一例新生兒瓜氨酸血癥Ⅰ型ASS1基因突變分析

呂亞囡，宋東坡，王偉青，陳艷萍

(青島市婦女兒童醫(yī)院 新篩實(shí)驗(yàn)室， 山東 青島 266034)

瓜氨酸血癥Ⅰ型(citrullinemia type Ⅰ, CTLN1，MIM 215700)即精氨琥珀酸合成酶缺乏癥(argininosuccinate synthetase deficiency)，是尿素循環(huán)中精氨酸代琥珀酸合成酶(argininosuccinate synthetase，ASS)的編碼基因ASS1 突變所致，以瓜氨酸血癥及高氨血癥為主要特征[1]。CTLN1根據(jù)臨床表現(xiàn)可分為4種類型：急性新生兒型(經(jīng)典型)、遲發(fā)型、妊娠相關(guān)型和無(wú)癥狀性[2]。經(jīng)典型CTLN1的患兒出生后1周內(nèi)即可出現(xiàn)反應(yīng)差、喂養(yǎng)困難、嘔吐等癥狀，嚴(yán)重者會(huì)表現(xiàn)為昏迷、中樞性呼吸衰竭甚至死亡；遲發(fā)型患者起病晚，癥狀較經(jīng)典型輕，可表現(xiàn)為慢性高血氨癥或智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后。本研究對(duì)一例經(jīng)典型瓜氨酸血癥Ⅰ型患兒ASS1基因進(jìn)行突變分析，探討其基因突變類型。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

患兒，女，11月齡，系G1P1，足月順產(chǎn)，出生體質(zhì)量3.03 kg，否認(rèn)生后缺氧、窒息及搶救史。生后4 d左右發(fā)現(xiàn)黃疸，予以藥物治療后好轉(zhuǎn)，生長(zhǎng)發(fā)育史大致同正常同齡兒。出生后5 d采集足后跟血參與新生兒疾病篩查，血串聯(lián)質(zhì)譜法(tandem mass spectrometry, MS/MS)檢查顯示：瓜氨酸1 043 μmol/L(正常7.8～40 μmol/L)，高度懷疑瓜氨酸血癥，立刻緊急召回復(fù)查串聯(lián)質(zhì)譜，完善血氨、肝功能等檢查。復(fù)查結(jié)果顯示：瓜氨酸2 072 μmol/L，血氨49.5 μmol/L(正常9～47 μmol/L)，pH 7.52 (7.35～7.45)，二氧化碳分壓 20 mmHg(35～45 mmHg),氧分壓114 mmHg(83～108 mmHg)，碳酸氫根16.6 mmol/L(22～26 mmol/L),實(shí)際堿剩余-3.3 mmol/L(-3～3 mmol/L)，標(biāo)準(zhǔn)堿剩余-5.8 mmol/L(-3～3 mmol/L)，tCO2(P)17.2(22～28)，乳酸4.6 mmol/L(0.5～1.6 mmol/L)，氯109 mmol/L(98～106 mmol/L)。患兒精神反應(yīng)尚可，吃奶好，暫未出現(xiàn)其他臨床癥狀，父母自述無(wú)該病相關(guān)臨床表現(xiàn)。

本研究獲得青島市婦女兒童醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)：QFELL-KY-2009-037)，并獲得患兒家屬的知情同意。

