原发性肉碱缺乏症临床和基因突变特点及1例产前诊断研究

原发性肉碱缺乏症临床和基因突变特点及1例产前诊断研究崔冬;胡宇慧;唐根;温鹏强;沈丹;廖建湘;陈淑丽
【摘要】目的探讨原发性肉碱缺乏症的临床特点、基因突变及产前基因诊断.方法回顾分析8例原发性肉碱缺乏症患儿的临床资料、基因突变分析结果,以及1例患儿母亲再次妊娠羊水细胞产前基因诊断结果.结果 6例男性、2例女性患儿,发病年龄5个月～3岁,以呕吐、腹泻、抽搐、意识障碍等就诊.血浆游离肉碱均降低(0.67～4.184μmol/L),血红蛋白均偏低(67～110 g/L).6例患儿存在不同程度肝功能和心肌酶异常,6例血氨升高,2例血糖降低.心脏彩超示心肌病4例.心电图异常2例.SLC22A5基因共检出6种突变,分别为c.760C>T(p.Arg254X)、
c.1400C>G(p.Ser467Cys)c.844dupC(p.R282PfsX10)、IVS2+1G>T、
c.3G>T(p.Met1Ile)、c.338G>A(p.Cys113Tyr).1例患儿染色体微阵列分析显示5q23.3q31.3区域存在大片段杂合性缺失.1例患儿母亲再次妊娠18周时的羊水细胞检出c.760C>T杂合突变,提示胎儿为携带者,出生后外周血SLC22A5基因存在一个c.760C>T杂合突变位点,血浆游离肉碱浓度无异常.除1例患儿猝死外,其余7例经左卡尼汀治疗有效,随访中.结论原发性肉碱缺乏症患儿起病急,心肌、肝脏损伤尤为突出,左卡尼汀治疗效果肯定.SLC22A5基因分析可作为确诊和产前诊断的依据.
【期刊名称】《临床儿科杂志》
【年(卷),期】2019(037)006
【总页数】5页(P449-453)
【关键词】原发性肉碱缺乏症;心肌病;游离肉碱;SLC22A5基因;左卡尼汀
【作者】崔冬;胡宇慧;唐根;温鹏强;沈丹;廖建湘;陈淑丽
【作者单位】汕头大学医学院附属深圳市儿童医院儿科研究所广东深圳 518038;汕头大学医学院附属深圳市儿童医院遗传代谢专科广东深圳 518038;汕头大学医学院附属深圳市儿童医院儿科研究所广东深圳 518038;汕头大学医学院附属深圳市儿童医院儿科研究所广东深圳 518038;汕头大学医学院附属深圳市儿童医院检验科广东深圳 518038;汕头大学医学院附属深圳市儿童医院遗传代谢专科广东深圳 518038;汕头大学医学院附属深圳市儿童医院检验科广东深圳 518038
【正文语种】中文
原发性肉碱缺乏症（primary carnitine deficiency，PCD，MIM212140）是一种线粒体β氧化障碍性疾病，属常染色体隐性遗传，是SLC22A5基因突变所致肉碱转运蛋白OCTN2功能缺陷。

PCD可在任何年龄发病，临床表现及首发症状各异，病情轻重及进展速度不一。

若不能早期诊断，及时规范治疗，有潜在猝死的风险。

串联质谱技术可对新生儿及临床高危儿筛查[1]，血浆游离肉碱降低、成纤维细胞中肉碱转运蛋白减少及基因检测被认为是确诊PCD的依据[2]。

早期及时应用左卡尼汀治疗是改善患儿预后的关键[3]。

现回顾分析8例PCD患儿的临床特点、诊治经过、基因突变及1例患儿母亲胎儿的产前诊断。

1 临床资料
2012年10月至2015年12月，对遗传代谢病高危儿进行串联质谱筛查，经基因诊断确诊8例PCD患儿。

男6例、女2例；发病年龄5个月～3岁；1例患儿无临床症状，其余7例发病时均有呕吐、腹泻、抽搐等表现，见表1。

1例发病前有疫苗接种史。

1例患儿3岁起病至8岁才得到确诊。

8例患儿中丙氨酸氨基转移酶（ALT）升高4例，天冬氨酸氨基转移酶（AST）升
高6例，乳酸脱氢酶（LDH）升高4例，肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）及肌钙蛋白升高5例，低血糖2例，高血氨6例，血红蛋白均偏低（67～110 g/L），2例尿沉渣中白细胞大量升高。

2例存在双羧酸尿。

所有患儿血游离肉碱均降低，（0.67～4.347 μmol/L）。

见表2。

B 超示肝脏肿大4例，其中1例有脂肪浸润。

心脏彩超示心肌病4例，2例扩张型、2例肥厚型，均有心功能不全；其中1例左室壁稍肥厚；1例患儿心脏彩超未发现心肌病，但心电图表现为广泛T波、右室负荷增大；1例动态心电图全程可见V5导联ST段压低，最低下降至0.5 mV。

