单纯型甲基丙二酸血症患者诊治分析（发表于中华医学遗传杂...

甲基丙二酸血症（methylmalonic acidemia, MMA）是一种常见的有机酸血症，属于常染色体隐性遗传，是由于甲基丙二酰辅酶A变位酶活性降低或其辅酶钴胺素代谢缺陷所致，其中甲基钴胺素还是同型半胱氨酸合成蛋氨酸的辅酶。目前该病已发现7种亚型，cblC、cblD、cblF 3型由于同时导致腺苷钴胺素及甲基钴胺素活性降低或缺乏，蛋氨酸合成障碍，患者表现为甲基丙二酸血症合并同型半胱氨酸血症；甲基丙二酰辅酶A变位酶缺陷型（mut0 型、mut－型）及cblA、cblB型由于不影响甲基钴胺素活性，患者仅表现为甲基丙二酸血症，血同型半胱氨酸水平正常，称为单纯型甲基丙二酸血症[1]。甲基丙二酰辅酶A变位酶编码基因为MUT（MIM 251000）基因，定位于常染色体6p12.3，包含13个外显子，目前国外已报道MUT基因突变200余种，其中多数为错义突变。单纯型甲基丙二酸血症的治疗主要包括限制天然蛋白质摄入量，同时补充特殊奶粉及左旋肉碱；部分对维生素B12治疗有效患者予维生素B12肌注治疗。近年来国外文献报道单纯型甲基丙二酸血症患者治疗后的死亡率降低，预后有所改善，但远期并发症仍不可避免[2,3]，国内尚无大样本研究报道。本文对2003年12月～2012年5月诊治的40例单纯型甲基丙二酸血症患者的临床资料、实验室检测结果及随访患者的恢复情况进行分析，探讨单纯型甲基丙二酸血症的临床特点及转归，分析其诊断、治疗及预后。上海新华医院儿童内分泌遗传科韩连书

1  对象与方法

1.1  对象

2003年12月至2012年5月于本研究室就诊的单纯型甲基丙二酸血症患者40例，男31例、女9例，首诊年龄中位数1月（1天至11岁）。其中32例来自临床患者，8例来自新生儿筛查，33例患者接受MUT基因分析。对照组为50名非甲基丙二酸血症儿童，男36例、女14例，年龄中位数3月（4天至4岁）。所有检查均获得患者家属的知情同意及本院伦理委员会的同意。

1.2  方法

1.2.1  诊断依据及方法  （1）临床表现，如反复呕吐、嗜睡、惊厥、运动障碍及代谢性酸中毒等；（2）串联质谱检测血丙酰肉碱（propinoylcarnitine, C3）水平及丙酰肉碱/乙酰肉碱（acetylcarnitine，C2）增高（正常参考值分别为0.5～4.0mmol/L； 0.04～0.25），检测方法参考文献[4]；（3）气相色谱质谱检测尿甲基丙二酸、甲基枸橼酸水平增高（正常参考值分别为：0.2～3.6；0～1.1）；（4）血清总同型半胱氨酸水平正常；（5）除外维生素B12、叶酸缺乏等继发因素。筛查新生儿依据血串联质谱及尿气相质谱检测结果确诊；部分患者通过MUT基因突变分析确诊[5]。

1.2.2  治疗与随访  急性期给予补液、纠酸、高热量、低蛋白饮食，根据患者病情轻重及蛋白耐受程度，将天然蛋白质摄入量控制在0.5~1.5 g/(kg.d)，同时给予不含异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的特殊奶粉或蛋白粉治疗，使蛋白质总摄入量维持在2~4g/(kg.d)，保证蛋白质、热量、矿物质及微量元素等营养支持；左旋肉碱100~200mg/(kg.d)静滴或口服；维生素B12，1mg/次，每日1次，肌内注射，连续5天，比较治疗前后血丙酰肉碱及尿甲基丙二酸水平变化，判断患者对维生素B12治疗是否有效；应用维生素B12治疗前后血丙酰肉碱/乙酰肉碱及尿甲基丙二酸水平降低超过30%者，视为维生素B12治疗有效型。稳定期治疗，对维生素B12无效患者主要治疗方法：（1）蛋白质总摄入量婴幼儿期控制在2.5~3.0 g/(kg.d)，儿童期30~40 g/(kg.d)，其中天然蛋白质摄入量控制在0.8~1.2 g/(kg.d)，其余蛋白质量用不含异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的特殊奶粉或蛋白粉补充；（2）口服左旋肉碱100~200 mg/(kg.d)。对维生素B12治疗有效患者主要治疗方法除给予特殊饮食及左旋肉碱外，另外肌注或皮下注射维生素B12每周1~2次，每次1mg。每1~3个月随访一次，部分患者每半年到1年随访一次，随访内容包括体格智能发育情况，血丙酰肉碱、尿甲基丙二酸水平及其他相关实验室检测。

