非對稱二甲基精氨酸水平與苯丙酮尿癥患者病情控制的相關性

左雪梅， 姚淑慧， 王宏蕾， 陳海榮, 楊志敏, 張鐵群, 金艷文

(1.河北省承德市婦幼保健院， 河北 承 德 067000 2.承德應用技術職業學院， 河北 承 德 067000 3.河北省承德市疾病預防控制中心， 河北 承 德 067000 4.河北省承德縣婦幼保健服務中心， 河北 承德縣 067000)

苯丙酮尿癥(phenylketonuria，PKU)是一種常見的由常染色體隱性遺傳導致的氨基酸代謝病。據報道，我國新生兒苯丙酮尿癥患病率為1/11188。苯丙酮尿癥患兒智力發育遲緩，生活學習不能自理，給家庭和本人帶來了沉重的精神負擔[1，2]。目前，苯丙酮尿癥患者尚無特效治療，主要通過飲食控制來降低苯丙氨酸攝入，阻止臨床病情惡化，但根本上不能改善患兒智力發育水平。苯丙酮尿癥患者由于基因缺陷問題，缺乏苯丙氨酸羥化酶，機體的苯丙氨酸無法羥化生成酪氨酸[3]。大量堆積在組織里的苯丙氨酸，苯丙氨酸在α-酮戊二酸的作用下脫去氨基，生成苯丙酮酸、苯丙酮酸進一步生成苯乙酸等代謝產物，苯丙酮酸和苯乙酸對腦細胞的發育和成熟以及在神經細胞氨基丁酸攝取和活性方面影響嚴重[4]。因此，降低苯丙氨酸的攝入和抑制苯丙氨酸向苯丙酮酸的代謝通路是治療苯丙酮尿癥的根本方法。本文通過檢測影響苯丙氨酸代謝的影響因子，包括ADMA等，探討ADMA在苯丙酮尿癥患者臨床診斷和預測療效的價值，現報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料:選取2016年9月至2019年3月在承德市婦幼保健院定期復查的PKU患兒96例，為研究組，年齡13～18歲，平均年齡(15.33±1.91)歲，根據患兒第一次復查檢測時血液中苯丙氨酸水平，分為控制良好組和控制不良組。另選取健康兒童100例，為對照組。參與本次研究的苯丙酮尿癥患兒及第一看護人均已簽訂知情書，并獲得醫院倫理委員會批準。

1.2納入、排除標準:納入標準：①年齡13～18歲。②自查出苯丙酮尿癥起，持續使用低苯丙氨酸飲食控制。③臨床資料完整。④定期來承德市婦幼保健院復查與隨訪。排除標準：①四氫生物蝶呤導致的苯丙酮尿癥患兒。②患有其他神經和身體發育有關的其他先天性疾病。③患有其他肝性腦病、糖尿病等代謝性疾病。

1.3治療方法:持續使用低苯丙氨酸飲食控制方法，控制每天的苯丙氨酸攝入量，食用不含苯丙氨酸的低蛋白食物，補充人體必要氨基酸和維生素。

1.4觀察指標:采用高效液相色譜法檢測患兒第一次復查時血液中對稱二甲基精氨酸(Symmetric dimethylARGinine，SDMA)、非對稱二甲基精氨酸(Asymmetric dimethylarginine，ADMA)、精氨酸(Arginine，ARG)、總同型半胱氨酸(Totalhomocysteine，HCY)水平。全自動生化檢測儀檢測血肌酐(Serum creatinine，SCR)、甘油三酯(Triglyceride，TG)、總膽固醇(Totalcholesterol，TC)等，并記錄患兒的臨床主要癥狀、韋氏智力量表評分等資料。

2 結 果

2.1一般資料分析:本研究納入96例患者，收集患者基本資料進行分析，年齡13～18歲，平均年齡(15.33±1.91)歲。研究中男性患者多于女性患者。對參與研究的96名患兒進行為期兩年的隨訪。首次隨訪為第一次測量后三個月，隨后每六個月在復查時進行一次隨訪。以第一次測量時苯丙氨酸濃度將患兒劃分為控制良好組和控制不良組。濃度標準為國內通用的苯丙氨酸控制標準：240～600μmoL/L定義為控制良好，將PHE濃度>600μmoL/L定義為控制不良。組間對比資料顯示，兩組PKU患兒的智力評分，ADNA，SDMA，ARG，HCY水平均低于對照組(P<0.05)，見表1;控制良好組患兒的ADMA，SDMA，ARG水平及智力評分高于控制不良組，HCY水平低于控制不良組，有統計學差異(P<0.05)，見表2。

表1 Pku患兒組和對照組資料比較

表2 控制良好組與控制不良組資料比較

2.2影響PKU患兒苯丙氨酸濃度單因素分析:將可能對苯丙氨酸濃度造成影響的因素羅列檢查，我們發現對PKU患兒苯丙氨酸濃度有影響的因素有以下幾種：ADMA，SDMA，ARG，HCY，(P<0.05)。其中ADMA與SDMA，ARG三種因素與苯丙氨酸濃度呈負相關，與智力評分呈正相關，見表3。

表3 影響Pku患兒苯丙氨酸濃度的相關單因素分析

2.3多因素回歸分析:將單因素分析篩選出的幾個因素進行多因素Logistic回歸分析，回歸分析顯示，苯丙氨酸的高濃度(OR=1.556)是影響智力發育的獨立相關因素(P<0.05)。而年齡越大(OR=1.074)和高ADMA水平(OR=2.672)是患兒智力發育的保護性因素(P<0.05)，見表4。

