新生兒楓糖尿病BCKDHB基因純合突變一例報道并文獻復(fù)習(xí)

黃玉梅，麥菁蕓，楊祖欽，陳尚勤

·病例研究·

新生兒楓糖尿病BCKDHB基因純合突變一例報道并文獻復(fù)習(xí)

黃玉梅，麥菁蕓，楊祖欽，陳尚勤*

新生兒楓糖尿病(MSUD)是由于支鏈α-酮酸脫氫酶(BCKD)復(fù)合體遺傳性缺陷導(dǎo)致的支鏈氨基酸代謝障礙的疾病。在我國發(fā)病率低，早期診斷困難，預(yù)后差。本文介紹了1例MSUD患兒的臨床資料，結(jié)合顱腦磁共振、磁共振頻譜、血串聯(lián)質(zhì)譜分析、基因測序檢測予以確診，發(fā)現(xiàn)了BCKDHB基因的一個純合突變：c.254T>C(p.Leu85Ser)，是該病的致病性突變，且為此前未見報道過的突變。并結(jié)合相關(guān)文獻復(fù)習(xí)，以期為新生兒MSUD的早期診斷及治療提供借鑒。

楓糖尿?。籅CKDHB基因；DNA突變分析；磁共振波譜學(xué)

黃玉梅，麥菁蕓，楊祖欽，等.新生兒楓糖尿病BCKDHB基因純合突變一例報道并文獻復(fù)習(xí)[J].中國全科醫(yī)學(xué)，2017，20(17)：2159-2162.[www.chinagp.net]

HUANG Y M，MAI J Y，YANG Z Q，et al.Homozygous mutation of BCKDHB gene in maple syrup urine disease of newborns:one case report and literature review[J].Chinese General Practice，2017，20(17)：2159-2162.

楓糖尿病(maple syrup urine disease，MSUD)是由于支鏈α-酮酸脫氫酶(branched chain alpha-ketoacid dehydrogenase，BCKD)復(fù)合體遺傳性缺陷導(dǎo)致的支鏈氨基酸(branched chain amino acids，BCAA)代謝障礙的疾病。BCAA轉(zhuǎn)氨過程中，其支鏈α-酮酸(branched chain alpha-ketoacid，BCKA)不能脫羧，導(dǎo)致組織中BCAA和BCKA含量增高[1]。本文分析1例新生兒MSUD的臨床資料，并檢測顱腦磁共振頻譜(MRS)，通過基因測序分析，明確了該患兒發(fā)病的分子遺傳學(xué)證據(jù)。

1 病例簡介

患兒男，出生后1 d，患兒因“出生后嘔吐20 h”入院。患兒系G4P3，胎齡36+6周，單胎順產(chǎn)，出生體質(zhì)量3 000 g，胎膜早破72 h，臍帶繞頸1周，否認羊水污染，Apgar評分9～10分。出生后2 h開奶，5 ml/次，1次/2 h，出生后8 h喂奶后出現(xiàn)嘔吐，嘔吐物初為白色奶渣，后嘔吐褐色液，非噴射性，無黃綠色膽汁，每次進食后均有嘔吐，多為褐色液，量少，一次嘔吐為血性胃內(nèi)容物，無發(fā)熱，無少哭、少動，無氣促、發(fā)紺，胎便已解，量不詳，為墨綠色糊樣便，無黏液血絲，予“洗胃、維生素K1”等治療，禁食下無嘔吐。查體：體溫36.8 ℃，脈搏120次/min，呼吸45次/min，經(jīng)皮血氧飽和度90%～95%。反應(yīng)差，淺昏迷狀態(tài)，皮膚略干燥，隱約可見花紋，無黃疸，前囟平，呼吸不規(guī)則，伴鼾鳴聲，有呼吸費力，吸氣相三凹征(+)，雙肺呼吸音稍粗，可聞及痰鳴音，腹部稍膨隆，四肢肌張力減低，原始反射未引出。患兒父親37歲，無業(yè)，母親36歲，無業(yè)，非近親結(jié)婚。父母均否認家族史及遺傳疾病史?；純河幸晃?5歲哥哥，體??；患兒二哥出生后15 d死亡，具體死因不詳。

