有机酸尿症患儿临床分析研究及致病基因突变探讨

发布时间：2018-03-25 13:38

本文选题：有机酸尿症　切入点：实验室检查　出处：《山东大学》2014年博士论文

【摘要】：目的：有机酸尿症(Organic Aciduria)是遗传代谢性疾病(Inherited Metabolic Disorders, IMD)中重要的组成部分。对其研究正逐渐引起临床医师的重视,目前,采用气相色谱-质谱联用分析法(gas chromatography/mass spectrometry, GC-MS)进行定量检测尿液有机酸,成为有机酸尿症诊断检测的首选技术。本研究对GC/MS筛查的高危患儿尿有机酸阳性病例进行总结分析,为此类疾病早期诊断、早期干预及治疗提供参考依据。方法：临床检测尿有机酸异常174例患者中资料齐全者82例,涵盖6种遗传代谢性疾病,其中甲基丙二酸尿症61例、丙酸尿症1例、疑似酪氨酸尿症11例、疑似枫糖尿症6例、3一羟基-3-甲基戊二酸尿症2例及黑酸尿症1例,就其人口信息学、临床表现、家族史、实验室检查、头颅影像学检查、尿有机酸筛查及血氨基酸筛查结果、治疗和预后进行了总结分析研究。结果：82例患者中,男50例,女32例。发病年龄为生后3小时至5岁,平均发病年龄为1月3天,其中,新生儿期发病42例,占51.2%。主要临床表现：呕吐47例、反应差及喂养困难33例、惊厥30例、有肺炎和败血症临床表现者63例、新生儿黄疸(均为重度)20例、贫血13例、运动障碍33例、意识障碍29例、合并心脏疾患34例、肝肿大4例；有同胞夭折史或母亲孕期有不明原因流产、死胎史者41例。患儿血常规检查结果显示：血红蛋白含量减少者27例,中性粒细胞计数减少者26例,血小板减少者10例；生化检查结果显示：低钙血症46例,尿素氮升高25例,低血糖23例,谷草转氨酶升高49例,谷丙转氨酶升高29例,总蛋白降低69例,乳酸脱氢酶升高70例,血氨升高47例,其中血氨升高值超过300umol/L者26例,患有严重且难以纠正的代谢性酸中毒51例。凝血四项检查结果显示：凝血酶原时间延长24例,部分凝血酶原时间延长17例,凝血酶时间延长18例,纤维蛋白原减少34例。39例患儿行CT或磁共振检查,显示脑组织结构有异常。联合血液串联质谱检测分析,56例甲基丙二酸尿症(MMA)患者中26例患儿同时伴有同型半胱氨酸血症,30例为单纯性MMA；1例确诊为酪氨酸血症；4例确诊为枫糖尿症。给予左卡尼汀用于纠正急性期酸中毒,根据不同病种给予相应的药物及饮食治疗。45例MMA坚持治疗,目前存活最大患儿3岁1月；1例患儿确诊为酪氨酸血症1型,使用尼替西农治疗1年,症状好转；2例枫糖尿症患儿出现脑性瘫痪的临床表现；1例丙酸血症和2例3-羟基-3-甲基戊二酸尿症患儿,家长在确诊后都放弃治疗。结论：有机酸尿症患儿临床表现多种多样,半数以上于新生儿期发病,而且病情危重甚至危及生命,常见的临床表现有呕吐、惊厥、反应差及喂养困难、反复的肺炎及败血症等感染表现、重度新生儿黄疸、运动及意识障碍,有些患儿患有心脏疾病,实验室检测常提示低血钙、低血糖、高血氨及难以纠正的代谢性酸中毒。部分有机酸尿症患儿如单纯性甲基丙二酸尿症早期应用钴胺酶替代治疗可取得良好的临床效果,部分患儿可早期采取饮食控制的方法亦能取得良好的临床效果,对伴有难以纠正的酸中毒可用左卡尼汀改善能量代谢,从而纠正酸中毒,以避免酸中毒对组织器官的进一步损害。由于有机酸尿症患儿如不采取及时有效的治疗常造成程度不同的中枢神经功能损害,导致智力、运动等功能障碍,故早期诊断、早期干预尤为重要。也有部分有机酸尿症遗传学诊断明确者,可由专业人士为其家庭提供遗传咨询,预防类似患儿再次出生。目的：黑酸尿症(Alkaptonuria, AKU)即尿黑酸氧化酶缺乏症(homogentisc acid oxidase deficiency),是酪氨酸和苯丙氨酸的新陈代谢中间产物尿黑酸不能被进一步氧化分解从而在体液和组织内蓄积所致的一种氨基酸分解代谢异常性遗传性疾病。其最显著的临床特征是新排出之尿液颜色正常,放置后或遇碱后则变为黑色。褐黄病是尿黑酸尿症发展到晚期的另一种疾病名称,由于患者体内的尿黑酸增多及肾脏清除尿黑酸能力下降,尿黑酸及其氧化的多聚物易与胶原结合,呈进行性储积,形成灰色黑色素,引起软骨、椎间盘和结缔组织发生退变,给病人造成极大的痛苦,严重影响病人的生活及生存质量。因此开展AKU致病基因研究为AKU患者的治疗及预防提供依据非常必要。方法：利用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)对高危AKU患儿尿液尿黑酸进行定量分析,确诊AKU患儿后,则针对AKU的致病基因HGD设计外显子扩增引物,进行基因扩增、一代测序后,分析基因突变序列。针对所发现的突变采用人群信息检测及生物信息学方法进行基因致病性分析。