HCS基因缺陷所致全羧化酶合成酶缺陷癥1例并文獻復(fù)習(xí)

任瑞娟，吳湘濤，成舉森，趙麗，李樹軍

(新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 兒童重癥監(jiān)護室，河南 新鄉(xiāng) 453100)

全羧化酶合成酶缺陷癥(holocarboxylase synthetase deficiency，HCSD)是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，是多種羧化酶缺陷癥的一種類型。因全羧化酶合成酶(holocarboxylase synthetas，HCS)活性下降，生物素與生物素依賴的多種羧化酶結(jié)合障礙，進而影響多種羧化酶的活性，導(dǎo)致糖、脂肪、氨基酸等代謝異常，致使3-羥基異戊酸、乳酸、3-羥基丙酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸及甲基枸櫞酸等代謝產(chǎn)物在體內(nèi)蓄積[1-2]?；颊咧饕憩F(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)損傷和皮膚損傷。本病由HCS基因突變所致，該基因位于21q22.1，至今有20多種相關(guān)基因突變被發(fā)現(xiàn)，均為常染色體隱性遺傳。日本有報道HCSD發(fā)病率約為1/100 000[3]。本文回顧分析1例HCS基因符合雜合突變導(dǎo)致的HCSD患兒的臨床資料，并對其父母兄妹進行了基因突變分析，具體如下。

1 臨床資料

7個月13 d男童以“腹瀉2 d，哭鬧不安1 d，呼吸困難12 h”入院。入院前2 d出現(xiàn)腹瀉，綠色糊樣大便，每日1～2次，量中等，于當?shù)蒯t(yī)院口服藥物(乳酸菌素、乳酶素、復(fù)合維生素B等)治療1 d，腹瀉無好轉(zhuǎn)。入院前1 d出現(xiàn)哭鬧不安，家屬未在意。入院前12 h患兒出現(xiàn)呼吸困難，遂就診于新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院。患兒平素?zé)o明顯誘因下會出現(xiàn)嘔吐，皮膚濕疹明顯，為第2胎第2產(chǎn)，7個月會抬頭，入院時不會坐?；純河?個姐姐，8歲，身體健康。查體：體溫35.8 ℃，每分鐘脈搏154次，每分鐘呼吸45次，體質(zhì)量8.65 kg；一般情況較差，深大呼吸，呼吸深、快，皮膚冷、干燥，彈性減退，頭面部濕疹明顯，口唇紅潤；吸氣三凹征陽性，雙肺呼吸音清；腹軟，肝右肋緣下可觸及約2 cm，邊緣銳，質(zhì)地軟；四肢末梢涼，毛細血管充盈時間5 s。入院實驗室檢查：血氣分析示pH 6.93，PaCO210.0 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，PaO2179 mmHg，HCO3- 3.0 mmol·L-1，BE未測出，Na+138 mmol·L-1，K+3.0 mmol·L-1，血糖5.3 mmol·L-1，乳酸10 mmol·L-1，血氨144 mmol·L-1。頭顱核磁增強提示：雙側(cè)額顳部腦外間隙增寬，腦溝、裂、池較寬深，腦室稍擴大，考慮腦發(fā)育不良可能；右側(cè)額部顱板下異常信號，考慮少量硬膜下出血。待患兒入院后給予其補堿糾正酸中毒以及補液、保護器官等支持治療。7 d后血串聯(lián)質(zhì)譜回示：亮氨酸、纈氨酸、甲基丙二酰+3-羥基-異戊?；鈮A增高，游離肉堿降低。尿氣相色譜質(zhì)譜法示：丙酮酸-OX-2、3-羥基-異戊酸-2、3-甲基巴豆酰甘氨酸-1、3-羥基丙酸-2、3-甲基巴豆酰甘氨酸-2、甲基枸櫞酸-4、甲基枸櫞酸-4(2)等明顯升高，疑似多種羧化酶缺陷癥。10 d后在征得患兒家屬同意并簽署知情同意書后，抽取患兒、父母及其姐姐的靜脈血，進行代謝病相關(guān)基因分析(北京邁基諾基因科技有限責(zé)任公司)。檢測到患兒HCS基因有2個雜合突變：1個位于9號外顯子區(qū)域上，c.1648G>A(鳥嘌呤>腺嘌呤)，為已知致病的雜合突變[4]，來自父親，導(dǎo)致氨基酸改變p.V550M(纈氨酸>蛋氨酸)，為復(fù)合雜合突變；1個位于5號外顯子區(qū)域上，編碼DNA序列的286位堿基G缺失，導(dǎo)致對應(yīng)翻譯第96位的氨基酸開始出現(xiàn)移碼突變(p.V96fs)，HGMDpro顯示其為新發(fā)現(xiàn)的突變位點。這2個突變位點分別來自父親和母親，屬于雜合突變，導(dǎo)致氨基酸改變，支持HCSD診斷。待患兒入院后給予其營養(yǎng)心肌、補堿、糾酸、輸注左卡尼汀注射液補充肉堿、口服生物素膠囊等對癥治療?；純航?jīng)治療后病情逐漸穩(wěn)定，酸中毒糾正未再反復(fù)。出院后堅持補充生物素及肉堿。隨訪3 a病情未再復(fù)發(fā)，生長發(fā)育及智力同同齡兒。

