伴中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害的晚發(fā)型MMA 的臨床特征及其家系成員突變基因分析

卜維婷，凌東，張小雨，張霄，唐吉友，劉小民

1 濰坊醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，山東濰坊261000；2 山東第一醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院（山東省千佛山醫(yī)院）神經(jīng)內(nèi)科；3 平陰縣人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科

甲基丙二酸血癥（MMA）又稱甲基丙二酸尿癥，屬于常染色體隱性遺傳病，是由于甲基丙二酰輔酶A 變位酶缺陷或其輔酶鈷胺素代謝障礙所致的一種有機(jī)酸血癥［1］，其發(fā)病率為1/250 000～1/48 000［2］。MMA 主要臨床表現(xiàn)為喂養(yǎng)困難、嘔吐、癲癇發(fā)作、意識障礙、運動障礙、發(fā)育遲緩、代謝性酸中毒以及貧血等［3］。MMA 具有高度的遺傳異質(zhì)性，目前已發(fā)現(xiàn)至少10 種疾病相關(guān)基因，其中以MUT、MMAA、MMAB、MMACHC、MMADHC、LMBRD1、ABCD4、HCFC1 等較為常見［4-5］。2021 年9 月，山東第一醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院（山東省千佛山醫(yī)院）收治1例晚發(fā)型MMA患者，現(xiàn)對該病例的臨床特征及其家系成員的突變基因進(jìn)行回顧性分析。

1 臨床資料

先證者，男，27歲。因“反復(fù)精神行為異常2年，行走不穩(wěn)1 個月，發(fā)作性意識不清、肢體抽搐8 d”收入院。患者2 年前無明顯誘因地出現(xiàn)精神行為異常，主要表現(xiàn)為驚恐、言語減少、思維紊亂、回答問題不正確、反應(yīng)遲鈍、交流困難、活動減少、隨地小便、進(jìn)食減少、睡眠增多、情緒不穩(wěn)，未予診治，數(shù)天后上述癥狀自行消失。發(fā)病后多次腎功能檢查提示血肌酐、尿素氮升高。1 個月前再次出現(xiàn)上述癥狀，病情較前加重，伴雙手抖動、持物不穩(wěn)、行走不穩(wěn)。8 d前出現(xiàn)發(fā)作性意識喪失，四肢抽搐，雙眼球上翻，牙關(guān)緊閉，大小便失禁，癥狀持續(xù)約30 s 后緩解，共發(fā)作4 次。患者足月順產(chǎn)，出生時無異常。父母體健，否認(rèn)近親結(jié)婚。

