胎儿反复脑实质出血及囊性脑白质软化灶形成生后确诊为COL4A1基因突变1例中华医学会围产医学分会

本文引用格式：刘千祺, 朱颖, 侯新琳, 等. 胎儿反复脑实质出血及囊性脑白质软化灶形成生后确诊为COL4A1基因突变1例 [J] . 中华围产医学杂志, 2022, 25(10) : 793-796. DOI: 10.3760/cma.j.cn113903-20211215-01036.

刘千祺¹ 朱颖² 侯新琳³ 孙伟杰¹ 陈俊雅¹

¹北京大学第一医院妇产科，北京 100034；²北京大学第一医院医学影像科，北京100034；³北京大学第一医院儿科，北京100034

通信作者：陈俊雅，Email：xindichen@sina.com，电话：010-83573011

摘要

本文报告了1例胎儿期反复出现多发脑实质出血合并囊性脑白质软化灶形成，生后脐血基因检测为COL4A1基因新发突变的胎儿。该胎儿胎龄25周时超声发现脑实质内及小脑半球多处新鲜出血灶，定期复查超声及神经系统MRI，可见反复多发脑实质出血伴出血后多发脑白质囊性软化灶形成。羊水染色体荧光原位杂交及染色体微阵列分析未见异常。该胎儿于胎龄37周⁺³剖宫产出生，生后1和5 min Apgar评分均为10分，但生后出现反复呼吸暂停。生后6 d神经系统MRI提示新发脑实质出血伴脑白质软化灶形成。生后90 d随访时，该患儿四肢肌张力仍偏低，此后失访。全外显子组测序提示患儿COL4A1基因c.4738G>A（NM_001845.4；p.G1580S）新发杂合突变，其父母均未携带。由本例认为，对颅内出血的胎儿进行产前诊断时，特别是对胎儿期反复出现脑实质出血伴有出血后脑白质软化形成者，应考虑COL4A1基因突变可能。明确此基因诊断有助于客观分析胎儿预后，指导分娩方式。

【关键词】脑出血；白质软化病，脑室周围；胶原Ⅳ型；突变；超声检查，产前；胎儿

基金项目：首都卫生发展科研专项（2020-2-4074）

孕妇38岁，孕2产0，胎停育2次，均未行胚胎染色体检查。夫妻双方染色体正常。本次妊娠为自然受孕，自早孕期于北京大学第一医院规律产前检查（简称产检）。孕12周超声检查提示胎儿颈项透明层（nuchal translucency， NT）厚度为1.06 mm。因孕妇高龄，医师建议行羊膜腔穿刺检查，但孕妇拒绝。无创产前检测结果为低风险。孕22周超声提示胎儿胃壁高回声光斑，直径4.9 mm。孕25周超声提示胎儿脑实质内及小脑半球可探及多处新鲜出血灶（图1），最大径为17.2 mm，其内可探及不规则软化灶，直径5.1 mm，考虑胎儿颅内多发脑实质出血。血清TORCH检查［包括弓形虫（Toxoplasma gondii）、风疹病毒（Rubella virus）、巨细胞病毒（Cytomegalovirus）和单纯疱疹病毒（Herpes simplex virus）及其他病原微生物（Others）］未见异常。羊水染色体荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization， FISH）、染色体微阵列分析（chromosomal microarray analysis， CMA）及羊水巨细胞病毒等检查均未见异常。孕27周复查超声提示胎儿脑实质内、外侧裂周围、胼胝体周围及小脑半球可探及多处新鲜出血灶（图2A），最大者为34 mm×8 mm；右侧侧脑室前角旁紧邻侧脑室处可见多个软化灶（图2B），最大者8 mm×2 mm，考虑为多发脑实质出血伴出血后脑实质形成多发囊性软化灶。MRI可见右侧侧脑室前角旁软化灶（图3A），右侧额叶脑实质出血（图3B）。孕30周超声提示右侧侧脑室外脑实质内（图4A）、右侧额叶近皮质边缘处（图4B）均探及多发软化灶，考虑脑穿通畸形可能。孕31周MRI提示右侧侧脑室前角旁软化灶大致同前，右侧额叶可见新发条片状软化灶。孕32周，多学科会诊考虑胎儿反复多发脑实质出血，伴出血后脑实质损伤，远期预后不良，建议引产，但孕妇要求继续妊娠。孕34周超声提示右侧侧脑室前角外脑实质内可探及一软化灶（图5A），形态不规则，大小17 mm×11 mm×7 mm；右侧尾状核头部内可探及一软化灶，周围可见瘢痕形成（图5B）。孕37周超声提示颅内表现较前无明显变化，胎儿大脑中动脉阻力减低，估计胎儿体重2 214 g（第2.1百分位），考虑为胎儿生长受限，入院引产；因“引产失败”于孕37周⁺³行剖宫产术。新生儿出生体重2 200 g，1、5和10 min Apgar评分均为10分。患儿生后反复出现呼吸暂停等癫痫样表现，脑电图示脑电成熟轻度延迟（半球间同步性欠佳），稍多量多灶尖波、棘波发放。生后6日龄头颅MRI示右侧额叶新发脑实质出血灶（图6A），右侧侧脑室前角旁软化灶（图6B）。1和3月龄随访，患儿体格发育可见规律增长，四肢肌张力仍偏低。3月龄脑电图提示双侧后头部少量中-高波幅棘慢波（睡眠期），此后失访。生后脐血全外显子组测序（whole exome sequencing， WES）检测提示COL4A1基因c.4738G>A（NM_001845.4；p.G1580S）杂合突变（图7），从而导致氨基酸改变p.G1580S（甘氨酸>丝氨酸）。此突变为新发突变，根据美国医学遗传学和基因组学学会指南评级为致病性突变，其父母均未携带。