为进一步确诊和家系遗传咨询，在监护人知情同意并通过医院医学伦理委员会审批后，留取患儿及父母外周血各2 mL，应用Sanger法进行SLC22A5基因检测。

结果所有患儿均检出SLC22A5基因突变，共6种突变位点，分别为c.1400 C＞G （p.Ser467Cys）、c.760C＞T（p.Arg254X）、c.338G＞A（p.Cys 113 Tyr）、IVS 2+1 G＞T（c.497+1 G＞T）、c.3G＞T（p.Met1Ile）、c. 844dupC
（p.R282PfsX10）。

4例为纯合子、4例为杂合子，均遗传自父母，没有新发突变。

1例患儿只检出一个c.760C＞T突变位点，随后应用染色体微阵列分析，显示5 q 23.3 q 31.3区域存在杂合性丢失，大小约12.513 Mb，父母均未见该区域缺失。

见表3。

例8母亲再次妊娠，并要求产前诊断。

采集母亲孕18周羊水细胞，应用Sanger 法进行SLC22A5基因靶向c.760C＞T位点的产前诊断，证实胎儿为c.760C＞T 杂合子。

新生儿出生后，分别于产后3天、3个月采足底血，检测游离肉碱分别为20.41 μmol/L和28.78 μmol/L。

经基因检测确诊后，除例8猝死，其余7例患儿均接受左卡尼汀治疗。

根据病情及治疗效果调整剂量，急性期静脉给药100～300 mg/(kg·d)，稳定期口服给药30～100 mg/(kg·d) ；其中例1患儿因有癫痫，左卡尼汀维持在30 mg/(kg·d)，
未加量。

治疗3个月到1年后，患儿症状均逐步得到缓解，3个月后生化指标恢
复正常；所有患儿肝脏回缩至正常；心肌病患儿心脏也回缩，心功能明显改善。

例2家长因家庭经济原因在3个月后自行停药，停药后患儿体力不够、易倦怠，1年后检测游离肉碱降至1.26 μmol/L。

例3在3个月后用药不规律，检测游离肉碱
＜10 μmol/L，平时不喜运动、易疲劳，无其他不适，1年后自行停药，游离肉碱降至0.69 μmol/L，患儿出现反复腹痛。

7例患儿治疗前后游离肉碱水平见表2。

表1 8例患儿临床资料序号性别发病年龄/月首诊原因主要临床表现例1 男 32
轮状病毒感染性腹泻、反复抽搐癫痫例2 男 36 发热、发作性呕吐、意识障碍肝大、心肌损伤、高血氨例3 女 6 急性支气管炎、呕吐、腹泻、抽搐意识障碍肝大、脂肪肝、心肌损伤、贫血、高血氨、低血糖例4 男 12 因“同胞猝死”查因左心
室轻度肥厚、高血氨例5 男 5 发热、尖叫、烦躁、抽搐肝大、肥厚性心肌病、左室扩大、左室收缩功能降低、贫血、高血氨、泌尿系统感染例6 女6 发热、尖叫、烦躁、反复抽搐肝大、心肌损伤、贫血例7 男 24 间断呕吐、腹泻、精神差扩张
性心肌病、心肌致密化不全高血氨例8 男 5 发热、呕吐、精神差肝大、扩张性心肌病、贫血、高血氨、泌尿系统感染、猝死于心律失常
表2 8例患儿实验室检查结果游离肉碱/μmol·L-1治疗前治疗15d～3个月治疗
1年例1 17 37 349 155 4.7 ＜0.01 4.13 24 4.35 29.93 9.01例2 15 50 608
205 16.5 0.33 3 296.3 1.19 36.12 1.26例3 621 717 2574 699 30.5 0.14 1.5 238 0.69 5.69 0.69例4 32 38 589 144 6.1 ＜0.01 4.35 140 1.03 19.43 30.59
例5 150 424 1793 483 6.6 0.14 7.11 51.5 1.32 12.34 23.28例6 76 211 537 498 10.2 0.05 5.12 112.3 1.39 28.90 20.19例7 16 54 871 264 24.3 0.87 4.33 154.2 0.67 27.20 19.52例8 148 335～397 1709～1783 676～865 42.9～61.7 0.76～3.47 6.12 126.1～203 0.91参考值 0～40 0～40 313～61824～229 0～6.8 0～0.1 3.1～5.6 14～65 10～60序号ALT/IU·L-1 AST/IU·L-1 LDH/IU·L-1
CK/IU·L-1 CK-MB/ng·mL-1肌钙蛋白/μg·L-1血糖/mmol·L-1血氨/μmol·L-1
表3 8例患儿基因突变分析注：1）CMA检测，未见报道序号父源性基因突变位
点氨基酸序列改变母源性基因突变位点氨基酸序列改变自发突变突变类型例1 c.1400C＞G p.Ser467Cys c.1400C＞G p.Ser467Cys 错义/错义突变例2 c.760C ＞T p.Arg254 X c.338G＞A p.Cys113Tyr 无义/错义突变例3 IVS2+1G＞T c.3G
＞T p.Met1Ile 剪切/错义突变例4 c.760C＞T p.Arg254 X c.844dupC
p.R282PfsX10 无义/移码突变例5 c.760C＞T p.Arg254 X c.760C＞T p.Arg254 X 无义/无义突变例6 c.760C＞T p.Arg254 X c.760C＞T p.Arg254 X 无义/无义
突变例7 c.760C＞T p.Arg254 X 5q23.3q31.3区域杂合性丢失，约12.513Mb1）无义/大片段缺失例8 c.760C＞T p.Arg254 X c.760C＞T p.Arg254 X 无义/无义
突变
2 讨论
体内脂肪酸代谢是在线粒体中进行的，中短链脂肪酸可以自由通过线粒体膜，而长链脂肪酸需要肉碱的协助才能进入线粒体完成β氧化。