入院后神經(jīng)系統(tǒng)體格檢查：嗜睡，言語少、不清晰、不流利，不主動回答問題，理解力、判斷力、定向力、計算力等神經(jīng)功能檢查不合作，雙瞳孔等大等圓，直徑約2.5 mm，對光反射存在，雙側(cè)鼻唇溝對稱，四肢肌力4級左右，腱反射+++，雙側(cè)踝陣攣+，雙側(cè)病理征+，雙側(cè)指鼻試驗和跟膝脛試驗不穩(wěn)不準(zhǔn)，無明顯感覺障礙，無不自主運動，無肌肉萎縮。血液檢查：肝功能示ALT 輕度升高（94.50 U/L），血常規(guī)示紅細(xì)胞計數(shù)輕度降低（3.28×109/L）、血紅蛋白輕度降低（99.0 g/L），血生化示同型半胱氨酸明顯升高（217.20 μmol/L）、鐵蛋白升高（365.25 ng/L），腎功能示尿素升高（18.80 mmoL/L）、肌酐明顯升高（378.00 μmol/L）、胱抑素C 升高（2.89 mg/L）、β 微球蛋白升高（8.78 mg/L）、視黃醇結(jié)合蛋白升高（77.00 mg/L）、尿酸明顯升高（749.2 μmol/L），血液酰基肉堿譜分析示丙酰肉堿升高（6.17 μmol/L）、丙酰肉堿/乙酰肉堿升高（0.58）、丙酰肉堿/蛋氨酸升高（0.57）；尿液檢查：化學(xué)成分檢查示免疫球蛋白升高（19.5 mg/L）、微量白蛋白明顯升高（207.92 mg/L）、α1微球蛋白升高（46.6 mg/L）、轉(zhuǎn)鐵蛋白升高（9.9 mg/L），尿微量白蛋白/尿肌酐明顯升高（218.95 mg/g），有機(jī)酸分析示甲基丙二酸明顯升高（75 μmol/L）；腦脊液檢查：腦脊液壓力升高（205 mmH2O），潘氏試驗弱陽性，白細(xì)胞計數(shù)5 × 106/L，腦脊液生化示總蛋 白 輕 度 升 高（49.80 mg/dL）、IgG 輕 度 升 高（43.40 mg/L）、白蛋白輕度升高（356.00 mg/L）。血液高敏C 反應(yīng)蛋白、B 型鈉尿肽、葉酸、維生素、血氨以及動脈血氣分析、風(fēng)濕免疫全套、抗神經(jīng)元抗體、抗中性粒細(xì)胞胞質(zhì)抗體、抗磷脂酶A2受體抗體、甲狀旁腺激素等檢查均在正常參考范圍，大小便常規(guī)檢查均在正常參考范圍，血液和腦脊液NMDAR、LGI1、CASPR2、GAGBR、AMPAR1、AMPAR2 等自身免疫性腦炎抗體均陰性，腦脊液涂片未見隱球菌、真菌、抗酸桿菌等。入院后4 h 視頻腦電圖示背景節(jié)律偏慢，雙側(cè)前頭部稍多量慢波。心電圖示竇性心律，二度Ⅱ型房室傳導(dǎo)阻滯，ST-T 改變，QRS 波異常。腹部B 超檢查示輕度脂肪肝，膽汁淤積，雙腎彌漫性病變，右腎囊腫。心臟超聲無明顯異常。顱腦MRI 檢查示雙側(cè)小腦半球?qū)ΨQ性條片狀稍長T1、長T2 信號，F(xiàn)LAIR 和DWI 呈稍高信號，ADC 未見明顯異常信號，見圖1。頸椎MRI 檢查示頸髓內(nèi)未見明顯異常信號。顱腦和頸部MRA 檢查未見明顯異常。根據(jù)上述體格檢查、實驗室檢查和影像學(xué)檢查，懷疑該患者為伴中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害的晚發(fā)型MMA。

圖1 先證者顱腦MRI檢查結(jié)果

經(jīng)先證者及其家屬同意，對先證者一級親屬進(jìn)行家系調(diào)查。該家系兩代3 人，均為山東省原住居民，漢族，僅發(fā)現(xiàn)1 例MMA 患者（先證者）。先證者家系系譜圖見圖2。為進(jìn)一步明確診斷，經(jīng)知情同意后，采集先證者及其父母外周靜脈血各2 mL，提取基因組DNA進(jìn)行全外顯子組測序，通過生物信息學(xué)方法篩選致病性變異，利用Sanger測序進(jìn)行驗證及來源分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，先證者同時存在MMACHC基因第4外顯子c. 658_660delAAG（Lys220del）和c. 482G→A（Arg161Gln）位點雜合突變；先證者父親存在MMACHC基因第4外顯子c.482G→A（Arg161Gln）位點雜合突變，c.658_660delAAG（Lys220del）位點未檢測到突變；先證者母親存在MMACHC基因第4外顯子c. 658_660delAAG（Lys220del）位 點 雜 合 突 變，c.482G→A（Arg161Gln）位點未檢測到突變。該家系各成員基因測序結(jié)果見圖3。

圖2 先證者家系系譜圖

明確診斷后，給予靜脈注射甲鈷胺1 mg/d、肌肉注射維生素B1 1 mg/d以及口服維生素B6 10 mg/d、葉酸5 mg/d、甜菜堿3 000 mg/d 控制MMA 病情，口服左乙拉西坦1 000 mg/d 控制癲癇發(fā)作，口服百令膠囊3 g/d改善腎功能。連續(xù)治療15 d，患者精神行為異常明顯改善，言語增多，可正確回答問題，言語較前清晰、流利，計算力較前提升，未再出現(xiàn)癲癇發(fā)作，活動增多，指鼻試驗、跟膝脛試驗較前穩(wěn)準(zhǔn)，行走較前穩(wěn)定，但仍未達(dá)到發(fā)病前水平，錐體束征仍陽性，血同型半胱氨酸降至100 μmol/L。患者病情好轉(zhuǎn)，自動出院。

