dǎo)致側(cè)化缺陷，這與其他導(dǎo)致少纖毛的基因不同。

5.3. 基因型與其他臨床特征的關(guān)系

關(guān)于鼻竇疾病、耳部感染和聽力損失，尚未發(fā)現(xiàn)明確的基因型-表型關(guān)系，但一組研究確實(shí)注意到，在患有中樞復(fù)合體缺陷的患者中，鼻竇疾病有增加的趨勢 。DNAH11和RSPH1均被發(fā)現(xiàn)具有較低的 NRD 頻率 。相反，與其他超微結(jié)構(gòu)組相比，患有 IDA+MTD 缺陷的患者（包括CCDC39和CCDC40變異的患者）被發(fā)現(xiàn)新生兒住院時間更長。

5.4. 基因型與生育力低下的關(guān)系

如前所述（見第 3 部分），呼吸系統(tǒng)疾病的程度似乎與生育能力無關(guān)，但已經(jīng)出現(xiàn)了基因型-表型關(guān)系，這在很大程度上與身體不同部位運(yùn)動纖毛的相對表達(dá)和不同作用相關(guān)。Vanaken 等人發(fā)現(xiàn)，IDA+MTD 以及 ODA+IDA 缺陷的患者比中樞復(fù)合體異常、單獨(dú) ODA 或 TEM 正常的患者更容易出現(xiàn)不孕癥。CCDC39 、CCDC40、DNAAF1和DNAAF11基因均在呼吸道上皮、輸卵管和睪丸細(xì)胞中高度表達(dá)。

RSPH4A在睪丸中表達(dá)水平較低，因此被認(rèn)為對男性生育力的影響小于其他變異。然而，最近對中國無血緣關(guān)系家族中新的RSPH4A變異的描述指出了精子形態(tài)異常；兩名女性患者也不育，可能與輸卵管運(yùn)動纖毛異常有關(guān)。雖然ODAD1在人類睪丸中表達(dá)，但它似乎對精子功能并不重要，可能由其他基因（如CCDC36）補(bǔ)償，因此生育力受到的影響較小。相反，雖然DNAH17對精子軸絲中的 ODA 至關(guān)重要，但對呼吸纖毛軸絲來說并不是必需的，這會導(dǎo)致沒有 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的單獨(dú)男性不育。需要對男性和女性的生育力進(jìn)行更大規(guī)模的國際研究，以更好地了解哪些基因缺陷會導(dǎo)致生育力低下（不一定是導(dǎo)致不育癥）。

5.5. 具有其他相關(guān)表型特征的基因型

口面指綜合征 I 型是由X 染色體上的OFD1變異引起的，導(dǎo)致畸形特征、低張力和智力功能障礙的綜合征，一些患者還表現(xiàn)出 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的經(jīng)典特征，如側(cè)向性缺陷、慢性鼻竇和呼吸道感染以及 NRD。診斷測試顯示這些個體的 nNO 水平較低，而 TEM 上的纖毛超微結(jié)構(gòu)正常。

視網(wǎng)膜色素變性是一種導(dǎo)致視網(wǎng)膜變性和視力逐漸喪失的疾病，可由幾種不同的基因變異引起，包括導(dǎo)致X連鎖遺傳的RPGR基因變異。罕見的是，攜帶RPGR基因變異的患者還會復(fù)發(fā)鼻竇、耳朵和肺部感染，并伴有支氣管擴(kuò)張，但沒有側(cè)向性缺陷，因?yàn)镽PGR在呼吸道纖毛和感光纖毛中都發(fā)揮作用。TEM在HSMVA上可能具有正常外觀和異常運(yùn)動性，但也有報道稱存在一些超微結(jié)構(gòu)缺陷。

由于多纖毛生成減少，還存在其他具有感覺性和運(yùn)動性纖毛病重疊特征的綜合征，如因IFT74相關(guān)的鞭毛內(nèi)運(yùn)輸缺陷引起的 Jeune 胸廓營養(yǎng)不良癥，以及與TP73缺陷相關(guān)的無腦畸形。最近發(fā)現(xiàn)的另一個編碼 β-微管蛋白同種型的基因TUBB4B與三種不同類型的纖毛病有關(guān)，包括運(yùn)動性纖毛病。

表 2.佳學(xué)基因收錄的PCD致病基因及其相關(guān)臨床特征。

6. 結(jié)論和未來方向

原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)是一種遺傳和表型多樣的疾病，由于慢性癥狀負(fù)擔(dān)以及肺功能逐漸下降，對生活質(zhì)量有重大影響。提高對這種罕見疾病的認(rèn)識和診斷至關(guān)重要，這樣患者才能在具有多學(xué)科專業(yè)知識的 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)中心接受管理和隨訪。對于患有非 CF 支氣管擴(kuò)張、慢性上呼吸道疾病和生育能力低下的成年人，應(yīng)考慮進(jìn)行診斷評估，這將為 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的縱向結(jié)果提供新的見解。

目前尚無診斷 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的黃金標(biāo)準(zhǔn)，也沒有一項(xiàng)檢測可以可靠地排除診斷?；驒z測已成為一種關(guān)鍵的診斷工具，隨著越來越多的基因和致病變異被識別，基因檢測對診斷的重要性將日益凸顯。此外，人們正在不斷努力完善當(dāng)前的診斷檢測，并專門驗(yàn)證用于 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的臨床工具，以及協(xié)調(diào)現(xiàn)有的診斷指南。

雖然目前尚無針對 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的、能夠恢復(fù)纖毛功能的獲批療法，但常規(guī)氣道清除和積極治療感染對于保持肺部健康和減少并發(fā)癥非常重要。迄今為止，僅有 3 項(xiàng)針對 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)的隨機(jī)對照試驗(yàn)。一項(xiàng)歐洲研究發(fā)現(xiàn)，每周三次使用阿奇霉素治療 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者肺部惡化率降低，抗生素耐藥性沒有明顯增加。最近，選擇性上皮鈉通道 (ENaC) 抑制劑伊德維勞利與高滲鹽水聯(lián)合使用，經(jīng)過 4 周治療后，F(xiàn)EV 1略有改善，但仍需要更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)來證實(shí)療效。

事實(shí)上，北美和歐洲建立的專門 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)網(wǎng)絡(luò)使患者能夠越來越多地參與臨床試驗(yàn)，以評估現(xiàn)有和新型療法。在歐洲，使用 mRNA 糾正CCDC40變異的臨床前研究正在取得進(jìn)展，使用吸入式 mRNA 療法糾正DNAI1缺陷的 1 期試驗(yàn)?zāi)壳罢?原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者和健康對照者身上進(jìn)行 。其他方法，如基因編輯和通讀療法，可能即將問世。

仍然需要確定更好、更敏感的臨床終點(diǎn)。減輕呼吸道癥狀和防止肺功能衰退所需的纖毛功能恢復(fù)量仍有待確定。我們期望，對基因型-表型關(guān)系和突變特異性影響的更深入了解也將幫助我們更好地設(shè)計臨床試驗(yàn)和定制治療方案，以改善 原發(fā)性纖毛運(yùn)動障礙 (PCD)患者的治療結(jié)果。