1.2.3  统计学处理  采用SSPS 19.0统计软件进行统计学分析，具体检测结果用中位数（Median, M）表示；治疗前、治疗后及对照组三组间差异比较采用Kruskal-Wallis H检验；治疗前后的比较采用配对设计资料的Wilcoxon符号秩检验；治疗前后分别与对照组的两两比较采用Mann-Whitney U检验；以P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1 确诊患者一般临床资料  40例确诊患者一般情况及初诊时临床表现见表1。8例来自新生儿筛查的患者中4例未发病。一般生化检测发现有贫血表现者17例，血氨增高17例，血乳酸增高17例，血气分析PH＜7.35者14例。

2.2 基因突变分析  在接受MUT基因分析的33例患者中，30例检出突变，占90.9%，其中26例检出2个突变，4例检出1个突变。

表1.  40例确诊患者一般情况及初诊时临床表现

a 新筛组患者发病年龄早，确诊时尚无法确定是否有智能落后及运动障碍

2.3  随访患者一般资料及治疗后临床表现变化  40例患者中10例失访，30例给予治疗并随访，男23例，女7例，23例来自临床患者，7例来自新生儿筛查，首诊年龄中位数18天（1天~6岁10月），随访时间1个月~8年。30例随访患者治疗后临床表现变化见表2。8例死亡（26.7%），其中7例于新生儿期发病，死亡时年龄为1 ~5月，1例6月龄发病，1岁死亡。存活的22例患者中，4例来自新生儿筛查未发病的患者治疗前后均无明显临床症状，余18例患者治疗后急性期症状明显好转，喂养困难逐渐改善，其中5例偶有呕吐；6例身高及体重处于正常儿童第3百分位数以下；14例随访过程中有不同程度运动发育迟缓，其中5例2～3岁时会走路。14例提示不同程度智力低下；8例智力正常，其中4例来自新生儿筛查。

30例患者中维生素B12治疗无效者25例，有效者5例；无效型患者中除外来自新生儿筛查且未发病的3患者，22例中死亡7例（31.8%），存活15例中智力低下12例（80%）；有效型患者中除外1例来自新生儿筛查未发病的患者，4例中死亡1例（25%），存活3例中智力低下2例（66.7%）。

表2.  30例随访患者一般情况及预后

a 此栏所列为该指标在存活患者中的例数

2.4  随访患者治疗后常规实验室检测结果变化  14例血氨增高者及15例血乳酸增高者，经急性期治疗后血氨、血乳酸水平均降至正常，血气分析PH值恢复正常。13例患者初诊时血红蛋白降低，为71~118 g/L不等，治疗后血红蛋白增至109~117 g/L。20例患者头颅MRI检查显示，3例未见明显异常，17例有不同程度神经系统损害表现，其中表现为脑室脑池系统增大8例，双侧基底节区损害6例，脑萎缩4例。

2.5 随访患者治疗后血C3及尿有机酸水平变化  30例随访患者治疗前、后及对照组儿童血C3及尿有机酸水平变化见表3。患者治疗前血C3水平、C3/C2比值，尿甲基丙二酸、甲基枸橼酸水平中位数均明显高于正常参考值及对照组儿童，且差异具有统计学意义（分别Z=7.454、7.454、8.109、7.513，P＜0.05）。与治疗前比较，治疗后患者各指标均明显降低，差异具有统计学意义（分别z=4.618、3.301、3.795、2.232，均p＜0.05），但仍高于正常参考值上限及对照组儿童，差异具有统计学意义（分别z=7.444、7.454、8.109、7.523，均p＜0.05）。

