腎上腺素刺激試驗在糖原累積癥Ⅰ型及Ⅲ型分型中的診斷價值

簡 珊，王 薇，魏 珉，邱正慶

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院兒科， 北京 100730

·論 著·

腎上腺素刺激試驗在糖原累積癥Ⅰ型及Ⅲ型分型中的診斷價值

簡 珊，王 薇，魏 珉，邱正慶

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院兒科， 北京 100730

目的 探討腎上腺素刺激試驗在糖原累積癥(glycogen storage disease, GSD)Ⅰ型、Ⅲ型分型中的診斷價值。方法 回顧性分析北京協(xié)和醫(yī)院1991年3月至2012年2月收治的經(jīng)基因確診的GSD Ⅰ型及Ⅲ型患者的臨床資料，所有患者均完成空腹及餐后腎上腺素刺激試驗。以基因診斷結(jié)果為金標準，分析空腹及餐后腎上腺素刺激試驗對GSD Ⅰ型及Ⅲ型分型的診斷價值。結(jié)果 144例GSD患者中，男88例，女56例，平均年齡(5.77±4.58)歲；Ⅰa型68例，Ⅰb型20例，Ⅲ型56例。144例患者空腹刺激試驗血糖均未明顯增高。餐后刺激試驗血糖明顯升高44例，其中Ⅰ型8例，Ⅲ型36例，兩組有效應患者的比例差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。餐后腎上腺素刺激試驗診斷GSDⅠ型的敏感度和特異度分別為90.9%和64.3%；診斷Ⅲ型的敏感度和特異度分別為64.3%和90.9%。年齡≤2.5歲較>2.5歲患者餐后刺激試驗有效應者的比例差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。年齡越大，腎上腺素刺激試驗診斷敏感度和特異度越高。腎上腺素刺激試驗診斷年齡>2.5歲的Ⅰ型患者的敏感度和特異度分別為95.4%和77.1%，診斷年齡>2.5歲的Ⅲ型患者的敏感度和特異度分別為77.1%和95.4%。結(jié)論 腎上腺素刺激試驗對GSD Ⅰ型和Ⅲ型的臨床分型仍具有一定意義，尤其2.5歲以上的GSD患者結(jié)果可靠性更高。

糖原累積癥；腎上腺素刺激試驗；基因診斷

MedJPUMCH,2014,5(4):389-392

糖原累積癥(glycogen storage disease，GSD)是一組先天性酶缺陷所導致的糖代謝障礙性疾病。目前有13個亞型，大多為常染色體隱性遺傳。臨床上以肝臟明顯增大伴空腹低血糖為主要表現(xiàn)的GSD患者主要為GSD Ⅰa型、GSD Ⅰb型及GSD Ⅲ型。各型發(fā)病率不詳，GSDⅠ型在歐洲國家年發(fā)病率約1∶100 000[1]。這3型均可生后即起病，且早期臨床表現(xiàn)很相似，但晚期并發(fā)癥各不相同。相對而言，GSD Ⅰ型并發(fā)癥更多。若GSD Ⅰ型及Ⅲ型患者盡早進行飲食干預, 有針對性地隨診以便早期發(fā)現(xiàn)并診治并發(fā)癥，可達到與正常人相似的生長發(fā)育水平和生活質(zhì)量。因此，疾病早期診斷尤為重要。

目前，臨床上常用的GSD分型實驗方法主要有腎上腺素刺激試驗和基因診斷等。北京協(xié)和醫(yī)院自20世紀80年代初以來，一直將腎上腺素刺激試驗用于臨床上GSD的初步分型診斷。近年來，基因診斷越來越多地應用于臨床。為了探討在基因診斷逐漸廣泛開展的新時期，經(jīng)典的腎上腺素刺激試驗在GSD Ⅰ型及Ⅲ型分型診斷中的應用價值，本研究對北京協(xié)和醫(yī)院經(jīng)基因確診的GSD患者的臨床資料進行回顧性分析。

