ACTA-I基因復合雜合突變引起β-酮硫解酶缺乏癥臨床分析

高玉鳳，單小鷗

（1.溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院 兒童內分泌遺傳代謝科，浙江 溫州 325027；2. 舟山市普陀區(qū)中醫(yī)院 兒科，浙江 舟山 316000）

β-酮硫解酶缺乏癥（β-ketothiolase deficiency，BKTD）是由ACTA-I基因突變引起的。ACTA-I 基因主要編碼β-酮硫解酶，該酶參與酮體的代謝與異亮氨酸的分解代謝過程。ACTA-I基因突變引起的BKTD屬常染色體隱性遺傳病，據(jù)國外報道發(fā)生率約為1/232 000[1]，國內發(fā)病率未知，僅有幾例報 道[2-5]。由于其發(fā)作時存在代謝性酸中毒，與其他原因引起的代謝性酸中毒容易混淆。為能夠對BKTD進行早期診斷和治療及后續(xù)的隨訪與觀察，現(xiàn)將1例在溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院經(jīng)基因測序確診的BKTD的臨床病例進行回顧性分析和總結，報告如下。

1 臨床資料

1.1 臨床表現(xiàn) 患兒，男，4歲，因“發(fā)熱2 d，嘔吐1 d，氣促、神軟7 h余”于2017年9月13日入住溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院?；純喝朐呵? d出現(xiàn)發(fā)熱，最高體溫38.5 ℃，伴流鼻涕，輕微咳嗽。入院前1 d出現(xiàn)嘔吐，伴有腹痛，無腹瀉，無口渴喜飲，體溫正常，至我院就診，考慮“嘔吐待查：急性胃炎”，予磷酸鋁凝膠、布拉氏酵母菌散等治療1 d后無好轉再次來我院就診，擬診為“急性胃炎”，予“奧西康針”治療，輸液過程中患兒出現(xiàn)氣促，呼吸費力，伴神軟、嗜睡，面色蒼白，考慮患兒病情重，急診收住我院搶救室，查血氣分析、血糖，診斷為“低血糖，嚴重代謝性酸中毒”，予10%葡萄糖靜脈推注和維持、碳酸氫鈉糾酸、吸氧等處理后血糖恢復正常，精神好轉，稍煩躁，呼吸稍促，體溫正常。為求進一步診治，以 “低血糖，嚴重代謝性酸中毒”收住我院兒童內分泌遺傳代謝科。入院體格檢查：體溫36.5 ℃，呼吸30次/min，心率110次/min，血壓110/64 mmHg （1 mmHg=0.133 kPa），體質量15 kg。神志清，精神一般，瞳孔等大0.3 cm，對光反射靈敏，口唇黏膜干燥，呼吸稍促，三凹征（-），兩肺呼吸音粗，未聞及干濕啰音。心律齊，心音中，腹平軟，肝肋下4 cm， 脾肋下未及，四肢肌力、肌張力正常，病理征陰性。

患兒于2014年9月1日至2014年9月17日曾因“手足口?。ㄎＶ匕Y）、手足口病腦炎、代謝性酸中毒、有機酸代謝異常可能”在我院住院治療，當時尿氣相質譜發(fā)現(xiàn)除酮體有明顯增高外，尿乳酸、3-羥基丙酸、2-甲基-3-羥基丁酸、3-羥基異戊酸、2-乙基-3-羥基丙烯酸也有不同程度增高，未發(fā)現(xiàn)2-甲基乙酰乙酸（2MAA）和巴豆酰甘氨酸（TIG），由于診斷未明，建議做外周血DNA檢測，當時家長拒絕，曾去外院復查血尿代謝未見異常。

1.2 輔助檢查 實驗室檢查：急診血常規(guī)正常，靜脈血氣分析：pH 7.085，PCO217.5 mmHg， PO268.4 mmHg，HCO3-5.1 mmol/L，剩余堿（BE）-22.89 mmol/L，提示嚴重代謝性酸中毒。血糖 2.60 mmol/L提示低血糖。尿酮體++。血β-羥基丁酸7.58 mmol/L，提示明顯升高。游離脂肪酸 0.96 mmol/L，提示正常高限。乳酸1.7 mmol/L，肝腎功能心肌酶、電解質、血肌鈣蛋白、腦鈉肽、血脂均正常。血氨、甲狀腺功能、丙酮酸正常。C-肽 0.82 ng/mL，胰島素2.37 μIU/mL，糖化血紅蛋白6.4%，均正常。促腎上腺皮質激素、皮質醇、生長激素均正常。腹部B超示：肝大伴回聲改變（右肝斜徑105 mm，肋下27 mm）。心超、心電圖未見異常。

