亞甲基四氫葉酸還原酶缺乏癥致腦積水患兒2 例臨床及MTHFR 基因變異分析

董 慧 陳哲暉 馬 雪 張 堯 宋金青 金 穎 李夢(mèng)秋 張宏武 姚紅新 楊艷玲

北京大學(xué)第一醫(yī)院1.兒科；2.小兒外科（北京 100034）

高同型半胱氨酸血癥是一組常見的代謝異常，病因復(fù)雜，已知多種遺傳和非遺傳病因，可自胎兒到老年發(fā)病，人群總體患病率高達(dá)5%，是可防可治的疾病[1-2]。遺傳性高同型半胱氨酸血癥1型被列入我國第一批罕見病[3]，需要通過低蛋氨酸飲食、維生素B6、甜菜堿或肝移植治療[4-5]。亞甲基四氫葉酸還原酶（methylenetetrahydrofolate reductase,MTHFR）缺乏癥（OMIM 236250）所致同型半胱氨酸血癥2型是較常見的類型，個(gè)體差異顯著，多在青少年或成年發(fā)病，少數(shù)嚴(yán)重者在嬰兒期發(fā)病，導(dǎo)致早發(fā)腦病[1]，致殘，甚至致死。

腦積水是一種嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性腦損傷，早在新生兒期到嬰兒期即可發(fā)病，甚至于胎兒期可能通過超聲、磁共振掃描等檢出，若不早期治療，將引起不可逆性腦損傷，導(dǎo)致智力運(yùn)動(dòng)障礙及視力殘疾，嚴(yán)重時(shí)致死[5-6]。一些同型半胱氨酸血癥患兒合并腦積水，需多學(xué)科聯(lián)合防控，在代謝干預(yù)治療的同時(shí)進(jìn)行側(cè)腦室引流等手術(shù)治療，以改善預(yù)后[7-8]。目前，國內(nèi)外較少有關(guān)同型半胱氨酸血癥2型引起腦積水的報(bào)告[9]?，F(xiàn)回顧性分析2 例就診于北京大學(xué)第一醫(yī)院兒科以嬰兒期腦積水為突出表現(xiàn)的患兒，并復(fù)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)。

1 臨床資料

例1，男，8月齡時(shí)因重度發(fā)育落后、間斷抽搐1月余于2020年1月就診。患兒自2月齡起納差、反應(yīng)遲鈍，外院頭顱MRI檢查發(fā)現(xiàn)腦積水（圖1A），進(jìn)行側(cè)腦室-腹腔分流術(shù)。7 月齡起出現(xiàn)癲癇發(fā)作，每日發(fā)作數(shù)次?？诜羞刘?、左乙拉西坦及氨己烯酸等多種抗癲癇發(fā)作藥物治療，癲癇未能控制。

圖1 患兒頭顱影像學(xué)表現(xiàn)

患兒系G1P1，足月順產(chǎn),出生體重3 650 g，混合喂養(yǎng)。6月齡抬頭，7月齡可稍坐及無意識(shí)發(fā)“baba、mama”音?；純焊改附】担墙H婚配。體格檢查：追聲追物差，頭圍46.0 cm，前囟1 cm×1 cm，張力不高，右側(cè)頂枕區(qū)及下腹部可見手術(shù)瘢痕，四肢肌力肌張力正常，可短暫扶站，深淺反射對(duì)稱引出，病理征陰性。實(shí)驗(yàn)室檢查：血常規(guī)、血氨、肝腎功能正常。血清總同型半胱氨酸顯著增高，波動(dòng)于65～102.6 μmol/L（正常參考值＜15 μmol/L）。血液甲硫氨酸降低或處于正常低值（7.81～11.5 μmol/L，正常值10～50 μmol/L），甲硫氨酸/苯丙氨酸降低或處于正常低值（0.16～0.61，正常值0.2～1.4）。尿液甲基丙二酸等有機(jī)酸正常。心電圖、超聲心動(dòng)圖、腹部B超未見異常。視頻腦電圖可見不典型高度失律，左右半球有時(shí)不同步，監(jiān)測(cè)到頻繁孤立及成串痙攣發(fā)作。

例2，男，4月齡時(shí)因陣發(fā)性青紫14天于2017年12月就診。患兒哭鬧后青紫，面色發(fā)紺，伴抽搐發(fā)作，口唇及下頜抖動(dòng)，雙眼凝視，持續(xù)2～3分鐘后緩解，止驚治療后好轉(zhuǎn)，約2～3 天發(fā)作1 次，外院頭顱CT及MRI發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重腦積水（圖1B）。

