天冬酰胺合成酶缺乏癥1 例報(bào)告并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

索桂海 湯繼宏 馮 雋 張兵兵 王曼麗

1.蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院（江蘇蘇州 215003）；2.南通大學(xué)附屬醫(yī)院兒科（江蘇南通 226001）

天冬酰胺合成酶缺乏癥（asparagine synthetase deficiency,ASNSD）是一種罕見的常染色體隱性遺傳的先天性代謝缺陷病，為染色體7q21上的ASNS基因變異所致，可導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，其臨床特征為小頭畸形、嚴(yán)重的精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、漸進(jìn)性腦病、皮質(zhì)萎縮、難治性癲癇發(fā)作，部分患兒可出現(xiàn)喂養(yǎng)困難、呼吸功能不全等。頭顱磁共振（MRⅠ）顯示小頭畸形，腦萎縮，髓鞘形化延遲，腦回形態(tài)簡(jiǎn)化。ASNSD十分罕見，發(fā)病機(jī)制尚不清楚。由于無(wú)特異性的生化指標(biāo)及臨床表現(xiàn)，目前報(bào)道的所有病例均是通過全外顯子測(cè)序確診。本文回顧分析1 例ASNSD 患兒的臨床資料及全外顯子組測(cè)序結(jié)果。

1 臨床資料

患兒，女性，首次來(lái)蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院就診年齡為5歲3月齡?；純?月齡出現(xiàn)驚癲癇發(fā)作，為全面性強(qiáng)直、陣攣發(fā)作，約半個(gè)月發(fā)作1次。頭顱磁共振（MRⅠ）檢查未見異常。腦電圖可見棘波、棘慢波發(fā)放。外院診斷為癲癇，先后予丙戊酸鈉、托吡酯、左乙拉西坦聯(lián)合治療，但仍有發(fā)作?；純合礕1P1，胎齡39+5周，自然產(chǎn)道分娩，出生體質(zhì)量3 100 g，頭圍、身長(zhǎng)不詳，無(wú)窒息搶救病史，母孕期未見異常。患兒出生后7 月齡會(huì)抬頭，12 月齡獨(dú)坐，18 月齡扶站，18 月齡能無(wú)意識(shí)發(fā)“爸爸”、“媽媽”等復(fù)音，24月齡后漸出現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育倒退。就診時(shí)5歲3月齡，不能抬頭、不能坐、不會(huì)爬、不能站、不能走，不會(huì)抓握，不能發(fā)音，與人無(wú)眼神交流?；純焊改笩o(wú)異常表現(xiàn)。此后患兒母親懷孕2 次均流產(chǎn)，原因不詳。家族中無(wú)類似疾病史。體格檢查：體質(zhì)量16 kg（＜-1 SD），身高108 cm（＜-1 SD），頭圍44 cm（＜-3SD）；神志清，呼吸平穩(wěn)，巨耳，雙眼瞼無(wú)下垂，瞳孔對(duì)光反射靈敏，眼球活動(dòng)正常，雙側(cè)鼻唇溝對(duì)稱，頸軟，四肢肌力Ⅱ級(jí)，肌張力增高，腱反射亢進(jìn)。實(shí)驗(yàn)室檢查：血常規(guī)、肝腎功能、電解質(zhì)、心肌酶譜、血氨、血乳酸等均未見異常；血和尿遺傳代謝病篩查未見異常。頭顱MRⅠ示幕上腦室擴(kuò)張，腦溝及腦裂廣泛增寬加深，腦白質(zhì)偏少，胼胝體菲?。▓D1）。

圖1 患兒頭顱MRI 表現(xiàn)