讨论　胎儿颅内出血是一种较为罕见的疾病，文献报道的发病率约为1/10 000，在转诊中心机构报告的发生率为（0.5~1）/1 000^［1］。其中多数颅内出血为脑室内出血，脑实质内出血非常罕见，尤其是反复出血、新鲜出血与出血后的陈旧损伤同时存在的病例更加罕见。虽然胎儿不良预后是可预见的，但是明确出血原因、准确评价再次妊娠胎儿的再发风险对患儿家庭非常重要。本患儿出生后WES显示为COL4A1基因杂合突变。

COL4A1基因编码Ⅳ型胶原蛋白α₁链，并与α₂链一起形成Ⅳ型胶原的网状结构，主要表达于脑、肌肉、肾及眼^［2］。Ⅳ型胶原蛋白是基底膜的重要组成部分，COL4A1基因突变将影响Ⅳ型胶原蛋白的正常结构，从而影响基底膜稳定性^［3］。2005年，Gould等^［3］首次在患有脑穿通畸形的人类和小鼠家系中可以检测到该基因突变，并且杂合突变即可致病，纯合突变的致死率较高，多在生后1 d内死亡。进一步进行小鼠模型研究，发现COL4A1基因突变可导致脑部多发微小血管病变，从而导致脑出血及脑白质病变，最终形成脑穿通畸形（在线人类孟德尔遗传数据库编号175780）。此外，Gould等^［3-4］还发现COL4A1基因突变可以引起其他器官，如视网膜和肾等的微小血管病变。

此后，多项研究在反复脑实质出血的患者中检测到COL4A1基因突变，特别是对于脑实质出血发生早、出血病灶不对称、在短时间内反复发作的患者，要警惕COL4A1基因突变^［5］。近年来随着基因检测技术的发展，罕见性遗传病的产前诊断率逐步提高。基因和基因表型的异质性高，为产前诊断带来困难，也使得全基因组测序技术在产前的应用受到局限。因此通过遗传学诊断来明确病因，完善罕见性遗传病的表型谱是十分重要的^［6］。就COL4A1基因而言，国外仅有少数关于COL4A1基因突变患者胎儿期即出现临床表现的个例报道。2009年有学者在MRI检查发现陈旧性脑实质出血灶的新生儿中检测到COL4A1基因突变，从而推测这些患儿在宫内可能已经发生脑实质出血^［7-8］。2012年国外首次报道了孕期发现反复胎儿脑实质出血，通过基因检测证实为COL4A1基因突变的病例^［9］，之后有少量国外文献报道了孕期发现胎儿COL4A1基因突变的病例^［10-11］。本例为胎儿期出现反复脑出血伴出血后多发脑软化灶形成，最终确诊为COL4A1基因突变。患儿为c.4738G>A杂合突变，与2009年de Vries等^［8］报道的遗传性脑穿通畸形的家系突变位点一致，但该文献并未描述该家系的胎儿期表型，因此本例进一步证实并且完善了该突变位点的胎儿表型谱。

导致胎儿颅内出血及出血后脑损伤的原因及危险因素很多^［12-13］。COL4A1基因突变在胎儿期报道的病例较少，在产前诊断方面往往会忽视其重要性，存在漏诊的可能。但这些患儿多数表现为一次性或陈旧性颅内出血。对于围产期发现脑白质软化的患儿，临床上常考虑产伤、窒息和呼吸衰竭、感染、心肺缺陷、低出生体重、脑血管发育不成熟等^［14］，即使进行遗传学检测，也往往侧重于EIF2B和SCP2等基因，而忽略COL4A1基因。对于孕期发现胎儿反复脑实质出血者，应考虑遗传性疾病，特别是COL4A1基因突变的可能。2021年发表的一项回顾性研究发现，在18例孕期及出现严重的多发脑实质出血或多发脑出血-缺血病灶的胎儿中，有5例检测出明确的COL4A1基因致病性突变，有1例检测意义出尚不明确的COL4A1基因突变^［15］，由此可见在多发脑出血的胎儿中检测出COL4A1基因致病性突变的概率明显高于正常人群。COL4A1基因突变为单基因显性遗传病，常规染色体核型分析及巨细胞病毒检测等方法并不能检出此疾病。因此，对于胎儿期超声或神经系统MRI检查发现反复脑实质出血，特别是有不对称脑出血及多发脑出血-缺血病灶并且伴有出血后脑白质软化的胎儿，应考虑进行WES，明确是否存在COL4A1基因突变。此外，应该注意筛查胎儿是否存在其他微血管病变，如眼部视网膜病变（出血、扭转）等^［4］。此外，Gould等^［4］的研究模型还指出，COL4A1基因突变导致脑血管病变后，环境因素是导致最终发生脑实质出血的重要诱因，如产伤等。因此，对于COL4A1基因突变的胎儿可考虑行剖宫产终止妊娠，以减少分娩时创伤所导致的新发脑实质出血。产前明确此基因诊断有助于客观分析胎儿预后，指导分娩方式。

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