2 討論

MMA 是最常見的先天性有機(jī)酸代謝異常疾病。根據(jù)血液同型半胱氨酸水平，MMA 可分為分離型（同型半胱氨酸正常）和合并型（伴高同型半胱氨酸血癥），在中國約80% MMA 患者為合并型，并且以MMACHC 基因突變所致的MMA 最常見［6］。合并型MMA 可表現(xiàn)為多系統(tǒng)或臟器受累，如神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、腎臟、胃腸道、心臟、肝臟等［7］。根據(jù)發(fā)病時間不同，MMA 可分為早發(fā)型（發(fā)病年齡≤1 歲）和晚發(fā)型（發(fā)病年齡＞1歲），晚發(fā)型多于4歲后發(fā)病，成人發(fā)病罕見，常伴有急性或緩慢進(jìn)展性神經(jīng)癥狀和行為障礙，并有全身多系統(tǒng)或臟器受累表現(xiàn)［8］。本例MMA 患者臨床表現(xiàn)為精神行為異常、意識障礙、癲癇發(fā)作、運動障礙及貧血，與YU 等［3］報道一致，同時該患者伴高同型半胱氨酸血癥，有神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟、心臟、肝臟等受累表現(xiàn)，尿液有機(jī)酸分析示甲基丙二酸增高，酰基肉堿譜分析示丙酰肉堿、丙酰肉堿/乙酰肉堿升高。根據(jù)患者發(fā)病年齡、臨床表現(xiàn)、實驗室檢查和基因檢測結(jié)果，符合晚發(fā)型MMA伴高同型半胱氨酸血癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)［3］。該患者還存在腱反射+++、雙側(cè)踝陣攣+、雙側(cè)病理征+等錐體束征以及雙側(cè)指鼻試驗和跟膝脛試驗不穩(wěn)不準(zhǔn)的小腦損害體征，最終診斷為伴中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害的晚發(fā)型MMA。

