BCHE基因復合雜合突變引起膽堿酯酶極度降低1例報告

摘要：血清膽堿酯酶（ChE）水平對于肝臟疾病、中毒性疾病等多種疾病的診斷、預后判斷有重要意義，丁酰膽堿酯酶是其中重要的組成成分。BCHE基因突變可引起丁酰膽堿酯酶水平明顯下降，在歐美人群報道較多，但在東方尤其中國報道較少。本研究描述了1例35歲男性因ChE水平極度降低被誤診為有機磷農藥中毒并給予解毒治療，但經過多項生化檢查排除，最終通過基因全外顯子測序及Sanger測序，確認為BCHE基因2號外顯子存在c.1027dup和c.401dup兩處復合雜合突變，所致的遺傳性丁酰膽堿酯酶缺乏癥是其外周血ChE水平極度降低的原因。

關鍵詞：丁酰膽堿酯酶；BCHE基因；遺傳性疾病，先天性；突變

基金項目：聯勤保障部隊科研項目（LB20211A010024）

The extreme reduction in cholinesterase caused by compound heterozygous mutations in the BCHE gene：A casereport

LYU Sa，ZHU Bing，XU Tianjiao，YOU Shaoli.（Senior Department of Hepatology，The Fifth Medical Center of Chinese PLA General Hospital，Beijing 100039，China）

Corresponding author：YOU Shaoli，youshaoli1972@163.com（ORCID：0000-0001-8689-8509）

Abstract：Serum cholinesterase（ChE）level is important for the diagnosis and prognostic evaluation of various diseases such as liver diseases and toxic diseases，and butyrylcholinesterase（BuChE）is an important component of ChE.Mutations in the BCHE gene can cause a significant reduction in the level of BuChE，with extensive reports in European and American populations and relatively few reports in Eastern countries，particularly China.This study describes a male patient，aged 35 years，who was misdiagnosed with organophosphorus pesticide poisoning due to an extreme reduction in ChE level and was given detoxification therapy，but such diagnosis was excluded by various biochemical examinations.Finally whole-exome sequencing and Sanger sequencing revealed the complex heterozygous mutations of c.1027dup and c.401dup at exon 2 of the BCHE gene，and hereditary BuChE deficiency due to these mutations is the cause of the extreme reduction in ChE level.

Key words：Butyrylcholinesterase；BCHE gene；Genetic Diseases，Inborn；Mutation

Research funding：Joint Logistics Support Force Scientific Research Project（LB20211A010024）

膽堿酯酶（ChE）是一類催化酰基膽堿水解的酶，在水解、代謝等方面發揮重要作用。許多情況下會出現ChE水平降低，如肝功能障礙、有機磷中毒或接觸神經毒劑等，還有一種情況是基因突變相關遺傳性丁酰膽堿酯酶缺乏癥造成ChE水平降低，這在美國、巴西、澳大利亞等國家報道較多［1-2］，但在我國發病率較低，臨床較為罕見。現報道1例因BCHE基因復合雜合突變導致ChE極度降低并被誤診的病例。

