女性新生兒期起病型鳥氨酸氨甲酰基轉(zhuǎn)移酶缺乏癥1例并文獻復習

崔清洋，劉 娟，曹銀利，張春燕，王喜成

(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院 兒科，河南 衛(wèi)輝 453100；2.鶴壁市婦幼保健院 兒科，河南 鶴壁 458030)

鳥氨酸氨甲酰基轉(zhuǎn)移酶缺乏癥(ornithine transcarbamylase deficiency，OTCD，MIM #311250)是由于鳥氨酸氨甲酰基轉(zhuǎn)移酶(ornithine carbamoyl-transferase，OTC)缺乏造成尿素循環(huán)障礙的罕見先天性遺傳代謝病，其發(fā)病率1∶40000～1∶80000，有種族和地區(qū)差異。

OTCD是尿素循環(huán)障礙中最為常見的一種疾病，占總尿素循環(huán)障礙患者發(fā)病率的2/3[1]，也是尿素循環(huán)的一種嚴重類型，OTC基因變異后造成該酶活性下降或喪失，鳥氨酸和氨甲酰基生成瓜氨酸受阻，氨不能被代謝為無毒的尿素排出體外，導致血氨升高、血瓜氨酸降低、血谷氨酸升高、尿乳清酸排泄增加等生化異常，血氨異常升高后出現(xiàn)中毒性腦病表現(xiàn)。

導致該病的OTC基因呈X連鎖隱性遺傳，具有顯性基因的女性純合子和半合子男性發(fā)病，雜合子女性攜帶者也可發(fā)病，但臨床表現(xiàn)一般較男性輕，而半合子男性患者病情較重，而本病多為男性發(fā)病，女性發(fā)病機制尚不清楚，可能和X染色體偏斜失活有關(guān)[2]，即攜帶OTC基因致病變異的X染色體異常活化，使正常的OTC基因無法正常表達，導致OTC活性下降。

OTCD臨床上分兩種類型，即新生兒期起病型OTC完全缺乏型和遲發(fā)型(或為嬰兒期發(fā)病型)OTC部分缺乏型，長期的研究顯示OTC部分缺乏型的發(fā)病比例(82%)高于OTC完全缺乏型(18%)。新生兒期起病型多見于男性雜合子發(fā)病，女性發(fā)病罕見[3]。而遲發(fā)型部分缺乏型可以是半合子男性和雜合子女性。

雜合子女性發(fā)病年齡及臨床表現(xiàn)個體差異明顯，與基因突變類型、等位基因異質(zhì)性及攜帶變異基因的X染色體的殘存活性有關(guān)，可表現(xiàn)為嚴重的新生兒期起病型，但女性新生兒期起病型罕見，為此我們回顧性分析1例女性新生兒期起病型OTCD的臨床及基因檢測結(jié)果，以期加強對本病女性新生兒期起病型OTCD的認識。

1 臨床資料

因血尿遺傳代謝病篩查提示OTCD，故在患兒家屬知情同意下采集患兒及父母、姐姐和雙胞胎弟弟外周血行基因檢測，Kangso CNV 分析發(fā)現(xiàn)：OTC基因exon1-10全部或部分可能存在缺失變異，QPCR 驗證發(fā)現(xiàn)受檢者OTC基因exon1-10雜合缺失，母親攜帶exon2和4雜合缺失變異(圖1)，父親、姐姐及雙胞胎弟弟未攜帶外顯子缺失變異。由于OTC基因缺陷，OTC酶活性完全喪失，導致尿素循環(huán)障礙及高氨血癥發(fā)生。

圖1 QPCR 驗證受檢者 OTC 基因 exon1-10雜合缺失，母親攜帶exon2和exon4雜合缺失

2 討 論

OTC基因定位于Xp21.1，基因全長約73 kb，包含10個外顯子，編碼354個氨基酸，經(jīng)轉(zhuǎn)錄后修飾形成含322個氨基酸的OTC，該基因大多表達于肝臟，很少一部分表達于小腸黏膜。目前已報道400多種突變和29個多態(tài)性位點，其中4%為大片段缺失變異，小片段缺失變異或插入變異占12%，84%為單堿基替代突變。42%基因變異與新生兒有關(guān)，21%基因變異與遲發(fā)型有關(guān)，37%基因變異與女性發(fā)病有關(guān)。

