成人晚發(fā)型丙酸血癥分子病理學分析：附一例報告并文獻復習

薛秀云 董亞茹 王珺 由鳳秋 狄政莉 劉志勤

丙酸血癥（PA）是一種常染色體隱性遺傳性有機酸血癥，系丙酰輔酶A羧化酶（PCC）活性缺陷導致體內丙酸及其代謝產物前體異常蓄積引起的遺傳代謝性疾病。PCC是由α和β亞單位組成的α6β6十 二 聚 體［1］，編 碼 基 因 分 別 為PCCA和PCCB［2］。1961年，Childs等［3-4］發(fā)現一種新的氨基酸——甘氨酸代謝障礙，從而開啟丙酸血癥的研究；至1969年，Hsia等［5］發(fā)現，酮癥性高血糖患者存在丙酸羧化障礙；1970年，Gompertz等［6］在丙酸血癥患者肝細胞中發(fā)現PCC缺陷；1971年，Hsia等［7］再次在酮癥性高血糖患者纖維母細胞中發(fā)現PCC缺陷；1974年，Brandt等［8］報告低蛋白飲食治療丙酸血癥有效。丙酸血癥臨床表現復雜，分為早發(fā)型（發(fā)?。?歲）和晚發(fā)型，早發(fā)型患者多為重癥且存在智力發(fā)育遲滯，通常于嬰幼兒期死亡；晚發(fā)型患者癥狀較輕微，生存期較長［9］。多數丙酸血癥患者出生后或嬰幼兒期即出現相應臨床癥狀，進而被診斷；而成年發(fā)病的丙酸血癥國內較為罕見，國外則多以心肌病、胃腸道疾病、腎病等為首發(fā)癥狀，神經系統(tǒng)癥狀中癲發(fā)作最為常見［10］。本文報道1例雙側基底節(jié)區(qū)對稱受累、以代謝性腦病伴錐體外系癥狀為主要表現的成人晚發(fā)型丙酸血癥患者，結合其臨床表現和基因檢測結果并復習相關文獻，以期提高臨床醫(yī)師對疾病的診斷與治療水平。

病例資料

患者 男性，18歲，主因惡心、嘔吐4天，右側肢體無力、不自主活動1天，于2020年11月10日入院?；颊呷朐呵?天飲酒（白酒150 g）后出現反復惡心、嘔吐，癥狀呈進行性加重，1天前出現右側肢體無力伴不自主舞蹈樣動作，無明顯意識障礙、記憶和認知功能障礙、肢體抽搐、大小便失禁。入院第2天出現睡眠增多，反應變差，問答欠切題，合并輕度腦病表現。既往史、個人史及家族史無特殊，反復詢問病史排除食物和毒物中毒的可能。

入院后體格檢查 生命體征平穩(wěn)，內科系統(tǒng)查體未見明顯異常。神經系統(tǒng)查體：嗜睡，煩躁，表情淡漠，語言欠流利，腦神經檢查無明顯異常；四肢肌力5級、肌張力降低，右側肢體遠端偶見舞蹈樣不規(guī)則動作，右側指鼻試驗和跟-膝-脛試驗可，Romberg征不合作，深淺感覺檢查不合作，雙側肱二頭肌反射、肱三頭肌反射、橈骨膜反射、膝腱反射和跟腱反射對稱性降低，病理反射未引出，腦膜刺激征陰性。

輔助檢查 實驗室檢查：血常規(guī)紅細胞計數為3.33×1012/L［（4.30～5.80）×1012/L］，血紅蛋白為129 g/L（130～175 g/L），紅 細 胞 平 均 血 紅 蛋 白（MCH）38.90 pg（27～34 pg），紅細胞平均血紅蛋白濃度（MCHC）為355 g/L（316～354 g/L），提示存在輕度巨幼紅細胞貧血；肝功能試驗總膽紅素水平為38.70μmol/L（≤26μmol/L），直接膽紅素8.60μmol/L（0～6.80μmol/L），間接膽紅素30.10μmol/L（1.70～10.20μmol/L），提示輕度肝功能損害；血清同型半胱氨酸（Hcy）347μmol/L（≤15μmol/L），血清維生素B12113.06 pmol/L（154.39～569.00 pmol/L），葉 酸1.09 nmol/L（2.87～19.78 nmol/L），提示存在輕度維生素B12和葉酸缺乏；血清氨161μmol/L（5.88～35.30μmol/L），提示高氨血癥；其余血液生化、心肌酶譜、血清脂質、血糖、甲狀腺功能、風濕免疫指標、自身抗體、腫瘤標志物篩查均于正常值范圍。腰椎穿刺腦脊液常規(guī)、生化于正常值范圍，病原學檢測陰性，排除中樞神經系統(tǒng)感染性疾病。進一步完善干血斑串聯(lián)質譜（MS/MS）和尿液氣相色譜-質譜（GC/MS）有機酸測定。影像學檢查：頭部CT顯示，雙側基底節(jié)區(qū)低密度影（圖1）。MRI顯示，雙側基底節(jié)區(qū)長T1、長T2信號影，其內混雜短T1、短T2信號；DWI彌散受限信號影（圖2）。