1病例資料

患者男性，35歲，既往體健。2022年12月23日出差時出現發燒咳嗽，咽拭子測新型冠狀病毒核酸陽性，自服“布洛芬”1片對癥治療。12月28日自覺癥狀明顯好轉，但仍有咳嗽，到當地三甲醫院檢查，測血氧飽和度98%，血常規、肺部CT均無異常，復查新型冠狀病毒核酸陰性，但生化結果提示ChE 31 U/L（參考值范圍4 000～11 000 U/L），其他指標未見異常。立即進行復測，結果為30 U/L。排除檢測誤差后，按照“有機磷中毒”急診留觀、心電監護，并予以“解磷定、硫酸阿托品注射劑”治療。12月29日復測ChE為25 U/L，患者仍無任何不適癥狀。醫生建議其入院進一步檢查，患者自行簽署“知情同意書”放棄進一步診治。后于北京某三甲醫院門診就診，化驗ChE 35 U/L（參考值范圍5 000～12 000 U/L）、ALT 18 U/L、AST 13 U/L、ALP 56 U/L、GGT 14 U/L、Alb 45 g/L、TBil 7.9μmol/L、LDH 162 U/L、總膽汁酸（TBA）2μmol/L，血常規、腎功能、血糖、血脂、淀粉酶、電解質、肌酸激酶均正常；凝血功能、尿便常規正常；甲胎蛋白、癌胚抗原、CA19-9均正常；銅藍蛋白、血清銅正常；血沉、免疫球蛋白IgA、IgG、IgM、血清蛋白電泳均正常；抗核抗體、抗線粒體抗體、抗平滑肌抗體、抗肝腎微粒體抗體均陰性；甲狀腺功能、抗甲狀腺自身抗體正常；甲、戊肝抗體均陰性；HBV血清學標志物：抗-HBs陽性，抗-HBe陰性，抗-HBc陰性；抗HCV、抗巨細胞病毒（CMV）-IgM、抗EB病毒（EBV）-IgM陰性；CMV DNA定量lt;100 IU/mL、EBV DNA定量lt;100 IU/mL；肝臟彩超：肝囊腫。因仍無法明確病因，于2023年1月19日來本院門診就診。查體：生命體征平穩，神志清楚，行動自如，氣味正常。面色正常，皮膚、鞏膜無黃染紅腫，未見瘀點、瘀斑，肝掌陰性，未見蜘蛛痣。雙側瞳孔等大正圓，對光反射靈敏。心肺未見異常。腹平軟，無壓痛、反跳痛，肝脾肋下未及，移動性濁音陰性。生理反射存在，病理征未引出。入院行肝臟彩超提示肝多發囊腫。肝臟瞬時彈性檢測：6.8 kPa，脂肪衰減：240 db/m。因臨床無明顯異常所見，高度懷疑遺傳性疾病，患者簽署知情同意書后，抽取外周靜脈血5 mL，行基因全外顯子測序，同時囑其父母在當地化驗肝功能，并抽血進行基因家系驗證。基因檢測結果回報：患者BCHE基因2號外顯子存在兩處復合雜合突變，分別為c.1027dup（p.Thr343AsnfsTer8）和c.401dup（p.Asn134LysfsTer24）（圖1a），根據美國醫學遺傳學和基因組學學院（ACMG）發布的最新版基因變異解讀標準和指南判定均為致病性突變［3-5］。家系驗證結果表明此兩處突變分別來自于其父親和母親（圖1b、c），其父母化驗ChE水平均在正常值范圍。本病例最終診斷為遺傳性丁酰膽堿酯酶缺乏癥。

2討論

ChE根據催化底物的特異性，分為乙酰膽堿酯酶（acetylcholine esterase，AChE）和丁酰膽堿酯酶（butyrylcholine esterase，BuChE）。AChE主要存在于膽堿能神經元末梢突觸間隙內和紅細胞膜表面，總量約為62 nmol［6］，主要生理功能是通過水解乙酰膽堿（acetylcholine，ACh）為乙酸和膽堿，確保神經信號在膽堿能神經突觸間的正常傳導。當有機磷農藥中毒或接觸神經毒劑（如沙林）時，可以通過與AChE的活性位點結合形成化學性質穩定的磷酰化膽堿酯酶，使其活性下降，造成ACh不能被正常水解代謝［7］，引起膽堿能神經興奮表現，如流涎、多汗、瞳孔縮小、口中大蒜氣味等表現，出現ChE水平下降。但因為AChE在血液中含量相對少，當有機磷中毒導致AChE下降時，下降幅度不會太大，一般不會出現極度低下。本例患者在當地醫院初次檢查發現ChE極度降低，且其并沒有有機磷或神經毒物等接觸史及明確陽性體征，仍然按照中毒給予相關處理是不恰當的。

ChE的另一種成分即BuChE主要分布于血漿中，在肝臟、心臟、腎臟、腸黏膜中也有分布，總量大約為680 nmol，相當于AChE的10倍［6］，因此血液中檢測到的ChE大部分是BuChE。盡管BuChE與AChE結構相似，接近65%的氨基酸序列同源，但它水解ACh的速度比AChE慢得多［8］。隨著研究的深入，發現BuChE生理功能主要包括：（1）水解麻醉過程中使用的肌肉松弛膽堿類藥物琥珀酰膽堿和米庫溴銨［9-10］，BuChE缺乏會使上述藥物的作用延長幾分鐘到幾小時，從而導致麻醉過程中呼吸肌麻痹、蘇醒延遲甚至死亡［11］。（2）通過調節Ghrelin促進生長激素釋放、食欲增加以及胃液分泌和運動增加，可能是直接調節壓力相關生理行為的關鍵因子［12］。（3）自從發現在阿爾茨海默病患者大腦內BuChE與β-淀粉樣蛋白斑塊的共定位，說明其與β-淀粉樣蛋白分解之間可能存在關系，越來越多的研究［13］證實應用BuChE抑制劑可能是治療阿爾茨海默病有前景的治療方法。

