案例分享丨鳥氨酸-氨基甲醯轉移酶缺陷症

2021-01-21 Fulgent福君基因

蛋白質在體內分解成胺基酸,再分解產生氨,合成尿素的代謝途徑稱為尿素循環,藉此維持正常血氨水平(約20~60umol/L)。尿素循環障礙(Urea Cycle Disorders)是指當尿素循環中某一種酶有先天性缺陷時,氨合成尿素發生障礙,游離的氨蓄積體內,形成高氨血症。嬰幼兒期臨床表現有厭食、嗜睡、嘔吐、癲癇、生長發育遲緩和呼吸急促等。該病通常有兩種類型:一種是嚴重的新生兒發病,一般均為男性,女性少見;另一種是遲髮型(嬰兒期到成人)發病。

氨甲醯磷酸合成酶(CPS1基因)、精氨酸琥珀酸合成酶(ASS1基因)、精氨酸琥珀酸裂解酶(ASL基因)、精氨酸酶(ARG1基因)、N-乙醯穀氨酸合成酶(NAGS)、鳥氨酸氨基甲醯基轉移酶(OTC基因)。

—AS反應底物天冬氨酸需通過線粒體內膜的載體citrin從線粒體內部轉運到胞漿(SLC25A13基因);


—OTC反應底物需線粒體膜的另一轉運體ORNT1由胞漿轉運到線粒體內部(SLC25A15基因)。

鳥氨酸氨基甲醯轉移酶缺陷症(OMIM:311250)以OTC缺陷為標誌,是一種X連鎖遺傳代謝病,男女均可發病,男性患者較多,病情嚴重。本病是先天性尿素循環障礙中最常見的疾病,由於高氨血症導致腦損害及肝損害,個體差異顯著,新生兒發病率為1/30000。

鳥氨酸氨基甲醯轉移酶缺陷症在女性攜帶者中有15-20%以X染色體顯性方式遺傳,臨床特徵是嘔吐,嗜睡和癲癇發作,偶爾死亡(Batshaw等,1986)。

這裡有個很有特點的現象,新生變異在女孩中比在男孩中更頻繁地發生。

—Bonaïti-Pellié(1990)等人對35個家庭的進行分析,男性中沒有發現新生變異(均為母親遺傳),而女孩雜合攜帶新生突變的概率為57%。

—Tuchman(1995)等人年通過測序分析調查了28名患有OTC缺乏症的男性和15名女性(包括這些患者的父母),發現2名男性(2/28=7%)的變異為新生變異,但有12名女性(12/15=80%)的變異為新生變異。

—Oppliger Leibundgut(1997)通過分析13個OTC缺乏的女性患者,在12個女性中發現了新生變異(92.3%),只有一個遺傳自母親。而且據文獻報導,患病女性的表型從輕度到嚴重不等,主要取決於肝細胞中基因X染色體非隨機失活比例(Tuchman M.1992)。

在過去我們遇到了6個女性患者,其中5例攜帶新生變異,1例遺傳自母親,新生變異比例約佔83.3%,比較符合文獻報導的比例。

女,2歲1月(2015-12),患兒意識不清1周入院,患兒入院前1周出現嘔吐,約2-3次,嘔吐胃內容物,無特殊氣味,懷疑誤服84消毒液,就診於當地醫院,檢查未見異常。後患兒出現睡眠中突然坐起,說夢話,逐漸出現哭鬧不止,直至不能入睡,病初有舞蹈樣動作,伴煩躁,不會走路,不會說話,不能認識父母。患兒3個月會抬頭,4個月會翻身,7個月會叫「爸、媽」,周歲會走,發病前會跑跳,智力、體格發育同正常同齡兒。

血生化:穀草轉氨酶61U/L,谷丙轉氨酶185U/L,肌酸激酶546U/L,尿素氮3.0mmol/L,血漿血氨136µmol/L。頭顱CT未見明顯異常,腦電圖:異常幼兒腦電圖。血篩未見明顯異常。尿篩:3-羥基丁酸升高,提示酮尿,尿嘧啶及4-羥基苯乳酸增高,可能繼發於肝功能損傷。

第一個患者是確診時間經歷時間最長的一位,該患者在2015年12月份就進行了基因檢測(當時由於基因檢測費用昂貴,只進行了先證者臨床外顯子組檢測和SNP染色體晶片檢測),但是只檢測到OTC基因的雜合變異,由於當時未完整的檢索文獻,當成一個攜帶者進行判斷,只報到了相關發現裡面。1年多以後(2017年3月),醫生還是懷疑OTC缺陷,又進行了家系驗證,發現是新生變異。這時開始有點懷疑了是不是OTC變異致病了,但還是按照X染色體隱性遺傳的慣性思維,我們進行了X染色體非隨機失活檢測,發現受檢者血液裡沒有明顯的X染色體非隨機失活,此患者出具了新生變異的檢測報告,當時也沒給醫生重點提出明確的發病機理,只是把客觀結果呈現給了患者家屬和醫生。

直到我們5個月後(2017年8月)碰見了第二個OTC新生變異的女性患者,我們把兩個患者臨床診斷及檢測結果放一起分析,深入查詢了各種文獻,發現在1990年以後就有連續的幾篇文獻報導了在女性患者中新生變異佔比極高的情況,而且主要是在肝臟中存在X染色體非隨機失活,血液的X染色體非隨機失活是不能完全反應出肝臟X染色體非隨機失活的真實情況。

該患者為1歲6月的女孩,因急性肝衰竭進入北京兒童醫院的PICU進行搶救,臨床醫生檢測發現肝功能障礙,血氨升高,懷疑高氨血症和線粒體病。由於患者病情危急,同時進行家系全外顯子和線粒體環基因組檢測。

通過統計上述幾個女性病例的發病時間和嚴重程度,多在嬰幼兒期,還有在學齡期發病,均屬於晚髮型患者相比於男性患者出生後數天或數月內即發病的情況,女性患者一般發病年齡偏晚,症狀也較男性輕微,但是不同的患者之間還是有差距,這可能和肝臟內的X染色體非隨機失活程度有關,這些需要通過肝臟組織X染色體非隨機失活檢測來進一步的確定。這個疾病雖然OMIM資料庫內仍為X染色體隱性遺傳,但是我們碰到那些女性患者雜合攜帶時,一定要當做X染色體顯性遺傳來看待,以免漏失真正的致病基因。

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