DBT基因突變型兒童楓糖尿病

馮偉， 田青

楓糖尿病(maple syrup urine disease，MSUD)是一種罕見的常染色體隱性疾病，最早由Menkes等[1]于1954年描述，全球18.5萬人中約有1人患有該病，在某些民族和種族人群中發病率可能更高[2]。MSUD的特點是支鏈氨基酸α-酮酸脫氫酶復合體的先天缺乏，導致支鏈氨基酸(branched-chain amino acids,BCAAs)轉氨形成的相應支鏈α-酮酸(branched-chain keto acids,BCKAs)不能氧化脫羧，從而造成體內BCAAs(包括亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸)和BCKAs的積累[3]。由于患者腦內BCAAs及相應支鏈酮酸代謝物的積累，會對腦組織產生神經毒性作用，引起一系列神經系統表現，如厭食癥、呼吸暫停、刻板運動等[4]。本研究對1例MSUD患兒的臨床資料進行分析，以提高此疾病的認識和診療水平。

1 病歷資料

1.1 基本病史 患兒男，日齡11 d，因“吐沫伴納差7 d”入院。患兒系第1胎第1產，胎齡39周順產，產重3 200 g，無窒息史，生后Apgar評分9分，患兒父母適齡結婚，患兒父親的外婆和患兒母親的外婆是親姐妹，否認家族類似疾病患者。生后母乳喂養，具體量不詳，患兒于入院前7 d出現吐沫伴納差，無發熱、氣促，無吐奶、嗆奶，無嗜睡、抽搐等，尿液中有類似楓糖的氣味，大便稀糊狀。體格檢查：體溫36.2 ℃，心率118次/分，呼吸36次/分。反應可，面色欠紅潤，皮膚、鞏膜無黃染，前囟平軟，心、肺及腹部查體無異常，四肢肌張力不高。輔助檢查：血常規、肝腎功能、電解質、大小便常規、心肌酶譜、TORCH、血氨、乳酸等化驗均未見明顯異常；血串聯質譜：亮氨酸為3 281.50 μmol/L(正常值57.16～246.95 μmol/L)，纈氨酸為613.28 μmol/L(正常值46.16～231.70 μmol/L)；尿氣相色譜示：4-羥基苯丙酮酸、2-酮-3-甲基戊酸、2-羥基異戊酸、2-酮-異己酸均不同程度升高。腦電圖：中度異常腦電圖；頭顱MRI提示：腦內多發對稱性異常信號，符合MSUD腦病改變，見圖1。

注：兩側大腦半球灰白質分界尚清楚，皮質板略薄，白質區域相對稍大，腦溝略淺，雙側中央回、放射冠、內囊后肢、丘腦區、小腦齒狀核區見對稱性長T2、DWI高信號影。

圖1患兒生后14 d頭顱MRI表現

1.2 基因測定 在取得知情同意后，采集患兒及其父母的外周血各2 mL，乙二胺四乙酸抗凝后送至北京金淮醫學檢驗所利用安捷倫外顯子芯片捕捉+高通量測序進行DX-09_支鏈氨基酸代謝障礙(楓糖尿癥)檢測。檢測結果發現患兒父母均在chr1:100672078存在c.1132C>T(p.378X)的雜合突變(圖2a)，患兒chr1:100672078存在c.1132C>T(p.378X)的純合突變(圖2b)。提示該患兒在DBT基因發現一處惡性純合突變，分別來自父母，符合美國醫學遺傳學與基因組學學會相關指南的Pathogenic級。

圖2 基因測定結果

1.3 治療及隨訪 患者入院后給予心電監護，靜脈補液和腸外營養支持等對癥治療。在初步確診為“MUSD”后，立即給予特殊配方奶粉以及維生素B1控制飲食治療，患兒好轉出院。出院后隨訪2.5年，現患兒精神食欲可，無特殊不適。測亮氨酸及纈氨酸水平分別為782.19 μmol/L、202.32 μmol/L，復查頭顱MRI示：顱內多發異常信號范圍較前明顯變小，雙側腦室三角區脈絡叢對稱性異常信號灶(圖3)。

注：雙側大腦半球灰白質分界清楚，原雙側中央回、放射冠、內囊后肢、丘腦區、小腦齒狀核區見對稱性長T2、DWI高信號影較前明顯變小，其中內囊異常信號基本消失，雙側側腦室三角區見對稱性類圓形長T1長T2異常信號影。

