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第三节 甲基丙二酸血症
一、疾病概述
甲基丙二酸血症(methylmalonicaciduria,MMA)是一种遗传代谢性疾病,属于常染色体隐性遗传,在活产婴儿中总发病率为1/4.8万,由于甲基丙二酰CoA变位酶或其辅酶腺苷钴胺代谢缺陷,造成甲基丙二酸、丙酸等有机酸在体内蓄积,从而导致神经、肝脏、肾脏等全身多系统损害,是先天有机酸代谢异常中最为常见的病种,于1967年首次被报道,约占亚洲人群有机酸血症的40%。
【遗传学和发病机制】
L-甲基丙二酸的前体是支链氨基酸、胆固醇、蛋氨酸、脂肪酸等,由于甲基丙二酰CoA变位酶(MCM)或其辅酶腺苷钴胺(维生素B 12)代谢缺陷,使L-甲基丙二酸CoA在线粒体不能转变为琥珀酸而蓄积,继之水解为甲基丙二酸,使有机酸在体内蓄积。
MMA是由于编码线粒体MCM的MUT基因以及两种辅酶的腺苷钴胺合成酶基因(MMA-A,MMB-B)突变所致。MUT基因定位在染色体6p21,MMA-A基因定位于4q31.1,MMA-B基因定位于12q24。MUT突变是本病的分子缺陷,分完全缺陷(mut 0)和部分缺陷(mut -)两型,已发现116种突变。辅酶基因突变导致腺苷钴胺素和甲基钴胺素合成障碍,甲基钴胺素的另一个作用是作为蛋氨酸合成酶的辅助因子,催化同型半胱氨酸转变为蛋氨酸,基因突变导致同型半胱氨酸代谢障碍,出现甲基丙二酸血症合并同型半胱氨酸血症。
【临床表现】
该病一般分4型:①重型;②中间型;③间歇型;④良性型。
MMA机体损坏与患病类型、发病年龄以及对维生素B 12的反应性有关。主要表现为:
(1)神经损伤:
尤其是脑损伤,大多位于双侧苍白球,可表现为惊厥,运动功能障碍,以及舞蹈手足徐动症等。
(2)智力障碍:
患儿的IQ<80。大于4岁的患者中约59%IQ>75,41%IQ>90。
(3)生长发育障碍:
大多患儿体格发育落后,尤其是新生儿期发病的患儿,可见小头畸形。
(4)肝肾损伤:
部分患儿出现肝脏肿大及肾小管酸中毒、间质性肾炎、慢性肾衰等。
(5)血液系统异常:
多见巨幼细胞性贫血、粒细胞及血小板减少,严重时出现骨髓抑制。
(6)免疫功能低下:
少数患儿易合并皮肤念珠菌感染,常见口角、眼角、会阴部皲裂和红斑,少数合并口炎、舌炎、肠病性肢皮炎等。
(7)其他:
患儿可并发肥厚性心肌病或血管损害(尤其合并同型半胱氨酸血症患儿),急慢性胰腺炎以及骨质疏松。
【诊断和鉴别诊断】
根据临床表现、化验结果可做临床诊断,酶学分析可确诊。注意应测定血、尿中总同型半胱氨酸浓度,以除外合并同型半胱氨酸血症,同时应注意排除新生儿期其他原因引起的酮症酸中毒、钴胺素缺乏和单纯同型胱氨酸尿症。
二、检验诊断
【常规项目】
1.血氨检测
(1)标本来源:
血浆。
(2)检测方法:
酶法。
(3)临床诊断价值及评价:
患者就诊时多有代谢性酸中毒,70%有高血氨症,50%有血白细胞、血红蛋白及血小板减少,部分有血糖降低。
2.甲基丙二酸检测
(1)标本来源:
血液、尿液、羊水。
(2)检测方法:
MS/MS,GC/MS分析。气相-色谱质谱检测尿、脑脊液中甲基丙二酸等有机酸和串联质谱(tandem mass spectrometry,MS/MS)检测血丙酰肉碱(propinoylcarnitine,C3)是确诊本症的首选方法。
(3)临床诊断价值及评价:
运用这项技术不仅发现了以前未知的有机酸尿症和有机酸血症,而且能同时对近60种遗传代谢病进行诊断。这些遗传代谢病大多是由于单基因或多基因突变,表达为相应酶的缺失,因而导致代谢障碍,使某些有机酸在体内积累,使尿中的含量超过正常值的几十倍甚至几百倍,因而用色谱-质谱-计算机可以得到与正常人不一样的有机酸代谢谱,由此可以进行诊断。本方法的优点是:能够分析较多种类有机酸,包括:一元酸、二元酸、羟基酸、多羟基酸、酮酸等;可以有效去除中性、碱性代谢物的干扰。但尿中有机酸种类繁多,其含量大多在几十ppm到几个ppm之间,而且必须与其他代谢物,如糖类、胺类、肽类、甾体类等进行有效地分离才能消除干扰,得到好的分析结果。
3.酶学分析
(1)标本来源:
皮肤成纤维细胞、外周血淋巴细胞或肝组织纤维母细胞、羊水细胞。
(2)检测方法:
酶活性检测、互补实验。①MCM活性检测:在加入OH-Cb1(1μg/ml)以及AdoCb1(50~100μM)的条件下,通过[ 14 C]甲基丙二酰-CoA到[ 14 C]琥珀酰-CoA的转化,检测MCM活性。②钴胺素缺陷定位:通过成纤维细胞摄取[ 57 Co]-氰基钴胺素的实验,以及互补实验来确定特殊的互补类型。
(3)临床诊断价值及评价:
酶学分析能较快得出分型,标本易获取,羊水细胞中酶活性检测可进行产前诊断。
【分子遗传学检验】
MUT、MMA-A和MMA-B基因突变检测。
(1)标本来源:
外周血(EDTA-K 2抗凝全血)、绒毛、羊水。
(2)检测方法:
聚合酶链反应与DNA直接测序法。
(3)临床诊断价值及评价:
本病主要分子缺陷为MUT基因突变,mut 0型起病较早,基因诊断具有高特异性、高灵敏性、早期诊断和应用广泛的明显特征和优势,对于患者明确诊断、发病前或产前诊断和预测具有重要意义。