甲基丙二酸血癥的臨床表型及基因特征分析

趙婉晴，張亞男，魏晨曦，白欣立

(河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院 兒科，河北 石家莊 050000)

甲基丙二酸血癥(methylmalonic acidemia，MMA)是一種常染色體隱性遺傳代謝病，由甲基丙二酰輔酶A變位酶(methylmalonyl-CoA mutase, MCM)及其輔因子鈷胺素(維生素B12)代謝障礙引起?；颊唧w內(nèi)甲基丙二酸及其代謝產(chǎn)物異常蓄積，導(dǎo)致神經(jīng)、腎臟、血液等多個系統(tǒng)受損[1-2]。

MMA可發(fā)病于任何年齡，大部分患者為早發(fā)型，在生后數(shù)分鐘至數(shù)周內(nèi)出現(xiàn)臨床癥狀，主要表現(xiàn)為反復(fù)嘔吐、嗜睡、昏迷、脫水、血氨升高等，病死率高，預(yù)后較差，長期并發(fā)癥主要表現(xiàn)為神經(jīng)和腎臟的損傷[3]?；颊呋蛲蛔冾愋筒煌l(fā)病時間、病情嚴重程度、臨床表現(xiàn)也千變?nèi)f化[4-7]。根據(jù)血清同型半胱氨酸水平是否升高，MMA分為合并型和單純型。單純型僅表現(xiàn)為MMA、不伴隨血清同型半胱氨酸水平的升高，包括：mut型、cblA型、cblB型及cblD型[8]。其中，mut型是最常見的單純型MMA，為甲基丙二酰輔酶A變位酶基因(methylmalonyl-CoA mutase gene, MUT)基因突變所致，以反復(fù)出現(xiàn)的難以糾正的代謝紊亂為主要表現(xiàn)。本研究對河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院兒科內(nèi)分泌遺傳代謝診室診治的18例mut型MMA患兒的臨床資料進行了回顧性分析，并對相關(guān)文獻進行復(fù)習(xí)，為mut型MMA的臨床診斷及治療提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1病例選擇 收集2015年12月至2020年6月于河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院兒科內(nèi)分泌遺傳代謝診室診治的mut型MMA患兒18例，男11例，女7例。其中5例通過新生兒篩查確診，其余13例為發(fā)病后確診。所有患兒分別來自于不同的家庭，父母均非近親結(jié)婚，母親懷孕史及患兒出生史均無異常表現(xiàn)。本項研究經(jīng)過河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有檢查均獲得了患兒及家屬同意。

1.2方法 回顧性分析患兒的臨床資料，包括：①臨床表現(xiàn)：抽搐、嘔吐、嗜睡、喂養(yǎng)困難等；②一般檢查：血氨、同型半胱氨酸、肝功能、腎功能、β2微球蛋白、胱抑素C；③基因檢測：Sanger測序或高通量測序；④氨基酸及?；鈮A檢測：丙酰肉堿(propionyl carnitine，C3)、乙酰肉堿(acetyl carnitine，C2)、C3/C2、游離肉堿(free carnitine，C0)、甲硫氨酸(methionine, Met)；⑤尿有機酸檢測：甲基丙二酸、甲基枸櫞酸-4及3-羥基丙酸。其中氨基酸、?；鈮A檢測采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測，尿有機酸測定采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測。

2 結(jié) 果

2.1臨床表現(xiàn)及一般檢查 18例mut型MMA患兒中，男11例，女7例。5例經(jīng)新生兒遺傳代謝病串聯(lián)質(zhì)譜篩查確診，其余患兒就診年齡為3天至4歲。13例非新生兒篩查確診的患兒中，1歲內(nèi)發(fā)病9例，為早發(fā)型，表現(xiàn)為喂養(yǎng)困難、嘔吐、嗜睡、精神不佳、生長發(fā)育落后等；1歲后發(fā)病4例，為晚發(fā)型，多表現(xiàn)為嘔吐、抽搐、精神不佳等。患兒臨床表現(xiàn)多樣化、無特異性，嘔吐7例，精神不佳5例，嗜睡4例，生長發(fā)育落后于同齡正常兒童4例，喂養(yǎng)困難3例，呼吸深大3例，抽搐2例，發(fā)熱2例，惡心、意識不清、腹瀉各1例。18例mut型MMA患兒中，同型半胱氨酸均正常(缺失數(shù)據(jù)者除外)，肝功能均無明顯異常。大部分患兒發(fā)病時血氨水平有所升高，且造成不同程度的腎損傷。見表1。