表4 多因素回歸分析

3 討 論

苯丙酮尿癥是一種常見的由常染色體隱形遺傳導致的氨基酸代謝病，患兒存在反復發作的抽搐和智力發育異常，因此，苯丙酮尿癥患兒必須需要在嬰幼兒時期盡早發現、盡早嚴格治療。然而，苯丙酮尿癥這種先天性遺傳病難以進行針對性治療，因此臨床采用低苯丙氨酸攝入的治療方法，降低PKU患兒體內苯丙氨酸水平[5]。大量研究表明，苯丙酮尿癥是由于患兒體內苯丙氨酸羥化酶基因突變導致苯丙氨酸羥化酶合成障礙，苯丙氨酸無法合成酪氨酸，血液中苯丙氨酸及其與α-酮戊二酸去氨基化后的一系列代謝產物堆積，從而對患兒神經系統造成影響。其代謝產物，如苯丙酮酸，苯乙酸等在腦組織和神經系統堆積，從而產生毒性，對患兒智力和神經方面受到影響[6,7]。目前通過測量苯丙酮尿癥患兒血液中苯丙氨酸水平來判斷患兒控制狀況，但是對于患兒神經系統、智力發育等情況等尚缺乏指標判斷其恢復狀況。

ADMA可以通過抑制一氧化氮合酶來使體內NO水平下降，自由基水平升高，人體內ADMA濃度過高會導致線粒體功能障礙[8]。現有實驗表明，多種心腦血管疾病與ADMA造成的線粒體功能障礙有關，是動脈粥硬化，高血壓，糖尿病的主要影響因素[9]。α-酮戊二酸與線粒體活性呈正相關，線粒體活性越高。在大鼠模型實驗中α-酮戊二酸濃度越高，苯丙酮尿癥患兒體內無法合成酪氨酸的苯丙氨酸就是通過α-酮戊二酸的代謝通路來進行代謝[10]。我們猜測如果α-酮戊二酸受到抑制，那么苯丙氨酸的代謝就會受到影響，從而使得苯丙氨酸相關代謝物減少，苯丙酮酸和苯乙酸等物質無法在腦組織和神經系統等地方堆積，進而苯丙酮尿癥患兒智力發育得以恢復。SDMA與ADMA效用類似，SDMA通過抑制一氧化氮合酶催化的L-精氨酸，來抑制一氧化氮合酶效用。精氨酸在人體內主要參與鳥氨酸循環，促進尿素形成來降低血氨濃度。精氨酸含有較高濃度的氫離子，可以使肝性腦病的酸堿平衡。有使用精氨酸聯合泛酸鈣來治療苯丙酮尿癥患兒，結果顯示，對于發現較遲，錯過了治療時機的腦損傷患兒有著良好的效果。在精氨酸的治療下，患兒的智商有了一定的提高，但是對于出生開始使用低苯丙氨酸的飲食患兒，精氨酸的效果并不是十分顯著，只是有著一定的效果。

在本次實驗研究中，正常組的ADMA濃度遠高于PKU患兒，這可能意味著PKU患兒的線粒體活性高于正常人，從而使得α-酮戊二酸的濃度高于常人，在缺乏苯丙氨酸羥化酶的情況下，α-酮戊二酸濃度的升高意味著苯丙氨酸與α-酮戊二酸的代謝速度加快，從而代謝產物苯丙酮酸和苯乙酸等增多，大量堆積產生的毒性使患兒的智力發育受到損傷。PKU控制不良組的ADMA濃度也遠大于控制良好組，也從側面證明ADMA可能在上述機制的控制下對患兒的腦神經等造成損傷。正常組和控制良好組、控制不良組的SDMA與ADMA一樣呈正相關，并且SDMA與ADMA效用類似，以抑制一氧化氮合酶及其催化產物為主，兩者通過抑制作用使得線粒體活性受到一定抑制，在苯丙酮尿癥患兒體內可以產生保護作用。

正常組、控制良好組、控制不良組，這三組的精氨酸含量由高到低，與苯丙氨酸濃度和智力評分呈正相關。根據使用精氨酸來治療苯丙酮尿癥患兒的成功先例，我們猜測，苯丙酮尿癥患兒體內苯丙氨酸和α-酮戊二酸作用時脫去的氨鍵連續轉氨基作用，最終生成的天冬氨酸及時被精氨酸來轉變為尿素排除，從而患兒體內血氨濃度降低，進而影響苯丙酮尿癥患兒苯丙氨酸代謝產物的濃度，最終使得苯丙酮酸、苯乙酸等代謝產物在腦組織和神經系統堆積減少，患兒智力得以發育和恢復。

同時本研究中也存在多項不足，研究對象人數較少，可能影響苯丙酮尿癥的相關因素納入不夠全面，一些因素的影響可能相互重疊，這些因素對個體的單獨效應還需論證等。筆者將在后續研究中一一改進，增加研究人數，納入更多的影響因素，以大鼠為模型對影響因素一一驗證，進一步證實結論。

綜上所述，苯丙酮尿癥患兒體內，ADMD、SDMD與ARG水平在評估PKU患兒體內代謝情況和智力評分顯示出了良好的預測能力，有望作為苯丙酮尿癥患者的常規評估指標，以幫助臨床醫師對苯丙酮尿癥患兒情況有進一步認識，做出針對治療，從而恢復苯丙酮尿癥患兒智力發育，減輕患兒家庭精神負擔。