患兒系G3P3，足月剖宮產(chǎn)，出生體重3 200 g。患兒2 個(gè)同胞姐姐均于2 月齡時(shí)夭折，大姐腦發(fā)育不良，二姐患肺炎合并腦積水?；純簽槟溉槲桂B(yǎng)，智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩，4 月齡時(shí)仍不能豎頭、翻身，不能追聲、追視，不易逗笑。體格檢查：頭圍44cm，前囟飽滿，直徑約2×3 cm，雙側(cè)膝腱反射亢進(jìn)，雙側(cè)巴氏征陽性，雙側(cè)踝陣攣陽性。實(shí)驗(yàn)室檢查：血常規(guī)、肝腎功能、血氨正常。血清總同型半胱氨酸顯著增高（＞100 μmol/L），血液甲硫氨酸降低或處于正常低值（9.84～12 μmol/L），甲硫氨酸/苯丙氨酸降低或處于正常低值（0.18～0.28）。尿液甲基丙二酸濃度正常。心電圖、胸片及腹部B超大致正常，超聲心動(dòng)圖提示卵圓孔未閉。視頻腦電圖可見高度失律，雙側(cè)半球放電分離，后頭部為主快波節(jié)律陣發(fā)，左側(cè)為著。

結(jié)合2 例患兒臨床表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)室檢查，考慮為同型半胱氨酸血癥2 型，合并腦積水、癲癇、全面發(fā)育遲緩。

監(jiān)護(hù)人簽署知情同意書后，取患兒及其父母靜脈血各2 mL，檢測(cè)患兒全外顯子組序列。結(jié)果2 例患兒的MTHFR基因均檢出復(fù)合雜合變異，采用一代測(cè)序方法檢測(cè)患兒父母MTHFR基因，分別檢出1個(gè)雜合變異。2例患兒確診為MTHFR缺乏癥所致同型半胱氨酸血癥2型。

例1的MTHFR基因檢出c.1915A＞C(p.T639P)和c.568 T＞C(p.F 190 L)，均為未報(bào)道的新變異，c.1915A＞C來源于父親，導(dǎo)致MTHFR多肽鏈第639位氨基酸由蘇氨酸改變?yōu)楦彼?；c.568T＞C來源于母親，導(dǎo)致該多肽鏈第190 位由苯丙氨酸改變?yōu)榱涟彼帷＠? 的MTHFR基因檢出c.1530 G ＞A(p.K510=)和c.233C＞A（p.S78Ter），c.1530G＞A來自母親，為已報(bào)道的致病性變異[10]，c.233C＞A為未報(bào)道的新變異，來源于父親，導(dǎo)致該多肽鏈第78位發(fā)生提前終止（圖2）。

圖2 例2 及其父母MTHFR 基因部分測(cè)序圖

根據(jù)美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)發(fā)布的變異解讀指南，分析3 個(gè)新變異的致病性[11]，在人類基因變異數(shù)據(jù)庫（HGMD、Clinvar）及千人基因組計(jì)劃數(shù)據(jù)庫（www.1000genomes.org）中未檢出兩患兒MTHFR基因3個(gè)新變異c.1915A＞C、c.568T＞C和c.233C＞A。經(jīng)Mutation Taster及UCSC Genome Browser 網(wǎng)站致病性預(yù)測(cè)及多物種同源性分析，c.1915 A＞C、c.568 T＞C 在哺乳動(dòng)物中高度保守，c.233 C ＞A 引起氨基酸翻譯的提前終止，均可能致病。

2 例患兒均轉(zhuǎn)兒外科行側(cè)腦室-腹腔分流術(shù)評(píng)估、治療及隨訪。同時(shí)進(jìn)行代謝干預(yù)及對(duì)癥治療。

例1 肌注維生素B121000 μg/w，口服甜菜堿1.5 g/d，亞葉酸鈣 7.5 mg/d，維生素B660 mg/d，左卡尼汀 500 mg/d，代謝狀態(tài)有所改善；繼續(xù)抗癲癇治療，口服托吡酯、左乙拉西坦及氨己烯酸，并生酮飲食。目前患兒3 歲，血清總同型半胱氨酸波動(dòng)于70.6～85.8 μmol/L，血甲硫氨酸波動(dòng)于11～15 μmol/L，仍有較頻繁抽搐發(fā)作，智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩。