BuChE水平降低有繼發性及原發性因素。繼發性BuChE水平降低包括：（1）各種原因導致的肝功能障礙，如肝臟疾病、妊娠、營養不良、惡性腫瘤等導致BuChE合成減少，是肝功能障礙尤其是肝臟合成功能受損的重要指標［14］。（2）各種心腦血管疾病，如在慢性心力衰竭、穩定性冠心病、急性缺血性腦卒中患者中發現其水平下降，是長期隨訪不良心腦血管事件發生的預測因子［15-18］。（3）嚴重感染，在敗血癥［19］、接受胰腺外科手術后患者中［20］，較C反應蛋白和降鈣素原更早出現水平下降，因此有助于全身炎癥反應的早期診斷，是膿毒性休克診斷的敏感指標。（4）腫瘤性疾病，研究［21-22］發現在胰腺癌、結直腸癌等許多惡性腫瘤患者外周血中水平下降，預示患者生存時間縮短，可能有助于將患者進一步分為不同的預后風險組。

原發性BuChE水平降低主要是遺傳性因素。人類編碼AChE的ACHE基因位于染色體7q22.1，長度為7.4 kb。外顯子組聚合聯盟數據庫顯示其有137個錯義突變和141個同義突變，但是對AChE活性并沒有影響，也沒有發現功能缺失突變［7］。編碼BuChE的BCHE基因，位于染色體3q26.1～q26.2，長度約65 kb，由4個外顯子和3個內含子組成。目前已經發現BCHE基因有64個同義突變、34個功能缺失突變和229個錯義突變［7］，突變主要發生在2號外顯子上［23］，可以導致其編碼的BuChE無活性或活性下降，即丁酰膽堿酯酶缺乏癥，屬于常染色體隱性遺傳性疾病。其中，發生頻率最高的錯義突變為Ala567Thr（A539T）（也稱K突變），引起位于C-末端附近的四聚體化結構域的丙氨酸至蘇氨酸改變，從而導致BuChE活性下降約33%［7］。

歐美人群中約35%會攜帶至少1個突變的等位基因［1］，甚至有研究［2］認為與其他種族相比，高加索人被預測為BuChE缺乏的發生率最高，而在中國尚無相關大規模隊列研究，病例報道也少見，不清楚中國人群變異類型及發病率。中國香港于2005年報道了2例因手術麻醉后出現呼吸暫停患者，ChE水平完全檢測不到，經過外顯子及側翼內含子測序，發現2例患者都是在BCHE基因2號外顯子處存在復合雜合突變［24］。西南醫院于2018年報道1例14歲初中男生經過兒童智力量表篩查，發現全面智商為53，屬于輕微缺陷，檢測ChE只有32 U/L，也是在2號外顯子發現兩處雜合突變，分別來源于其母親和父親，并提出智力障礙可能是該突變相關的新表型［5］。還有1例出生僅1天的新生兒因間歇性嘔吐檢查發現外周血ChE 200 U/L，也是在2號外顯子發生純合移碼突變導致翻譯提前終止，ChE顯著低于正常值［25］。

本病例經基因全外顯子測序并通過Sanger測序確認患者BCHE基因2號外顯子處存在兩處復合雜合突變，分別來源于其父母，這兩處突變位點均為有報道的功能缺失型移碼突變。根據ACMG發布的最新版基因變異解讀標準和指南判定該突變為致病性突變（PVS1+PM2_Supporting+PM3+PP4），且經過家系驗證，符合隱性遺傳疾病特征，結合臨床表現，該患者遺傳性丁酰膽堿酯酶缺乏癥診斷明確。