圖3 先證者家系各成員MMACHC基因第4外顯子基因突變序列圖

MMA 可引起多種類型的腦部損害，如腦室周圍白質(zhì)改變、腦室擴(kuò)張、腦萎縮等。本例MAA 患者顱腦MRI 檢查示僅存在雙側(cè)小腦半球異常信號，腦干、大腦、頸髓未見明顯異常，在既往報道［3］中少見。除小腦損害體征外，該患者還存在意識障礙、癲癇發(fā)作、錐體束征、腦脊液蛋白升高等，提示中樞神經(jīng)系統(tǒng)廣泛受累。WANG 等［9］曾報道1 例40 歲合并型MMA 患者顱腦MRI 表現(xiàn)雙側(cè)小腦半球異常信號，CHAKRABARTY 等［10］亦報道過1例維生素B12缺乏引起的孤立性小腦受累患者，本例患者顱腦MRI 表現(xiàn)與這兩例類似。提示MMA 患者應(yīng)常規(guī)行顱腦MRI 檢查，以明確是否存在中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累。合并型MMA引起小腦受累的機(jī)制尚不明確，考慮與以下三個方面有關(guān)。第一，維生素B12 代謝障礙引起脫髓鞘神經(jīng)病變。甲基鈷胺素和腺苷鈷胺素是維生素B12 在體內(nèi)的活性成分。其中，甲基鈷胺素是蛋氨酸合成酶的輔酶，能夠?qū)⒓谆鶑募谆臍淙~酸轉(zhuǎn)移至同型半胱氨酸形成蛋氨酸，然后轉(zhuǎn)化為S-腺苷甲硫氨酸，為核酸、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和神經(jīng)遞質(zhì)的合成提供甲基，其代謝障礙可導(dǎo)致轉(zhuǎn)化為提供甲基供體的S-腺苷甲硫氨酸減少［11］。髓鞘堿性蛋白是中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘的主要成分，通過與膜脂質(zhì)雙分子層胞質(zhì)側(cè)酸性脂質(zhì)結(jié)合，參與髓鞘的緊密致密化。髓鞘堿性蛋白被一個特定的甲基轉(zhuǎn)移酶甲基化，需要S-腺苷甲硫氨酸作為甲基供體，髓鞘堿性蛋白甲基化程度降低可引起髓鞘構(gòu)象改變和分裂，導(dǎo)致脫髓鞘神經(jīng)病變［12］。腺苷鈷胺素是甲基丙二酰輔酶A 變位酶的輔酶，能夠?qū)⒓谆］o酶A 轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A，其代謝障礙可導(dǎo)致甲基丙二酰輔酶A 和丙酰輔酶A 堆積［11］，甲基丙二酰輔酶A 水解可產(chǎn)生甲基丙二酸，而丙酰輔酶A可進(jìn)入神經(jīng)髓鞘，構(gòu)成異常的奇數(shù)碳脂肪酸，引起以中樞神經(jīng)系統(tǒng)為主的神經(jīng)髓鞘退行性變。本例MMA 患者血清維生素B12 正常、葉酸缺乏，考慮可能與維生素B12 利用障礙有關(guān)。第二，高同型半胱氨酸可導(dǎo)致神經(jīng)元壞死和凋亡。同型半胱氨酸可引起甲基化和氧化還原電位紊亂，導(dǎo)致神經(jīng)元損傷。同型半胱氨酸還可通過過度激活N-甲基-D-天冬氨酸受體而發(fā)揮興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的作用，促進(jìn)鈣離子內(nèi)流，引起鈣超載繼而導(dǎo)致細(xì)胞死亡［13］。血液高水平同型半胱氨酸可引起腦血管疾病，其主要病理機(jī)制是內(nèi)皮細(xì)胞損傷所致血管內(nèi)皮功能障礙［1］。第三，積累的有毒代謝物可導(dǎo)致線粒體氧化應(yīng)激和神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞酸中毒，最終導(dǎo)致細(xì)胞壞死［14］。本例MMA患者腦脊液蛋白輕度升高，與WANG等［9］報道類似，但也有文獻(xiàn)［15］報道合并型MMA 患者腦脊液正常。因此，MMA 是否會引起腦脊液異常仍需進(jìn)一步研究證實。

在合并型MMA 患者中，由MMACHC 基因突變所致的cb1C 型占80%［6］。目前，已發(fā)現(xiàn)至少100 種MMACHC基因突變，大部分是錯義突變和無義突變，其次是小的缺失［6］。MMACHC基因突變譜在不同群體間存在較大差異，白種人常見的突變位點是c. 271dupA、c. 394C＞T和c. 331C＞T［16］。中國cb1C型MMA患者M(jìn)MACHC基因常見的突變位點為c.609G＞A（p. Trp203Ter）、c. 658_660delAAG（p. Lys220del）、c.482G＞A（p.Arg161Gln）和c.80A＞G（p.Gln27Arg）。其中，c. 609G＞A（p. Trp203Ter）位點突變占50%左右［17］。最近，WANG 等［16］在28 例中國cb1C 型MMA患者中發(fā)現(xiàn)，c.609G＞A、c.658_660delAAG、c.80A＞G和c. 482G＞A 位點突變分別占43.64%、10.91%、9.09%、7.27%，這四個位點突變占所有MMACHC致病突變的72.52%。本研究基因突變分析發(fā)現(xiàn)，該家系先證者同時存在MMACHC 基因第4 外顯子c. 658_660delAAG 和c. 482G→A 位點雜合突變，為該家系的致病突變，前者來源于其母親，后者來源于其父親，屬于cb1C 型合并型MMA。WANG 等［16］研究發(fā)現(xiàn)，28 例MMACHC 基因突變的MMA 患者中有2 例MMACHC 基因c. 482G＞A 和c. 658_660delAAG位點雜合突變，本例MMA 患者與其突變類型一致。有研究發(fā)現(xiàn)，MMACHC 基因突變位點與MMA 表型有關(guān)，其中c. 609G＞A 位點突變與早發(fā)型MMA 有關(guān)，c.482G＞A、c.80A＞G、c.394C＞T位點突變與晚發(fā)型MMA 有關(guān)［3］。LIU 等［18］研究發(fā)現(xiàn)，攜帶c.482G＞A位點突變的8 例MMA 患者中7 例發(fā)病較晚，均于4歲后發(fā)病。WANG 等［9］報道過2 例發(fā)病年齡分別為22、7歲的cb1C型MMA 患者，兩例均存在c.482G＞A位點雜合突變，考慮c. 482G＞A 位點雜合突變與晚發(fā)型MMA可能存在一定關(guān)系。本例MMA患者攜帶c. 482G＞A 位點雜合突變，表現(xiàn)為晚發(fā)型MMA，但c.482G＞A位點突變與晚發(fā)型MMA的關(guān)系仍需進(jìn)一步研究。