資料和方法

臨床資料

回顧性納入北京協(xié)和醫(yī)院1991年3月至2012年2月收治的GSD Ⅰ型及Ⅲ型住院患者。所有患者均符合GSD Ⅰ型及Ⅲ型的臨床診斷標準，即個矮、幼稚面容、空腹低血糖、肝大、高血脂等；且均完成基因診斷、空腹及餐后腎上腺素刺激試驗。收集患者臨床資料，包括年齡、性別、基因診斷、空腹及餐后腎上腺素刺激試驗結(jié)果等。

基因診斷方法

在取得受試者和/或家長的知情同意后，收集患者外周血，常規(guī)提取基因組DNA，PCR擴增G6PC、G6PT和AGL基因編碼區(qū)并純化后直接測序，檢出2個致病突變，獲得基因確診[2]。

空腹及餐后腎上腺素刺激試驗方法

在空腹或餐后2 h時首次測血糖，即予腎上腺素0.02 mg/kg皮下注射，給藥1 h后復測血糖。如給藥后血糖較前升高≥2.5 mmol/L，則為血糖明顯升高，即為有效應，表示肝臟糖原可被分解為葡萄糖；如血糖較前未升高或升高<2.5 mmol/L，則為血糖未明顯升高，即無效應，表示肝臟糖原不能被分解為葡萄糖。正常人空腹和餐后予腎上腺素刺激均可使血糖明顯升高。GSD Ⅰ型及Ⅲ型患者空腹給藥后均無效應，而餐后的反應則不同?？崭菇o藥后無效應，而餐后有效應，表示肝臟糖原在空腹時不能被分解，而餐后可被分解為葡萄糖，支持GSD Ⅲ型；空腹及餐后給藥后均無效應，表示肝臟糖原無論空腹及餐后均不能被分解為葡萄糖，支持GSDⅠ型。

評價方法

以基因診斷結(jié)果作為金標準，分析空腹及餐后腎上腺素刺激試驗對GSDⅠ型及Ⅲ型分型的診斷價值，以及年齡等因素對GSD患者空腹及餐后腎上腺素刺激試驗結(jié)果的影響。

統(tǒng)計學處理

采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計數(shù)資料的組間比較采用卡方檢驗。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

患者一般情況

共144例患者納入研究，其中男性88例，女性56例；年齡0.42～25.83歲，平均年齡(5.77±4.58)歲。根據(jù)基因分析結(jié)果，GSD Ⅰ 型88例，其中GSD Ⅰ a型68例，GSD Ⅰ b 型20例；GSD Ⅲ 型56例。GSD Ⅰ 型和Ⅲ 型患者的一般情況差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

不同分型患者腎上腺素刺激試驗結(jié)果

144例患者空腹刺激試驗血糖均未明顯增高，符合GSD的臨床特點。GSD Ⅰ型及Ⅲ型患者的餐后刺激試驗有效應患者的比例差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。餐后腎上腺素刺激試驗診斷GSD Ⅰ型的敏感度和特異度分別為90.9%和64.3%；診斷Ⅲ型的敏感度和特異度分別為64.3%和90.9%。GSD Ⅰa型及GSD Ⅰb型的餐后腎上腺素刺激試驗結(jié)果差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(表1)。

不同年齡患者腎上腺素刺激試驗分型診斷結(jié)果

隨著年齡增長，腎上腺素刺激試驗用于GSD Ⅰ 型和Ⅲ 型分型診斷的敏感度和特異度呈增高趨勢(圖1)。GSD Ⅰ型或Ⅲ型年齡≤2.5歲較>2.5歲患者餐后刺激試驗有效應者的比例差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(表2)。腎上腺素刺激試驗診斷年齡≤2.5歲的GSDⅠ型患者的敏感度和特異度分別為78.3%和42.9%；診斷年齡>2.5歲的Ⅰ型患者的敏感度和特異度分別為95.4%和77.1%。腎上腺素刺激試驗診斷年齡≤2.5歲的GSD Ⅲ型患者的敏感度和特異度分別為42.9%和78.3%；診斷年齡>2.5歲的Ⅲ型患者的敏感度和特異度分別為77.1%和95.4%。