1.2 方法

抽取患兒及其父母外周靜脈血2 mL，EDTA 抗凝，送至北京邁基諾基因科技有限公司進(jìn)行基因測(cè)序。

2 結(jié)果

對(duì)患兒進(jìn)行ASS1基因突變分析，確診為瓜氨酸血癥Ⅰ型，患兒的ASS1基因第5號(hào)外顯子第256位堿基胞嘧啶(C)替換成胸腺嘧啶(T)(c.256C>T)，導(dǎo)致ASS1基因編碼蛋白的第86位精氨酸被半胱氨酸代替(p.R86C)，屬錯(cuò)義突變，此雜合突變來(lái)源于父親(圖1A)；患兒的ASS1基因第9號(hào)外顯子第577位堿基鳥嘌呤(G)替換成腺嘌呤(A)(c.577G>A)，導(dǎo)致ASS1基因編碼蛋白的第193位甘氨酸被精氨酸代替(p.G193R)，屬錯(cuò)義突變，此雜合突變來(lái)源于母親(圖1B)。由此確定該患兒ASS1基因?yàn)閏.256C>T/c.577G>A復(fù)合雜合突變，其父(c.256C>T)、母(c.577G>A)分別為其中之一位點(diǎn)的雜合突變攜帶者。

A.ASS1 gene mutationc.256C>T；B.ASS1 gene mutationc.577G>A圖1 患兒及其父母ASS1基因的2個(gè)突變位點(diǎn)測(cè)序圖Fig 1 Sequencing diagrams of 2 mutation sites of ASS1 gene in proband and her parents

3 討論

瓜氨酸血癥并不是一種疾病而是一組疾病，瓜氨酸血癥 Ⅰ 型、精氨酰琥珀酸尿癥及希特林缺乏癥均以瓜氨酸增高及血氨升高為主要表現(xiàn)。其中以瓜氨酸血癥 Ⅰ 型瓜氨酸增高尤為顯著，常超過(guò)1 000 μmol/L，部分患者甚至達(dá)到2 000～5 000 μmol/L。其原因?yàn)榫彼岽晁岷铣擅竻⑴c尿素循環(huán)中第三步反應(yīng)，且活性較低，是尿素合成的限速酶，其作用為將瓜氨酸和天冬氨酸催化合成為精氨酸代琥珀酸，該過(guò)程發(fā)生障礙，會(huì)導(dǎo)致瓜氨酸無(wú)法轉(zhuǎn)化成精氨酸代琥珀酸，尿素循環(huán)受阻，引起高氨血癥，同時(shí)患者血、尿及腦脊液中瓜氨酸異常累積而致病。

瓜氨酸血癥 Ⅰ 型的致病基因ASS1定位于9q34.1，長(zhǎng)度為63 kb，共包含16個(gè)外顯子，14個(gè)為編碼外顯子，從第3號(hào)外顯子開始翻譯，共編碼412個(gè)氨基酸，所形成的ASS蛋白質(zhì)分子在進(jìn)化上高度保守[3]。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有90余種ASS1基因突變與瓜氨酸血癥Ⅰ 型有關(guān)，分布在3～16編碼外顯子上，其中以第5、第12～14號(hào)外顯子突變最為頻繁，以錯(cuò)義突變?yōu)橹鱗3-4]。本研究中的患兒為復(fù)合雜合突變(c.256C>T / c.577G>A)，兩種突變分別位于第5和第9號(hào)外顯子上，屬錯(cuò)義突變，c.256C>T突變見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]，c.577G>A突變未見(jiàn)報(bào)道。本研究中的兩種突變， 根據(jù)gnomAD_exome數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，c.256C>T在全部人群中的等位基因攜帶率為4.142×105，在東亞人群中的等位基因攜帶率為0；c.577G>A在數(shù)據(jù)庫(kù)中暫未查到等位基因攜帶率。

