福建省泉州地區新生兒有機酸血癥的發病率與疾病譜篩查結果分析 *

鐘錦平，傅清流，林壹明

(泉州市兒童醫院檢驗科，福建泉州 362000)

有機酸血癥(organic academia，OA)是一組由于氨基酸、糖酵解及脂肪氧化代謝途徑中某種酶的缺陷，導致中間代謝產物有機酸蓄積的疾病[1]。該病臨床表現復雜多樣，診斷缺乏特異性，有機酸大量蓄積會導致患兒出現嚴重的神經系統及其他臟器損害，給家庭和社會帶來沉重負擔。臨床上該組疾病可以通過尿氣相色譜質譜分析技術檢出，但多數患兒由于診斷延遲往往已錯過最佳治療時機，且OA在臨床高危的遺傳代謝病患兒中所占的比例較高[2]。若能早期診斷OA并進行及時的干預治療可以有效改善預后，但由于尿氣相色譜質譜分析技術操作繁瑣，通量低，難以進行大規模的篩查。因此，基于串聯質譜技術的新生兒篩查尤為重要[3]，目前國內報道OA疾病譜多數來自臨床高危病人，較少關于新生兒篩查的OA疾病譜報道。為了解福建省泉州地區OA的發病率及疾病譜特征，本研究總結泉州地區5年的OA新生兒篩查數據，報道如下。

1 材料與方法

1.1 研究對象 2014年1月～2018年11月在泉州市兒童醫院新生兒疾病篩查中心進行串聯質譜遺傳代謝病篩查的新生兒共計364 545例，其中男性209 136例，女性155 409例。本研究經醫院學術倫理委員會批準通過，所有受試者的父母或監護人均簽署知情同意書。

1.2 試劑和儀器 新生兒非衍生法篩查試劑盒為芬蘭Perkin Elmer公司生產的試劑：NeoBaseTMNon-derivatized MSMS Kit；TQD串聯質譜儀購自美國Waters公司。

1.3 方法

1.3.1 樣本采集及新生兒篩查：采集新生兒足跟血4滴滴于專用濾紙片上，室溫下自然晾干后冷鏈遞送至篩查中心。干血滴濾紙片經由含有氨基酸和酰基肉堿內標的有機溶劑萃取后，應用TQD串聯質譜系統進行氨基酸和酰基肉堿分析。新生兒遺傳代謝病篩查異常進行召回復查，結果仍異常的患兒進行進一步的確診分析。

1.3.2 基因檢測及診斷：基因檢測送至杭州博圣生物技術有限公司，采用高通量的測序方法對OA的相關基因進行靶向捕獲及檢測。首先提取可疑陽性患兒的基因組DNA樣本，利用超聲將DNA打斷成主峰為150～200 bp的彌散小片段。接著采用捕獲oligo通過多重PCR方法靶向富集目標區域基因組序列，并純化捕獲產物構建文庫。利用建庫試劑盒處理純化產物，用Qubit測定文庫濃度并對文庫進行質檢，確保打斷的片段在250～350 bp左右，沒有接頭片段。最后利用定量試劑盒對文庫進行精確定量，變性稀釋至上機要求濃度后在MiSeq(Illumina)測序平臺進行測序分析。對所有發現的變異都應用Sanger測序進行位點驗證。若患兒的等位基因同時出現基因突變則為確診的OA患兒。

2 結果

2.1 篩查概況 見表1。364 545例篩查的新生兒中，經過基因檢測明確診斷OA患兒39例，其中男性16例，女性23例，總發病率為1∶9 347。確診OA共7種，其中最常見的為2-甲基丁酰輔酶A 脫氫酶缺乏癥12例(30.8%)，其次為戊二酸血癥I型7例(17.9%)，其余的分別為異丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥6例(15.4%)、3-甲基巴豆酰輔酶A脫氫酶缺乏癥5例(12.8%)、異戊酸血癥4例(10.3%)、甲基丙二酸血癥3例(7.7%)和丙酸血癥2例(5.1%)。此外，本研究檢出4例母源性OA，分別為戊二酸血癥I型和3-甲基巴豆酰輔酶A脫氫酶缺乏癥各2例。

表1 泉州地區39例OA患兒的新生兒篩查結果

2.2 不同地區的OA發病率及疾病譜 見表2。不同國家和地區OA的發病率和疾病譜有明顯差異。如美國北卡羅來納州[4]最常見的3種OA為3-甲基巴豆酰輔酶A脫氫酶缺乏癥、甲基丙二酸血癥和異戊酸血癥。澳大利亞[5]排名前三的OA為3-甲基巴豆酰輔酶A脫氫酶缺乏癥、戊二酸血癥I型和丙酸血癥。我國浙江省[6]最常見的OA則為甲基丙二酸血癥，其次為3-甲基巴豆酰輔酶A脫氫酶缺乏癥。與這些研究相似的是，本研究戊二酸血癥I型和3-甲基巴豆酰輔酶A脫氫酶缺乏癥也較為常見。而明顯不同的是，其他研究常見的甲基丙二酸血癥在本研究中卻很少見，而本研究最常見的OA為2-甲基丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥，異丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥也比較常見。