例2 肌注維生素B12500 μg/w，口服甜菜堿1 g/d，亞葉酸鈣 7.5 mg/d，維生素B640 mg/d，左卡尼汀 500 mg/d，代謝狀態(tài)改善；同時(shí)應(yīng)用左乙拉西坦。患兒1歲后失訪。

2 討論

高同型半胱氨酸血癥病因及臨床表現(xiàn)復(fù)雜，需要個(gè)體化治療。根據(jù)血中總同型半胱氨酸濃度，高同型半胱氨酸血癥分為輕型（15～30 μmol/L）、中間型（31～100 μmol/L）和重型(＞100 μmol/L)[3]。采用液相串聯(lián)質(zhì)譜法行新生兒篩查，可檢出同型半胱氨酸血癥1型及甲基丙二酸血癥合并同型半胱氨酸血癥等部分患者[4,6]，但是同型半胱氨酸血癥2 型需通過生化代謝檢查、基因檢測(cè)等綜合分析才能診斷[13]，如果能早期診治，絕大部分患者預(yù)后良好[3]。

MTHFR 是甲硫氨酸代謝過程中的關(guān)鍵酶，MTHFR缺乏癥導(dǎo)致5,10-亞甲基四氫葉酸還原為5-甲基四氫葉酸過程受阻，患者血液、腦脊液及組織液中5-甲基四氫葉酸不同程度降低，部分患者伴血液甲硫氨酸降低及繼發(fā)性腦葉酸缺乏癥。高同型半胱氨酸血癥、低甲硫氨酸血癥、腦葉酸缺乏可能是導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)及心腦血管損傷的原因[12]。

MTHFR缺乏癥臨床表現(xiàn)復(fù)雜多樣，在新生兒期至成人期均可起病，多系統(tǒng)受累。1972年Mudd等[14]首先報(bào)道2例MTHFR缺乏癥，血清總同型半胱氨酸濃度均顯著增高，1 例以力弱、癲癇發(fā)作起病，另1例主要表現(xiàn)為精神分裂癥及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。早發(fā)型于新生兒到1歲內(nèi)起病，表現(xiàn)為肌張力低下、喂養(yǎng)困難、生長(zhǎng)發(fā)育停滯、嗜睡、呼吸暫停及小頭畸形等[5]。其他癥狀包括腦室擴(kuò)張、腦積水及眼震、視神經(jīng)萎縮等，多無法得到及時(shí)診斷及治療，逐漸加重，發(fā)育遲緩，認(rèn)知障礙，甚至出現(xiàn)癲癇、步態(tài)異常、痙攣性癱瘓等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。Aljassim 等[1]曾報(bào)道7 例MTHFR 缺乏癥，其中2 例以腦積水為突出表現(xiàn)，經(jīng)側(cè)腦室-腹腔分流術(shù)及口服藥物對(duì)癥治療，未得到有效緩解，死于呼吸衰竭。本研究2例患兒均于嬰兒期出現(xiàn)腦積水及癲癇，雖然經(jīng)代謝干預(yù)及側(cè)腦室-腹腔分流術(shù)治療，但智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩及抽搐發(fā)作均未得到有效緩解，提示腦積水為MTHFR 缺乏癥預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素。晚發(fā)型于1歲以后起病，多出現(xiàn)精神行為異常[12,15]、癲癇及共濟(jì)失調(diào)等表現(xiàn)，患者可表現(xiàn)為典型的進(jìn)展性三相病程，第一相早期發(fā)育可正常，第二相出現(xiàn)小頭畸形及精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩，第三相則病情迅速惡化，多因急性呼吸衰竭死亡[16]?；颊甙d癇可以表現(xiàn)為多種發(fā)作形式，如肌陣攣發(fā)作、陣攣發(fā)作、強(qiáng)直發(fā)作等，常見腦萎縮、腦積水、多小腦回畸形及脫髓鞘病變等顱內(nèi)病變。本研究2 例患兒于嬰兒期出現(xiàn)腦積水及癲癇發(fā)作，經(jīng)生化檢測(cè)及基因分析確診為MTHFR 缺乏癥，與既往報(bào)道的病例臨床及生化改變相似。

