伴中樞神經系統損害的晚發型MMA 的臨床特征及其家系成員突變基因分析

卜維婷，凌東，張小雨，張霄，唐吉友，劉小民

1 濰坊醫學院臨床醫學院，山東濰坊261000；2 山東第一醫科大學第一附屬醫院（山東省千佛山醫院）神經內科；3 平陰縣人民醫院神經內科

甲基丙二酸血癥（MMA）又稱甲基丙二酸尿癥，屬于常染色體隱性遺傳病，是由于甲基丙二酰輔酶A 變位酶缺陷或其輔酶鈷胺素代謝障礙所致的一種有機酸血癥［1］，其發病率為1/250 000～1/48 000［2］。MMA 主要臨床表現為喂養困難、嘔吐、癲癇發作、意識障礙、運動障礙、發育遲緩、代謝性酸中毒以及貧血等［3］。MMA 具有高度的遺傳異質性，目前已發現至少10 種疾病相關基因，其中以MUT、MMAA、MMAB、MMACHC、MMADHC、LMBRD1、ABCD4、HCFC1 等較為常見［4-5］。2021 年9 月，山東第一醫科大學第一附屬醫院（山東省千佛山醫院）收治1例晚發型MMA患者，現對該病例的臨床特征及其家系成員的突變基因進行回顧性分析。

1 臨床資料

先證者，男，27歲。因“反復精神行為異常2年，行走不穩1 個月，發作性意識不清、肢體抽搐8 d”收入院。患者2 年前無明顯誘因地出現精神行為異常，主要表現為驚恐、言語減少、思維紊亂、回答問題不正確、反應遲鈍、交流困難、活動減少、隨地小便、進食減少、睡眠增多、情緒不穩，未予診治，數天后上述癥狀自行消失。發病后多次腎功能檢查提示血肌酐、尿素氮升高。1 個月前再次出現上述癥狀，病情較前加重，伴雙手抖動、持物不穩、行走不穩。8 d前出現發作性意識喪失，四肢抽搐，雙眼球上翻，牙關緊閉，大小便失禁，癥狀持續約30 s 后緩解，共發作4 次。患者足月順產，出生時無異常。父母體健，否認近親結婚。

入院后神經系統體格檢查：嗜睡，言語少、不清晰、不流利，不主動回答問題，理解力、判斷力、定向力、計算力等神經功能檢查不合作，雙瞳孔等大等圓，直徑約2.5 mm，對光反射存在，雙側鼻唇溝對稱，四肢肌力4級左右，腱反射+++，雙側踝陣攣+，雙側病理征+，雙側指鼻試驗和跟膝脛試驗不穩不準，無明顯感覺障礙，無不自主運動，無肌肉萎縮。血液檢查：肝功能示ALT 輕度升高（94.50 U/L），血常規示紅細胞計數輕度降低（3.28×109/L）、血紅蛋白輕度降低（99.0 g/L），血生化示同型半胱氨酸明顯升高（217.20 μmol/L）、鐵蛋白升高（365.25 ng/L），腎功能示尿素升高（18.80 mmoL/L）、肌酐明顯升高（378.00 μmol/L）、胱抑素C 升高（2.89 mg/L）、β 微球蛋白升高（8.78 mg/L）、視黃醇結合蛋白升高（77.00 mg/L）、尿酸明顯升高（749.2 μmol/L），血液酰基肉堿譜分析示丙酰肉堿升高（6.17 μmol/L）、丙酰肉堿/乙酰肉堿升高（0.58）、丙酰肉堿/蛋氨酸升高（0.57）；尿液檢查：化學成分檢查示免疫球蛋白升高（19.5 mg/L）、微量白蛋白明顯升高（207.92 mg/L）、α1微球蛋白升高（46.6 mg/L）、轉鐵蛋白升高（9.9 mg/L），尿微量白蛋白/尿肌酐明顯升高（218.95 mg/g），有機酸分析示甲基丙二酸明顯升高（75 μmol/L）；腦脊液檢查：腦脊液壓力升高（205 mmH2O），潘氏試驗弱陽性，白細胞計數5 × 106/L，腦脊液生化示總蛋 白 輕 度 升 高（49.80 mg/dL）、IgG 輕 度 升 高（43.40 mg/L）、白蛋白輕度升高（356.00 mg/L）。血液高敏C 反應蛋白、B 型鈉尿肽、葉酸、維生素、血氨以及動脈血氣分析、風濕免疫全套、抗神經元抗體、抗中性粒細胞胞質抗體、抗磷脂酶A2受體抗體、甲狀旁腺激素等檢查均在正常參考范圍，大小便常規檢查均在正常參考范圍，血液和腦脊液NMDAR、LGI1、CASPR2、GAGBR、AMPAR1、AMPAR2 等自身免疫性腦炎抗體均陰性，腦脊液涂片未見隱球菌、真菌、抗酸桿菌等。入院后4 h 視頻腦電圖示背景節律偏慢，雙側前頭部稍多量慢波。心電圖示竇性心律，二度Ⅱ型房室傳導阻滯，ST-T 改變，QRS 波異常。腹部B 超檢查示輕度脂肪肝，膽汁淤積，雙腎彌漫性病變，右腎囊腫。心臟超聲無明顯異常。顱腦MRI 檢查示雙側小腦半球對稱性條片狀稍長T1、長T2 信號，FLAIR 和DWI 呈稍高信號，ADC 未見明顯異常信號，見圖1。頸椎MRI 檢查示頸髓內未見明顯異常信號。顱腦和頸部MRA 檢查未見明顯異常。根據上述體格檢查、實驗室檢查和影像學檢查，懷疑該患者為伴中樞神經系統損害的晚發型MMA。

