經基因分析確診的楓糖尿癥1例并文獻復習

李妍涵

[摘要]目的：分析1例經基因分析確診的楓糖尿癥患兒的臨床及遺傳學特點。方法：回顧性分析1例楓糖尿癥患兒的臨床經過，采用二代測序及桑格爾測序進行致病基因分析，并進行文獻復習。結果：男性患兒，于生后6天出現反應差、嘔吐、抽搐及昏迷，經顱腦核磁檢查，血液氨基酸、酯酰肉堿譜分析考慮楓糖尿癥可能性大。BCKDHB基因分析發現c.767A>C（p.Y256C）及c.1037A>G（p.Q346R）復合雜合突變。結論：患兒存在代謝性腦病、代謝性酸中毒及特殊楓糖樣體味時，要考慮楓糖尿癥的可能，楓糖尿癥相關基因（BCKDHA，BCKDHB，DLD，DBT）分析有助于確診。

[關鍵詞]楓糖尿癥;BCKDHB基因;支鏈氨基酸;遺傳代謝病

[中圖分類號]R722.1 [文獻標識碼]A [文章編號]2096-5249（2019）05-221-02

楓糖尿癥（maplC syrup urine disease，MSUD，MIM#248600），是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，以急性代謝紊亂、酮尿、癲癇、智力運動發育后或及楓糖樣體味為主要特征。該病若不經及時治療，急性代謝紊亂及腦損害可呈急性進展，常導致嚴重腦損傷，且致死、致殘率極高。據國外文獻報道，楓糖尿癥發病率約為1：18000，我國發病率尚不明確。本文就一例經基因診斷明確的中國楓糖尿癥患兒的診療經過、基因突變特點進行研究，并結合文獻進行分析。

1資料與方法

1.1一般資料患兒，男，為第1胎，于胎齡39周順產出生，出生體重3500g，Apgar評分1分鐘9分，5分鐘10分。患兒為母乳喂養，于生后6天出現反應差及嘔吐，嘔吐物為胃內容物，嘔吐約一天3-4次，為非噴射性，和進食無關，于嘔吐后肢體抽搐發作并意識喪失。于當地醫院查血常規示白細胞計數22x109/L，中性粒細胞比例78%，血紅蛋白102g/L;血生化：鉀2.3mmol/L，鈉119mmol/L，氯91mmol/L，碳酸氫根14.2mmol/L;血氣pH 7.12;肝腎功能、血脂、血糖、免疫等化驗無異常。采用串聯質譜查血亮氨酸屏亮氨酸539.10umol/L（正常50-290umol/L）;纈氨酸294.15umol/L（正常60-290umol/L）;別異亮氨酸91.33umol/L（正常<7.70umol/L）。采用氣相色譜質譜聯用查尿有機酸分析示多種α-酮酸及α-羥酸水平增高。顱腦核磁（T2WI及DWI）示兩雙側基底節區、腦干及小腦呈對稱性高信號改變。結合患兒楓糖樣體味，當地醫院予“楓糖尿癥，代謝性酸中毒，電解質紊亂，貧血”診斷，予限制天然蛋白建議、予低支鏈氨基酸配方奶粉、左卡尼汀、維生素B1、止吐、抗炎、抗感染、止驚治療兩周后癥狀好轉，但仍存在反應慢。患兒父母健康，無親緣關系，父母家族中未有類似家族史。為明確疾病遺傳學誘因，患兒家長來我院進行遺傳分析。簽署知情同意書后，采集3名家庭成員外周靜脈血2-3mL，乙二胺四乙酸抗凝，置4℃冰箱備用。

1.2方法使用TIANGEN血液基因組DNA提取試劑盒（北京天根生化科技有限公司，離心柱型）提取患兒及父母外周血白細胞DNA。對患兒DNA進行全外顯子測序檢查（安捷倫V6），原始測序數據量為5G，平均測序深度約為100x，Q30均大于95%。比對參考基因組（bg19）后，除去PCR重復，并將部分原始結果重新排列。檢出變異并進行過濾后.采用annovar進行變異注釋。由于臨床已確診，故先關注楓糖尿癥相關基因，并明確BCKDHB基因疑似致病突變位點。

檢出疑似致病位點后，由NCBI網站下載BCKDHB基因DNA全序列（NM 000.056）。采用Primer5軟件設計聚合酶鏈反應引物，對患兒家系DNA進行擴增。膠回收以及純化后，采用雙向測序法進行基因序列分析，然后與標準序列進行比對分析。利用NCBI蛋白數據庫和Bioedit軟件進行人類和不同物種的BCKDHB蛋白同源序列比較，并運用MutalaonTaster軟件（http：//www.mutationtaster.org）及Polyphen-2軟件（http：//genetms.bwh.harvard.edu/pph2）進行突變的致病性預測。

2結果

患兒存在c.767A>C（p.Y256C）及c.1037A>G（p.Q346R）復合雜合突變，家系分析示突變源于患兒父母，符合楓糖尿癥診斷。突變均為已報道突變，在千人基因組計劃資料庫（www.1000genomes.org）中未檢出。上述突變經MutationTaster和Polyphen-2軟件致病性預測為“可能致病：經多物種同源性分析示256號及346號氨基酸在多物種間高度保守（圖1），結合既往文獻，考慮該兩個突變致病的可能性大。