结果：GC/MS结果分析显示尿黑酸在正常人中检测不出,而该患儿结果为1184.79U/0.2mg肌酐。先证者经过基因测序检测发现两个突变分别为c.115delG (p.N35fsX50)和IVS5+3AC,母亲携带有c.115delG (p.N35fsX50)突变,父亲携带有IVS5+3AC突变,两个突变位于同源染色体上,为复合杂合突变,并排除了c.115G和IVS5+3A为多态性位点,生物信息学分析显示IVS5+3A在多个物种高度保守。结论：GC/MS可用于诊断黑酸尿症,基因诊断及查找到AKU致病性突变为确诊该病的金标准。国内很少关于AKU致病基因突变研究,本文就筛查到的AKU患儿进行一代测序发现了两个复合杂合突变c.115delG (p.N35fsX50)和IVS5+3AC,两个突变均为未报道的新发现之突变。上述结果丰富了人类黑酸尿症基因突变数据库,为我国AKU基因诊断及二级预防措施产前诊断提供了新的数据资料,具有临床实用价值及优生学意义。目的：甲基丙二酸尿症(methylmalonic aciduria, MMA)是由甲基丙二酰辅酶A变位酶(methylmalonyl-CoA mutase, MCM)及其辅酶活性缺乏所致,使支链氨基酸代谢过程中的甲基丙二酰辅酶A不能被进一步氧化分解从而在体内蓄积,引起体内毒性有机酸甲基丙二酸升高,损害细胞线粒体活性,引起一系列临床症状。MMA是有机酸尿症最为常见的病种,分为12个亚型,13种致病基因,最常见的亚型为变位酶缺陷和Cb1C缺陷,编码基因分别为MUT基因和MMACHC基因,MCM缺陷型常在新生儿期就发病,病情危重,常可危及生命。Cb1C缺陷型发病年龄较MCM缺陷型较晚,但常在周岁之内发病,患儿常伴有生长发育迟缓。MMA患儿治疗原则为特殊饮食、补充VB12终生治疗、定期检测尿液甲基丙二酸含量。MMA发病时无特异临床表现,临床上容易误诊,从而延误治疗时机,严重影响患儿预后。由于MMA的危害性、遗传性及难治性,开展MMA致病基因研究,为MMA患者的早期诊断、早期干预及遗传咨询提供理论依据。方法：利用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)和液相串联质谱联用仪(LC-MS/MS)对2例MMA患儿尿液有机酸和血液氨基酸及肉碱进行定量分析,确诊MMA患儿后,抽取患儿及父母外周静脉血,提取DNA,针对MMA的13种致病基因进行基因捕获和高通量二代测序,分析基因突变序列。针对所发现的突变采用人群信息检测及生物信息学方法进行基因致病性分析。结果：GC/MS结果分析显示甲基丙二酸在正常人中检测不出,病例1患儿结果为731.1U/0.2mg肌酐,先证者经过基因测序检测发现MMACHC基因上有两个突变分别为c.656-658delAGA(p.213delK)和c.609GA(p.W203X),母亲携带有c.656-658delAGA突变,父亲携带有c.609GA突变,两个突变位于同源染色体上,为复合杂合突变。LC-MSPMS分析病例2患儿结果为丙酰肉碱27.44uM、丙酰肉碱／乙酰肉碱0.98,先证者经过基因测序检测发现MUT基因上有两个突变分别为c.729-730insTT(p.D244fs)和c.66dupA(p.S23fs),母亲携带有c.729-730insTT突变,父亲携带有c.66dupA突变,两个突变位于同源染色体上,为复合杂合突变。文献检索结果显示,MUT基因上c.729-730insTT(p.D244fs)突变及MMACHC基因c.609GA(p.W203X)突变均为已报道致病突变。而MUT基因上c.66dupA(p.S23fs)突变及MMACHC基因c.656-658delAGA(p.213delK)突变均为未报道新突变。人群信息检测排除了c.66A和c.656-658AGA位点为多态性位点,MUT基因上c.66A位点在多个直系物种的基因序列中完全保守,MMACHC基因c.656-658AGA在多个直系物种的基因序列中完全保守,其整码缺失导致的p.213K位氨基酸丢失,其p.213K位氨基酸序列在多个直系物种中完全保守。结论：GC/MS可用于诊断甲基丙二酸尿症,基因诊断及查找到MMA致病性基因突变为确诊该病的金标准。本文就筛查到的2例MMA患儿进行基因捕获和高通量二代测序,1例患儿确诊为MCM缺陷型,1例患儿确诊为Cb1C型,为MMA患儿的具体治疗方案提供依据。上述结果丰富了人类甲基丙二酸尿症基因突变数据库,为我国MMA基因诊断、治疗及二级预防措施产前诊断提供了新的数据资料,具有临床实用价值及优生学意义。
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【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R725.8

【参考文献】