表1 18例mut型MMA患兒臨床表現(xiàn)及一般檢查

2.2血尿代謝及基因檢測 18例患兒普遍出現(xiàn)血C3升高，C3/C2升高；尿有機酸中，甲基丙二酸顯著升高，甲基枸櫞酸-4有不同程度的升高。18例患兒均為MUT基因突變，復(fù)合雜合變異16例，共檢測到34個突變位點，累計20種，突變主要集中在Exon3，共計10次，突變頻率為29.4%(10/34)；Exon6共計5次，突變頻率為14.7%(5/34)；Exon2共計4次，突變頻率為11.8%(4/34)?；蛲蛔冾愋投鄻踊?，包括10種錯義突變，具體為：c.1808G>A、c.323G>A、c.599T>C、c.1106G>A、c.424A>G、c.1663G>A、c.1280G>A、c.947A>C、c.914T>C、c.1295A>C；無義突變5種：c.1741C>T、c.2179C>T、c.1630-1631delinsTA、c.2009G>T、c.2080C>T；移碼突變2種：c.755dupA、c.920_923del；整碼突變1種：c.1233_1235delCAT；剪切位點突變1種：c.1677-1G>A；插入突變1種：c.729_730insTT；起始密碼子突變1種：c.556A>G；內(nèi)含子突變1種：c.1084-10T>C。突變次數(shù)最多的位點為c.729_730insTT，突變頻率為14.7%(5/34)，其次為c.323G>A 、c.1106G>A，突變頻率分別為11.8%(4/34)、8.8%(3/34)。見表2。

表2 18例mut患兒基因檢測與血尿代謝結(jié)果

3 討 論

MMA是以有機酸代謝紊亂為特點的罕見遺傳病，由MCM及其輔因子鈷胺素(維生素B12)代謝障礙引起，主要遺傳方式為常染色體隱性遺傳，甲基丙二酸和代謝物的異常蓄積導(dǎo)致患兒出現(xiàn)各種各樣的臨床癥狀。MCM完全或者部分活性喪失為單純型MMA(即mut型)，表現(xiàn)為MCM的輔因子鈷胺素(cb1A、cb1B、cb1D-MMA、cb1H)的轉(zhuǎn)運及合成障礙或缺乏MCM[2，9]。其中MUT基因突變是國內(nèi)外最常見的單純型MMA突變類型，據(jù)有關(guān)文獻報道，目前MUT基因突變類型約250多種[2，10]。

單純型MMA的臨床表現(xiàn)為非特異性。本研究中，18例mut型MMA患兒臨床表現(xiàn)較為復(fù)雜，基因類型不同的患兒臨床表現(xiàn)也存在相似之處，多表現(xiàn)為嘔吐、嗜睡、精神不佳、喂養(yǎng)困難等，嚴重者甚至出現(xiàn)抽搐、呼吸困難、意識障礙等，與既往文獻報道一致[10]。當(dāng)患兒出現(xiàn)多系統(tǒng)表現(xiàn)時，臨床上應(yīng)懷疑MMA的可能性。本研究中，5例于新生兒篩查時確診，占比27.8%，高于國內(nèi)其他文獻報道比例[10-11]。新生兒篩查檢出率的提高說明，我國對于新生兒早期篩查越來越重視，新生兒篩查對MMA的早診斷、早治療至關(guān)重要。目前，我國有越來越多的地區(qū)開展了新生兒串聯(lián)質(zhì)譜篩查項目，有利于準(zhǔn)確、及時地診斷多種疾病。本研究中，早發(fā)型9例，占比69.2%，為主要發(fā)病類型，最主要的臨床表現(xiàn)為嗜睡、嘔吐、喂養(yǎng)困難、精神不佳，可合并發(fā)熱、抽搐、呼吸困難、生長發(fā)育落后等表現(xiàn)，但上述癥狀在嬰幼兒期特異性較差[12]。因此，當(dāng)患兒存在相關(guān)家族史或出現(xiàn)不明原因發(fā)熱、抽搐、呼吸困難、生長發(fā)育落后等癥狀時，應(yīng)考慮到MMA的可能性，及時對患兒進行血尿代謝的篩查及基因檢測以排除診斷。