OTC基因變異位點和OTCD發(fā)病年齡及病情的嚴重程度有一定關(guān)聯(lián)[3]，絕大多數(shù)新生兒患者變異位于蛋白內(nèi)部或活性位點的殘基，如OTC基因第5外顯子上的c.516C>G純合變異導致酶內(nèi)部結(jié)構(gòu)域的構(gòu)象發(fā)生改變，酶很難與鳥氨酸結(jié)合，酶活性幾乎喪失；而遲發(fā)型患者的變異大多和遠離活性位點或位于蛋白表面殘基有關(guān)，如OTC基因第8外顯子c.785C>T使得262號編碼區(qū)發(fā)生錯義變異，僅僅影響了OTC與年氨酸底物的結(jié)合。韓國1995～2005報道13名均為男性新生兒起病型的患兒，測序發(fā)現(xiàn)9個單堿基替代突變，3個缺失變異(c.571del，c.796-805del，c.853del)，其中單個堿基替代突變中有3個位于β折疊，2個分別位于α螺旋和結(jié)合區(qū)域。另外新生兒起病型中有1個單堿基替代突變位于磷酸氨基甲酰結(jié)合域，4個單堿基替代突變位于鳥氨酸結(jié)合域。新生兒起病型患兒通常顯示OTC殘基無活性和無效等位基因。遲發(fā)型一般位于蛋白表面的α-螺旋區(qū)域，新生兒發(fā)病型通常位于蛋白內(nèi)部的β折疊區(qū)域，但是新生兒發(fā)病型的1個單個堿基的替代突變位于α螺旋區(qū)域末端和結(jié)合區(qū)域附近。

文獻報道10%～15%的OTCD患者存在OTC基因大片段缺失，而通過基因測序檢測到的小缺失(約數(shù)個堿基對)占所有OTC基因突變的4%。加拿大和美國研究者發(fā)現(xiàn)有OTCD臨床癥狀但OTC基因測序陰性的27例(包括17名男性和10名女性)患者中，大約50%(1名男性和10名女性)發(fā)現(xiàn)有自4.5 kb到10.6 MB不等的基因缺失，且大部分為新生變異。推測OTC基因缺失患者中女男比例高的原因在于男性患者的生存能力低于具有相似缺失的女性患者和缺失主要發(fā)生在精子形成過程中，或女性不等交換可能更大。

美國研究者證實OTC基因缺失常見于有OTCD癥狀的女性患者。大多數(shù)女性缺失攜帶者常常因為異常X染色體優(yōu)先失活而無癥狀，但由于肝臟隨機組織特異性X染色體失活模式而缺乏/無OTC活性的攜帶者除外。

Storkanova等[4]報道12例新生兒期起病型OTCD患兒，其中僅有1例雜合子女性新生兒，為p.Lys210Gln的單堿基替代變異。而檢測出大片段缺失的分別是缺失10 kb(exon5和exon6)的男性新生兒患兒和缺失24.5 kb(exon9和exon10)的3歲女性患兒。捷克也報道1例女性新生兒期起病型OTCD，測序發(fā)現(xiàn)位于exon6的Lys210Gln單堿基替代變異。龔珠文等[5]報道5例OTCD患兒中，有1例20天男性新生兒檢測出攜帶exon7-10的純合缺失。Choi等[6]報道20例新生兒起病型OTCD患兒，死亡率達到45%，其中2例男性患兒分別攜帶exon10缺失和exon6-10的缺失。Shao等[7]報道1例3天發(fā)病的新生兒期起病型OTCD男性患兒，測序發(fā)現(xiàn)全OTC基因缺失，第5天死亡。美國報道出生第3天表現(xiàn)為喂養(yǎng)困難、腦病和高氨血癥(464 μmol/L)的女性新生兒患兒，谷氨酰胺(3 369 μmol/L)及尿乳清酸(3 369 μmol/L)均顯著升高，盡管進行積極治療，但血氨升高到最高值的1810 μmol/L，停止治療后第4天死亡，肝活檢標本提示OTC酶活性下降，使用寡核苷酸微陣列比較基因組雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)X染色體(從Xp11.4-21.2)大片段缺失，長約7.4 Mb的缺失自DMD基因的端粒側(cè)延伸至位于著絲粒側(cè)的OTC基因exon4內(nèi)。