表3. 单纯型甲基丙二酸血症患者治疗前后血C3及尿有机酸水平变化 （mmol/L）

注：C0：游离肉碱；C2：乙酰肉碱；C3：丙酰肉碱；a与治疗前比较，P＜0.05；b与对照组比较，p＜0.05；尿结果为检测值与内标17烷酸的比值

3  讨论

单纯型甲基丙二酸血症患者是由于甲基丙二酰辅酶A变位酶及其辅酶腺苷钴胺素缺陷，体内缬氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和奇数碳脂肪酸等分解代谢过程中的甲基丙二酰辅酶A不能转化成琥珀酰辅酶A，旁路代谢增强，甲基丙二酸、丙酸和甲基枸橼酸等有机酸在体内大量蓄积，造成多脏器损伤，尤其是神经系统损伤。该病属于常染色体隐性遗传，按照酶缺陷的类型可分为甲基丙二酰辅酶A变位酶缺陷型（mut0 型、mut－型）或其辅酶腺苷钴胺素（钴胺素，Cobalamin，cbl）缺陷型（cblA型、cblB型）；根据患者对维生素B12治疗的反应性可分为维生素B12有效型和维生素B12无效型。患病率国外报道约为1:80000～1:50000[6]，本研究室利用串联质谱技术筛查结果显示患病率为1:57534。国内报道临床检测的甲基丙二酸血症患者中，单纯型较甲基丙二酸血症合并同型半胱氨酸血症者少[7]。

单纯型患者中，因甲基丙二酰辅酶A变位酶基因MUT基因突变所致者更为常见，目前国外已报道MUT基因突变200余种，国内本研究室曾报道8种[5]。本组40例患者中33例接受MUT基因突变分析，其中30例检出突变，突变检出率达90.9%，提示MUT基因突变检测有助于单纯型甲基丙二酸血症的及时确诊、分型及鉴别。

甲基丙二酸血症患者临床表现各异，新生儿期至成人期均可发病，临床表现复杂多样，单纯型甲基丙二酸血症发病较早，起病急，临床表现缺乏特异性，极易误诊、漏诊[1,8-9]。本组患者多于婴幼儿时期起病，临床表现以反复呕吐、喂养困难、嗜睡、运动障碍、肌张力低下和呼吸困难等症状为主，急性期血氨及乳酸水平增高，血气分析提示代谢性酸中毒，有贫血表现者多见。确诊时患者血C3水平、C3/C2比值，尿甲基丙二酸、甲基枸橼酸水平中位数均显著高于正常参考值及对照组儿童。

该病治疗原则是急性期以补液、纠酸为主，供给高热量、低蛋白饮食，同时补充不含异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的特殊奶粉或蛋白粉，保证蛋白质、热量、矿物质及微量元素等营养支持；可予左旋肉碱应用以稳定病情；其它对症支持治疗。长期治疗除同急性期饮食治疗外，应给予口服或静脉滴注左旋肉碱；维生素B12治疗有效者，给予维生素B12肌肉注射或口服甲钴胺素。随着诊断技术的不断提高、新生儿疾病筛查的普及以及治疗方案的不断完善，有利于该病的早期诊断和及时治疗，患者生活质量得到一定改善，死亡率有所下降，但总体预后仍不容乐观。近年来，越来越多学者开始关注单纯型甲基丙二酸血症患者的多种远期并发症[10,11]。Hörster等[9]通过问卷调查报道273例单纯型甲基丙二酸血症患者中死亡者占29.7%，65%存在不同程度神经系统损伤，54%遗留不同程度运动发育迟缓，28%并发慢性肾衰竭；Cosson等[12]对30例患者进行了1.4~19.5年的治疗和随访，其中17%死亡，43%遗留明显神经系统损害；47%存在慢性肾功能损害；另外还有并发急慢性胰腺炎及心肌病的报道[13,14]。本研究30例随访患者死亡率26.7%，高于上述报道；18例经治疗后急性期症状明显好转，血C3水平、C3/C2比值，尿甲基丙二酸、甲基枸橼酸水平均显著降低，但仍明显高于正常对照组，多数存活者遗留不同程度运动发育迟缓、智力低下等神经系统损害并发症。本组患者未发现合并慢性肾衰竭、胰腺炎及心肌病者，与国外报道不同。甲基丙二酸血症引起的神经系统损害主要表现为双侧基底神经节区受损，皮质萎缩或发育不良，脑白质异常等[1,15],本组头颅MRI显示的脑室脑池增大，双侧基底节区损害及脑萎缩表现等与文献报道相似。如前所述，本组病例及国外其他文献报道病例均显示，经饮食及药物充分治疗后单纯型甲基丙二酸血症患者的临床症状虽可明显缓解，但几乎均不可避免出现各种并发症，尤其是神经系统损伤表现，甚至死亡。提示患者在出现症状并得到诊断和治疗之前，甚至在胎儿时期，神经系统已经形成较严重的不可逆损伤。有研究认为，即使充分治疗，患者体内甲基丙二酸等毒性代谢产物水平亦不能降至正常，其在脑内的持续蓄积使能量代谢途径受到抑制，TCA循环通量降低并导致继发性呼吸链功能异常，氧化应激增强，线粒体能量代谢功能障碍，脑细胞供能不足致基底神经节变性和损伤等，这些可能是导致多数患者远期并发神经系统损伤的病理学基础[16,17]。