2 討論

HCSD是基因突變導(dǎo)致HCS缺乏所致的代謝紊亂性疾病，重者可導(dǎo)致死亡[5]。HCS基因位于21q22.1，全長約240 kb，4個結(jié)構(gòu)區(qū)域，翻譯起始密碼子位于外顯子6，終止密碼子位于外顯子14，包括726位氨基酸。國內(nèi)已報道的基因突變有c.1552C>T(R508W)，c.126G>T(E42D)，c.1088T>A(V363D)，c.1741G>A(G581S)，c.782delG(p.G260V)，c.2126C>T(p.P 709 L)，c.1513G>C(p.G505R)，c.1994G>C(R665P)等[6-8]。本例患兒c.1648G>A(鳥嘌呤>腺嘌呤)，p.V550M為第1 648位鳥嘌呤置換為腺嘌呤，導(dǎo)致其編碼的550位蛋氨酸發(fā)生改變；c.286delG，p.V96fs為第286位鳥嘌呤(G)缺失，導(dǎo)致其編碼的蛋白質(zhì)發(fā)生移碼突變?；純旱碾s合突變分別來自父母的常染色體隱性遺傳，其父母均無相關(guān)臨床癥狀，故分析該雜合突變?yōu)樵摶純旱闹虏⊥蛔儭?/p>

HCSD多于新生兒期或嬰兒早期起病，表現(xiàn)為神經(jīng)、皮膚、消化和免疫等多個系統(tǒng)損害，以神經(jīng)系統(tǒng)和皮膚損害為主。因患兒常表現(xiàn)為全身多個系統(tǒng)非特異性癥狀，故導(dǎo)致診斷該病的難度增加。因HCS的活性下降，生物素與生物素依賴的羧化酶(乙酰CoA羧化酶、丙酮酸羧化酶、3-甲基巴豆酰CoA羧化酶、丙酰CoA羧化酶)結(jié)合障礙，從而導(dǎo)致生物素缺乏，致使糖、脂肪、氨基酸等代謝發(fā)生異常。過量的乳酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-羥基異戊酸等代謝產(chǎn)物在體內(nèi)貯積[9]?；純号R床表現(xiàn)為難以糾正的高尿酸血癥、代謝性酸中毒、高血氨癥、低血糖、高乳酸血癥等。血串聯(lián)質(zhì)譜可見3-羥基-異戊?；鈮A水平顯著升高，尿氣相質(zhì)譜可見3-羥基丙酸、甲基檸檬酸、乳酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-羥基異戊酸等明顯升高[7,10]。本例患兒血乳酸、血氨水平升高，血串聯(lián)質(zhì)譜回示丙酮酸-OX-2、3-羥基-異戊酸-2、3-甲基巴豆酰甘氨酸-1、3-羥基丙酸-2、3-甲基巴豆酰甘氨酸-2、甲基枸櫞酸-4、甲基枸櫞酸-4(2)等明顯升高，符合HCSD的實驗室檢查結(jié)果。部分HCSD患者免疫功能差，易合并真菌及細菌感染[1]。及時應(yīng)用生物素治療的預(yù)后良好。本例患兒應(yīng)用生物素后酸中毒逐漸糾正，皮膚情況和呼吸困難緩解，隨訪至今疾病未再復(fù)發(fā)。

對出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)及皮膚等非特異性損害或合并難以糾正的代謝性酸中毒的患者，如果懷疑HCSD，應(yīng)盡早進行血、尿有機酸及氨基酸篩查以明確診斷，及時應(yīng)用生物素治療。推薦生物素起始口服劑量為每日10～40 mg。國外研究數(shù)據(jù)顯示，部分患兒需將生物素加量至每日100 mg[11]，針對難治者每日生物素劑量可高達1.2 g[12]。經(jīng)治療1～2周后，多數(shù)患兒明顯好轉(zhuǎn)，但早期未及時治療者易出現(xiàn)死亡，少數(shù)患兒停藥易導(dǎo)致病情反復(fù)，需長期維持治療[10]。但部分患兒使用大劑量生物素治療后病情控制不理想，并出現(xiàn)生物素抵抗的現(xiàn)象[11]。因此，應(yīng)根據(jù)不同患者的臨床表現(xiàn)及實驗室檢查結(jié)果制定治療劑量。

難治性HCSD患者多有p.L216R和p.L237P基因突變，而N-末端159～314位氨基酸結(jié)構(gòu)域的突變影響HCS的活性及HCS與蛋白質(zhì)底物的親和力[13]。有報道在4例HCSD患兒中，1例L216R突變的患兒接受生物素治療的效果差[14]。對治療效果差及重型HCSD患兒的治療方案尚缺乏大樣本的數(shù)據(jù)支持。

對臨床中出現(xiàn)難以糾正的代謝性酸中毒、高血氨癥、高乳酸血癥的患兒，應(yīng)注意警惕遺傳代謝性疾病，盡早進行血尿有機酸檢測，甚至基因篩查，明確診斷，及時干預(yù)治療，改善預(yù)后。