肉碱的缺乏将导致长链脂
肪酸蓄积在细胞内，不能进入线粒体参与氧化供能，造成肝脏、心肌、骨骼肌等对能量需求旺盛的组织器官的损伤，尤其在禁食或应激时，损伤更为严重。

PCD临床表现多样，主要表现在肝脏、心脏、骨骼肌等大器官或组织的异常。

心
脏比肝脏、骨骼肌更易受累，主要因为心脏耗能大且对能量依赖性高。

肝脏又不同于其他组织，肝细胞具有单独的低亲和力肉碱转运体。

因此心肌病变是PCD最常见的表型，部分患儿诊断时心肌病为唯一表型[4]，包括扩张性心肌病和肥厚性心
肌病，也有心内膜弹力纤维增生症、心律失常的报道[5]。

本组患儿中4例表现为
心肌病，2例扩张型、2例肥厚型。

其中1例患儿在诊断和治疗前死于严重的心律失常，另有3例生化指标提示存在心肌损伤。

1例无症状患儿，在同胞不明原因猝死后接受检查，发现在没有心肌酶升高的情况下，出现左室壁轻度肥厚，说明
PCD引起的心肌病较为隐匿，是潜在猝死性因素。

有些患儿心电图会出现一些特
征性改变，如T波增宽或QT间期缩短，V3、V4导联上可见T波异常高尖[5-7]。

T波增高可能是全身肉碱缺乏的表现，QT间期缩短可能与该病患者的心源性猝死
有关[7]。

本组患儿中2例并未出现上述心电图特征，1例可见V5导联ST段压低，最低下降至0.5 mV，另1例可见普遍T波低平。

除心肌病表现外，肝大、贫血、抽搐等也有报道。

部分患儿有反复腹痛、呕吐、胃食管反流等消化道症状，可能与胃肠道黏膜脂质沉积有关。

患儿在疾病发作前大多有感染、腹泻等诱发因素。

本组患儿中7例首诊症状为发热、呕吐、腹泻、抽搐、意识障碍等，其中1例接种疫苗当日发病，4例以呕吐原因待查入院，并伴有精神差、心肌酶升高，临床医师更倾向于心肌炎的诊断。

例3伴有低血糖、肝脏增大，曾被考虑为肝糖原累积症。

因此，PCD临床诊断较为困难，易被误诊。

本组患儿
中4例有肝脏损伤，主要表现在肝大、肝酶升高、脂肪肝。

其机制与脂肪变性有关，肝内过多的脂肪酸毒性作用直接导致肝脏损害[8]。

另一方面，肝脏受损导致
其合成肉碱的能力减退，进一步造成肉碱缺乏。

本组8例患儿的血红蛋白均偏低，其中4例中度贫血、1例轻度贫血。

4例患儿接受左卡尼汀治疗后血红蛋白恢复正常（例8未治疗前死亡）。

研究表明，肉碱参与红细胞代谢，有稳定红细胞膜和
增加红细胞渗透阻力的作用[9]。

铁代谢与肉碱相关，多篇报道显示缺铁性贫血患
者的血清肉碱降低[10-11]。

尽管PCD患儿的贫血机制尚不清楚，但铁缺乏与PCD极可能存在一定关联[9]。

此外，高血氨也是PCD患儿的重要表现，可能由
于酰基肉碱辅酶A蓄积造成尿素循环中酶的表达受到抑制所致[12]。

本组患儿中6例有不同程度的血氨升高，最高达296μmol/L，其中例4在同胞猝死后接受检查，发现血氨明显升高（140 μmol/L），例3在停药后血氨即升高，这2例患儿的肝酶、心肌酶、急诊生化却正常。