MMACHC 基因定位于人染色體1p34.1，由5 個外顯子組成，編碼一個由282 個氨基酸組成的cb1C蛋白［6］。在生理狀態(tài)下，cb1C 蛋白是細(xì)胞質(zhì)中游離鈷胺素運輸以及鈷胺素衍生物脫氰、脫烷基作用所必需的蛋白，從而產(chǎn)生有活性的腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素［7］。MMACHC 基因突變后，其編碼的cb1C 蛋白喪失了運輸鈷胺素的作用，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素生成減少，腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素作為甲基丙二酰輔酶A變位酶和蛋氨酸合成酶的輔助因子，這些輔助因子的缺乏不僅導(dǎo)致血液和尿液同型半胱氨酸和甲基丙二酸水平升高，同時伴有蛋氨酸水平降低［8］，并能導(dǎo)致多種氨基酸代謝障礙，引起甲基丙二酸、丙酸及甲基枸櫞酸等代謝產(chǎn)物在體內(nèi)異常蓄積［3］，琥珀酰輔酶A 合成減少，導(dǎo)致檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化功能障礙，從而引起多系統(tǒng)疾病，特別是高能量器官，如大腦、心臟、腎臟等，急性期常因能量障礙導(dǎo)致患者基礎(chǔ)狀況持續(xù)惡化［19］。

晚發(fā)型MMA患者通常比早發(fā)型MMA患者的治療反應(yīng)好，甚至有研究觀察到晚發(fā)型MMA患者治療后臨床癥狀完全緩解［9］。對于合并型MMA 患者，通常給予鈷胺素、左卡尼汀、甜菜堿、葉酸和維生素B6治療，鈷胺素能夠增加細(xì)胞內(nèi)鈷胺素，使缺陷酶的活性達(dá)到最大化，甜菜堿可通過甜菜堿-同型半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶為同型半胱氨酸轉(zhuǎn)化為蛋氨酸提供底物，葉酸能夠增強(qiáng)再甲基化途徑［20］。一般來說，絕大部分cb1C 型MMA 患者對維生素B12 治療有反應(yīng)，但甲基丙二酰輔酶A 缺陷型患者對維生素B12治療無反應(yīng)，其他類型對維生素B12 治療有部分反應(yīng)［5］。本例MMA 患者通過肌肉注射維生素B12 及口服維生素B1、葉酸、甜菜堿等聯(lián)合治療，臨床癥狀明顯好轉(zhuǎn)。

綜上所述，本例以精神行為異常為首發(fā)癥狀，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累為主要表現(xiàn)的晚發(fā)型MMA患者，其發(fā)病是由于MMACHC 基因第4 外顯子c. 658_660delAAG（Lys220del）和c. 482G→A（Arg161Gln）位點雜合突變所致，治療效果較好。下一步我們將對該病導(dǎo)致的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害機(jī)制進(jìn)行深入研究，以期尋找新的治療或干預(yù)靶點，從而修復(fù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。