COQ7缺陷引起线粒体COQ10缺乏症的围产期发作，伴心肌病和胃肠道梗阻

背景介绍

辅酶Q10（CoQ10）是一种脂溶性分子，具有抗氧化性质，是线粒体内在氧化磷酸化过程中传递电子的关键部分。CoQ10缺乏症是一种罕见的线粒体代谢疾病，通常与四种主要临床表现相关联：1) 耐激素性肾病综合征（SRNS）；2) 脑病、肥厚型或扩张型心肌病、乳酸酸中毒和小管病；3) 新生儿心脑病；4) 纯神经系统综合征。COQ系列基因突变是导致CoQ10缺乏症的主要原因之一。

在临床实践中，CoQ10缺乏症的早期识别和诊断至关重要。这不仅因为及早介入（如补充CoQ10）可以改善预后，还因为这些缺陷通常涉及多器官系统，病情复杂。本文作者旨在通过报告一例伴有新型杂合变异的COQ7基因缺陷病例，扩展现有的关于COQ7相关疾病谱的临床和分子生物学理解。

论文来源

本文由Ilaria Pettenuzzo、Sara Carli、Ana Sánchez-Cuesta等人撰写，研究团队所属机构包括意大利博洛尼亚大学、IRCCS Bologna等多个医学和科研机构。论文于2024年5月3日在线发表于《European Journal of Human Genetics》。

研究过程

研究对象

研究对象为来自一个孟加拉国的近亲婚配家庭的两名患儿。通过全外显子测序（WES）和一系列生物化学及分子生物学实验，作者详细分析了这两名患儿的临床表现及其分子遗传基础。

临床表现

第一个患儿（P1.A）在妊娠期表现出胎儿透明质酸吸收指数增加、双侧脉络丛囊肿等异常，出生后表现为肥厚型心肌病、肠道不完全梗阻、肾功能不全和轴性低张力等多器官受累症状。第二个患儿（P1.B）在妊娠期也表现出心肌病和肠道氯通病。出生后，P1.B无法在多器官功能上良好发育，也表现出心肌病、肾功能不全和神经发育迟缓等症状。

实验方法及流程

DNA提取及全外显子测序

DNA从患者的成纤维细胞中提取，并通过下一代测序技术分析线粒体DNA和基因组DNA。通过Twist Human Core Exome Kit运行全外显子测序（WES），并利用GATK工具进行变异调用。

肌肉活检及超微结构分析

从患者的肌肉进行活检，通过透射电子显微镜观察线粒体的结构变化。氧化酶组蛋白酸式（Gomori trichrome）染色和Oil Red O染色用于显示组织中异常脂质堆积。

呼吸链复合物活性测定

在患者的肌肉匀浆中测定呼吸链复合物I+III和II+III的酶活性，发现这些酶完全失去活性。

mRNA及蛋白表达分析

通过实时RT-PCR和Western Blot分析COQ7和COQ9的基因表达和蛋白质水平。利用Seahorse XF24细胞外流量分析仪测定成纤维细胞的氧气消耗率，以评估细胞呼吸功能。

主要结果

基因突变

全外显子测序发现了两个杂合突变：一是第6外显子中的插入/缺失变异（c.613_617delgccgginscat），导致框移突变；二是第4外显子中的错义突变（c.403a>g），导致蛋白质氨基酸替代（p.Met135Val）。这两个突变经过家族分离分析确认，分别来源于父母。

CoQ10水平和呼吸链活性降低

在患者的成纤维细胞中检测到CoQ10水平显著降低，并且呼吸链复合物的活性完全丧失。西方印迹和Seahorse分析结果显示患者细胞中COQ7和COQ9蛋白水平增加，但线粒体功能依然显著降低。

研究结论

通过详细的临床表征和分子遗传分析，研究团队证明了COQ7基因的新型杂合突变是患者CoQ10缺乏症的病因。论文强调了多学科联合作为早期诊断的重要性，以及及时高剂量CoQ10补充对患者预后的积极影响。

研究意义

这项研究不仅扩展了COQ7基因相关疾病谱，而且首次在临床上利用胎儿超声检查提前发现了线粒体CoQ10缺乏症的症状。该研究结果强调了早期诊断和及时治疗的重要性，提示在怀疑线粒体疾病时，应进行全面的遗传和代谢筛查。这为后续研究和临床实践提供了宝贵的参考。

结论

通过对COQ7基因变异的详细分析，本文不仅深化了对线粒体CoQ10缺乏症的理解，也为早期识别和治疗该病提供了新的思路。研究结果表明，在怀孕期就进行详尽的超声检查和遗传筛查，可以显著提高早期诊断和治疗效果，改善患者的预后。这一发现将对未来的临床实践和相关研究产生深远影响。