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韩连书主任医师 上海新华医院 儿童内分泌遗传科 中国28例全羧化酶合成酶缺乏症患儿临床、生化和遗传分析凌诗颖、邱文娟、张惠文、梁黎黎、陆德云、陈婷、占霞、王瑜、顾学范、韩连书通讯作者：韩连书上海交通大学医学院附属新华医院、上海儿科研究所儿科内分泌与遗传代谢科，中国上海200092【摘要】目的：本研究旨在分析中国全羧化酶合成酶（HLCS）缺乏症患者的临床、生化和遗传学特征，并研究突变谱及其与表型的潜在相关性。方法：回顾性分析2006年至2021年28名HLCS缺乏症患者临床和实验室检测结果。结果：在28名患者中，有6名进行新生儿筛查，其中一人漏诊。因此，共23名患者因临床发病而被确诊。在所有患者中，24人出现了不同程度的临床症状，如皮疹、呕吐、抽搐和嗜睡，仅4例患儿至今仍无临床发病。患者血3-羟基异戊酰基肉碱（3-hydroxyisovalerylcarnitine，C5-OH）和尿丙酮酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、3-羟基异戊酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸的浓度均大幅升高。在及时补充生物素后，患者的临床和生化症状均明显缓解，随访期间几乎所有患者的智力和身体均恢复正常。基因检测发现患者HLCS基因存在12个已知变异和6个新变异。其中，c.1522C＞T变异最为常见。结论：我们的研究扩大了中国人群中HLCS缺乏症的表型和基因型范围，并表明及时进行生物素治疗，HLCS缺乏症患者的死亡率较低，预后较好。新生儿筛查对早期诊断、治疗和长期预后至关重要。关键词：全羧化酶合成酶缺乏症，HLCS，新生儿筛查，串联质谱1.引言：全羧化酶合成酶(HLCS)缺乏症(OMIM:253,270)是由于生物素代谢障碍引起的常染色体隐性遗传病，属于多种羧化酶缺乏症(MCD)的一种。据报道，全球HLCS缺乏症的发病率为1/200,000，中国发病率约为1/930,600。在日本，该病发病率较高，为1/100,000。HLCS催化生物素转化为羧化酶，包括丙酰辅酶A羧化酶(PCC)、3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶(MCC)、丙酮酸羧化酶(PC)和乙酰辅酶A羧化酶(ACC)。HLCS基因位于染色体21q22.1，长度约240kb，包含14个外显子。HLCS的缺陷会导致这些生物素依赖性羧化酶的活性降低，从而导致氨基酸、碳水化合物和脂肪酸的代谢失衡。HLCS缺乏症也被称为早发性MCD，因为大多数患者在新生儿期或婴儿早期临床发病，症状多样，包括皮肤损害、呕吐、肌张力低下、嗜睡、癫痫发作、代谢性酸中毒、高氨血症和发育迟缓。若不治疗，患儿会发展为严重的代谢性酸中毒，导致昏迷或死亡。早期诊断和及时生物素治疗可以预防神经系统后遗症和临床发病。因此，HLCS缺乏症符合纳入新生儿筛查计划的标准。目前，许多国家通过对干血斑上升高的C5-OH进行串联质谱检测来进行HLCS缺乏症的新生儿筛查。由于上述羧化酶活性降低，尿有机酸可升高，如乳酸、丙酮酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、3-羟基戊酸和3-甲基巴豆酰甘氨酸等。本研究分析了28名HLCS缺乏症患者的临床、生化和遗传特征，旨在总结目前中国HLCS缺乏症患者的基因变异谱、相应的临床表现和长期预后。2.方法：2.1患者：共纳入2006年至2021年上海新华医院儿科内分泌与遗传代谢科住院的28例HLCS缺乏症患者。收集其临床数据，包括发病时的临床症状和长期随访期间的症状HLCS缺乏症的诊断包括通过串联质谱法检测血C5-OH升高，气相色谱法检测尿乳酸、丙酮酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、3-羟基戊酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸水平升高及基因检测HLCS变异。