為進(jìn)一步明確病因，經(jīng)患兒家屬知情同意及蘇州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)后，委托北京邁基諾基因科技有限責(zé)任公司行外周血基因檢測(cè)。全外顯子測(cè)序發(fā)現(xiàn)，患兒ASNS基因存在復(fù)合雜合變異，1 個(gè)為整碼變異c.1503_1505 delAGC，導(dǎo)致氨基酸改變p.501_502 delAAinsA，源自父親；另1 個(gè)為錯(cuò)義變異c.776 G＞C，導(dǎo)致氨基酸改變p.G259A，源自母親（圖2）。線粒體環(huán)基因panel未見異常；全基因組拷貝數(shù)變異（copy number variations，CNV）分析未見異常。利用SWⅠSSMODEL（https://swissmodel.expasy.org/），以6 gq 3.1 A 為模版進(jìn)行同源預(yù)測(cè)建模（QMQE為0.96，QMWAN為-0.34，seq identity 為100%）。黃色球狀位置為501-502 AA，紅色球狀位置為259 G。與野生型蛋白相比，變異基因改變了蛋白結(jié)構(gòu)（圖3）。生物信息學(xué)軟件（Provean、mutationtaster）均預(yù)測(cè)其致病。基因?qū)W檢測(cè)結(jié)合臨床表現(xiàn)患兒確診為ASNSD。本例患兒的整碼變異及錯(cuò)義變異為新發(fā)變異，在HGMD 數(shù)據(jù)庫(kù)未有該位點(diǎn)的相關(guān)報(bào)道，查閱既往文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)庫(kù)未見該位點(diǎn)的相關(guān)報(bào)道。

患兒首次就診后，予調(diào)整抗癲癇藥物劑量（丙戊酸鈉33 mg/kg，托吡酯4 mg/kg，左乙拉西坦40 mg/kg），同時(shí)予康復(fù)治療。半年后門診隨訪，癲癇發(fā)作仍未控制，精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩無(wú)改善。

圖2 患兒及其父母ASNS 基因測(cè)序圖

圖3 蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)圖

表1 33例天冬酰胺合成酶缺乏癥患兒臨床特征總結(jié)

2 討論

通過對(duì)關(guān)鍵詞“ASNSD、ASNS”的文獻(xiàn)搜索，發(fā)現(xiàn)包括本例患兒，迄今共報(bào)告33例ASNSD，其臨床特征見表1。33例患兒中，32例存在小頭畸形，24例精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩，26 例癲癇，27 例四肢肌張力增高，27例反射亢進(jìn)。小頭畸形、精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、癲癇及四肢肌張力增高、反射亢進(jìn)是該病的重要特征，部分患兒可出現(xiàn)喂養(yǎng)困難、呼吸功能不全、軸性肌張力低下、視力障礙、額頭傾斜、驚跳癥等，少數(shù)患兒可合并膈膨出、小下頜畸形、巨耳畸形等。ASNSD 患兒癲癇發(fā)作可呈現(xiàn)多種形式，包括肌陣攣、強(qiáng)直、痙攣、全身性強(qiáng)直-陣攣發(fā)作，且多為難治性癲癇。有報(bào)道大劑量丙戊酸鈉 [80 mg/(kg·d)]有助于控制全面性強(qiáng)直陣攣發(fā)作和肌陣攣發(fā)作，但對(duì)局灶性意識(shí)障礙發(fā)作無(wú)效[15]。由于存在喂養(yǎng)困難和呼吸功能不全，多數(shù)患兒在嬰兒早期死亡[12]。ASNSD患兒頭顱MRⅠ可出現(xiàn)腦容量減少，腦回簡(jiǎn)單化，巨腦室，髓鞘化延遲及腦橋、胼胝體及皮質(zhì)發(fā)育不良等。本例患兒8月齡出現(xiàn)全身性強(qiáng)直發(fā)作、陣攣發(fā)作，予多種抗癲癇藥物聯(lián)合治療近5 年仍未控制，現(xiàn)5歲3月余，頭圍44 cm，生長(zhǎng)發(fā)育倒退，不能坐、不能站、不會(huì)爬、不能走，不會(huì)抓握，不能發(fā)音，與人無(wú)眼神交流，頭顱MRⅠ提示幕上腦室擴(kuò)張、腦萎縮、胼胝體菲薄，均符合ASNSD綜合征臨床特征。

