以喘息、智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育倒退為臨床表現(xiàn)的生物素酶缺乏癥1 例診療分析

謝麗娜 毛瑩瑩 陳 倩

首都兒科研究所附屬兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科（北京 100020）

生物素酶缺乏癥（biotinase deficiency，BTDD）是一種常染色體隱性遺傳有機(jī)酸代謝病，其臨床表現(xiàn)缺乏特異性，常見中樞神經(jīng)系統(tǒng)和皮膚損害。中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累多表現(xiàn)為癱瘓、驚厥、發(fā)育遲緩、視聽障礙、意識(shí)障礙等，感染或者勞累等應(yīng)激狀態(tài)下急性代謝危象及腦病樣發(fā)作，易被誤診為重癥感染及神經(jīng)免疫病，典型的皮膚損害常被長期誤診為免疫性皮炎、濕疹等[1]，延誤診斷及治療，致預(yù)后不良甚至死亡。BTDD及時(shí)確診并給予生物素治療，危重癥狀可迅速緩解。雖然需要終生服藥，但是生物素治療花費(fèi)少且無不良反應(yīng)。BTDD是一種可治療的先天遺傳代謝性疾病。本文報(bào)道1 例以喘息、智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育倒退為突出表現(xiàn)，無皮膚毛發(fā)受累的BTDD 患兒，以加強(qiáng)臨床醫(yī)師對(duì)本病的認(rèn)識(shí)。

1 臨床資料

患兒，男性，1歲1月齡，以喘息、智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育倒退為主要臨床表現(xiàn)就診于首都兒科研究所神經(jīng)內(nèi)科?；純合礕1P1，孕足月，因頭盆不稱剖宮產(chǎn)娩出，出生體質(zhì)量3 800 g，否認(rèn)圍生期缺氧病史，新生兒期足跟血篩查未見異常?；純褐? 月齡前生長發(fā)育正常。自8 月齡后無明顯誘因反復(fù)喘息發(fā)作。外院多次診斷為支氣管炎，予對(duì)癥、擴(kuò)張支氣管及呼吸道管理，但療效差，同期大運(yùn)動(dòng)發(fā)育出現(xiàn)倒退，已發(fā)育獲得的豎頭、翻身、獨(dú)坐、爬行等運(yùn)動(dòng)能力陸續(xù)喪失。入院時(shí)不能豎頭，仍不會(huì)叫爸爸媽媽。病程中無驚厥發(fā)作。既往無反復(fù)皮疹病史，無喂養(yǎng)困難、嘔吐、腹瀉等病史。父母體健、否認(rèn)近親婚配及類似疾病家族史。入院體格檢查：神清，營養(yǎng)中等，體質(zhì)量10 kg；面色潮紅，呼吸深大且促，40次/min，吸氣相三凹征明顯，皮膚、毛發(fā)無異常，無特殊體味；雙肺呼吸音粗，可聞及粗啰音，未聞及哮鳴音及喘鳴音；心腹未見異常；眼神靈活，四肢肌張力低，內(nèi)收肌角160°，腘窩角170°，足背屈角80°，雙下肢肌力3級(jí)，雙上肢肌力無異常，四肢腱反射可正常引出。實(shí)驗(yàn)室檢查：全血細(xì)胞計(jì)數(shù)白細(xì)胞稍高，中性粒細(xì)胞占比為主，C-反應(yīng)蛋白無異常；甲型流感病毒、乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒、人副流感病毒1/2/3、腺病毒、肺炎支原體、肺炎衣原體核酸檢測(cè)均陰性；肝腎功能、血氨、甲狀腺功能無異常；血?dú)夥治鍪敬x性酸中毒合并代償性呼吸性堿中毒；監(jiān)測(cè)末梢血糖無異常，血乳酸波動(dòng)于3.7～7.0 mmol/L；尿常規(guī)酮體及尿糖陰性。胸片示右肺內(nèi)帶見模糊小片影，炎癥改變。視頻腦電圖示清醒期雙側(cè)后頭部4～5 Hzθ節(jié)律，雙側(cè)后頭部、雙側(cè)中央-頂區(qū)、雙側(cè)額區(qū)多腦區(qū)癲癇樣放電，未記錄到腦電圖發(fā)作和臨床發(fā)作。頭部磁共振成像示雙側(cè)大腦皮質(zhì)萎縮，腦外部間隙增寬，白質(zhì)、胼胝體、腦干、丘腦、基底節(jié)及小腦未見異常。腦干聽覺誘發(fā)電位：30 db聲音刺激雙側(cè)Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波均未引出，聽覺反應(yīng)閾值90 db，提示耳聾；視覺誘發(fā)電位：閃光刺激雙側(cè)P100波未引出。

