高脯氨酸血癥臨床特征分析

王彥云 孫 云 程 威 張志蕾 蔣 濤

南京市婦幼保健院 南京醫(yī)科大學(xué)附屬婦產(chǎn)醫(yī)院（江蘇南京 210004）

脯氨酸（prolline）是人體非必須氨基酸之一，分布于多種蛋白質(zhì)中，隨著遺傳代謝病篩查的普及，當(dāng)前脯氨酸從營養(yǎng)指標(biāo)成為一個疾病指標(biāo)而備受關(guān)注。南京市新生兒篩查中心從2013 年起開始引進(jìn)串聯(lián)質(zhì)譜（tandem mass spectrometry，MS/MS）檢測技術(shù)進(jìn)行新生兒遺傳代謝病的擴大篩查，檢測指標(biāo)包括31種酰基肉堿，一種琥珀酰丙酮和11種氨基酸，脯氨酸是其中一種氨基酸篩查指標(biāo)。國內(nèi)文獻(xiàn)報道，當(dāng)前MS/MS首要篩查病種中與脯氨酸密切相關(guān)的疾病為高脯氨酸血癥[1-4]。高脯氨酸血癥I型（hyperprolinemia type I，HPI）和高脯氨酸II型（hyperprolinemia type II，HPII）均是常染色體隱性遺傳性疾病，最早針對HPI的研究大都認(rèn)為其為良性病程，但是隨著病例積累、對確診患者隨訪時間延長和對22q11微缺失綜合征研究的深入顯示，部分HPI 可出現(xiàn)不同程度的精神癥狀、生長發(fā)育障礙和腎臟損傷[5-10]，而HPII較HPI患者更易出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和生長發(fā)育障礙[11-14]，如熱驚厥等。本研究結(jié)合遺傳代謝病篩查結(jié)果，探討HPI和HPII臨床表型、預(yù)后及治療的必要性。

1 臨床資料

選擇2013 年11 月—2019 年4 月在南京市婦幼保健院新生兒篩查中心，至少2次MS/MS檢測脯氨酸＞400 μmol/L的患兒為研究對象。本研究采用干血斑非衍生化MS/MS 方法檢測血脯氨酸。新生兒經(jīng)足跟采集末梢血，非新生兒經(jīng)無名指采集末梢血，滴于專用采血濾紙上，制成干血斑樣本。經(jīng)萃取預(yù)處理后采用MS/MS系統(tǒng)，包括MS/MS儀器ACQUITY TQD、高效液相色譜儀1525 和自動進(jìn)樣器2777 C進(jìn)行檢測，并采用Masslynxv4.1軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

研究期間共約20 萬例新生兒接受MS/MS 篩查，并且在篩查出疑似遺傳代謝病后，若家里有年長兒童一并帶回復(fù)查。本組15例患兒均有至少2次血脯氨酸＞400 μmol/L，其中3例結(jié)合基因檢測確診為高脯氨酸血癥，I型1例，II型2例，見表1；余12例疑似患兒中，6 例在3～6 個月隨訪中脯氨酸逐步降至正常范圍，另外6例隨訪中斷，并拒絕完善基因檢測，見表2。

3例確診患兒中，例1和例2均為新生兒，診斷時均無臨床癥狀。例1 末次隨訪年齡為1歲1個月、例2末次隨訪年齡為9個月，仍均未見臨床癥狀及發(fā)育異常。

例3是例2的姐姐，因例2新生兒篩查發(fā)現(xiàn)脯氨酸異常升高，進(jìn)行家系檢測時被診斷。例3足月分娩，出生于上海市，因父母工作變動頻繁多次更換居住地址，因此兒童保健體檢及隨訪資料缺如。末次隨訪年齡11歲，體質(zhì)量50 kg，身高138 cm。體格、運動發(fā)育正常?；純?歲半會叫“媽媽”，但3歲時只能說少量單詞，無法表達(dá)簡單的句子，未就診。3歲半后開始表達(dá)簡單的句子，學(xué)習(xí)成績中等，患兒家屬拒絕完善韋氏智力測試，暫無發(fā)育商和智商等測試數(shù)據(jù)?；純簾o睡眠障礙、行為障礙、幻聽、脾氣暴躁等精神異常。