圖1 先證者顱腦MRI檢查結果

經先證者及其家屬同意，對先證者一級親屬進行家系調查。該家系兩代3 人，均為山東省原住居民，漢族，僅發現1 例MMA 患者（先證者）。先證者家系系譜圖見圖2。為進一步明確診斷，經知情同意后，采集先證者及其父母外周靜脈血各2 mL，提取基因組DNA進行全外顯子組測序，通過生物信息學方法篩選致病性變異，利用Sanger測序進行驗證及來源分析。結果發現，先證者同時存在MMACHC基因第4外顯子c. 658_660delAAG（Lys220del）和c. 482G→A（Arg161Gln）位點雜合突變；先證者父親存在MMACHC基因第4外顯子c.482G→A（Arg161Gln）位點雜合突變，c.658_660delAAG（Lys220del）位點未檢測到突變；先證者母親存在MMACHC基因第4外顯子c. 658_660delAAG（Lys220del）位 點 雜 合 突 變，c.482G→A（Arg161Gln）位點未檢測到突變。該家系各成員基因測序結果見圖3。

圖2 先證者家系系譜圖

明確診斷后，給予靜脈注射甲鈷胺1 mg/d、肌肉注射維生素B1 1 mg/d以及口服維生素B6 10 mg/d、葉酸5 mg/d、甜菜堿3 000 mg/d 控制MMA 病情，口服左乙拉西坦1 000 mg/d 控制癲癇發作，口服百令膠囊3 g/d改善腎功能。連續治療15 d，患者精神行為異常明顯改善，言語增多，可正確回答問題，言語較前清晰、流利，計算力較前提升，未再出現癲癇發作，活動增多，指鼻試驗、跟膝脛試驗較前穩準，行走較前穩定，但仍未達到發病前水平，錐體束征仍陽性，血同型半胱氨酸降至100 μmol/L。患者病情好轉，自動出院。

2 討論

MMA 是最常見的先天性有機酸代謝異常疾病。根據血液同型半胱氨酸水平，MMA 可分為分離型（同型半胱氨酸正常）和合并型（伴高同型半胱氨酸血癥），在中國約80% MMA 患者為合并型，并且以MMACHC 基因突變所致的MMA 最常見［6］。合并型MMA 可表現為多系統或臟器受累，如神經系統、血液系統、腎臟、胃腸道、心臟、肝臟等［7］。根據發病時間不同，MMA 可分為早發型（發病年齡≤1 歲）和晚發型（發病年齡＞1歲），晚發型多于4歲后發病，成人發病罕見，常伴有急性或緩慢進展性神經癥狀和行為障礙，并有全身多系統或臟器受累表現［8］。本例MMA 患者臨床表現為精神行為異常、意識障礙、癲癇發作、運動障礙及貧血，與YU 等［3］報道一致，同時該患者伴高同型半胱氨酸血癥，有神經系統、腎臟、心臟、肝臟等受累表現，尿液有機酸分析示甲基丙二酸增高，?；鈮A譜分析示丙酰肉堿、丙酰肉堿/乙酰肉堿升高。根據患者發病年齡、臨床表現、實驗室檢查和基因檢測結果，符合晚發型MMA伴高同型半胱氨酸血癥的診斷標準［3］。該患者還存在腱反射+++、雙側踝陣攣+、雙側病理征+等錐體束征以及雙側指鼻試驗和跟膝脛試驗不穩不準的小腦損害體征，最終診斷為伴中樞神經系統損害的晚發型MMA。