入院后予支氣管擴(kuò)張劑霧化對(duì)癥及呼吸道管理無效，糾正酸中毒，左卡尼汀200 mg/(kg·d）靜脈滴注，呼吸急促、代謝性酸中毒并呼吸性堿中毒、高乳酸血癥仍無改善。尿代謝產(chǎn)物氣相色譜-質(zhì)譜分析示乳酸、酮體、琥珀酸、延胡索酸、2.3 DH 2 MB、3 meglutarconate、蘋果酸等有機(jī)酸增高。血氨基酸譜及?；鈮A譜分析示丙氨酸、乙酰肉堿、戊二酰肉堿/辛烯?；鈮A增高，蘇氨酸降低。

因本例患兒以反復(fù)喘息發(fā)作伴大運(yùn)動(dòng)逐漸倒退起病，結(jié)合體格檢查及實(shí)驗(yàn)室檢查，喘息癥狀為代償代謝性酸中毒而出現(xiàn)的深大且促的呼吸，繼發(fā)呼吸性堿中毒。血?dú)夥治鍪敬x性酸中毒陰離子間隙增高，多見于酮癥酸中毒、乳酸酸中毒、有機(jī)物中毒、遺傳代謝病、晚期慢性腎臟病?；純耗虺Ｒ?guī)無異常，不支持糖尿病酮癥酸中毒；無毒物接觸史及慢性腎臟疾病病史；無休克、窒息、嚴(yán)重貧血。綜合分析，患兒遺傳代謝病急性發(fā)作期所致酸中毒可能性大。結(jié)合尿代謝篩查結(jié)果考慮生物素酶或全羧化酶合成酶缺乏癥可能，即予生物素7.5 mg/d試驗(yàn)性口服治療，約4小時(shí)后患兒喘息癥狀好轉(zhuǎn)。臨床支持BTDD診斷。

行生物素酶活性檢測(cè)示0.195 pmol/min (3 mm直徑血涂片)，生物素酶正常均值對(duì)照百分比4.463%，支持BTDD診斷。

經(jīng)首都兒科研究所臨床研究倫理審核（No.SHERLL 2016033）以及患兒監(jiān)護(hù)人知情同意后，從患兒外周血中提取基因組DNA，委托福瑞醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，采用二代測(cè)序技術(shù)進(jìn)行全外顯子基因檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)患兒攜帶BTD基因c.1493 dupT（p.L 498 Ffs*13）純合變異，經(jīng)Sanger 驗(yàn)證，其父母均雜合攜帶，見圖1。c.1493dupT（p.L498Ffs*13）變異為HGMD收錄的已知致病性變異[2]。

圖1 BTDD 基因Sanger 測(cè)序

患兒確診后繼續(xù)予口服生物素7.5 mg/d，第4天血乳酸正常，血?dú)夥治龃x性酸中毒較前明顯好轉(zhuǎn)，出院后繼續(xù)規(guī)律口服生物素7.5 mg/d治療，分別于治療后1、3、6、9個(gè)月隨訪，未再出現(xiàn)喘息，監(jiān)測(cè)血?dú)夥治?、血乳酸均無異常?；純河?歲5月齡獨(dú)走，會(huì)叫爸爸媽媽，能聽懂并執(zhí)行簡(jiǎn)單指令。尿代謝產(chǎn)物分析基本無異常。復(fù)查視頻腦電圖無異常。頭部磁共振成像示大腦皮質(zhì)萎縮較前稍改善。

2 討論

BTDD 于1983 年首次報(bào)道，常染色體隱性遺傳。據(jù)國外文獻(xiàn)報(bào)道，BTDD 的發(fā)病率為1/60000[3]，歐洲為1/30000，荷蘭1/50000[4]，巴西最高達(dá)1/9000。2009 年我國對(duì)9 100 例高危兒進(jìn)行篩查，共診斷4 例BTDD[2]。BTDD分為完全性BTDD和部分性BTDD。完全性BTDD 患者的生物素酶活性為健康人的10%以下，部分性BTDD 患者的生物素酶活性為健康人的10%～30%[5]，部分性BTDD 可在各年齡段發(fā)病，甚至終生不發(fā)病。本例患兒的生物素酶活性0.195 pmol/(min·3mm disc)，生物素酶正常均值對(duì)照百分比4.463%，為完全性BTDD。