患儿父母或法定监护人签署了知情同意书，批准对其临床记录进行分析，并根据相关国家立法机构匿名公布其数据。该研究经新华医院伦理委员会批准（批准号XHEC-D-2022-063）。2.2代谢物检测：通过串联质谱法（MS/MS；AppliedBiosystems，API4000，加利福尼亚州，美国）检测干血斑上酰基肉碱水平，包括C5-OH、丙酰肉碱(C3)和乙酰肉碱(C2)，同时计算C3/C2和C5-OH/C3的比率。通过气相色谱-质谱法（GC/MS；岛津制作所有限公司，QP2010，日本京都）测定尿有机酸的水平，包括丙酮酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、3-羟基戊酸和3-甲基巴豆酰甘氨酸。2.3遗传学检测：根据制造商的说明书使用DNA提取试剂盒（天根生物科技，北京，中国）从外周血中提取基因组DNA。对HLCS的14个编码外显子和侧翼区域均使用聚合酶链式反应(PCR)进行扩增，将PCR产物纯化后在ABI3700测序仪（AppliedBiosystems，福斯特城，加利福尼亚州，美国）上进行测序。利用ClinVar数据库、HGMD数据库以及既往文献来鉴定突变是否已被报道。新变异的致病性根据美国医学遗传学和基因组学学院(ACMG)标准和指南进行评估。对于新的错义变异，通过MutationTaster、PolyPhen-2、PROVEAN和SortingIntolerantFromTolerant(SIFT)预测潜在致病性，并通过phyloP和phastCons分析氨基酸保守性。2.4治疗：确诊后立即开始治疗，包括口服生物素和饮食调整。对于急性失代偿期的患者，初始治疗包括低蛋白饮食、补充生物素和左旋肉碱以及静脉注射葡萄糖和电解质液体疗法。再根据他们对生物素的反应和个人状况进行调整。终身使用生物素的推荐剂量为10-40毫克/天。2.5统计分析：未显着偏离正态分布的数据使用不配对t检验进行测试，非正态分布的数据使用Mann-WhitneyU检验进行测试。统计分析软件为GraphPadPrism5（GraphPadSoftwareInc.，圣地亚哥，加利福尼亚州，美国）。3.结果：3.1临床特征：本研究共纳入了28名确诊为HLCS缺陷的患者（17名男性，11名女性）。其中，6名患者接受了基于MS/MS的新生儿筛查，该检测以血C5OH作为生物标志物。然而，仅确诊了5例（5/28，17.9%）患者，其中1例在第一次筛查结果阳性后拒绝再次检测，在19天时临床发病确诊。余四名婴儿在生物素治疗后仍未发病。在这些患者中，仅1例患者(P24)因新生儿筛查漏诊，后出现面部、颈部、腋窝、躯干和尿布区域周围的鳞屑性红皮病、呼吸窘迫和乳酸性酸中毒等症状而被临床诊断。因此，大多数患者（23/28，82.1%）是由于具有典型的临床症状后通过MS/MS检测相关代谢物确诊。24名患者的发病年龄如表1所示。大多数患儿在1岁前出现代谢性酸中毒，发病年龄中位数为5月（7天-19月）。总体而言，2/3患者皮肤上出现不同程度的红斑疹。其中，仅一名患者（P27）主要表现为脸颊复发性湿疹等轻微皮肤症状，并在接受外用皮质醇和无乳制品饮食治疗后无任何改善。最终通过MS/MS以及GC/MS对其代谢物检测后诊断为HLCS缺乏症。再开始生物素治疗后，该患儿的皮损迅速恢复。HLCS缺乏症患者最常见的临床症状是皮损（66.7%，16/24）、呕吐（62.5%，15/24）、腹泻（37.5%，9/24）、呼吸衰竭（29.2%，7/24）、嗜睡（29.2%，7/24）、昏迷（20.8%，5/24）和癫痫（12.5%，3/24）。嗜睡、昏迷、癫痫发作等神经系统症状也是患者常见的临床表现，多发生于早发型患者，临床症状较严重。此外，三名患者（P1、P2和P5）均以癫痫发作为首发症状，生物素治疗效果显著，通常在给药后几分钟到几小时内症状缓解。