3討論

楓糖尿癥是線粒體支鏈。α-酮酸脫氫酶缺陷引發的遺傳代謝病。由于支鏈氨基酸及支鏈酮酸在患兒體內積聚，可影響大腦乙酰膽堿酯酶活性、引起大腦氧化損傷、干擾大腦能量代謝、影響髓磷脂合成、另腦細胞內外滲透壓改變，進而引發代謝性腦病、腦水腫，及髓鞘形成障礙。同時，患兒體內蓄積的代謝產物表現為楓糖樣體味。

根據殘存酶活性，將楓糖尿癥分為5種亞型，經典型、間歇型、中間型、維生素B1有效型及二氫硫辛酰胺酰基脫氫酶（E3）缺乏型。其中，經典型最為常見。新生兒起病的患兒常為經典型，大多數于出生時無明顯異常，于生后一周內出現喂養困難、反應差、嗜睡等癥狀，可出現楓糖樣體味。若不及時治療，則病情大都進展迅速，出現進一步神經系統損傷，可表現為痙攣性癱瘓、癲癇、昏迷等癥狀，病情嚴重時顱腦核磁可有腦白質海綿狀變性該病，急性期可出現腦水腫，致死率及致殘率極高。本文患兒臨床經過典型，于生后6天以反應差、嘔吐及抽搐起病，后昏迷，疾病進展迅速，考慮為經典型楓糖尿癥。

楓糖尿癥可經典型臨床癥狀、生化及影像學異常、遺傳學缺陷進行診斷，特異性的生化異常為楓糖尿癥的快速診斷提供可能。生化異常包括血液氨基酸、酰基肉堿譜的支鏈氨基酸水平增高，以及尿液α-酮酸、α一羥酸的蓄積改變。血液串聯質譜檢查是新生兒篩查的方法之一，在多個發達國家，及我國部分地區已得以開展，并檢出多種遺傳代謝病患兒，包括楓糖尿癥。和大多數遺傳代謝病相似，楓糖尿癥的病因在于毒性物質在體內的蓄積，故早篩查，早阻斷毒性物質沉積，與疾病的轉歸和預后極為相關。楓糖尿癥可通過限制毒性產物上游物質攝入及補充相應輔酶進行治療，部分癥狀可治愈或緩解，顱腦損傷在一定情況下也可逆，但預后差異較大。除飲食及藥物治療外.因支鏈α-酮酸脫氫酶缺陷在肝臟中表達，故近年來肝移植在楓糖尿癥的治療中取得了一定療效，血支鏈氨基酸水平可下降至正常。雖本文患兒未經血串聯質譜進行新生兒篩查，但確診及時，并在新生兒期及時限制天然蛋白攝入并補充祛支鏈氨基酸配方奶粉，給予左卡尼汀及維生素B1治療，并行糾正電解質紊亂、止驚、止吐、糾酸、補液等對癥治療后，嘔吐、抽搐及電解質紊亂得以糾正，但仍存在反應差的現象，且未復查顱腦核磁明確腦損傷變化，需長時間隨訪以明確其預后。

因楓糖尿癥與支鏈α-酮酸脫氫酶相關，而支鏈α-酮酸脫氫酶由4個亞單位，E1α，E1β，E2及E3組成，每個亞單位異常都會引發楓糖尿癥發生。故該病可由4種基因異常引發，分別是BCKDHA，BCKDHB，DLD及DBT，其中，BCKDHA基因缺陷最為常見。雖然4種基因缺陷均可引發楓糖尿癥發生，但目前研究考慮BCKDHA及BCKDHB基因缺陷與經典型楓糖尿癥更為相關，而DBT基因缺陷患者癥狀常較BCKDHA及BCKDHB基因缺陷患者輕，多與維生素B1有效型相關。本研究檢出編碼支鏈α-酮酸脫氫酶E1βB亞單位的BCKDHB基因復合雜合突變。該基因編碼位于6號染色體上，編碼的E1β亞單位由392個氨基酸組成。迄今已發現115個致病突變（http：//www.hgmd.cf.ac.uk/ac）。在美國部分楓糖尿癥患者中BCKDHA基因c.1312T>A為熱點突變，BCKDHB基因尚未有相關熱點突變的報道。本文研究的突變均為已知突變，且僅在中國患者申報道過，不排除上述突變在中國人群特異突變的可能。兩個突變在物種間保守，并經預測軟件預測致病可能性大，結合臨床表現可予患者遺傳學確診。

本研究報道一例楓糖尿癥患兒，以嘔吐、楓糖樣體味及抽搐為主要表現，并明確了遺傳學誘因。建議對不明原因的代謝性酸中毒、代謝性腦病及特殊體味的患兒，尤其顱腦核磁有楓糖尿癥特異性改變的患兒，應結合.臨床特征、血液生化等鑒別診斷，爭取基因分析協助確診，并及時通過限制相關飲食、補充特殊奶粉及相應輔酶進行治療，預防急性失代償發生。