圖1 頭部CT檢查顯示，雙側基底節(jié)區(qū)低密度影（箭頭所示） 1a 第三腦室上部層面 1b 第三腦室下部層面 圖2 頭部MRI檢查所見 2a，2b 橫斷面T1WI顯示，雙側基底節(jié)區(qū)（第三腦室下部和上部層面）低信號影（箭頭所示） 2c，2d 橫斷面T2WI顯示，雙側基底節(jié)區(qū)（第三腦室下部和上部層面）高信號影（箭頭所示） 2e，2f 橫斷面DWI顯示，雙側基底節(jié)區(qū)（第三腦室下部和上部層面）彌散受限信號，強度不均勻（箭頭所示）Figure 1 Cranial CT showed low-density lesions in bilateral basal ganglia(arrows indicate) The upper level of the third ventricle(Panel 1a).The inferior level of the third ventricle(Panel 1b). Figure 2 Cranial MRI findings Axial T1WI showed the bilateral basal ganglia(inferior and upper level of the third ventricle)hypointensities or mixed hyperintensity lesions(arrows indicate;Panel 2a,2b).Axial T2WI showed the bilateral basal ganglia(inferior and upper level of the third ventricle)hyperintensity signals(arrows indicate;Panel 2c,2d).Axial DWI showed the bilateral basal ganglia(inferior and upper level of the third ventricle)mixed with diffusion limited signals(arrows indicate;Panel 2e,2f).

基因檢測及分子病理學檢測 采集患者及其父母外周靜脈血各3 ml，送檢蘇州賽福醫(yī)學檢驗有限公司，行全外顯子組測序（WES）和Sanger測序，結果顯示，患者存在第3染色體PCCB基因外顯子10c.1087T＞C（p.Ser363Pro）純合突變（突變位點基因編號：NM_000532.5），其父母均存在PCCB基因外顯子10 c.1087T＞C（p.Ser363Pro）雜合突變（圖3），但無相關臨床癥狀，符合家系共分離現象，證實患者的突變?yōu)槌Ｈ旧w隱性遺傳性純合突變。參照美國醫(yī)學遺傳學和基因組學會（ACMG）制定的《遺傳變異分類標準與指南》［11］，該變異符合疑似致病性變異。最終分子病理診斷為晚發(fā)型丙酸血癥。進一步追問家族史，家族中無類似疾病患者，其父母否認近親婚配且無臨床癥狀。

圖3 Sanger測序所見 3a 患者存在PCCB基因外顯子10 c.1087T＞C（p.Ser363Pro）純合突變（灰色柱形所示） 3b 患者之父存在PCCB基因外顯子10 c.1087T＞C（p.Ser363Pro）雜合突變（灰色柱形所示）3c 患者之母存在PCCB基因外顯子10 c.1087T＞C（p.Ser363Pro）雜合突變（灰色柱形所示）Figure 3 Sanger sequence findings of PCCB gene The patient's c.1087T＞C(p.Ser363Pro)locus was a homozygous mutation(gray pillar indicates,Panel 3a).The patient's father(Panel 3b)and mother(Panel 3c)c.1087T＞C(p.Ser363Pro)locus were a heterozygous mutation(gray pillars indicate).

治療與隨訪 患者入院后即限制蛋白飲食，予左卡尼汀1000 mg/d靜脈注射連續(xù)14天、鹽酸精氨酸15 g/d靜脈滴注連續(xù)5天降氨治療，臨床癥狀明顯改善?；颊吖沧≡?0天，出院時意識清楚，認知功能恢復正常，肢體不自主動作消失。出院后隨訪1～3個月，于2021年1月5日復查干血斑MS/MS和尿液GS/MS，丙酸和尿液3-羥基丙酸水平顯著下降（表1）。目前仍在隨訪中。

表1 丙酸血癥患者入院時和隨訪時血液和尿液有機酸檢測結果Table 1. MS/MS and GC/MS test results of propionic acidemia patient during initial screening and follow-up after treatment