圖3患兒2歲6個月頭顱MRI表現

2 討論

目前大多數研究根據支鏈氨基酸α-酮酸脫氫酶活性及臨床表現將MSUD分為經典型、中間型、間歇型、維生素B1有效型及脂酰胺脫氫酶缺乏型等5種類型，其中經典型是最嚴重、常見的表現型，新生兒早期即可發病，預后差，可迅速發展為呼吸衰竭、昏迷以致死亡[5]。MSUD臨床表現缺乏特異性，早期常出現納差拒奶、嗜睡、楓糖尿味等，后期進展為抽搐、驚厥、呼吸暫停、下肢交叉步等，如未得到及時干預可發生昏迷、中樞性呼吸衰竭，嚴重者可致死亡[4,6]。MSUD的標準治療主要為特殊飲食及維生素B1的攝入，重癥者則需要透析、血漿置換等積極處理。特殊飲食在恢復和維持MSUD患者的代謝穩態至關重要，應避免攝入含BCAAs的蛋白質、液體等，其目的是防止內源性BCAAs和BCKAs的合成和積累[7]。維生素B1是支鏈氨基酸α-酮酸脫氫酶的輔助因子，對于MSUD患兒，補充維生素B1可增加對飲食中BCAAs耐受性或降低血漿BCAAs，尤其是DBT突變患者[7-8]。本病例生后5 d出現納差，生后11 d就診，臨床表現輕，及時予以特殊配方奶粉及維生素B1飲食治療后患兒癥狀明顯好轉，隨訪BCAAs水平及頭顱MRI均提示明顯好轉，根據發病時間、病情進展及維生素B1治療有效，可把此病例考慮為維生素B1有效型。

MSUD還可根據BCKDHA、BCKDHB、DBT及DLD基因突變的不同將該病分為ⅠA型、ⅠB型、Ⅱ型、Ⅲ型4種基因型，其中以BCKDHA、BCKDHB點突變最為常見，DLD基因突變報道較少。在人類基因突變數據庫(HGMD)中，已有88例BCKDHA、85例BCKDHB、71例DBT和21例DLD突變報道[9]。Mitsubuchi等[10]認為ⅠA型、ⅠB型傾向于表現為經典型，Ⅱ型患者臨床表現較輕，且所有維生素B1有效型均是Ⅱ型。本患兒為DBT基因突變、臨床表現輕、及時維生素B1治療后明顯好轉，這符合Mitsubuchi等的見解。該病例中患兒父母均攜帶c.1132C>T(p.378X)的雜合突變，患兒DBT基因c.1132C>T(p.378X)的純合突變，此突變位點還尚未見報道。且患兒父親的外婆和患兒母親的外婆是親姐妹，筆者測該患兒DBT基因c.1132C>T突變具有家族性，蔣豐智等[11]也報道了1例臨床癥狀輕、治療后好轉的家族性MSUD病例，疾病發展和該患兒相似，但本文患兒父母否認家族中有類似疾病患者，這為今后繼續探索此類疾病提供了新的思考。

由于MSUD為支鏈氨基酸代謝障礙性疾病，體內相關BCAAs和BCKAs在血液及顱內積累，而且BCKAs可從尿液中排出，所以血串聯質譜、頭顱影像學及尿氣相色譜篩查對疾病的早期診斷有重要意義。血串聯質譜可發現亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸升高，亮氨酸升高更為顯著，Schadewaldt等[12]提出血漿中異亮氨酸升高對于診斷MSUD更具有特異性，但異亮氨酸的測定在臨床上尚未普及。頭顱影像學：在急性期由于BCAAs及BCKAs的蓄積影響三羧酸循環，從而干擾腦細胞的能量代謝，導致Na+/K+ATP泵功能紊亂而彌漫性腦水腫表現[13]。慢性期由于BCAAs和BCKAs累積使腦白質逐漸發生海綿狀變性和髓鞘形成障礙，可見對稱性中央回、基底節、丘腦、齒狀核、大腦腳等部位損害[14]。血串聯質譜篩查可在MSUD患者出現腦病癥狀或頭顱影像學改變前檢測到血液中支鏈氨基酸的升高，因為腦內BCAAs及BCKAs積累對腦組織產生神經毒性作用，導致腦白質病變需要發展過程[15]。尿氣相色譜可檢測尿樣中出現異常有機酸。本研究患兒在入院后即對其進行血串聯質譜、尿氣相色譜及頭顱MRI篩查，其化驗及檢查結果均符合MUSD表現，加之發現尿有特殊楓糖味，初步診斷此病不難，這對MSUD進行及時干預改善預后極其重要。

早期診斷和早期干預可明顯改善MUSD預后，所以對疑似MSUD患兒及時進行血串聯質譜、尿氣相色譜及頭顱影像學篩查至關重要。MUSD特殊飲食及維生素B1治療是改善癥狀、延緩病情發展的有效手段，目前已有報道肝移植術治療MSUD，術后患者的支鏈氨基酸α-酮酸脫氫酶活性顯著提高，支鏈氨基酸代謝改善[16]，對生存質量和神經智力改善都是有益的。