瓜氨酸血癥 Ⅰ 型在不同的人群中的發(fā)病率不同。有資料表明，CTLNⅠ 發(fā)病率在美國(guó)為1/57 000，韓國(guó)1/22 150，英國(guó)1/20 000，澳大利亞1/77 811，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)為1/118 543，中國(guó)大陸尚缺乏CTLNⅠ 的流行病學(xué)數(shù)據(jù)[3]。瓜氨酸血癥Ⅰ型可在新生兒至成人各期發(fā)病，經(jīng)典型患兒癥狀出現(xiàn)較早，研究發(fā)現(xiàn)56% 的瓜氨酸血癥Ⅰ型患兒出生4 d后就表現(xiàn)出臨床癥狀，而有67% 的患兒在出生1周后發(fā)病[6]。經(jīng)典型患兒由于氨在體內(nèi)的積累，表現(xiàn)出嗜睡、厭食、嘔吐、抽搐和意識(shí)喪失癥狀，個(gè)別患兒可表現(xiàn)為腦梗死癥狀，此型患兒預(yù)后較差，經(jīng)及時(shí)治療存活后通常會(huì)遺留神經(jīng)系統(tǒng)缺陷，如認(rèn)知障礙等。遲發(fā)型患兒發(fā)病較晚，可以推遲到兒童期或成年發(fā)作，起病較經(jīng)典型輕，可表現(xiàn)為慢性高氨血癥或急性高氨血癥發(fā)作癥狀，也可以嚴(yán)重肝功能不全為首發(fā)臨床表現(xiàn)。妊娠相關(guān)型CTLN 1國(guó)外文獻(xiàn)曾報(bào)道過(guò)[7]，主要表現(xiàn)為妊娠期或產(chǎn)后嚴(yán)重的高血氨癥狀，甚至昏迷死亡。無(wú)癥狀型CTLN 1是指部分患者血漿瓜氨酸增高且經(jīng)ASS1 基因分析證實(shí)，但無(wú)明顯臨床癥狀的患者。隨著串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的普及，越來(lái)越多的遲發(fā)型或無(wú)癥狀患兒被檢出，雖然這部分患兒除血漿瓜氨酸水平增高外暫無(wú)其他臨床癥狀，但及時(shí)隨訪可預(yù)防因環(huán)境和生理應(yīng)激出現(xiàn)代謝紊亂而發(fā)病[8]。

瓜氨酸血癥Ⅰ型患兒在急性期時(shí)血氨可高達(dá)1 000～3 000 μmol/L，治療方案主要是在高血氨發(fā)作時(shí)給予降血氨治療，如停止蛋白質(zhì)攝入、進(jìn)行腸外營(yíng)養(yǎng)支持、靜脈補(bǔ)充精氨酸等。在緩解期可通過(guò)限制蛋白質(zhì)攝入、口服精氨酸等將血氨維持在100 μmol/L以下。另可通過(guò)肝移植手術(shù)來(lái)減少高血氨發(fā)作，改善生活質(zhì)量。本研究中患兒發(fā)現(xiàn)較早，在新生兒疾病篩查時(shí)檢出并立即召回，進(jìn)行積極的診斷及降血氨治療，建議患兒低蛋白飲食，故患兒的癥狀較輕，但患兒在近兩月齡時(shí)因精神差、嘔吐入院，血氨升至169 μmol/L，收入青島市婦女兒童醫(yī)院PICU進(jìn)行口服精氨酸降血氨治療，入院第2天復(fù)查血氨升至283 umol/L，較前明顯增高，達(dá)危急值指標(biāo)，考慮與原發(fā)病有關(guān)，立即給予呋塞米利尿促進(jìn)血氨排出、補(bǔ)液支持治療，并聯(lián)系麻醉科行中心靜脈穿刺予精氨酸靜滴降低血氨，1周后血氨降至20 μmol/L，遂出院?；純河?月齡時(shí)由父親作為供體進(jìn)行肝移植手術(shù)，術(shù)后隨訪肝功正常，血漿瓜氨酸水平明顯下降，降至438 μmol/L。

瓜氨酸血癥Ⅰ型在診斷時(shí)需與其他類型的尿素循環(huán)障礙疾病進(jìn)行鑒別，尤其是希特林缺乏癥(Citrin deficiency)和精氨酰琥珀酸尿癥(argininosuccinic aciduria, ASA)。這3種疾病血漿瓜氨酸水平均增高，以瓜氨酸血癥Ⅰ 型增高尤為顯著。但在臨床實(shí)際工作中，患者的生化表現(xiàn)往往不典型，尤其是緩解期的患者，因此候選致病基因的突變分析或者是酶學(xué)功能檢測(cè)在疾病的診斷上顯得尤為重要[9-10]。