討 論

丙酸血癥是常染色體隱性遺傳性代謝性疾病，系線粒體內PCC活性缺乏所致，引起丙酰輔酶A（異亮氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、奇數鏈脂肪酸和膽固醇側鏈分解代謝所產生）代謝減少，堆積于體內，進而激活旁路代謝途徑，生成大量丙酸（亦有一部分由細菌在腸道內分解丙酮酸產生）、3-羥基丙酸和甲基枸櫞酸等中間代謝產物，產生嚴重的毒性作用［12］。丙酸血癥患兒臨床表現多樣，出生后或嬰幼兒期即出現相應臨床癥狀，新生兒期表現為嘔吐、喂養(yǎng)困難、意識障礙、昏迷和抽搐，可累及神經系統(tǒng)、心臟、腎臟和免疫系統(tǒng)等；晚發(fā)型主要表現為發(fā)育遲緩、智力障礙、癲 發(fā)作、基底節(jié)區(qū)病變、胰腺炎和心肌病等，其他少見并發(fā)癥還包括視神經萎縮、聽力喪失、卵巢功能障礙和慢性腎功能衰竭。晚發(fā)型患者可無臨床癥狀、也可在蛋白質分解代謝壓力下出現代謝危象，或者發(fā)病更隱匿，并發(fā)多器官功能障礙，如嘔吐、蛋白質不耐受、發(fā)育不良、肌張力下降、運動障礙伴錐體外系癥狀（舞蹈病、手足徐動癥）或心肌?。?3-14］。丙酸血癥患者的常見臨床表現發(fā)生率［15］參見表2。本文患者表現為急性代謝危象導致的代謝性腦病伴運動障礙，為晚發(fā)型的典型臨床表現，且發(fā)病前有飲酒史，可能是出現代謝危象的誘因。

表2 文獻報道的丙酸血癥患者常見臨床表現及本文病例臨床表現Table 2. The common clinical manifestations of propionic acidemia in literature and the manifestations of this case

實驗室檢查多表現為代謝性酸中毒，血清氨和乳酸升高，血常規(guī)白細胞計數、紅細胞計數和血小板計數減少，其中高氨血癥對神經系統(tǒng)的影響最大，可引起代謝危象；丙酸血癥則通過降低N-乙酰谷氨酸合成酶活性，造成尿素循環(huán)障礙，引起高氨血癥［16］，也可能谷氨酸（Glu）/谷氨酰胺（Gln）形成缺陷是高氨血癥的作用機制［17］。因此，當臨床疑診丙酸血癥時，應完善血清氨、動脈血氣分析、血常規(guī)、氨基酸測定、?；鈮A（甲基丙二酸、C3和游離肉堿）以及尿酮、尿液的有機酸測定。臨床主要依靠干血斑（MS/MS法）和尿液（GC/MS法）有機酸檢測進行初篩，歐洲甲基丙二酸血癥（MMA）與丙酸血癥診治指南［15］中丙酸血癥的臨床診斷標準為：（1）尿液GC/MS法提示3-羥基丙酸和甲基枸櫞酸顯著升高。（2）干血斑氨基酸肉堿MS/MS法顯示C3＞4μmol/L，C3/C2比值＞0.25。本文患者的實驗室檢查結果符合典型丙酸血癥表現，診斷明確。應注意與甲基丙二酸血癥相鑒別，二者為丙酸代謝障礙的兩種疾病，MS/MS法均提示C3水平升高，但丙酸血癥患者尿液GC/MS法可檢出特異性3-羥基丙酸，而甲基丙二酸血癥患者可檢出特異性甲基丙二酸，可資鑒別［15］。此外，異常升高的血清同型半胱氨酸可提示丙酸代謝通路疾病的可能，對遺傳性丙酸血癥和甲基丙二酸血癥具有重要診斷指向性［15］。

丙酸血癥頭部MRI表現為髓鞘形成延遲、腦萎縮伴腦室系統(tǒng)和蛛網膜下腔擴大，以及不同程度的基底節(jié)區(qū)改變［18-20］。MRS顯示，基底節(jié)區(qū)N-乙酰天冬氨酸（NAA）和肌醇峰值降低，Gln或者Glu峰值升高［18］，乳酸（Lac）峰值升高［21］。本文患者呈急性發(fā)病，臨床表現為急性代謝性腦病，影像學提示雙側基底節(jié)區(qū)對稱性病變，國外僅數例類似報道［22-25］，國內表現為雙側基底節(jié)區(qū)對稱性病變的丙酸血癥十分罕見，成年期發(fā)病者尚未見諸報道?；坠?jié)區(qū)病變考慮與灌注異常和有毒代謝產物積累有關［23-25］。本文患者頭部CT平掃可見雙側基底節(jié)區(qū)低密度病灶；MRI可見雙側基底節(jié)區(qū)長T1、長T2信號病灶，其內混雜短T1、短T2信號，DWI顯示雙側基底節(jié)區(qū)混雜彌散受限信號，提示存在出血性壞死。但是該例患者未行MRS，無法對病變的病理生化表現進一步分析。由于典型的抗富亮氨酸膠質瘤失活基因1（LGI1）受體腦炎亦可表現為對稱性基底節(jié)區(qū)病變，故我們進一步完善血清和腦脊液自身免疫性腦炎抗體檢測，均無陽性發(fā)現。