共有5名患者在头颅MRI中出现异常，表现为大脑或皮质萎缩、白质减少或脑室扩大。3.2治疗前后代谢物检测：如表2所示，本研究中所有患者的血C5OH水平均远远超出正常范围，而血C3水平和C3/C2比率在近一半的患者中略有升高。此外，大部分患者C5OH/C3比率升高。同样，几乎所有患者尿有机酸水平异常，丙酮酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、3-羟基戊酸和3-甲基巴豆酰甘氨酸升高，表明HLCS缺乏。治疗后，除8例患者血C5OH水平、4例尿甲基枸橼酸、3-羟基戊酸超出正常范围外，余患者上述代谢物指标均明显下降。此外，所有患者治疗后代谢物水平较治疗前明显下降，差异有统计学意义（P＜0.05）。3.3遗传学分析：对所有患者进行HLCS基因检测，结果在附加文件1：表S1中。共10名患者（35.7%）发现HLCS基因纯合突变。本研究共检测出17种不同突变，包括14种错义突变，占等位基因的89.3%(50/56)；1个无义突变和2个缺失。其中，最常见的是c.1522C＞T（p.R508W），占41.1%（23/56）。HLCS基因检测到6个新突变，包括c.663_664delCA、c.1825C＞T(p.P609S)、c.1397G＞T(p.G466V)、c.1433C＞T(p.T478M)、c.2057T＞G(p.I686S)和c.1481G＞T(p.G494V)。五种新突变（P609S、G466V、T478M、I686S和G494V）的生物信息学特征如表3所示。3.4预后：在长达15年的随访中，患儿总体预后较好。就目前的健康状况而言，共有23例（82.1%）患儿发育正常，3例（10.7%）患儿死亡，2例（7.1%）患儿失访。三名患者死亡原因均是未及时诊断及生物素治疗而导致严重代谢性酸中毒，表现为呕吐、嗜睡和昏迷等。由于及时补充生物素，余23名患者均表现出代谢稳定性，神经、运动系统发育正常。4.结论：本研究对28名HLCS缺乏症患者的临床症状、生化特征、预后和遗传学结果进行分析。HLCS缺乏症患者主要临床表现是皮肤损害和代谢性酸中毒。若及时生物素治疗，能预防大部分患者临床发病，有利于良好预后。此外，本研究结果表明c.1522C＞T是中国人群中最常见的突变，基于MS/MS的新生儿筛查有利于早期诊断及预后。03月13日12
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窦肇华主任医师 北京家恩德运医院 遗传咨询科 一、概述白质消融性白质脑病(VWM)是近期才为人们所认识的脑白质病,，又称儿童共济失调伴中枢神经系统髓鞘化不良(CACH)，是一种常染色体隐性遗传性白质脑病，是儿童遗传性白质脑病中常见的类型之一。这种以白质病变是由细胞的蛋白质翻译所必需的基因发生突变所导致。eIF2B在细胞蛋白质翻译启动过程中起重要作用，其作用通过细胞翻译启动因子2(eIF2)实现。其病因是ElF2B基因突变导致蛋白质翻译启动异常而致病。EIF2B广泛分布千各种组织。各年龄段均可起病，儿童早期起病多见，主要表现为小脑性共济失调，在高热和跌倒后出现失代偿反应，表现为精神状态改变、急性瘫痪或肌张力障碍，甚至死亡，病情可有阶段性的部分缓解，但仍反复加重。有些患者早期无症状，成年期逐渐起病，出现进展性的痉挛性截瘫、认知障碍或卵巢衰竭，还可有偏头痛、精神异常、小脑症状，癫痫发作和球麻痹等。磁共振检查中T2可见弥漫性白质高信号，随着病程进展脑白质进行性变稀薄并出现囊性变，直至脑白质全部消失被脑脊液。该病的脑脊液典型特征为甘氨酸明显升高。目前，共发现ElF2B1~ElF2B5基因的突变。二、临床表现及分型以运动障碍起病、运动障碍重于智力障碍、神经影像学改变显著重于临床表现，是本病的临床特点。多表现为进行性运动、智力倒退，以运动为主，可表现为共济失调、痉挛双瘫等，可伴视神经萎缩，癫痫发作，卵巢早衰等。病程中遇有感染、外伤或其它身体压力剧增等应激事件后，可诱发恶化趋势。1.临床症状的独特性VWM有其他遗传性白质脑病临床的共同特点:以进行性运动智力倒退为主要表现，伴共济失调、视神经萎缩及癫痫发作。