完善相關(guān)實驗室檢查，血常規(guī)、C反應(yīng)蛋白及肝腎功能檢測未見異常，血氣分析示代謝性酸中毒，給予氣管插管、機械通氣呼吸支持，予糾酸對癥治療，禁食、限液?；純喝朐汉蟪霈F(xiàn)頻繁驚厥，表現(xiàn)為四肢強直-陣攣、牙關(guān)緊閉、流口水，機械通氣下無發(fā)紺，每次持續(xù)約半分鐘后自行緩解，給予呋塞米降顱壓對癥治療。結(jié)合患兒病史，考慮遺傳代謝性疾病可能性大。檢測顱腦MRI(見圖1)示：雙側(cè)半卵圓中心、雙側(cè)基底核區(qū)、蒼白球、內(nèi)囊后肢、丘腦、腦干、大小腦腳、小腦齒狀核呈對稱性的異常信號改變，T1WI呈等低信號，T2WI呈等高信號，彌散加權(quán)成像序列(diffusion weight imaging，DWI)呈明顯高信號；對應(yīng)的表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)圖呈低信號，其ADC值較低；腦室、腦池系統(tǒng)形態(tài)、大小及位置未見異常改變；腦溝未見增寬；中線結(jié)構(gòu)居中。顱腦MRS(見圖2)：在MRS 0.9 ppm處可見一相對特異的寬峰，另外其MRS還表現(xiàn)為位于2.02 ppm處的氮乙酰天門氨酸(N acetyl aspartate，NAA)峰的降低及1.33 ppm處的乳酸(lactic acid，LAC)峰的升高，由于本MRS掃描使用的為長回波時間，故其波峰倒置?；純喝朐汉蟛檠?lián)質(zhì)譜結(jié)果提示亮氨酸(Leu)3 024.23 μmol/L、纈氨酸573.28 μmol/L，均顯著增高；尿氣相色譜-質(zhì)譜提示：2-羧基異戊酸、2-酮-異戊酸、2-酮-3甲基戊酸、2-酮-異己酸均增高；均符合MSUD診斷。及時給予禁食、B族維生素及左旋肉堿進行治療，并抽取患兒外周血進行基因檢測。

經(jīng)過患兒父母同意后，采集患兒外周血2 ml，抗凝處理后送杭州金域醫(yī)學(xué)檢驗所行基因檢測。通過對MSUD相關(guān)的4個基因外顯子編碼區(qū)進行直接基因測序，與參考序列作比對，4個基因的NCBI參考序列(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/)分別為(BCKDHA：NM-000709.3與NC-000019.9；BCKDHB：NM-000056.3與NC-000006.11；DBT：NM-001918.2與NC-000001.10；DLD：NG-008045.1與NM-000108.4)。檢測結(jié)果顯示，檢測到BCKDHB基因的一個純合突變：c.254T>C(p.Leu85Ser)(見圖3)；未檢測到BCKDHA、DBT、DLD基因外顯子編碼區(qū)的致病性突變。該突變?yōu)殄e義突變，翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)第85位氨基酸由Leu變?yōu)榻z氨酸，該突變未見相關(guān)文獻報道，在ESP6500、dbSNP、千人基因組數(shù)據(jù)庫和HGMD數(shù)據(jù)庫里均未見報道。同時，經(jīng)初步生物信息學(xué)分析(LRT、Poly Phenomenon-2)，顯示Leu 85位點在進化上保守，可能致病。由于患兒父母拒絕進一步檢測，未能獲得患兒父母的DNA樣本進行比對。

注：雙側(cè)半卵圓中心、雙側(cè)基底核區(qū)、蒼白球、內(nèi)囊后肢、丘腦、腦干、大小腦腳、小腦齒狀核呈對稱性的異常信號改變，在T1WI呈等低信號(圖A)，在T2WI呈等高信號(圖B)，在彌散加權(quán)成像序列呈明顯高信號(圖C)，相應(yīng)層面對應(yīng)的表觀擴散系數(shù)圖呈低信號(圖D)，其表觀擴散系數(shù)值較低

圖1 顱腦MRI表現(xiàn)

Figure 1 MRI manifestations of brain

注：在磁共振頻譜0.9 ppm處可見一相對特異的寬峰，位于2.02 ppm處的氮乙酰天門氨酸峰的降低及1.33 ppm處的乳酸峰的升高，由于本磁共振頻譜掃描使用的為長回波時間，故其波峰倒置