血代謝性疾病篩查：3-羥基丁酸肉堿輕度增高。尿有機酸篩查：3-羥基丁酸增高，提示酮癥。

1.3 ACTA-I基因檢測 ACTA-I基因檢測結果提示c.370A＞C、c.473A＞G復合雜合突變（見圖1）。蛋白質預測結果提示蛋白質結構改變，見圖2-3。

1.4 治療和轉歸 患兒入院后經(jīng)靜脈輸注10%葡萄糖4～6 mg·kg-1·h-1，同時監(jiān)測血糖使血糖維持在4.0～6.0 mmo/L，嘔吐及腹痛癥狀緩解，恢復正常飲食后停靜脈葡萄糖?；純涸趽尵仁医?jīng)過碳酸氫鈉糾酸后入病房靜脈血氣分析提示pH 7.18，PCO222 mmHg，PO224mmHg，HCO3--10 mmol/L，BE -18.7 mmol/L。僅輸注葡萄糖維持血糖正常，7 h后復查靜脈血氣分析已正常?；純撼鲈汉?個月經(jīng)基因報告（見圖1-3）確診為BKTD。出院后一直隨訪至2019年2月未發(fā)生酮癥酸中毒。

2 討論

BKTD也稱為線粒體-乙酰乙酰輔酶A硫解酶缺乏癥，是一種異亮氨酸分解代謝和酮體利用障礙的常染色體隱性遺傳疾病[6]。自國外學者1971年首次描述BKTD的臨床表現(xiàn)以來，在世界范圍內已報道超過100例患者[7]。一項亞洲人新生兒篩查回顧性研究表明，54例β-酮硫解酶（β-ketothiolase，BKT）篩查陽性患者中，有33例越南人，14例印度人，4例中國人，2例日本人[8]。NGUYEN等[9]曾報道過10年間41例患者的臨床表現(xiàn)，患者大多在5個月至2歲之間發(fā)病，發(fā)病者無明顯性別差異。發(fā)病間歇期通常沒有癥狀。第1次發(fā)作92%的患者有發(fā)熱，90%的患者有嘔吐，51%的患者有腹瀉，39%的患者有咳嗽，97%的患者有呼吸加快，97%的患者有脫水表現(xiàn)，100%的患者有意識改變，15%的患者有驚厥，10%的患者有低血壓；實驗室結果顯示，100%的患者有代謝性酸中毒并且尿酮體呈陽性，28%的患者有高血糖，8%的患者有低血糖，23%的患者有高氨血癥，14%的患者腦影像有異常。大多數(shù)情況下，酮癥酸中毒發(fā)作繼發(fā)于胃腸道或呼吸道疾病。本研究的患者第1次發(fā)作時年齡為1歲10個月，其誘因為手足口??；第二次發(fā)作時誘因為急性上呼吸道感染，主要表現(xiàn)為嚴重酮癥酸中毒，同時伴有低血糖。該患者2次發(fā)作血氨均正常，與NGUYEN等[9]報道的臨床表現(xiàn)相似。

圖1 患兒ACTA-I基因檢測結果

圖2 c.370A＞C突變對蛋白三維模型結構預測分析氨基酸氫鍵的影響

圖3 c.473A＞G突變對蛋白三維模型結構預測分析氨基酸側鏈的影響

在酮體代謝過程中，BKT參與肝內外線粒體乙酰乙酰輔酶A和乙酰輔酶A的相互轉換[10]。由于肝內存在于線粒體中的長鏈3-酮?；?CoA硫解酶（T1）可以起到代償BKTD缺陷的作用，因此BKTD主要導致肝外酮體利用障礙，造成反復發(fā)作的酮癥酸中毒。在異亮氨酸代謝過程中，BKT參與終末步驟得到產(chǎn)物乙酰輔酶A和丙酰輔酶A，BKT的缺乏可導致中間代謝產(chǎn)物累積，表現(xiàn)為2-甲基-3-羥基丁酸酯（2M3HB），2MAA和TIG的尿排泄增加，血酰基肉堿分析通常顯示異戊烯酰肉堿（C5：1）和3-羥基異戊酰肉堿（C5-OH）肉堿水平升高。以此作為診斷依據(jù)，可進一步進行纖維母細胞或淋巴細胞BKT活性的測定，以及ACAT-1基因型的檢測。該患者第1次發(fā)病時的尿氣相質譜主要發(fā)現(xiàn)尿中酮體排泄明顯增高，第2次發(fā)病時的尿氣相質譜顯示，僅有3-羥基丁酸增高，血串聯(lián)質譜示3-羥基丁酸肉堿有輕度增高，2次血尿代謝性疾病篩查均未見典型的表現(xiàn)。該檢查結果與之前的報道一致，即輕癥基因型患者可以沒有典型表現(xiàn)，這類患者即使在代謝危重期，尿液有機酸檢測也顯示TIG和2M3HB正?；蛑挥休p度升 高[11-12]。因此明確診斷仍需做ACTA-I基因突變的檢測。