ASNSD 是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，患病率不足1/ 100萬(wàn)[11]，為染色體7q21上的ASNS基因變異所致。ASNS基因全長(zhǎng)35 kb，包含l3個(gè)外顯子，有3種轉(zhuǎn)錄剪切方式，至少產(chǎn)生3 種轉(zhuǎn)錄本，但只有1 種可讀框，最終編碼產(chǎn)生1 種酶蛋白，即天冬酰胺合成酶。ASNS 屬于氨基酸轉(zhuǎn)移酶家族[16]，相對(duì)分子質(zhì)量約為65 000，包含561個(gè)氨基酸，在人體器官中有不同程度的表達(dá)，腦內(nèi)ASNS 表達(dá)水平較高，對(duì)腦的形成至關(guān)重要[12]，但腦脊液中的ASNS水平卻顯著降低[17]。該酶催化合成天冬酰胺和谷氨酸。天冬酰胺是非必須氨基酸，細(xì)胞既能從外界攝取又能內(nèi)源性合成，因此ASNS缺乏或功能障礙導(dǎo)致的嚴(yán)重組織特異性表型的確切機(jī)制尚不清楚[9，12，14]。ASNS缺陷引起神經(jīng)功能障礙的機(jī)制可能為ASNS缺乏導(dǎo)致天冬酰胺消耗引起神經(jīng)元凋亡增加，導(dǎo)致腦萎縮、神經(jīng)元興奮性增高，進(jìn)而導(dǎo)致天冬酰胺和谷氨酸在腦中積累引起癲癇發(fā)作和驚跳癥[9]。

ASNSD 無(wú)特異性生化指標(biāo)，雖然有研究發(fā)現(xiàn)部分患者血清及腦脊液中的天冬酰胺、谷氨酰胺和天冬氨酸水平出現(xiàn)異常，但是上述指標(biāo)正常不能排除該病，相對(duì)于血清而言，腦脊液中天冬酰胺水平降低可能更有助于疾病的診斷[7]。目前ASNSD 的確診仍依賴于全外顯子測(cè)序。本例患兒ASNS基因存在復(fù)合雜合變異，一個(gè)是整碼變異c.1503_1505delAGC，導(dǎo)致氨基酸改變p.501_502delAAinsA，源自父親，生物信息學(xué)蛋白功能預(yù)測(cè)軟件SⅠFT、PolyPhen_2、REVEL預(yù)測(cè)均為未知；一個(gè)是錯(cuò)義變異c.776 G＞C，導(dǎo)致氨基酸改變p.G259A，源自母親。結(jié)合臨床表現(xiàn)患兒診斷為ASNSD。到目前為止，已經(jīng)報(bào)道ASNS基因26種不同變異，包括23 種錯(cuò)義變異，3種無(wú)義變異（3種移碼變異和1種點(diǎn)突變）。

ASNSD預(yù)后很差，除支持性治療，尚無(wú)有效治療方法。曾有報(bào)道嘗試補(bǔ)充天冬酰胺治療，且補(bǔ)充天冬酰胺后患兒精神狀態(tài)較前改善，從植物人狀態(tài)略微改善到最低意識(shí)狀態(tài)，但隨著治療繼續(xù)患兒易怒、睡眠障礙，并且癲癇發(fā)作惡化，導(dǎo)致治療中斷[15]。因此這種干預(yù)措施是否有效尚需要更多的研究來(lái)確定。

綜上所述，ASNSD是ASNS基因突變導(dǎo)致的常染色體隱性遺傳病，任何出現(xiàn)小頭畸形、嚴(yán)重的精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、難治性癲癇發(fā)作等表現(xiàn)的患兒都應(yīng)該考慮ASNSD可能。到目前為止，所有的ASNSD病例都是通過外顯子組測(cè)序而確定，因此疑似ASNSD 的患兒應(yīng)盡早行外顯子組測(cè)序，以明確診斷。