圖3 先證者家系各成員MMACHC基因第4外顯子基因突變序列圖

MMA 可引起多種類型的腦部損害，如腦室周圍白質改變、腦室擴張、腦萎縮等。本例MAA 患者顱腦MRI 檢查示僅存在雙側小腦半球異常信號，腦干、大腦、頸髓未見明顯異常，在既往報道［3］中少見。除小腦損害體征外，該患者還存在意識障礙、癲癇發作、錐體束征、腦脊液蛋白升高等，提示中樞神經系統廣泛受累。WANG 等［9］曾報道1 例40 歲合并型MMA 患者顱腦MRI 表現雙側小腦半球異常信號，CHAKRABARTY 等［10］亦報道過1例維生素B12缺乏引起的孤立性小腦受累患者，本例患者顱腦MRI 表現與這兩例類似。提示MMA 患者應常規行顱腦MRI 檢查，以明確是否存在中樞神經系統受累。合并型MMA引起小腦受累的機制尚不明確，考慮與以下三個方面有關。第一，維生素B12 代謝障礙引起脫髓鞘神經病變。甲基鈷胺素和腺苷鈷胺素是維生素B12 在體內的活性成分。其中，甲基鈷胺素是蛋氨酸合成酶的輔酶，能夠將甲基從甲基四氫葉酸轉移至同型半胱氨酸形成蛋氨酸，然后轉化為S-腺苷甲硫氨酸，為核酸、脂質、蛋白質和神經遞質的合成提供甲基，其代謝障礙可導致轉化為提供甲基供體的S-腺苷甲硫氨酸減少［11］。髓鞘堿性蛋白是中樞和外周神經系統髓鞘的主要成分，通過與膜脂質雙分子層胞質側酸性脂質結合，參與髓鞘的緊密致密化。髓鞘堿性蛋白被一個特定的甲基轉移酶甲基化，需要S-腺苷甲硫氨酸作為甲基供體，髓鞘堿性蛋白甲基化程度降低可引起髓鞘構象改變和分裂，導致脫髓鞘神經病變［12］。腺苷鈷胺素是甲基丙二酰輔酶A 變位酶的輔酶，能夠將甲基丙二酰輔酶A 轉化為琥珀酰輔酶A，其代謝障礙可導致甲基丙二酰輔酶A 和丙酰輔酶A 堆積［11］，甲基丙二酰輔酶A 水解可產生甲基丙二酸，而丙酰輔酶A可進入神經髓鞘，構成異常的奇數碳脂肪酸，引起以中樞神經系統為主的神經髓鞘退行性變。本例MMA 患者血清維生素B12 正常、葉酸缺乏，考慮可能與維生素B12 利用障礙有關。第二，高同型半胱氨酸可導致神經元壞死和凋亡。同型半胱氨酸可引起甲基化和氧化還原電位紊亂，導致神經元損傷。同型半胱氨酸還可通過過度激活N-甲基-D-天冬氨酸受體而發揮興奮性神經遞質的作用，促進鈣離子內流，引起鈣超載繼而導致細胞死亡［13］。血液高水平同型半胱氨酸可引起腦血管疾病，其主要病理機制是內皮細胞損傷所致血管內皮功能障礙［1］。第三，積累的有毒代謝物可導致線粒體氧化應激和神經元、星形膠質細胞酸中毒，最終導致細胞壞死［14］。本例MMA患者腦脊液蛋白輕度升高，與WANG等［9］報道類似，但也有文獻［15］報道合并型MMA 患者腦脊液正常。因此，MMA 是否會引起腦脊液異常仍需進一步研究證實。