編碼BKT的基因ACAT-1定位于11號染色體長臂（11q22.3-23.1），它大約27 kb，包含12個外顯子和11個內含子[13]。到目前為止，已經(jīng)鑒定出了70多種突變[14]。雖然病例數(shù)報道較少，但特定人群仍存在一些熱點突變，如越南人群中，70%以上的患者中存在熱點突變R208X[15]，印度種群中，50%的突變等位基因中發(fā)現(xiàn)了M193R[10]。提示將來通過廣泛的流行病學研究有發(fā)現(xiàn)熱點突變的可能。

BKTD的活性中心氨基酸殘基為126Cys、385His、 413Cys[16]。本例報道中，突變位點為c.370A＞C、c.473A＞G，為復合雜合突變，2種突變分別來自父母，符合孟德爾遺傳規(guī)律。c.370A＞C為一新發(fā)現(xiàn)的錯義突變，但經(jīng)蛋白質結構預測分析發(fā)現(xiàn)，c.370A＞C（p.K124Q）突變會介導其與126位氨基酸的相互作用異常，可能具有致病性。c.473A＞G、p.N158S蛋白質結構預測分析發(fā)現(xiàn)氨基酸側鏈發(fā)生了改變，該突變臨近活性位點，可能引起局部空間結構變化從而起到致病的作用，且該位點在HGMD專業(yè)版數(shù)據(jù)庫中被報道過與BKTD相關。綜上所述，結合患者的臨床特點可判斷患者的c.370A＞C、c.473A＞G復合雜合突變可能為致病性突變。

值得注意的是，BKTD需要與琥珀酰輔酶A酮酸轉移酶缺乏癥（Succinyl-CoA：3-ketoacid CoA transferase deficiency，SCOTD）和2-甲基-3-羥基丁酰輔酶A脫氫酶缺陷癥（2-methyl-3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase deficiency，MHBDD）相鑒別[17]。BKTD與SCOTD患者都是以間歇性酮癥酸中毒為特征的酮體利用障礙性常染色體隱性遺傳病。而MHBDD是X連鎖隱性遺傳病，是由于異亮氨基酸的分解代謝過程中的2-甲基-3-羥基丁酰輔酶A脫氫酶的缺陷引起的。SCOTD患者在新生兒期即可發(fā)生酮癥酸中毒，即使無臨床癥狀可存在永久性酮尿。然而在BKTD患者中，新生兒發(fā)病是非常罕見的。幾乎所有的病例都發(fā)生在5個月至2歲之間，由感染或饑餓誘發(fā)。而MHBDD無酮癥酸中毒發(fā)作。BKTD和 MHBDD血肉堿的典型變化為異戊烯酰肉堿（C5:1）和3-羥基異戊酰肉堿（C5-OH）的升高，而SCOTD患者無此變化。對患者尿有機酸的研究提示BKTD表現(xiàn)為2-甲基乙酰乙酸、2-甲基-3羥基丁酸、TIG升高，MHBDD 表現(xiàn)為2-甲基-3羥基丁酸、TIG升高，而SCOTD患者無改變。但遇到非典型病例時，需基因協(xié)助診斷。

BKTD的治療包括對緩解期和急性失代償期的治療兩方面。緩解期治療包括預防酮癥酸中毒發(fā)作，如避免禁食、膳食富含碳水化合物，限制脂肪飲食，限制蛋白質1.5～2 g·kg-1·d-1，服用左旋肉堿100～200 mg·kg-1·d-1。急性失代償期治療包括治療低血糖，目標為維持血糖在正常值上限，抑制酮體的合成，酮癥酸中毒的治療。BKTD的預后大不相同，從病死病例到無癥狀的成人均可發(fā)生。少數(shù)患者可能永遠不會出現(xiàn)臨床癥狀。80%患者表現(xiàn)出正常的神經(jīng)認知。據(jù)文獻報道，患者的致病性并發(fā)癥通常表現(xiàn)為慢性神經(jīng)癥狀，尤其是錐體外系運動障礙[18]。DAUM等[19]及HENRY等[20]曾報道2例BKTD患者出現(xiàn)罕見心血管病變事件，其中1例死于心力衰竭，另1例被發(fā)現(xiàn)有長QT間期。

總之，BKTD以反復發(fā)作的嚴重酮癥酸中毒為特征，第1次發(fā)作年齡大多數(shù)為5個月至2歲，發(fā)作時往往以上呼吸道感染或胃腸炎為誘因，生化特點為血酮體明顯升高，血肉堿譜中異戊烯酰肉堿（C5:1）和3-羥基異戊酰肉堿（C5-OH）的升高，尿有機酸中2-甲基乙酰乙酸、2-甲基-3羥基丁酸、TIG的升高[21]，臨床上需要與SCOTD和MHBDD相鑒別。遇臨床非典型病例，需做BKT和ACAT-1基因測序以明確診斷。