儿童线粒体肝病表型的临床谱系与遗传病因

Clinical spectrum and genetic causes of mitochondrial hepatopathy phenotype in children

作者信息James E Squires, Alexander G Miethke, C Alexander Valencia, Kieran Hawthorne, Lisa Henn, Johan L K Van Hove, Robert H Squires, Kevin Bove, Simon Horslen, Rohit Kohli, Jean P Molleston, Rene Romero, Estella M Alonso, Jorge A Bezerra, Stephen L Guthery, Evelyn Hsu, Saul J Karpen, Kathleen M Loomes, Vicky L Ng, Philip Rosenthal, Krupa Mysore, Kasper S Wang, Marisa W Friederich, John C Magee, Ronald J Sokol, Childhood Liver Disease Research Network (ChiLDReN)
PMID37184518
发布时间2023-05-15
DOI10.1097/HC9.0000000000000139

实验完整度

前瞻性多中心队列,含患者样本、基因测序、酶学检测和生存分析,具独立证据层级。

主要模型

MITOHEP队列患者 PALFSG队列患者 患者血液DNA 肝或肌肉组织

重点核对

入组表型分组:ALF(n=37)、慢性肝病(n=40)、肝移植后(n=9) 遗传检测:HaloPlex靶向基因面板(26个基因)和全外显子组测序 呼吸链酶学检测:肝或肌肉组织或皮肤成纤维细胞 生存分析:Kaplan-Meier曲线和Cox比例风险模型 聚类分析:k-means方法对71例患者的关键变量进行聚类

摘要

背景:线粒体DNA(mtDNA)和核DNA基因的改变均会影响线粒体功能,导致一系列以肝脏为基础的疾病,称为线粒体肝病(MH),可细分为mtDNA耗竭、RNA翻译、mtDNA缺失和酶学障碍。我们旨在加深对MH发病机制和自然史的理解。方法:我们分析了MH表型患者的数据,以确定遗传病因,描述临床表现谱系,并确定结局。结果:分析了三种入组表型,即急性肝衰竭(ALF,n=37)、慢性肝病(Chronic,n=40)和肝移植后(n=9)。与慢性组相比,ALF患者更年轻[中位0.8岁(范围0.0,9.4)vs 3.4岁(0.2,18.6),p<0.001],神经发育迟缓更少(40.0% vs 81.3%,p<0.001)。慢性组比ALF组更常进行综合检测(90.0% vs 43.2%);然而,ALF组更常确定病因(81.3% vs 61.1%),其中mtDNA耗竭最常见(ALF:77% vs 慢性:41%)。在测序队列(n=60)中,63%有明确的线粒体疾病。聚类分析发现了一个亚组,尽管进行了综合检测,仍无潜在遗传病因。2年无肝移植生存率为40%(ALF vs 慢性,16% vs 65%,p<0.001)。18例(21%)接受了移植。移植后随访33患者年,报告3例死亡。结论:ALF和慢性MH表型之间的差异包括诊断年龄、全身受累、无移植生存率和遗传病因,强调需要在适当的临床环境中进行超快速测序。聚类分析揭示了一个满足入组标准但无明确遗传或酶学诊断的组,突显了需要识别其他病因。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
儿童线粒体肝病表型的临床谱系和遗传病因是什么?
核心机制
线粒体DNA和核DNA基因突变导致线粒体功能障碍,引起肝细胞损伤和肝衰竭。
主要证据
在86例患者中,通过基因测序和酶学检测,63%的测序队列有遗传诊断,ALF组mtDNA耗竭更常见。
研究意义
揭示了ALF和慢性MH表型的差异,强调超快速测序在适当临床环境中的必要性,并指出未识别遗传病因的患者需要进一步研究。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者入组与表型分类

根据临床表型将患者分组以分析差异

将患者分为ALF、慢性肝病和肝移植后三组,基于PALFSG标准和临床定义。

2

遗传检测与酶学分析

识别线粒体肝病的遗传或酶学病因

使用靶向基因面板和全外显子组测序对患者DNA进行测序,并进行呼吸链酶学检测。

3

临床数据收集与随访

描述临床表现、实验室指标和结局

收集基线人口学、症状、生长参数、实验室和影像学数据,并进行随访。

4

生存分析

评估无肝移植生存率及相关因素

使用Kaplan-Meier曲线和Cox比例风险模型分析生存数据。

5

聚类分析

识别基于临床和实验室变量的患者亚组

对71例有 native liver 的患者进行k-means聚类,使用关键基线变量。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
HaloPlex富集面板----
Illumina HiSeq 2500测序仪Illumina--
PerkinElmerPerkinElmer--
R 3.6.2----
clustMixType 0.2.11----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者入组和分组
入组标准基于MITOHEP和PALFSG标准,分组为ALF、慢性肝病和肝移植后;ALF定义需满足PALFSG标准。
阅读提示:Methods部分入组标准和分组定义
遗传检测
靶向基因面板包含26个基因,全外显子组测序平均覆盖深度>100x,>97%目标碱基≥10x覆盖。
阅读提示:Methods部分Research DNA sequencing小节
呼吸链酶学检测
使用肝或肌肉组织或皮肤成纤维细胞,检测呼吸链酶活性和蓝白非变性电泳。
阅读提示:Methods部分呼吸链酶学检测描述
生存分析
使用Kaplan-Meier曲线和Cox比例风险模型,排除无随访患者。
阅读提示:Methods部分Statistical analysis小节和Figure 3
聚类分析
使用k-means方法,变量包括总胆红素、INR、ALT、AST、乳酸和丙酮酸,需处理缺失值。
阅读提示:Methods部分Clustering analysis小节