基因檢測技術(shù)的不斷提高為MMA的診斷提供了幫助，使越來越多的患兒得以早期診斷，并在臨床癥狀出現(xiàn)前得到及時治療。隨著二代測序技術(shù)的發(fā)展，基因檢測是確診MMA及其分型最可靠的方法。MUT基因位于染色體6p12.3區(qū)域，共包含13個外顯子，全長約35 kb[12]。MUT基因在不同種族中存在差異，在日本主要為c.349G>T(p.E117X)、c.385+5G>A(IVS2+5G>A)、c.1106G>A(p.R369H)、c.1481T>A(p.L494X)、c.2179C>T(p.R727X)，在印度主要為c.1863A>T(p.K621N)、c.1943G>A(p.G648D)、c.1889G>A(p.G630E)；在西班牙人中以c.322C>T(p.R108C)最常見；在黑色人種中以c.2150G>T(p.G717V)最常見；在我國，主要報道位點為c.729_730insTT(p.D244Lfs*39)、c.1106G>A(p.R369H)等[11]。本研究中，對18例mut型MMA患兒進行Sanger測序或高通量測序，其父母均為正常無表型，采用Sanger驗證，患兒基因突變均為雜合，共檢測到20種突變位點：c.323G>A、c.599T>C、c.1106G>A、c.424A>G、c.1663G>A、c.1280G>A、c.947A>C、c.914T>C、c.1295A>C、c.1741C>T、c.2179C>T、c.1630-1631delinsTA、c.2009G>T、c.2080C>14T、c.755dupA、c.920_923del、c.1233_1235delCAT、c.1677_1G>A、c.729_730insTT、c.556A>G。其中，最常見的突變類型分別為：c.729_730insTT(p.D244fs)5例，占比為14.7%；c.323G>A(p.R108H)4例，占比為11.8%；c.1106G>A(p.R369H)3例，占比為8.8%，與既往報道存在一定的差異，考慮可能與樣本量偏小有關(guān)[11，13]。本研究中，基因突變類型多樣化，主要表現(xiàn)為錯義突變，共19個，占比55.9%。變異位點主要位于 N-末端結(jié)構(gòu)域的第2、3、6外顯子，通過引起蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的改變，從而影響 MCM 的活性，與既往文獻報道一致[14-15]。有研究收集了來自中國多家醫(yī)院c.1663G>A (p.A555T)的復(fù)合雜合子患者30例，詳細描述了它們的臨床特征和生化指標(biāo)，并與無此位點變異的患者進行了比較，結(jié)果顯示，存在c.1663G>A (p.A555T)位點突變的患者發(fā)病較晚，臨床表現(xiàn)較輕，生化異常較輕，對維生素B12的反應(yīng)性較好，發(fā)病率較低，代謝控制較容易，預(yù)后較好[16]。本研究中，2例c.1663G>A突變位點攜帶者均為新生兒篩查發(fā)現(xiàn)，治療過程中患兒對維生素B12反應(yīng)較好，代謝控制較容易，與Liang等[16]研究報道一致。

本研究中， C3升高14例、C3/C2升高16例，尿甲基丙二酸升高18例，甲基枸櫞酸-4(一)升高10例，甲基枸櫞酸-4(二)升高9例， 3-羥基丙酸升高8例，與既往文獻報道一致，可基本代表此型患兒的血尿代謝特征[17-19]。

MMA患兒具有臨床表現(xiàn)復(fù)雜及早發(fā)嚴重的傾向，臨床工作中容易出現(xiàn)誤診、漏診。為減少這種情況的發(fā)生，對于以反復(fù)嘔吐、嗜睡、精神不佳等為主訴就診的患兒，應(yīng)警惕MMA的可能性。尤其對于存在相關(guān)家族史或出現(xiàn)不明原因發(fā)熱、抽搐、呼吸困難、生長發(fā)育落后的患兒，應(yīng)及時進行血尿代謝篩查及基因檢測并綜合分析，達到早診斷、早治療。該病治療遵循個體化原則，可通過飲食、藥物、手術(shù)等方式干預(yù)疾病進展，改善患者癥狀。維生素B12治療有效的患兒飲食無需特殊限制，可主要通過補充維生素B12，其次通過口服左卡尼汀、甜菜堿、亞葉酸鈣可明顯改善癥狀；維生素B12治療無效或部分有效的患兒主要通過飲食治療，其次通過補充左卡尼汀、特殊奶粉、限制攝入蛋白質(zhì)中氨基酸的含量等方式進行改善[20]。最后，對于飲食和藥物控制不良的患兒可采取肝臟移植的手段進行治療。有研究對9例接受肝臟移植的MMA肺動脈高壓患兒及2例接受肝臟移植和腎臟移植的MMA肺動脈高壓患兒進行了回顧性分析，結(jié)果表明肝臟移植可明顯改善MMA患兒代謝，提高患兒5年生存率[21]。MMA可出現(xiàn)多種并發(fā)癥，主要包括智力障礙、腎小管間質(zhì)性腎炎伴進行性腎功能衰竭、“代謝性中風(fēng)”(急性和慢性基底神經(jīng)節(jié)損傷)導(dǎo)致癱瘓性運動障礙，伴有舞蹈癥、肌張力障礙、四肢癱瘓、胰腺炎、免疫性損傷、視神經(jīng)萎縮等[22]。在治療過程中，若患兒出現(xiàn)其他系統(tǒng)的損害，可采取對癥處理，貧血患兒可補充葉酸、維生素B12，腦積水患兒可采取腦脊液引流手術(shù)治療[10]。MMA的預(yù)后主要取決于診斷、分型及治療的時間，患兒起病時間越早，病情越重，死亡率也越高[23]。

因此，新生兒串聯(lián)質(zhì)譜篩查、尿有機酸和基因檢測對于MMA的早期診斷起到了至關(guān)重要的作用。本研究通過對18例mut型MMA患兒的臨床資料進行總結(jié)分析，對mut型MMA的診斷和治療提供了一定的幫助，希望未來能出現(xiàn)更多更準(zhǔn)確的早期診斷方法，使患兒盡早得到有效治療，有利于改善患兒預(yù)后，從而降低患兒的致殘率、死亡率。