既往有文獻報道，丙酸血癥的典型病理表現為大腦和小腦白質海綿樣變性［22，26］，缺血缺氧性損傷致神經元缺失和神經膠質增生；基底節(jié)區(qū)病變在晚發(fā)型丙酸血癥中更為常見，病理表現為基底節(jié)壞死和壞死后出血，出血僅限于基底節(jié)灰質，不遵循血管分布，腦實質內可見血管內皮細胞腫脹［25］。盡管上述病理改變不具特異性，但基底節(jié)對稱性出血性壞死的病理學特征具有高度指向性，提示組織病理學檢查有助于神經系統(tǒng)遺傳性疾病發(fā)病機制的闡明，對疾病的診斷與治療具有重要意義。本文患者未行病理學檢查，但其影像學提示雙側基底節(jié)區(qū)對稱性出血性壞死（圖1，2），符合丙酸血癥的改變。

丙酸代謝的關鍵酶為PCC，是PCCA和PCCB亞基組成的α6β6十二聚體，系編碼PCCA和PCCB亞基的基因突變所致，均可引起丙酸血癥。目前已發(fā)現81種PCCA基因變異和86種PCCB基因變異，且丙酸血癥發(fā)病率和基因突變存在明顯的種族和地區(qū)差異［27-29］。鑒于此，我們檢索美國國立醫(yī)學圖書館生物醫(yī)學文獻數據庫（PubMed）中亞洲人群常見的丙酸血癥基因突變類型，參見表3［27-28，30-39］。本文患者分子病理學提示存在PCCB基因外顯子10 c.1087T＞C純合突變，該突變是由陳占玲等［40］于2015年新發(fā)現的致病性變異，該位點突變導致氨基酸由絲氨酸突變?yōu)楦彼幔╬.Ser363Pro），并經Sanger測序家系驗證，該純合突變遺傳自其父母［均存在PCCB基因外顯子10 c.1087T＞C（p.Ser363Pro）雜合突變］，符合家系共分離現象，進一步支持該突變位點為致病性突變。目前，該突變位點已收錄于ClinVar數據庫（http：//www.clinicalgenome.org/datasharing/clinvar/），定義為“疑似致病性變異”。由于報道的家系較少，尚待進一步在其他家系中驗證。

表3 文獻報道的亞洲人群丙酸血癥常見基因突變類型Table 3. Common gene mutation types of propionic acidemia in Asians

目前尚缺乏特異性治療方法，急性期的代謝危象主要采取降氨、控制感染、糾正酸堿平衡等對癥治療；長期治療以限制天然蛋白質（包括纈氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸和甲硫氨酸）的攝入為主，同時輔以左卡尼汀、甲硝唑、氨甲酰谷氨酸等藥物治療，必要時行肝臟移植術［15，41］。本文患者經限制蛋白飲食、大劑量左卡尼汀、降氨等治療后癥狀明顯改善，復查有機酸代謝顯示干血斑丙酸和尿液3-羥基丙酸水平顯著下降。

綜上所述，國內關于晚發(fā)型丙酸血癥的報道較少，本文患者為國內首例PCCB基因突變致晚發(fā)型丙酸血癥病例。提示我們在臨床實踐中，對于成年期發(fā)病的代謝性腦病，應將丙酸血癥作為鑒別診斷之一；對于異常升高的血清同型半胱氨酸，考慮甲基丙二酸血癥的同時亦應排除丙酸血癥的可能。干血斑（MS/MS法）和尿液（GC/MS法）有機酸檢測聯(lián)合全外顯子組測序等分子病理學檢查在晚發(fā)型丙酸血癥的診斷中具有重要價值。丙酸血癥為臨床罕見的遺傳代謝性疾病且預后不良，因此，早期基因檢測以明確診斷有助于對其家系做出遺傳咨詢并指導優(yōu)生優(yōu)育，避免致病基因在家系中的傳遞。

利益沖突 無