说明PCD血氨较酶学等生化标志物更为敏感，但这种血氨升高与降低的规律是否具有普遍性、是否可将血氨作为患儿治疗效果和复
发的评估指标，尚需更多的观察。

游离肉碱水平是诊断PCD的依据，也是疗效观察的重要指标。

一般认为PCD患
儿的血浆游离肉碱＜5 μmol/ L，但新生儿期游离肉碱水平易受母源性干扰[13]。

左卡尼汀是治疗PCD的主要药物，长期随访证实，左卡尼汀治疗效果良好，但需终生用药[14]。

本组患儿的血浆游离肉碱均＜5 μmol/L，酰基肉碱普遍降低。

应
用左卡尼汀后患儿症状迅速改善。

观察3个月，外周血游离肉碱及酰基肉碱显著
提高，增大的肝脏、心脏明显回缩，血氨、肝酶、心肌酶、血红蛋白等指标恢复正常，心功能明显改善。

7例患儿随访1年，4例完全恢复正常；例1游离肉碱＜
10 μmol/L，由于患儿表现为抽搐，所以不能加大左卡尼汀剂量，目前仍有发作，应用进口左卡尼汀后每天发作频次较以前减少；2例患儿自行停药，1年后游离肉碱仍明显降低，1例出现反复腹痛。

目前认为，停药后患者会出现反复低血糖，甚至猝死的风险[2]。

因此，PCD是可治的遗传代谢病，按时足量补充左卡尼汀是改善患儿预后的关键。

SLC22A5是PCD的致病基因，其编码的肉碱转运体OCTN2由557个氨基酸组成，包含12个跨膜结构域和1个ATP结合区，相对分子质量63 000。

OCTN2
存在多种组织细胞膜上，十二指肠和回肠内其mRNA呈高表达，影响肉碱的吸收；表达肝脏的OCTN2主要起到合成内源性肉碱的作用；肾脏则主要扮演调节体内肉碱总量的角色。

SLC22A5基因定位于5q31，由10个外显子组成。

不同种族人群的突变谱有一定的差异性[15]，S467C和W131X常见于日本人群中，R282X、
N32S分别在高加索人群和法罗群岛多见，而我国南方、香港、台湾地区R254X
多次被观察到。

R254X为无义突变，第254位氨基酸残基有精氨酸变为终止密码子，并使蛋白翻译提前终止，比野生型蛋白减少一半以上。

该突变被反复报道，有极低的转运体活性[16]。

S467C为错义突变，位于第8外显子，11个跨膜结构区。

跨膜区在肉碱识别和转运中起关键作用，而S467C影响肉碱复合物的转运，
S467C突变约保留11%的转运活性，会显著降低肉碱的吸收[17]。

本组患儿中发
现6种突变：c.1400C＞G（p.Ser467Cys）、c.760C＞T（p.Arg254X）、
c.338G＞A（p.Cys113Tyr）、IVS2+1G＞T（c.497+1G＞T）、c.3G＞T
（p.Met1Ile）、c.844dupC（p.R282PfsX10）。

例7主要表现为扩张性心肌病，心肌致密化不全，游离肉碱极低，符合PCD临床特点。

SLC22A5基因只检出1
个杂合突变位点，而染色体微阵列分析显示5q23.3q31.3区域存在大片段杂合性
缺失，该区域包含SLC22A5基因在内的多个致病基因，未见相关文献报道，根据患儿的临床表现，推测该区域缺失具有致病性。

3例R254X纯合突变患儿，均有
肝脏增大，其中2例表现为心肌病、1例存在心肌损伤。

纯合型R254X大多表现
为心肌病，合并有R254X杂合突变则表现不一，轻者无症状，重者表现为心肌病、能量代谢障碍[18]。

另外1例S467C纯合突变，仅表现为抽搐，且游离肉碱水平
比其他突变的要高。

日本秋田地区S467C纯合突变患儿的游离肉碱较低，但也有
成人未发病的报道[15]。

推测相同基因型而表型不同患者的OCTN2转运体活性可能有所差异。

此外例8母亲再次怀孕，成功通过产前羊水细胞进行SLC22A5基因诊断，证实为c.760C＞T（R254X）杂合突变，并于出生后3天、3个月分析游离肉碱及酰基肉碱均在正常范围内，发育正常。

总之，PCD的临床表现可涉及多个系统。

应用串联质谱技术检测游离肉碱是主要
筛查手段，基因诊断和活性检测是确诊的依据。

中国人群SLC22A5基因主要以点突变为主，如只发现1个杂合突变，应考虑大片段缺失/重复的可能。

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