2 討論

脯氨酸存在于大量常見的食物當(dāng)中，機體可以通過飲食途徑外源性攝入脯氨酸。同時，在生理系統(tǒng)中，脯氨酸可以通過谷氨酸或鳥氨酸途徑進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)換，內(nèi)源性合成脯氨酸。機體通過一整套高效率的調(diào)節(jié)機制，精細(xì)地控制著脯氨酸的來源和去路，使之達(dá)到動態(tài)平衡，以保持脯氨酸在較低的濃度范圍。文獻(xiàn)指出，脯氨酸通常波動于51～271μmol/L[15]。不同種族、人群、地區(qū)和實驗室檢測方法，使脯氨酸濃度范圍存在著一定的地區(qū)性差異。根據(jù)南京市20 萬篩查量的數(shù)據(jù)積累，南京地區(qū)正常新生兒全血干血斑中脯氨酸的濃度范圍是86～330μmol/L。

當(dāng)基因突變引起脯氨酸代謝通路上的某種酶功能異常而導(dǎo)致先天性代謝紊亂時，可檢測到脯氨酸濃度的變化。脯氨酸異常增高時稱為高脯氨酸血癥。脯氨酸的代謝主要與6種酶有關(guān)[16-18]，分別為P5C還原酶、脯氨酸氧化酶（proline oxidase，POX）、P5C脫氫酶、P5C合成酶、鳥氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和脯氨酸肽酶。因此，根據(jù)不同代謝通路，脯氨酸在體內(nèi)蓄積需要相應(yīng)的對6種遺傳代謝性疾病進(jìn)行鑒別診斷，分別為P5C還原酶缺乏癥、HPI、HPII、P5C 合成酶缺乏癥，鳥氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶缺乏癥和脯氨酸肽酶缺乏癥、但是這6 種疾病中，僅有HPI和HPII被包括在我國首要篩查的27種遺傳代謝性疾病中。

表1 確診的3例高脯氨酸血癥患兒診斷及隨訪資料

表2 疑似高脯氨酸血癥12例患兒基因檢測及脯氨酸隨訪資料

HPI 是POX 酶缺陷，POX 位于線粒體內(nèi)膜上，由于是脯氨酸生成谷氨酸的第一步酶，脯氨酸通過POX首先轉(zhuǎn)化為P5C，POX酶缺陷導(dǎo)致HPI的患兒無法生成P5C。因此HPI患兒尿液中P5C檢測陰性，而僅僅表現(xiàn)為高脯氨酸血癥。POX酶的致病基因為PRODH，位于22 q 11.21，該基因較為復(fù)雜，突變和缺失可導(dǎo)致不同的疾病。PRODH基因的突變與疾病HPI 和schizophrenia 4（SCZD4）相關(guān)；PRODH基因所在的染色體片段缺失與疾病22q11微缺失綜合征和DiGeorge綜合征相關(guān)。

HPII 是由于P5C 脫氫酶缺陷，導(dǎo)致P5C 向谷氨酸代謝被阻斷，P5C在體內(nèi)蓄積所致。正常機體的線粒體內(nèi)，脯氨酸在POX介導(dǎo)下降解為P5C，P5C脫氫酶的致病基因為ALDH4A1，位于1p36.13。HPII患兒體內(nèi)過量的P5C致使脯氨酸降解受阻，脯氨酸異常增高。同時，過量的P5C經(jīng)尿液排出。因此HPII患者尿液中能檢測到大量的P5C。此外，鳥氨酸經(jīng)由酶OAT降解為glutamic-γ-semialdehyde，HPII患者的P5C脫氫酶缺陷導(dǎo)致上游物質(zhì)glutamic-γ-semialdehyde的蓄積，影響鳥氨酸的進(jìn)一步代謝降解。因此HPII患兒通常表現(xiàn)為血脯氨酸合并鳥氨酸增高。

部分確診的高脯氨酸血癥患兒在后期的生長發(fā)育中會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的臨床癥狀，但大部分高脯氨酸血癥仍然表現(xiàn)為良性病程。因此，對于無臨床癥狀的患兒給予密切的臨床隨訪格外重要。建議定期進(jìn)行發(fā)育評估，并復(fù)查頭顱核磁共振、腦電圖、脯氨酸和P5C檢測等。我國最早于2000年首次引進(jìn)MS/MS檢測技術(shù)，疑似高脯氨酸血癥病例大多由新生兒篩查發(fā)現(xiàn)，因此當(dāng)前確診的病例尚缺乏長期隨訪的臨床資料。此外，尚有部分患兒失訪。因為當(dāng)患兒短期生長發(fā)育基本正常時，家屬容易放松警惕而拒絕進(jìn)一步隨訪。