綜上，男性新生兒期起病型OTC基因變異可見大片段缺失變異，而女性新生兒期起病型OTC基因變異以單堿基替代多見，罕見大片段缺失變異。本例女性新生兒起病型患兒經(jīng)二代測序預測及經(jīng) QPCR 驗證，發(fā)現(xiàn)患兒OTC基因的exon1-10即全部外顯子的雜合缺失，母親攜帶exon2和4雜合缺失，父親、姐姐及雙胞胎弟弟未攜帶外顯子缺失，患兒缺失的外顯子較母親缺失的外顯子明顯增多，考慮與新生變異有關(guān)。家系成員中患兒和雙胞胎弟弟為雙絨毛膜雙羊膜囊，雙胞胎弟弟測序未發(fā)現(xiàn)攜帶外顯子缺失，且本病男孩多見，考慮與雙胞胎攜帶的遺傳物質(zhì)不相同有關(guān)。因女性攜帶者表型多樣，可以無癥狀或發(fā)病，而患兒母親攜帶exon2和4雜合缺失，但無臨床表型，支持文獻報道。

除單堿基替代變異、插入變異和缺失變異外，日本報道3例年齡分別為3天、4天和6天的男性新生兒起病型患兒均攜帶OTC基因內(nèi)含子變異，同時OCT酶活性檢測均為0。Jang等[8]報道約10%～15%臨床診斷為OTCD患者常規(guī)分子檢測后未發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)C基因編碼區(qū)域或OTC基因剪接連接處OTC基因變異，回顧性研究他們的DNA發(fā)現(xiàn)其中9例OTC基因調(diào)控區(qū)域序列變異。8名患者OTC基因啟動子有獨特序列變異，1名患者在OTC基因增強子中發(fā)現(xiàn)新生序列變異。這9種序列變異均影響OTC基因高度保守位置。功能研究顯示上述9種序列變異的基因表達均減少，其中2個序列變異導致HNF4轉(zhuǎn)錄因子與突變位點結(jié)合減少。上述研究報道均擴充了OTC基因變異的類型。

OTCD患兒由于OTC缺乏，瓜氨酸合成障礙，尿素循環(huán)中斷，導致體內(nèi)血氨增高，血瓜氨酸、 精氨酸降低，而尿液中乳清酸和尿嘧啶排泄增加，最終以高血氨引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙及血、 尿中多種有機酸代謝異常為主要表現(xiàn)。急性起病型在新生兒期發(fā)病，為OTC完全缺乏，臨床表現(xiàn)為嗜睡、昏迷、高氨血癥等，病情發(fā)展迅速。本例女性新生兒經(jīng)過出生后正常的48小時后急性起病，表現(xiàn)為反應差及抽搐，伴吮奶少，嗜睡至昏迷，血氨持續(xù)升高，符合新生兒期發(fā)病型臨床特征。

血液透析和(或)血液透析濾過是治療急性高氨血癥腦病的首選方法，具有良好療效。盡管迅速清除血氨治療后臨床癥狀和實驗室指標改善，但新生兒期發(fā)病型OTCD預后仍然很差，又新生兒期高氨血癥昏迷治療成功后，即使給予適當治療，也容易再次發(fā)生高氨血癥，這些患兒通常須在6個月齡時行肝移植治療改善生活質(zhì)量。國內(nèi)周光鵬等[9]報道3例肝移植手術(shù)女性患兒，起病年齡分別為18個月、21個月和36.5個月，肝移植月齡分別為48個月、36.3個月和65.5個月，由此可見肝移植均在新生兒期后的1年內(nèi)進行。

總之，我們首次在國內(nèi)報道1例OTC基因外顯子1-10雜合缺失變異致女性新生兒期起病型OTCD，豐富了OTCD病例的臨床表型。