由于基因突變所導致的BuChE水平下降并不會有任何臨床表現，既往研究［6］顯示即使BCHE基因純合突變所致BuChE完全缺失也可以健康生存至老年，不需要特殊治療。但因為BuChE缺乏，會因為麻醉手術中使用的琥珀酰膽堿或米庫溴銨這類肌松藥物水解速度減慢，導致呼吸暫停，因此應避免應用或提前制定預案，以防出現麻醉意外。該病例提示，臨床中如果遇到無特殊臨床表現的ChE水平明顯降低，應排除BCHE基因突變造成，及時完善基因測序明確，避免誤診，并告知麻醉風險，避免麻醉意外。

倫理學聲明：本例報告已獲得患者知情同意。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：呂颯負責課題設計，資料分析，撰寫論文；朱冰、徐天嬌參與收集數據，修改論文；游紹莉負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。

參考文獻：

[1]LOCKRIDGE O.Review of human butyrylcholinesterase structure，function，genetic variants，history of use in the clinic，and potential therapeutic uses[J].Pharmacol Ther，2015，148：34-46.DOI：10.1016/j.pharmthera.2014.11.011.

[2]ZHU GD，DAWSON E，HUSKEY A，et al.Genetic testing for BCHE variants identifies patients at risk of prolonged neuromuscular block?ade in response to succinylcholine[J].Pharmgenomics Pers Med，2020，13：405-414.DOI：10.2147/PGPM.S263741.

[3]IIDA S，KINOSHITA M，FUJII H，et al.Mutations of human butyrylcho?linesterase gene in a family with hypocholinesterasemia[J].Hum Mutat，1995，6（4）：349-351.DOI：10.1002/humu.1380060411.

[4]YEN T，NIGHTINGALE BN，BURNS JC，et al.Butyrylcholinesterase（BCHE）genotyping for post-succinylcholine apnea in an Australian population[J].Clin Chem，2003，49（8）：1297-1308.DOI：10.1373/49.8.1297.

[5]YU RT，GUO YZ，DAN YJ，et al.A novel mutation in the BCHE gene and phenotype identified in a child with low butyrylcholinesterase activity：A case report[J].BMC Med Genet，2018，19（1）：58.DOI：10.1186/s12881-018-0561-5.

[6]MANOHARAN I，BOOPATHY R，DARVESH S，et al.A medical health report on individuals with silent butyrylcholinesterase in the Vysya community of India[J].Clin Chim Acta，2007，378（1-2）：128-135.DOI：10.1016/j.cca.2006.11.005.

[7]LOCKRIDGE O，NORGREN RB Jr，JOHNSON RC，et al.Naturally occurring genetic variants of human acetylcholinesterase and butyr?ylcholinesterase and their potential impact on the risk of toxicity from cholinesterase inhibitors[J].Chem Res Toxicol，2016，29（9）：1381-1392.DOI：10.1021/acs.chemrestox.6b00228.

[8]NICOLET Y，LOCKRIDGE O，MASSON P，et al.Crystal structure of human butyrylcholinesterase and of its complexes with substrateand products[J].J Biol Chem，2003，278（42）：41141-41147.DOI：10.1074/jbc.M210241200.

[9]AMMUNDSEN HB，S?RENSEN MK，G?TKE MR.Succinylcholine re?sistance[J].Br J Anaesth，2015，115（6）：818-821.DOI：10.1093/bja/aev228.

[10]WICHMANN S，F?RK G，BUNDGAARD JR，et al.Patients with pro?longed effect of succinylcholine or mivacurium had novel mutations in the butyrylcholinesterase gene[J].Pharmacogenet Genomics，2016，26（7）：351-356.DOI：10.1097/FPC.0000000000000221.

[11]ANDERSSON ML，M?LLER AM，WILDGAARD K.Butyrylcholinester?ase deficiency and its clinical importance in anaesthesia：A system?atic review[J].Anaesthesia，2019，74（4）：518-528.DOI：10.1111/anae.14545.

[12]BRIMIJOIN S，TYE S.Favorable impact on stress-related behaviors by modulating plasma butyrylcholinesterase[J].Cell Mol Neurobiol，2018，38（1）：7-12.DOI：10.1007/s10571-017-0523-z.