本組1 例11 歲的女性患兒，臨床表現(xiàn)基本正常，病史回顧中僅發(fā)現(xiàn)其語言發(fā)育遲緩，余無特殊。既往文獻(xiàn)認(rèn)為，HPII的嚴(yán)重臨床癥狀均與精神障礙密切相關(guān)[22-23]。但是亦有文獻(xiàn)指出，HP與兒童期（＜13歲）精神障礙關(guān)系不大[24]。雖然當(dāng)前患兒的臨床表現(xiàn)基本正常，但是可能在成年后出現(xiàn)精神障礙。因此對其及弟弟（例2）的后期隨訪格外重要。

篩查、診斷、治療是遺傳代謝病的三大要素。對于高脯氨酸血癥的治療，主要分為飲食治療和藥物治療。當(dāng)前文獻(xiàn)指出，飲食治療（包括低脯氨酸特殊營養(yǎng)治療和低蛋白質(zhì)飲食治療）雖然能降低患兒血脯氨酸的檢測值，但是對于有明顯抽搐等臨床癥狀的患兒無明顯緩解和改善，因此不推薦對高脯氨酸血癥患兒使用飲食治療方法[25]。藥物治療分為抗氧化劑（維生素C、維生素E 和谷胱甘肽）和維生素B6，尤其是對于合并癲癇的高脯氨酸血癥患兒，維生素B6可以有效降低癲癇的嚴(yán)重程度和發(fā)作次數(shù)[25]。此外，還有研究認(rèn)為Guanosine可能對于高脯氨酸血癥也有治療效果[26]，但是該研究中使用的動物模型造模是高濃度脯氨酸直接靜脈注射，不能區(qū)分高脯氨酸血癥I 型和II型，II 型多伴有鳥氨酸指標(biāo)的升高，因此該造模方法與實際體內(nèi)代謝途徑可能存在較大差異，故Guanosine的具體治療效果還有待商榷。

當(dāng)前，對于遺傳代謝病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)存在分歧，是基因、酶學(xué)，還是生化學(xué)檢查。但是隨著對基因分析技術(shù)的認(rèn)識逐步加深，生化學(xué)檢測在遺傳代謝病診斷中的重要性日益突出，生化診斷的缺點就是致病基因未明，分型存在瑕疵。對于疑似患兒（表2的例7～12），若后期隨訪中血脯氨酸持續(xù)增高則仍可以診斷高脯氨酸血癥。表2的例1與例6患兒已完善全外顯子檢測，基因檢測陰性且隨訪中脯氨酸已逐步降至正常，可排除高脯氨酸血癥。此外，例2至例5患兒在出生后2～6個月的隨訪中血脯氨酸逐步下降，其中1 例患兒脯氨酸最高值943.35 μmol/L，5 月齡時降至382 μmol/L。綜合這6例患兒數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)報道，可以認(rèn)為HPI的遺傳模式實際上更為復(fù)雜，血脯氨酸水平異常升高的個體可能不僅僅是PRODH基因的單雜合突變或復(fù)合雜合突變，而是可能攜帶多個DNA 變異簇（DNA variations），每個DNA變異簇對酶活性都具有輕微的影響[19-20]。另外，還有研究指出，PRODH基因第11號外顯子（PRODH基因有15個外顯子，其中1號外顯子無編碼功能，因此本文的11號外顯子按照當(dāng)前命名規(guī)則實際為12號外顯子）的突變是因為PRODH基因和與DGCR區(qū)域的無功能性假基因堿基互換導(dǎo)致[21]。鑒于基因檢測費用較高，且數(shù)據(jù)分析繁瑣，選擇性進(jìn)行基因檢測可以降低患兒和實驗室的負(fù)擔(dān)，當(dāng)血脯氨酸＜1 000 μmol/L時，暫時性脯氨酸升高可能性較大，可密切隨訪；若患兒6 月齡時血脯氨酸仍持續(xù)偏高，或初篩時血脯氨酸≥1 000 μmol/L 就應(yīng)盡快完善基因檢測。高脯氨酸血癥是否仍應(yīng)該繼續(xù)被納入新生兒遺傳代謝病篩查病種范圍，這個問題在國內(nèi)外都存在爭議。但是隨著高脯氨酸血癥患者合并嚴(yán)重臨床癥狀的報道逐步增加，臨床醫(yī)師對高脯胺酸血癥的重視也在逐步加深，但是由于具體發(fā)病機制尚未完全明確，治療手段也比較有限，另外，女性高脯氨酸血癥患兒成年后面臨生育問題，體內(nèi)過高的血脯氨酸水平是否會對胎兒造成類似母源性苯丙酮尿癥的影響也未得知，這都需要更多的數(shù)據(jù)和更長時間的隨訪來探討。