圖2 顱腦磁共振頻譜分析

Figure 2 Magnetic resonance spectroscopy of brain

注：檢測到BCKDHB基因的一個純合突變(箭頭處)：c.254T>C(p.Leu85Ser)；A為參考樣本，B為受檢者純合突變

圖3 基因檢測圖譜

Figure 3 Gene detection map

2 討論

MSUD是一種常染色體隱性遺傳的氨基酸代謝性疾病，MENKES等[2]于1954年報道了第1例MSUD，因患兒尿液中有特殊的楓糖氣味而得名。在人體中主要BCAA有Leu、異亮氨酸和纈氨酸。世界范圍內(nèi)MSUD發(fā)病率約為1/185 000[3]，在一些特殊種族，如美國賓夕法尼亞州的門諾派教徒，由于該種群廣泛存在的BCKDHA基因1312位T>A突變，新生兒MSUD的發(fā)病率高達1/358[4]。我國目前缺乏新生兒MSUD的確切發(fā)病率，以“楓糖尿病、新生兒”為檢索詞，檢索萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺，1996年至今，共檢索出22例。MSUD主要臨床表現(xiàn)有抽搐、酮癥酸中毒、窒息、低血糖、昏迷、共濟失調(diào)、精神運動遲緩、智力發(fā)育遲緩、髓鞘形成減少或脫髓鞘[5]。根據(jù)BCKD活性，MSUD分為5型：經(jīng)典型、間歇型、中間型、維生素B反應(yīng)型和二氫脂酰脫氫酶(E3)缺乏型。酶活性依次為正常人的0%～2%、2%～40%、5%～25%、20%～40%和5%～10%。其中，經(jīng)典型起病急，預(yù)后極差，患兒出生時常無異常，但很快出現(xiàn)喂養(yǎng)困難、嘔吐，并迅速發(fā)展為呼吸暫停、昏迷以致死亡。本例患兒以嘔吐為起始癥狀，很快出現(xiàn)驚厥、四肢強直-陣攣等腦損傷表現(xiàn)，故考慮為經(jīng)典型，但由于條件限制，未能測定患兒BCKD活性。

MSUD影像學(xué)檢查有其特征性，由于MSUD患兒BCAA及其酮酸衍生物選擇性損傷髓鞘，導(dǎo)致細胞毒性水腫及髓鞘間水腫。顱腦CT檢查對脫髓鞘病變的靈敏度不高，而MRI對于MSUD的診斷有其特征性。正常足月新生兒大腦半球中央前后回、放射冠、半卵圓中心、內(nèi)囊后肢、丘腦腹外側(cè)核、大腦腳、腦干背側(cè)、皮質(zhì)脊髓束、腦橋、雙側(cè)小腦中腳及小腦白質(zhì)等區(qū)域已經(jīng)髓鞘化，在T1WI序列，上述部位正常情況應(yīng)該為高信號。本例患兒在T1WI序列上，上述部位高信號消失，局部呈對稱性低信號；本例患兒在T2WI序列可見上述部位呈對稱性高信號，考慮為血管源性水腫表現(xiàn)；且DWI病變范圍顯示更加清晰，在上述部位對稱性高信號，ADC圖低信號，這是特征性的MSUD患兒的顱腦MRI表現(xiàn)，進一步幫助確診MSUD。

MRS在MSUD的應(yīng)用目前文獻報道較少，表現(xiàn)為NAA水平下降，0.9～1.0 ppm處異常升高的BCAA、BCKA及LAC峰，后期NAA水平可正常，LAC峰可消失，而BCAA峰可保持[6]。本例患兒有特征性的MRS表現(xiàn)：由于MSUD氧化脫羧作用異常造成其BCAA和BCKA上甲基質(zhì)子聚集而在MRS 0.9 ppm處可見一相對特異的寬峰，另外其MRS還表現(xiàn)為位于2.02 ppm處的NAA峰的降低及1.33 ppm處的LAC峰的升高，由于本MRS掃描使用的為長回波時間，故其波峰倒置。由于氨基酸代謝異常造成髓磷脂蛋白的降解，因此容易累積腦髓鞘發(fā)育成熟快速區(qū)域，因此，在MSUD失代償期，MRI及MRS檢查可以作為疾病預(yù)后的評估方法[7]。

目前研究發(fā)現(xiàn)4種基因與MSUD有關(guān)，分別為BCKDHA、BCKDHB、DBT和DLD，4種基因的突變均是以微小突變?yōu)橹?，大多?shù)可以通過直接基因檢測發(fā)現(xiàn)。迄今為止，在這4種基因上探測到至少有156種突變類型，尤其以BCKDHB多見。本例患兒檢測到BCKDHB基因的一個純合突變：c.254T>C(p.Leu85Ser)，未檢測到BCKDHA、DBT、DLD基因外顯子編碼區(qū)的致病性突變。該突變?yōu)殄e義突變，翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)第85位氨基酸由Leu變?yōu)榻z氨酸。不同類型的突變多與種族背景有關(guān)，但是目前關(guān)于亞洲人群尤其是中國人群的報道很少。2012年上海兒科研究所YANG等[8]報道了15例MSUD患兒，基因檢測發(fā)現(xiàn)20種不同類型基因突變。本例患兒基因突變型與其相比較并未發(fā)現(xiàn)重復(fù)。且該突變未在ESP6500、dbSNP、千人基因組數(shù)據(jù)庫和HGMD數(shù)據(jù)庫里發(fā)現(xiàn)報道。表明這是1例新發(fā)現(xiàn)的BCKDHB基因突變。生物信息學(xué)分析顯示，由于該基因突變c.254T>C突變，導(dǎo)致翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)第85位氨基酸由Leu變?yōu)榻z氨酸，且Leu 85位點在進化上較保守，因而認為可能致病。BCKDHB基因突變的患兒父母多帶有相同的基因位點突變，該患兒為純合突變，遺傳的可能性更高。但遺憾的是，由于該例患兒預(yù)后較差，未能獲得患兒父母的基因樣本進行參照。