表2 不同地區OA患兒的新生兒篩查結果

3 討論

本研究總結了福建泉州及其他地區新生兒OA的發病率和疾病譜，結果顯示泉州地區OA的總發病率高于美國、澳大利亞等國家和浙江地區。值得注意的是，除了地區和種族差異外，篩查參考值的設定和篩查病種的制定也會影響OA的檢出率。不同國家和地區的OA疾病譜有明顯差異，其中本研究常見的2-甲基丁酰輔酶A 脫氫酶缺乏癥和異丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥在其他地區鮮有報道。

2-甲基丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥是一種由于L-異亮氨酸代謝障礙導致2-甲基丁酰甘氨酸等相關代謝產物在體內蓄積的有機酸代謝病。GIBSON等[7]于1999年報道了全球首例2-甲基丁酰輔酶A 脫氫酶缺乏癥患兒，是一位患有神經發育障礙的兒童。在串聯質譜篩查之前，該病的臨床表現主要為病例報告，患兒可出現包括發育遲緩、智力低下、驚厥、肌肉萎縮、肌張力低下和孤僻行為等臨床癥狀。近年來隨著串聯質譜新生兒疾病篩查的廣泛開展，各個國家陸續報道了不同種族的2-甲基丁酰輔酶A 脫氫酶缺乏癥患兒，其中大部分新生兒篩查或者家系篩查發現的患兒暫無明顯臨床癥狀[8]。2013年，VAN CALCAR等[9]系統分析了美國威斯康星州10年的新生兒篩查數據，共發現92例患兒，其中90例都來自苗族，該州苗族人群發病率高達1∶132，而非苗族人群的發病率則為1∶540 780。而國內僅見湖南沈玉燕等[10]報道了5例患兒，初步估計總發病率為1∶10 219。本研究應用串聯質譜技術已完成約36萬例樣本檢測，迄今發現了12例漢族患兒，預示著該病在漢族人群發病率并不低。目前該病尚未納入我國新生兒篩查規定病種，因此本研究結果可為篩查病種的制定與實施提供參考依據。

異丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥是由于異丁酰基輔酶A脫氫酶編碼基因突變引起纈氨酸代謝障礙造成丁酰肉堿等物質蓄積的一種代謝障礙疾病[11]。ROE等[12]于1998年報道了全球首例異丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥患兒，是一個西班牙裔的2歲女孩，11個月大時出現發育遲緩、貧血、心肌病變和繼發性肉堿缺乏，通過補充左卡尼汀治療，隨訪至6歲生長發育正常。直到2002年，NGUYEN等[13]才闡明了該病的分子致病機制，明確致病基因為ACAD8(MIM 604773)。2004年，BATTAILE等[14]闡明了異丁酰輔酶A脫氫酶的蛋白三維結構，并分析三個ACAD8基因突變如何影響蛋白結構和功能。此后，國際上陸陸續續有關于異丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥的報道，但關于該病的具體發病率目前尚不清楚，OGLEABEE等[15]初步估計其發病率高于1∶70 000，GALLANT等[16]報道了美國加利福尼亞的發病率為1∶292 451。而國內目前尚無關于異丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥篩查的研究報道，而本研究首次在國內闡明了該病的發病率，可為臨床診斷及干預提供參考依據，有助于提高兒科醫生對該病的認識及鑒別診斷能力，從而避免誤診。

在多數研究中常見的經典OA如甲基丙二酸血癥和丙酸血癥在本研究中卻很少見。甲基丙二酸血癥在北方的發病率較高，如山東省的發病率高達1∶3 920[17]。本研究僅檢出3例甲基丙二酸血癥，而浙江省最常見的甲基丙二酸血癥的發病率為1∶46 500，也明顯低于山東的報道，提示該病可能存在地區差異性且呈北高南低的趨勢。戊二酸血癥I型是本研究第二常見的OA，據報道90%的患兒在早期會并發急性腦病，通過新生兒篩查早期診治可明顯減少患兒的神經系統后遺癥，從而避免不可逆轉的神經損害。結合戊二酸血癥I型在本地區的高發病率及臨床癥狀較嚴重，對該病應引起足夠的重視，避免漏篩。3-甲基巴豆酰輔酶A脫氫酶缺乏癥是多個國家新生兒篩查最常見的OA，該病被認為是相對良性的疾病，但仍有10%～15%的患兒會出現乏力、嘔吐和喂養困難等臨床癥狀，應注意進行長期的隨訪。此外，本研究發現了4例母源性OA，目前對于新生兒篩查發現的母源性病例報道較少且尚無統一的管理規范，這種情況下小孩往往只是攜帶者，應注意鑒別診斷。

綜上所述，本研究系統回顧分析了福建省泉州地區OA的新生兒篩查概況，泉州地區OA的總發病率較高，OA疾病譜與其他地區不同，最常見的三種OA為2-甲基丁酰輔酶A 脫氫酶缺乏癥、戊二酸血癥I型和異丁酰輔酶A脫氫酶缺乏癥。OA臨床異質性大，發病率及疾病譜的闡明將為本地區的新生兒篩查提供科學依據與指導。