表 1 不同分型GSD患者的一般情況及餐后腎上腺素 刺激試驗結(jié)果

GSD：糖原累積癥；與GSD Ⅲ型比較，*P<0.01

圖 1 年齡對GSD Ⅰ型(A)和Ⅲ型(B)患者餐后腎上腺素刺激試驗敏感度和特異度的影響GSD：同表1

表 2 GSD Ⅰ型和Ⅲ型≤2.5歲患者及>2.5歲患者的餐后 腎上腺素刺激試驗結(jié)果

GSD：同表1；與同一分型>2.5歲患者比較，*P<0.05

討 論

我國臨床上以肝臟明顯增大伴空腹低血糖為主要表現(xiàn)的GSD患者中，GSD Ⅰ a型最常見，占65%；GSD Ⅲ型次之，占30%；而GSD Ⅰ b型約占5%[2]。這3型均可生后即起病，且早期臨床表現(xiàn)很相似，均可表現(xiàn)為個矮、幼稚面容、肝大、低血糖、高血脂等，但晚期并發(fā)癥各不相同。GSD Ⅰ a型可出現(xiàn)進行性腎臟損害、痛風、肺動脈高壓、肝腺瘤、肝癌、骨質(zhì)疏松等[3]；GSD Ⅰ b型除GSD Ⅰ a型表現(xiàn)外，還可出現(xiàn)周期性或持續(xù)性粒細胞減少癥伴反復感染、炎癥性腸病等[4]；GSD Ⅲ 型則可出現(xiàn)肌酶升高、進行性肌無力、心臟增大和心電圖異常等[5]。治療上，GSD Ⅰ 型更強調(diào)維持血糖、血脂、血尿酸和乳酸的穩(wěn)定[6]；GSD Ⅲ 型則重視高蛋白飲食[7]。如能早期診斷并及時干預，GSD Ⅰ型及Ⅲ型患者可達到與正常人相似的生長發(fā)育水平和生活質(zhì)量。因此，疾病早期診斷尤為重要。

腎上腺素刺激試驗是一項在臨床上長期使用的經(jīng)典分型試驗，其簡便、價廉、無創(chuàng)，患者接受度高。糖原是由葡萄糖構成的高分子多糖，主要貯存在肝臟和肌肉中作為備用能量[8]。攝入體內(nèi)的葡萄糖在糖原合成酶等多種酶的作用下，以α- 1,4-糖苷鍵連接成直鏈，每隔3～5個葡萄糖殘基由α- 1,6-糖苷鍵連接分枝，如是擴展，最終構成樹狀結(jié)構的大分子。糖原分解時需要磷酸化酶、脫枝酶等多種酶催化。磷酸化酶僅限作用于直鏈的α- 1,4-糖苷鍵，而當分枝點前僅存4個葡萄糖殘基時須有脫枝酶將其中3個殘基轉(zhuǎn)移至其他直鏈以保證磷酸化酶繼續(xù)作用，同時，脫枝酶解除α- 1,6-糖苷鍵連接的一個葡萄糖分子。如此反復，糖原完全分解為6-磷酸葡萄糖。6-磷酸葡萄糖再由葡萄糖-6-磷酸酶水解，最終得到葡萄糖。正常情況下，腎上腺素在體內(nèi)和α受體、β受體結(jié)合后，促使肝臟中的糖原分解，加速葡萄糖的產(chǎn)生與輸出，進入血液循環(huán)，以提高血糖水平；并且腎上腺素可部分降低外周組織對葡萄糖攝取的作用，相對升高血糖。