本病有其独特的临床症状特点：（1）运动倒退显著重于智力倒退。（2）病程中常伴有发作性加重的特点，加重多见于感染所致发热、轻微头部外伤或惊吓后，上述诱因可引起病情显著加重，发作严重时甚至可以导致死亡，症状轻微者可逐渐恢复，但不会恢复到加重前水平；病情的反复，呈阶梯式进展，多数在起病后2-5年内死亡。（3）大脑白质的病变显著重于其他遗传性白质脑病，表现为大脑白质进行性液化，最终全部大脑白质被脑脊液所代替，即“白质消融”。2.临床分型本病依不同起病年龄,可分为5型。（1）先天型:少见的类型，仅占约2%。在妊娠后期即出现临庆症状，表现为羊水少或胎动减少，生后很快出现喂养困难、肌张力异常、呕吐、白内障。临床进展很快，多数病例数月内死亡。（2）婴儿型:约占20%。第3-9个月发病，表现为肌张力低，随之出现惊厥、肢体痉挛、视力丧失、嗜睡及头围增长停滞，多于2岁前死亡。（3）早期儿童型:又称经典型,是最多见的类型,占40%以上。1-5岁出现症状，多数患儿发病前智力运动发育正常。多以运动功能倒退为主的形式起病，智力受累相对较轻。轻微头部外伤或发热性疾病，常会导致发作性病情加重，甚至出现昏迷。病程长短个体差异大，于起病后1-5年死亡，也可存活数十年。（4）晚期儿童型/少年型:于5-15岁出现症状，表现为慢性进行性痉挛性双瘫，智力相对正常，进展很慢，可存活多年。约占20%-30%。（5）成人型:最晚发病年龄为42岁。成人型通常进展缓慢，极少数可出现发作性加重甚至数月内死亡。约占20%-30%。VWM的病情严重程度与起病年龄相关，起病年龄越早，病情越重，进展越快，存活时间越短。三、影像学改变MRI表现有较高特异性，表现为脑组织轻度肿胀，脑回略增宽，侧脑室无扩张或呈轻到中度扩张。大脑半球白质改变明显。头部MRI表现有特征性。起病时MRI表现明显重于临床症状。VMW是一个动态讲展的过程，不同时期MRI表现不同。典型表现:大脑户质弥漫对称的异常信号，始干侧脑室周围白质及其边缘的深层白质→逐渐扩展至外周的深层白质和皮质下白质，最终全部大脑白质受累。由于不同部位白质病变出现的时间不同，因此病理改变不同，FLAIR像表现也不同。1.中央白质病变早，白质结构稀疏，FLAIR像为低信号。2.中央白质外缘和皮质下白质病变较晚，多数发生白质结构稀疏，FLAIR像为高信号。随病程进展，脑白质逐渐被脑脊液代替，出现囊性变(多在VMW晚期)：DWI、FLAIR像均为低信号。四、遗传学特点本病为常染色体隐性遗传。该病的致病基因编码真核细胞翻译启动因子2B(eIF2B)。eIF2B由5个亚单位eIF2Bα、eIF2Bβ、elF2Bγ、eIF2Bδ、eIF2Bε组成,这5个亚单位相应编码基因EIF2B1、EIF2B2、EIF2B3、EIF2B4.EIF2B5。5个基因任一突变均可导致发病,95%临床诊断的VWM患者可发现EIF2B1-5基因突变，但每个基因的突变率不同。详见如下。1.EIF2B5位于3号染色体q27，突变率占65%。2..EIF2B2位于14号染色体q24，突变率占20%。3EIF2B4位于2号染色体p23.3，突变率占10%。4.EIF2B3位于1号染色体p34.20，突变率占4%。5.EIF2B1位于12号染色体q24.3，突变率占1%。五、遗传咨询按照常染色体隐性遗传规律进行遗传咨询。六、治疗目前尚无有效治疗方法。2022年12月07日567
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窦肇华主任医师 北京家恩德运医院 遗传咨询科 一、概述遗传性弥漫性白质脑病合并轴索球样变(HDLS)，也称成人起病的脑白质营养不良合并轴索球样变，是一种罕见的疾病，为常染色体显性遗传。集落刺激因子1受体基因(CSFIR)是HDLS的致病基因。由CSF1R功能缺失突变造成小神经胶质细胞功能障碍而致病。临床最早表现为精神行为异常，逐渐出现类帕金森样锥体外系症状，进展性痴呆突出，可有癫痫发作和锥体束征。