MSUD一經(jīng)診斷，需要早期治療，可改善其預(yù)后。該病的治療需要給予不含BCAA的特殊奶粉，監(jiān)測血氨基酸水平，適當(dāng)補充母乳，以防止氨基酸缺乏[9]。臨床上對于所有MSUD患兒應(yīng)試用維生素B1。對于BCAA大量堆積，急性代謝失代償時可行持續(xù)血液透析。經(jīng)典型MSUD最佳治療時機是出生后7 d以內(nèi)，經(jīng)過早期治療1/3的患兒智力評分可達正常；超過14 d開始治療者預(yù)后較差。經(jīng)過及時治療的MSUD患兒，多可獲得較好的預(yù)后，甚至有成年后能成功妊娠的報道[10]。STRAUSS等[11]報道利用選擇性肝移植成功治療11例經(jīng)典型MSUD，使得無需限制氨基酸飲食以及避免了急性代謝失代償?shù)陌l(fā)生。目前肝移植在MSUD中的應(yīng)用已越來越多，且療效確切滿意[12-14]。但在國內(nèi)，MSUD的治療欠滿意。陳正等[15]統(tǒng)計了1996—2010年我國報道的共15例新生兒MSUD，有11例患兒放棄治療或死亡，1例遺留腦性癱瘓，1例智力發(fā)育遲緩，僅2例好轉(zhuǎn)出院。究其原因，主要還是未能及時診斷，且由于我國的優(yōu)生優(yōu)育政策，許多MSUD患兒家長選擇了放棄治療。本例患兒經(jīng)機械通氣、利尿、降顱壓等對癥治療后，驚厥有緩解，但仍一直處于昏迷狀態(tài)，后家屬放棄治療出院。經(jīng)隨訪，出院后2 d患兒死亡。

MSUD是致死、致殘的遺傳性疾病，提高醫(yī)務(wù)人員及家長對MSUD的認識、對新生兒進行血串聯(lián)質(zhì)譜篩查、早期診斷、早期飲食及治療干預(yù)可改善患兒預(yù)后。本文為今后進一步研究MSUD患兒臨床基因分型提供了寶貴的基礎(chǔ)，同時也對疾病的早期診斷和胎兒的產(chǎn)前診斷提供了幫助。

作者貢獻：黃玉梅進行資料收集整理、撰寫論文、隨訪患兒；麥菁蕓、楊祖欽負責(zé)病例診斷及治療；陳尚勤負責(zé)論文審校、質(zhì)量控制并對論文最終負責(zé)。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：張小龍)

Homozygous Mutation of BCKDHB Gene in Maple Syrup Urine Disease of Newborns:One Case Report and Literature Review

HUANGYu-mei，MAIJing-yun，YANGZu-qin，CHENShang-qin*

DepartmentofNeonatology，theSecondAffiliatedHospital，YuyingChildren′sHospitalofWenzhouMedicalUniversity，Wenzhou325000，China*Correspondingauthor：CHENShang-qin，Chiefphysician，Associateprofessor；E-mail：csq5725@126.com

Maple syrup urine disease(MSUD) is a metabolic disorder of branched chain amino acid due to hereditary defects of the branched chain α-ketoacid dehydrogenase(BCKD) complex.The incidence of MSUD is low in China，and early diagnosis is difficult and the prognosis is poor.The paper introduces the clinical data of 1 newborn with MSUD，makes a definite diagnosis in combination with cranial magnetic resonance imaging，magnetic resonance spectroscopy，blood tandem mass spectrometry，gene sequencing，and finds that a homozygous mutation of BCKDHB gene:c.254T>C(p.Leu85Ser) is the pathogenic mutation of this patient.Moreover，this mutation has not been reported previously.With related literature review，the paper hopes to provide references for the early diagnosis and treatment of neonatal MSUD.

Maple syrup urine disease;BCKDHB gene;DNA mutational analysis;Magnetic resonance spectroscopy

R 589.3

D

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.17.025

2016-08-08；

2017-01-23)

325000浙江省溫州市，溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 育英兒童醫(yī)院新生兒科

*通信作者：陳尚勤，主任醫(yī)師，副教授；E-mail：csq5725@126.com