在合并型MMA 患者中，由MMACHC 基因突變所致的cb1C 型占80%［6］。目前，已發現至少100 種MMACHC基因突變，大部分是錯義突變和無義突變，其次是小的缺失［6］。MMACHC基因突變譜在不同群體間存在較大差異，白種人常見的突變位點是c. 271dupA、c. 394C＞T和c. 331C＞T［16］。中國cb1C型MMA患者MMACHC基因常見的突變位點為c.609G＞A（p. Trp203Ter）、c. 658_660delAAG（p. Lys220del）、c.482G＞A（p.Arg161Gln）和c.80A＞G（p.Gln27Arg）。其中，c. 609G＞A（p. Trp203Ter）位點突變占50%左右［17］。最近，WANG 等［16］在28 例中國cb1C 型MMA患者中發現，c.609G＞A、c.658_660delAAG、c.80A＞G和c. 482G＞A 位點突變分別占43.64%、10.91%、9.09%、7.27%，這四個位點突變占所有MMACHC致病突變的72.52%。本研究基因突變分析發現，該家系先證者同時存在MMACHC 基因第4 外顯子c. 658_660delAAG 和c. 482G→A 位點雜合突變，為該家系的致病突變，前者來源于其母親，后者來源于其父親，屬于cb1C 型合并型MMA。WANG 等［16］研究發現，28 例MMACHC 基因突變的MMA 患者中有2 例MMACHC 基因c. 482G＞A 和c. 658_660delAAG位點雜合突變，本例MMA 患者與其突變類型一致。有研究發現，MMACHC 基因突變位點與MMA 表型有關，其中c. 609G＞A 位點突變與早發型MMA 有關，c.482G＞A、c.80A＞G、c.394C＞T位點突變與晚發型MMA 有關［3］。LIU 等［18］研究發現，攜帶c.482G＞A位點突變的8 例MMA 患者中7 例發病較晚，均于4歲后發病。WANG 等［9］報道過2 例發病年齡分別為22、7歲的cb1C型MMA 患者，兩例均存在c.482G＞A位點雜合突變，考慮c. 482G＞A 位點雜合突變與晚發型MMA可能存在一定關系。本例MMA患者攜帶c. 482G＞A 位點雜合突變，表現為晚發型MMA，但c.482G＞A位點突變與晚發型MMA的關系仍需進一步研究。

MMACHC 基因定位于人染色體1p34.1，由5 個外顯子組成，編碼一個由282 個氨基酸組成的cb1C蛋白［6］。在生理狀態下，cb1C 蛋白是細胞質中游離鈷胺素運輸以及鈷胺素衍生物脫氰、脫烷基作用所必需的蛋白，從而產生有活性的腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素［7］。MMACHC 基因突變后，其編碼的cb1C 蛋白喪失了運輸鈷胺素的作用，導致細胞內腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素生成減少，腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素作為甲基丙二酰輔酶A變位酶和蛋氨酸合成酶的輔助因子，這些輔助因子的缺乏不僅導致血液和尿液同型半胱氨酸和甲基丙二酸水平升高，同時伴有蛋氨酸水平降低［8］，并能導致多種氨基酸代謝障礙，引起甲基丙二酸、丙酸及甲基枸櫞酸等代謝產物在體內異常蓄積［3］，琥珀酰輔酶A 合成減少，導致檸檬酸循環和氧化磷酸化功能障礙，從而引起多系統疾病，特別是高能量器官，如大腦、心臟、腎臟等，急性期常因能量障礙導致患者基礎狀況持續惡化［19］。

晚發型MMA患者通常比早發型MMA患者的治療反應好，甚至有研究觀察到晚發型MMA患者治療后臨床癥狀完全緩解［9］。對于合并型MMA 患者，通常給予鈷胺素、左卡尼汀、甜菜堿、葉酸和維生素B6治療，鈷胺素能夠增加細胞內鈷胺素，使缺陷酶的活性達到最大化，甜菜堿可通過甜菜堿-同型半胱氨酸甲基轉移酶為同型半胱氨酸轉化為蛋氨酸提供底物，葉酸能夠增強再甲基化途徑［20］。一般來說，絕大部分cb1C 型MMA 患者對維生素B12 治療有反應，但甲基丙二酰輔酶A 缺陷型患者對維生素B12治療無反應，其他類型對維生素B12 治療有部分反應［5］。本例MMA 患者通過肌肉注射維生素B12 及口服維生素B1、葉酸、甜菜堿等聯合治療，臨床癥狀明顯好轉。

綜上所述，本例以精神行為異常為首發癥狀，以中樞神經系統受累為主要表現的晚發型MMA患者，其發病是由于MMACHC 基因第4 外顯子c. 658_660delAAG（Lys220del）和c. 482G→A（Arg161Gln）位點雜合突變所致，治療效果較好。下一步我們將對該病導致的中樞神經系統損害機制進行深入研究，以期尋找新的治療或干預靶點，從而修復中樞神經系統損傷。