生物素是B 族水溶性維生素，食物中動(dòng)物肝臟、大豆、鮮奶、酵母中含量較高，食物中蛋白結(jié)合生物素以生物胞素形式進(jìn)入人體，經(jīng)生物素酶代謝后進(jìn)入游離生物素池而發(fā)揮作用。游離生物素是線粒體丙酰輔酶A 羧化酶、丙酮酰羧化酶、乙酰輔酶A 羧化酶和甲基巴豆酰輔酶A 羧化酶的輔酶，參與碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪三大類營養(yǎng)物質(zhì)的代謝。BTD基因致病性變異導(dǎo)致生物素酶活性完全或接近完全喪失，致生物胞素及食物中蛋白結(jié)合生物素裂解成游離生物素減少，生物胞素堆積，生物素再循環(huán)及腸道吸收障礙，引起內(nèi)源性生物素不足，生物素依賴的輔酶活性下降，繼之支鏈氨基酸的分解代謝、脂肪酸合成、糖原異生障礙，使乳酸、丙酮酸、3-羥基丙酸、丙酰甘氨酸、甲基枸櫞酸、3-羥基異戊酸、甲基巴豆酰甘氨酸、巴豆酰甘氨酸等產(chǎn)物積蓄，隨尿大量排出；另一方面，線粒體能量合成障礙，肉堿消耗增加，引起皮膚或神經(jīng)損害等一系列復(fù)雜的臨床表現(xiàn)，病死率和致殘率極高。

BTDD 臨床表現(xiàn)無特異性，可涉及神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等。①神經(jīng)系統(tǒng)：急性代謝性腦病、智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、藥物難治性癲癇、肌張力減低；②皮膚表現(xiàn)：濕疹、脂溢性皮炎、脫發(fā)；③呼吸系統(tǒng)：過度通氣、喉鳴、呼吸暫停；④免疫缺陷：可引起細(xì)胞免疫和體液免疫功能下降，患者常合并念珠菌、細(xì)菌感染。研究報(bào)道，BTDD臨床癥狀出現(xiàn)早晚與BTD活性相關(guān)，酶活性＜1%的患者可在出生數(shù)月或數(shù)年后出現(xiàn)癥狀，酶活性1%～10%的患者可在出生數(shù)月后出現(xiàn)癥狀。完全性BTDD根據(jù)臨床癥狀出現(xiàn)的時(shí)間可分為早發(fā)型和遲發(fā)型。早發(fā)型于新生兒、嬰兒早期起病，較危重，表現(xiàn)為喂養(yǎng)困難、呼吸困難、喘鳴、嘔吐、腹瀉、難治性皮疹、脫發(fā)、肌張力低下、驚厥（常規(guī)抗癲癇藥物治療無明顯療效）、意識(shí)障礙、痙攣性癱瘓、共濟(jì)失調(diào)、協(xié)調(diào)功能障礙、智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后等，急性發(fā)作期可合并酮癥、代謝性酸中毒、高乳酸血癥、高氨血癥、低血糖等代謝紊亂，未及時(shí)治療后遺癥嚴(yán)重，死亡率高。本例患兒起病年齡為8月齡，臨床表現(xiàn)為喘鳴、智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育倒退，實(shí)驗(yàn)室檢查提示難以糾正的代謝性酸中毒、高乳酸血癥，為早發(fā)型。目前報(bào)道的BTDD多數(shù)有皮膚損害及毛發(fā)異常表現(xiàn)，是區(qū)別于其他先天代謝性疾病的臨床特征。本例患兒與既往報(bào)道病例相比缺乏常見的皮膚毛發(fā)受累表現(xiàn)，干擾了臨床醫(yī)師的診斷思路。遲發(fā)型BTDD患者可在幼兒至成人各年齡段發(fā)病[6]，常因發(fā)熱、疲勞、飲食不當(dāng)?shù)日T發(fā)急性發(fā)作，有的患者表現(xiàn)為肌萎縮、肌病或 肌無力、痙攣性輕癱、感音性聽力損失和視神經(jīng)萎縮[1]。頭顱和脊髓磁共振成像表現(xiàn)可類似炎癥或脫髓鞘腦脊髓病樣的改變，易誤診為病毒性腦炎、多發(fā)性硬化、急性播散性腦脊髓炎、急性脊髓炎、重癥肌無力等，部分以白質(zhì)損害為主的還可誤診為腦性癱瘓、腦白質(zhì)營養(yǎng)不良等。