GSD Ⅰa型和GSD Ⅰb型患者均存在葡萄糖- 6-磷酸酶缺陷。在這種情況下，無論空腹或餐后情況下，由糖原分解或糖原異生最后產(chǎn)生的6-磷酸葡萄糖都不能分解得到葡萄糖。因此，即使給予腎上腺素刺激，患者血糖都不會明顯增高。GSD Ⅲ型患者存在分枝酶缺陷，糖原分解不能正常進行，致使α- 1,6-糖苷鍵連接點增多及糖原分子結(jié)構異常，但并不影響α- 1,4-糖苷鍵的分解?？崭箷r，無可供分解的α- 1,4-糖苷鍵，即使給予腎上腺素刺激，血糖不會明顯增高。而進食后, 新合成的糖原存在可供分解的α- 1,4-糖苷鍵，故給予腎上腺素刺激后，血糖可明顯增高。從理論上看，腎上腺素刺激試驗可以間接地反映體內(nèi)肝臟糖原分解是否出現(xiàn)了問題，但并不能明確糖原分解過程中是哪一種酶出現(xiàn)了缺陷。

在基因突變分析方法建立前，肝臟或肌肉活檢進行相關酶活性的測定是國際上GSD診斷的“金標準”。但因該方法有創(chuàng)，實驗操作復雜、影響因素多，特別是在我國臨床上還沒有開展肝組織酶活性的測定，因此其使用受到很大限制。近年來，基因分析開始用于GSD的確診。GSD Ⅰa、GSD Ⅰb和GSD Ⅲ型分別由葡萄糖- 6-磷酸酶G6PC基因、葡萄糖- 6-磷酸轉(zhuǎn)移酶G6PT基因、葡萄糖脫枝酶AGL基因等突變所致。提取GSD患者外周血DNA，經(jīng)PCR擴增G6PC、G6PT和AGL基因編碼區(qū)并純化后直接測序，如發(fā)現(xiàn)2個致病突變，即可作出基因診斷。該方法無創(chuàng)安全，可用于患者確診、攜帶者的檢出和產(chǎn)前診斷，是GSD Ⅰ型和Ⅲ型確診的可靠方法之一，但技術要求及費用均較高，耗時較長，人群普及受限。

本研究對腎上腺素刺激試驗在GSD Ⅰ型、Ⅲ型分型診斷中的價值進行了探討，結(jié)果顯示經(jīng)典的腎上腺素刺激試驗用于GSD Ⅰ型和Ⅲ型的分型診斷仍具有一定價值。分析年齡對試驗結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)年齡越大，腎上腺素刺激試驗診斷GSD的敏感度和特異度越高。年齡≤2.5歲患者餐后刺激試驗的結(jié)果較>2.5歲患者的結(jié)果差異有統(tǒng)計學意義。筆者考慮這可能與年齡大于2.5歲的患者對腎上腺素等升血糖激素反應更穩(wěn)定有關。另外，人體參與血糖代謝的其他內(nèi)分泌激素還包括糖皮質(zhì)激素、生長激素、甲狀腺素、胰高血糖素等，也會影響刺激試驗的結(jié)果。

綜上，目前臨床上常用的GSD分型方法除臨床表現(xiàn)外，主要有腎上腺素刺激試驗和基因診斷等。近10年來，GSD的基因診斷技術得到迅速發(fā)展，有逐漸取代腎上腺素刺激試驗等功能試驗之勢。但腎上腺素刺激試驗對GSD Ⅰ型和Ⅲ型的臨床分型仍具有一定意義，適用于沒有條件進行基因及相關組織活檢作相關酶活性診斷的醫(yī)院，且2.5歲以上的GSD患者的腎上腺素刺激試驗結(jié)果可靠性更高。

致謝：北京協(xié)和醫(yī)院兒科各位醫(yī)務人員、患者及其家長的支持和配合

[1]Froissart R， Piraud M， Boudjemline AM，et al. Glucose- 6-phosphatase deficiency[J]. Orphanet J Rare Dis，2011，6:27.

[2]邱正慶，魏珉.中國人常見糖原累積癥111例基因分型研究.中華醫(yī)學會第五次全國兒科中青年學術交流大會[C].濟南：中華醫(yī)學會，2008.