Hörster等[10]对273例单纯型甲基丙二酸血症患者的调查研究发现新生儿期发病和维生素B12治疗无效者较发病晚、维生素B12治疗有效者死亡率高，预后差；随后其又通过对83例患者进行基因分型并随访发现，mut0及cblB型较mut－与cblA型发病年龄早，并发症更为常见且死亡率较高[18]；这些研究提示单纯型甲基丙二酸血症并发症及预后与患病类型、发病年龄以及对维生素B12治疗的反应性等因素密切相关。本组维生素B12治疗无效者25例，有效者5例，提示单纯型甲基丙二酸血症患者中维生素B12治疗无效型多见。维生素B12无效型患者中死亡率、智力发育落后患者所占比例均高于有效型患者，显示维生素B12治疗有效者较无效者预后稍好。另外，本组11例于新生儿期发病的随访患者中，7例经治疗后临床症状稍有好转，但血C3水平、C3/C2比值及尿甲基丙二酸水平降低不明显，病情反复并进行性加重，分别于1～5月龄死亡，提示新生儿期发病者死亡率较高。另有4例无症状经新生儿筛查诊断并给予早期治疗者，至末次随访时无明显异常临床表现，生化异常虽未恢复正常，但异常指标明显降低且控制较稳定，体格及智力发育正常，提示早期诊断和症状前治疗可能对改善单纯型甲基丙二酸血症的预后有重要作用，与Hori[19]和Dionisi-Vici[20]等报道一致。

近几年在单纯型甲基丙二酸血症患者治疗方面有些新的尝试，包括器官或细胞移植及基因治疗等。Morioka等[21]报道7例经肝移植治疗的甲基丙二酸血症患者1例死亡，余6例急性代谢失代偿状态迅速缓解且在随访期内未见复发，患者可进食相对多量的蛋白质饮食，生活质量明显提高，血及尿中甲基丙二酸迅速降低但仍不能降至正常，体格及智能发育迟缓状态较移植前有所改善但仍低于正常标准。Kaplan等[16]报道1例于19月龄行肝移植治疗的甲基丙二酸血症患者，术后血及尿中甲基丙二酸水平显著降低，而脑脊液中甲基丙二酸水平降低不显著，患者9岁时肾功能开始出现异常，智力及听说阅读能力低下。提示，肝移植虽能迅速缓解单纯型甲基丙二酸血症患者的临床症状及生化异常，但并不能使其完全治愈。Carrillo-Carrasco等[22]研究报道，通过一次性肝内注射rAAV8-MUT载体，使MUT基因在新生Mut-/-小鼠肝细胞内表达，避免了Mut-/-新生小鼠死亡，生化异常显著改善，临床表现长期缓解，存活时间长达1年余，为单纯型甲基丙二酸血症患者的基因治疗带来希望。

综上所述，单纯型甲基丙二酸血症患者的治疗效果和预后与患病类型、发病年龄以及对维生素B12治疗的反应性等因素有关，新生儿期发病、维生素B12治疗无效者预后差。早期诊断、早期治疗有利于患者的治疗和预后。