對(duì)頑固性、難治性皮膚損傷伴有代謝性酸中毒或神經(jīng)系統(tǒng)癥狀者，應(yīng)首先考慮BTDD。急性發(fā)作期表現(xiàn)為代謝性酸中毒、高乳酸血癥、高氨血癥，并無特異。串聯(lián)質(zhì)譜（MS/MS）和氣相色譜-質(zhì)譜（GC/MS）分析，并常規(guī)進(jìn)行生物素酶活性測(cè)定有助于早期診斷、早期治療。BTDD 患者血3-羥基異戊酰肉堿（C 5-OH）濃度明顯增高，可伴或不伴有丙酰肉堿（C3）、或C3與乙酰肉堿（C2）比值增高。尿液3-羥基異戊酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸、巴豆酰甘氨酸、甲基枸櫞酸增高等。血生物素酶活性降低是診斷依據(jù)，基因檢測(cè)可明確診斷。BTDD需與全羧化酶合成酶缺乏癥（holocarboxylase synthetas deficiency，HLCS）及其他后天因素導(dǎo)致的繼發(fā)性生物素缺乏相鑒別。BTDD與HLCS統(tǒng)稱為多種羧化酶缺乏癥，HLCS缺乏癥病因?yàn)镠LCS基因變異，其體內(nèi)生物素酶水平正常，血液羥異戊酰肉堿及尿中3-羥基丙酸、3-羥基異戊酸水平常較BTDD患者更高。具有生物素缺乏相關(guān)臨床特征而血生物素酶活性正常者，應(yīng)考慮HLCS 缺乏癥。生物素腸道吸收障礙包括慢性胃腸疾病如短腸綜合征腸外營養(yǎng)，長期食用生蛋清，服用雌激素、酒精，過量使用抗生素，長時(shí)間服用抗癲癇藥物（如苯妥英鈉、托吡酯、卡馬西平、丙戊酸、普里米酮）等。

生物素酶由BTD基因（MIM 609019）編碼，BTD基因位于3 p 25，全長約23 kb，包含4 個(gè)外顯子，共編碼543 個(gè)氨基酸。截至2017 年6 月，BTD基因突變數(shù)據(jù)庫(http：//www.arup.utah.edu/database/BTD/BTDwelcome.php）[7]收錄的BTD基因共221 種，報(bào)道的所有變異位于外顯子2、3、4及相鄰內(nèi)含子區(qū)域，其中沉默變異4 種，插入變異6 種，重復(fù)變異4 種，錯(cuò)義變異171種，無義變異15種，缺失變異24種。221種變異中致病性變異共191種，其中145種致病性變異位于4號(hào)外顯子，32種位于2號(hào)外顯子，17種位于3號(hào)外顯子。2018報(bào)道1例完全性BTDD患者的基因變異位于1號(hào)內(nèi)含子，導(dǎo)致1號(hào)外顯子剪切位點(diǎn)變異[8]。目前研究總結(jié)顯示，BTDD的基因型與臨床表型（包括發(fā)病年齡、癥狀嚴(yán)重程度等）無明確相關(guān)性[9]。

補(bǔ)充生物素是BTDD 的特效治療方法，需終生治療，推薦起始劑量10～40 mg/d。食物（尤其是動(dòng)物源）中多含結(jié)合型生物素，或不含游離生物素，BTDD患者因無足夠的生物素酶作用釋放游離生物素，故建議使用膠囊或片劑型生物素，而不建議應(yīng)用懸液型或液體型生物素，生物素起效快，可具有戲劇性治療效果[10]?？拱d癇藥物如苯妥英鈉、托吡酯、卡馬西平、丙戊酸、普里米酮均可降低血液中生物素的含量，慎用或者禁用。急性發(fā)作期患者，若合并代謝性酸中毒或高氨血癥，需限制蛋白質(zhì)攝入,0.5～1.0 g/(kg·d），補(bǔ) 充大量葡萄糖，補(bǔ)充肉堿，左卡尼汀100～200 mg/(kg·d），并糾正酸中毒。本例患兒應(yīng)用生物素約4 小時(shí)后喘息消失，肢體無力逐漸好轉(zhuǎn)。目前隨訪10個(gè)月，現(xiàn)1歲11月齡，可獨(dú)走，會(huì)叫爸媽，可聽懂并執(zhí)行簡(jiǎn)單指令，智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育稍落后于正常同齡兒。

好的預(yù)后依賴于早期干預(yù)與長期生物素治療。癥狀前干預(yù)者可有效預(yù)防多系統(tǒng)損傷，已出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)損害如發(fā)育遲緩、神經(jīng)性耳聾和視神經(jīng)萎縮者治療后代謝異常雖得到改善，但視力、聽力損害及發(fā)育落后不可逆[11]。

綜上，BTDD 臨床表現(xiàn)多樣，皮膚和毛發(fā)異常是診斷本病的重要線索和特征，難治性代謝性酸中毒、喘息、智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、肢體無力，雖缺乏皮膚毛發(fā)表現(xiàn)，亦需警惕本病可能，應(yīng)進(jìn)行血尿串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)，完善生物素酶活性和基因檢測(cè)生物素酶活性檢測(cè)，早期診斷、早期治療。