[3]Rake JP, Visser G, Labrune P, et al. Glycogen storage disease type Ⅰ: diagnosis, management, clinical course and outcome.Results of the European Study on Glycogen Storage Disease Type l (ESGSD I)[J].Eur J Pediatr,2002,161:20- 34.

[4]Visser G，Rake JP，Labrune P，et al. Consensus guidelines for management of glycogen storage disease type 1b-European Study on Glycogen Storage Disease Type 1[J]. Eur J Pediatr, 2002，161:S120-S123.

[5]Austin SL，Proia AD，Spencer-Manzon MJ，et al. Cardiac pathology in glycogen storage disease type Ⅲ[J].JIMD Rep, 2012，6:65- 72.

[6]Rake JP，Visser G，Labrune P，et al. Guidelines for management of glycogen storage disease type Ⅰ-European Study on Glycogen Storage Disease Type Ⅰ (ESGSD Ⅰ)[J]. Eur J Pediatr， 2002，161:S112-S119.

[7]Kishnani PS，Austin SL，Arn P，et al. Glycogen storage disease type Ⅲ diagnosis and management guidelines[J].Genet Med，2010，12:446- 463.

[8]胡亞美,江載芳.諸福棠實用兒科學[M].7版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2002:2125- 2133.

Diagnostic Value of Epinephrine Stimulation Test in Distinguishing Type Ⅰ and Type Ⅲ Glycogen Storage Diseases

JIAN Shan, WANG Wei, WEI Min, QIU Zheng-qing

Department of Pediatrics，Peking Union Medical College Hospital，Chinese Academy of Medical Sciences &Peking Union Medical College，Beijing 100730，China

QIU Zheng-qing Tel: 010-69156276，E-mail：zhengqingqiu33@aliyun.com

Objective To analyze the value of epinephrine stimulation test in distinguishing type Ⅰ and type Ⅲ glycogen storage diseases (GSD). Methods The clinical data of genetically diagnosed type Ⅰ and Ⅲ GSD patients from March 1991 to February 2012 in Peking Union Medical College Hospital were retrospectively analyzed. All the patients finished fasting and postprandial epinephrine stimulation test. The diagnostic value of fasting and postprandial epinephrine stimulation test was evaluated against gene diagnosis as the gold standard. Results Totally, 144 GSD patients(88 males and 56 females) with an average age of (5.77±4.58)years were included. There were 68 cases of GSD type Ⅰa, 20 cases of GSD type Ⅰb, and 56 cases of GSD type Ⅲ. Fasting epinephrine stimulation test showed no significant increase in blood glucose level in all the 144 patients, while postprandial epinephrine stimulation test exhibited that blood glucose level significantly increased in 44 cases, including 8 cases of type Ⅰ and 36 cases of type Ⅲ, with significant difference in the percentage of patients effective to the test between the two types (P<0.01). The sensitivity and specificity of postprandial epinephrine stimulation test in diagnosing GSD type Ⅰ were 90.9% and 64.3%, respectively, and those in diagnosing GSD type Ⅲ were 64.3% and 90.9%, respectively. The sensitivity and specificity in patients ≤2.5 years old were significantly lower than those in patients >2.5 years old (P<0.01). In patients >2.5 years, the sensitivity and specificity of epinephrine stimulation test were 95.4% and 77.1% in GSD Ⅰ, and 77.1% and 95.4% in GSD type Ⅲ. Conclusion Epinephrine stimulation test still can be helpful in distinguishing GSD type Ⅰ and GSD type Ⅲ, especially liable in patients > 2.5 years old.

glycogen storage disease；epinephrine stimulation test；gene diagnosis

邱正慶 電話：010-69156276，E-mail：zhengqingqiu33@aliyun.com

R725.8

A

1674-9081(2014)04-0389-04

10.3969/j.issn.1674-9081.2014.04.007

2014- 08- 14)