磁共振检查中脑白质病变主要集中在中央前回、中央后回或前头部白质，病变为片状，多不对称，可延伸到内囊后肢和脑干锥体束，疾病后期脑白质病变融合为弥漫性，伴有囊变，可见额叶萎缩、胼胝体变薄。病理检查可见弥漫的神经轴索球样变性以及含有色素颗粒的巨噬细胞和胶质细胞。诊断需结合病理和基因检测结果。目前尚缺乏有效的治疗手段，以对症治疗为主。二、临床表现HDLS的特征性表现主要有执行功能下降、记忆力下降、人格改变、运动障碍、癫痫样发作及额叶症状(如判断丧失、社会行为自制力缺乏及洞察力下降等)。随着疾病进展，临床症状有明显的个体化差异,甚至同一个家系，携带相同突变个体之间都有显著差异。HDLS发病年龄20~80岁，平均40岁，病程2~11年，平均约6年。症状和体征如下：1.高级皮层功能损害 人格改变、记忆力下降,如运动性失语、失写、失算、失用，视空间障碍、抑郁、原始反射(抓握反射、吸吮反射)亢进，视野缺损、废用性弱视等。2.运动和感觉障碍 步态不稳，锥体束征阳性，偏瘫或四肢瘫；感觉异常(振动觉、位置觉、触觉、痛觉阈值减低、立体觉受损)。3.帕金森和肌张力障碍症状 强直、运动迟缓、震颤(静止性或运动性)、姿态异常、曳行步态,对左旋多巴制剂反应差;可有肌张力障碍、阵挛样发作、表情减少，常有声音单调。4.小脑和脑干症状 球麻痹症状(吞咽困难、构音障碍、言语不清、腭肌阵挛、小脑共济失调(辨距不良、意向性震颤等)。最终HDLS患者多因痉挛、肌强直而长期卧床，完全失语，直至植物状态。最常见的死亡原因是肺炎及其他继发性感染。由于HDLS临床表现的复杂性，易被误诊为痴呆、帕金森病综合征(皮质基底节变性，多系统萎缩)；原发进展型多发性硬化，脑白质营养不良等。三、病理改变HDLS最明显的特征是额叶和颞叶严重的白质病变，也可见丘脑和尾状核以及皮质脊髓束和桥脑基底部出现萎缩（图）。皮质的病变可能提示由于缺乏皮质/皮质下投射纤维的支撑而导致神经元死亡，或者可能因为穿过细胞核的白质纤维束受损而引起这些神经元死亡。中央前回和中央后回最容易累及，纤维则相对较少累及。MRI检查可见双侧白质异常信号，也可见胼胝体变薄及小脑退行性变，但这些MRI表现缺乏特异性。图1.大脑额叶和顶叶中度萎缩，颞叶轻度萎缩。冠状切片显示侧脑室明显扩张，皮质下白质严重萎缩。四、分子遗传学致病基因是CSF1R，定位于5q32。该基因编码的蛋白是集落刺激因子受体1（CSF1R），为Ⅲ型酪氨酸激酶受体，属于血小板衍生生长因子(PDGF)受体家族，主要影响单核-巨噬细胞、神经胶质细胞的增殖和分化。CSF1R激酶结构域的改变，二聚体和(或)其细胞的表达都可能受到影响。突变的CSF1R激酶无活性，影响下游靶点的磷酸化，引起小胶质细胞增殖分化受阻。CSF1R突变影响酪氨酸激酶结构域是HDLS的病理基础。HDLS基因型与表型无直接相关性，即携带同一突变基因的家系个体，虽然疾病晚期都会出现多种神经功能障碍，但临床表型并不一致。HDLS与家族性颗粒样细胞白质脑病(POLD)的临床表型十分相似，诸多重叠的临床和病理特点及损伤机制表明，二者很可能属于同一个疾病谱，有人提出二者合并后的新的疾病，应该称成年发病白质脑病合并轴索球样变和颗粒样胶质细胞(ALSP)，二者可能均为基因突变引起。五、遗传咨询HDLS为常染色体显性遗传。1.若父母双方之一为先证者，子代被遗传到该突变基因的概率为50%。2.若先证者的父母双方之一受到影响，同胞患病率为50%。3.若父母双方无明显的临床表现，同胞的患病率则较低。4.若父母双方不携带先证者致病性基因突变，由于生殖嵌合的存在,同胞的患病风险仍高于一般人群。5.先证者的子代患病率均为50%。6.家族其他成员的患病率，取决于先证者父母任一方基因型，家族成员可能处于危险之中。7.产前诊断,在妊娠15~18周时通过羊膜穿刺术获得胎儿细胞进行基因测序，可以确定是否存在致病基因突变。六、治疗目前临床尚无有效的HDLS治疗方法,一般以对症治疗为主。2022年12月07日1282
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