[13]LI Q，YANG HY，CHEN Y，et al.Recent progress in the identification of selective butyrylcholinesterase inhibitors for Alzheimer’s disease[J].Eur J Med Chem，2017，132：294-309.DOI：10.1016/j.ejmech.2017.03.062.

[14]SANTARPIA L，GRANDONE I，CONTALDO F，et al.Butyrylcholines?terase as a prognostic marker：A review of the literature[J].J Ca?chexia Sarcopenia Muscle，2013，4（1）：31-39.DOI：10.1007/s13539-012-0083-5.

[15]SATO T，YAMAUCHI H，SUZUKI S，et al.Serum cholinesterase is an important prognostic factor in chronic heart failure[J].Heart Ves?sels，2015，30（2）：204-210.DOI：10.1007/s00380-014-0469-8.

[16]GOLIASCH G，KLEBER ME，RICHTER B，et al.Routinely available biomarkers improve prediction of long-term mortality in stable coro?nary artery disease：The Vienna and Ludwigshafen Coronary Artery Disease（VILCAD）risk score[J].Eur Heart J，2012，33（18）：2282-2289.DOI：10.1093/eurheartj/ehs164.

[17]YUAN M，HAN B，XIA YP，et al.Augmentation of peripheral lympho?cyte-derived cholinergic activity in patients with acute ischemic stroke[J].BMC Neurol，2019，19（1）：236.DOI：10.1186/s12883-019-1481-5.

[18]GREMMEL T，WADOWSKI PP，MUELLER M，et al.Serum cholines?terase levels are associated with 2-year ischemic outcomes after an?gioplasty and stenting for peripheral artery disease[J].J Endovasc Ther，2016，23（5）：738-743.DOI：10.1177/1526602816655521.

[19]FENG WM，TANG CW，GUO HH，et al.Prognostic value of serum cholinesterase activities in sepsis patients[J].Hepatogastroenterol?ogy，2013，60（125）：1001-1005.DOI：10.5754/hge13141.

[20]ZIVKOVIC AR，TOURELLE KM，BRENNER T，et al.Reduced serum cholinesterase activity indicates splenic modulation of the sterile in?flammation[J].J Surg Res，2017，220：275-283.DOI：10.1016/j.jss.2017.07.024.

[21]KLOCKER EV，BARTH DA，RIEDL JM，et al.Decreased activity of circulating butyrylcholinesterase in blood is an independent prog?nostic marker in pancreatic cancer patients[J].Cancers（Basel），2020，12（5）：1154.DOI：10.3390/cancers12051154.

[22]YAMAMOTO M，SAITO H，UEJIMA C，et al.Combination of serum al?bumin and cholinesterase levels as prognostic indicator in patients ith colorectal cancer[J].Anticancer Res，2019，39（2）：1085-1090.DOI：10.21873/anticanres.13217.

[23]SOUZA RL，MIKAMI LR，MAEGAWA RO，et al.Four new mutations in the BCHE gene of human butyrylcholinesterase in a Brazilian blood donor sample[J].Mol Genet Metab，2005，84（4）：349-353.DOI：10.1016/j.ymgme.2004.12.005.

[24]ON-KEI CHAN A，LAM CW，TONG SF，et al.Novel mutations in the BCHE gene in patients with no butyrylcholinesterase activity[J].Clin Chim Acta，2005，351（1-2）：155-159.DOI：10.1016/j.cccn.2004.09.004.

[25]LV HY，YANG LH，BU LN，et al.A case report of primary neonatal hypocholinesterase caused by homozygous frameshift mutation of the utyrylcholinesterase（BCHE）gene and review of literature[J].Clin Lab，2019，65（7）.DOI：10.7754/Clin.Lab.2019.181254.

收稿日期：2024-02-04；錄用日期：2024-03-01

本文編輯：王瑩

引證本文：LYU S， ZHU B， XU TJ， et al. The extreme reduction in cholinesterase caused by compound heterozygous mutations in the BCHE gene： A case report[J]. J Clin Hepatol， 2024， 40 （10）： 2075-2078.

呂颯， 朱冰， 徐天嬌， 等 . BCHE 基因復合雜合突變引起膽堿酯酶 極度降低 1 例報告[J]. 臨床肝膽病雜志， 2024， 40（10）： 2075- 2078.