與其他類型的同型半胱氨酸血癥不同，MTHFR缺乏癥患者多無巨幼細(xì)胞性貧血等血液系統(tǒng)異常[16-17]。本研究2 例患兒均未見巨幼細(xì)胞性貧血?；颊吲R床癥狀的嚴(yán)重程度與亞甲基四氫葉酸還原酶的殘留酶活性高度相關(guān)，體外培養(yǎng)的肝細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞或成纖維細(xì)胞酶活性檢測(cè)可作為診斷依據(jù)[1]。新生兒可通過血液氨基酸分析發(fā)現(xiàn)甲硫氨酸及甲硫氨酸/苯丙氨酸比值降低、總同型半胱氨酸水平增高篩查MTHFR缺乏癥[4]。

1998 年Goyette 等[18]首次報(bào)道了MTHFR基因的結(jié)構(gòu)及定位，MTHFR基因位于染色體1 p 36.22，由12個(gè)外顯子組成，編碼656個(gè)氨基酸，迄今已報(bào)道100余種致病變異[19]，包括錯(cuò)義突變、剪切突變、無義突變等，尚未發(fā)現(xiàn)基因型與表型的相關(guān)性。最常見的MTHFR致病變異為c.1530G＞A，引起9號(hào)外顯子跳躍，導(dǎo)致移碼突變及蛋白質(zhì)翻譯的提前終止[20]。無義突變c.233C＞G亦為既往已報(bào)道的致病變異[21]。本研究中例2 的c.1530 G＞A 為已報(bào)道的較常見致病變異，另1 個(gè)變異c.233 C ＞A 與已知致病變異c.233 C＞G 的位點(diǎn)及氨基酸改變一致，引起氨基酸翻譯提前終止，均可能致病。例1 的2 個(gè)新變異c.1915A＞C和c.568T＞C分別來自父母，在不同物種間存在高度保守性，經(jīng)致病性預(yù)測(cè)均可能致病。需要注意的是，MTHFR基因具有大量的多態(tài)性變異，c.677C＞T最常見，并不是造成嚴(yán)重甲基化障礙的病因[22]，因此，應(yīng)謹(jǐn)慎解讀MTHFR基因變異。

目前，對(duì)于MTHFR缺乏癥尚無根治方法，多數(shù)患者通過藥物治療可以改善。確診后，根據(jù)個(gè)體情況，應(yīng)盡早給予甜菜堿、亞葉酸、維生素B12、維生素B6、甲硫氨酸、核黃素、左卡尼汀及對(duì)癥治療。其中，甜菜堿〔兒童100～250 mg/（kg·d），成人3～10 g/d〕尤為重要[12]，可有效預(yù)防神經(jīng)系統(tǒng)疾病[23]。甜菜堿可通過甜菜堿甲基轉(zhuǎn)移酶作用幫助同型半胱氨酸生成甲硫氨酸，但過量的甜菜堿可能導(dǎo)致甲硫氨酸增高，間接引起腦水腫，所以治療過程中應(yīng)密切監(jiān)測(cè)[19]。5-甲基四氫葉酸為唯一能通過血腦屏障的葉酸形式，服用普通葉酸可能會(huì)加重大腦中甲基四氫葉酸的缺乏，建議采用亞葉酸或5-甲基四氫葉酸，避免應(yīng)用葉酸。少數(shù)患者可通過補(bǔ)充甲硫氨酸改善臨床癥狀。一氧化二氮可抑制甲硫氨酸的合成，為MTHFR缺乏癥的治療禁忌[19]。

MTHFR 缺乏癥患者的嚴(yán)重程度和預(yù)后與治療時(shí)間的開始早晚及腦損傷的程度高度相關(guān)。通過新生兒篩查發(fā)現(xiàn)的患兒經(jīng)過早期干預(yù)，死亡率顯著降低，且早期治療的患兒均未出現(xiàn)顯著神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，獲得良好預(yù)后[23]。若治療不及時(shí)，患兒多因呼吸衰竭或癲癇持續(xù)狀態(tài)夭折。本研究2 例患兒預(yù)后不良，與合并腦積水及癲癇等嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)。

對(duì)于不明原因的智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育障礙、癲癇、精神障礙等患者，需要考慮遺傳代謝病的可能，盡早確診及治療，改善預(yù)后。血液及尿液總同型半胱氨酸測(cè)定是發(fā)現(xiàn)高同型半胱氨酸血癥的關(guān)鍵，血液葉酸、維生素B12、氨基酸及酰基肉堿譜、尿有機(jī)酸及基因分析有助于確診及鑒別診斷。