線粒體三功能蛋白缺乏癥的研究進展

【摘要】目的總結(jié)線粒體三功能蛋白（mitochondrial trifunctional protein，MTP）缺乏癥的臨床表現(xiàn)、診治情況，為臨床識別、診治該疾病提供思路。方法以“線粒體三功能蛋白、線粒體三功能蛋白缺乏癥等”為關(guān)鍵詞進行文獻檢索，分析總結(jié)MTP缺乏癥發(fā)生原因、臨床表現(xiàn)、檢查及診治方法。結(jié)果MTP缺乏癥是一種罕見的遺傳病，目前發(fā)病機制、診治方案尚未明確。結(jié)論中國目前對MTP缺乏癥的認識尚不成熟，相關(guān)基因突變與國外存在差異，亟待進一步研究。

【關(guān)鍵詞】線粒體三功能蛋白缺乏癥；發(fā)病機制；基因突變

文章編號：1672-1721（2024）18-0011-04文獻標志碼：A中國圖書分類號：R362

線粒體脂肪酸β氧化是一個復(fù)雜的代謝過程，包括多個轉(zhuǎn)運步驟和4個酶促反應(yīng)。由2個核基因HADHA、HADHB編碼的MTP在β氧化中發(fā)揮著重要的作用[1]。MTP缺陷會導(dǎo)致能量代謝障礙，進而影響全身多臟器功能。MTP缺乏癥是罕見的常染色體隱性遺傳病，發(fā)病率低，病死率高，預(yù)后差。MTP缺乏癥包括孤立性長鏈3-羥基酰基CoA脫氫酶缺乏癥（long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase deficiency，LCHADD）、完全性線粒體三功能蛋白缺乏癥（mitochondrial trifunc-tional protein deficiency，MTPD），可分成致死型、肝病型、神經(jīng)肌病型3種表型[2-3]。該疾病可行基因檢測確診，目前尚無根治方法。

1線粒體三功能蛋白

MTP是一種位于線粒體內(nèi)膜上的異八聚體，由4個α亞基和4個β亞基構(gòu)成，催化線粒體脂肪酸β氧化的最后3個步驟。α、β亞基分別由2號染色體短臂（2p23）同一區(qū)域的HADHA、HADHB基因編碼，并有共同的啟動子[1]。α亞基具有長鏈2-烯酰CoA水合酶（LCEH）和長鏈3-羥基酰基CoA脫氫酶（LCHAD）活性，β亞基具有長鏈3-酮酰CoA硫解酶（LCKT）活性[4]。我國的團隊報道了人線粒體三功能蛋白的低溫電鏡結(jié)構(gòu)，為其功能提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[5]。

2線粒體三功能蛋白缺乏癥

MTP缺乏癥最早在20世紀80年代被提出。1996年，IJLST L等[2]確定了疾病的2種不同生物化學(xué)形式，一是HADHA基因上單純的c.1528Ggt;C（p.Glu510Gln）突變，它可導(dǎo)致孤立性LCHAD缺乏癥（LCHAD deficiency，LCHADD，OMIM 609016），僅僅會影響LCHAD的活性；二是HADHA或HADHB基因的其他突變，通常會導(dǎo)致完全性MTP缺乏癥（MTP deficiency，MTPD，OMIM 609015），3種酶的活性均降低。新生兒發(fā)病率估計為1/100 000，以LCHADD較為多見。MTP缺乏癥病死率很高，在大病例系列報告中LCHADD病死率為39%[6]，MTPD可達76%[7]。

3臨床表現(xiàn)

LCHADD/MTPD患者具有相似的臨床表現(xiàn)，根據(jù)患者發(fā)病年齡、臨床表現(xiàn)分為3種表型：（1）致死型（新生兒起病型），包括心肌病、嬰兒猝死；（2）肝病型（嬰兒發(fā)病型），肝功能異常可伴有低酮性低血糖；（3）神經(jīng)肌病型（成人發(fā)病型），包括間歇性橫紋肌溶解癥、周圍神經(jīng)病變和色素性視網(wǎng)膜病[3]。決定和影響不同表型的因素尚不清楚，猜測較高的殘余酶活性可補償嚴重的心臟表型，并導(dǎo)致較輕的晚發(fā)性神經(jīng)肌病型。MTPD患者病情更重，常表現(xiàn)為致死型、肝臟型。與其他脂肪酸氧化疾病相比，LCHADD/MTPD的獨特之處在于幾乎所有患者都會出現(xiàn)周圍神經(jīng)病變和色素性視網(wǎng)膜病變這2種長期并發(fā)癥，周圍神經(jīng)病變更常見于MTPD患者，而視網(wǎng)膜病變更多見于LCHADD患者[7]。攜帶MTP缺陷胎兒的雜合子孕婦妊娠期可出現(xiàn)急性肝臟并發(fā)癥，導(dǎo)致胎兒早產(chǎn)、宮內(nèi)生長受限，嚴重影響母嬰健康。

3.1心臟損傷

心臟受累是常見的臨床表現(xiàn)，也是導(dǎo)致患者死亡的主要原因。患者表現(xiàn)為心律失常、肥厚型心肌病、擴張型心肌病、左心室非致密性心肌病[8]，甚至妊娠期行超聲檢查即發(fā)現(xiàn)胎兒心臟增大及雙心室對稱性心肌肥厚[9]。

3.2甲狀旁腺功能減退

甲狀旁腺功能減退癥也常見，腎功能正常時，低鈣血癥、高磷血癥和低甲狀旁腺激素可協(xié)助診斷。低鈣血癥可持續(xù)存在，并隨著血清肌酸激酶的水平降至正常而略有改善[10]。

3.3肌肉損傷

在運動、禁食或感染誘發(fā)下易反復(fù)出現(xiàn)發(fā)作性橫紋肌溶解癥，肌痛、肌紅蛋白尿和肌酶升高是典型表現(xiàn)，常同時伴有明顯的周圍神經(jīng)病變[11]。癥狀隨著患者年齡增長逐漸加重，有發(fā)作時間延長、頻率上升趨勢，而且有誘發(fā)失代償期急性腎損傷的危險。

3.4視網(wǎng)膜病變

MTP在正常視網(wǎng)膜中表達，脂質(zhì)代謝紊亂會導(dǎo)致不可逆的進行性色素性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變，表現(xiàn)為低視力、視野缺損、夜盲癥和進行性近視。病變開始于兒童早期，約50%患者2歲時出現(xiàn)明顯變化[12]，4月齡時即可出現(xiàn)黃斑處肉芽腫和色素聚集，病初以色素性視網(wǎng)膜病變?yōu)榈湫停罂砂l(fā)展為脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜萎縮。LCHADD患者該病變更嚴重，視力持續(xù)下降并持續(xù)到成年早期，且許多患者在青少年時期就發(fā)展為高度近視[13]。色素性視網(wǎng)膜病變即使經(jīng)過治療也不能治愈，但可以延緩癥狀的發(fā)展。

3.5周圍神經(jīng)病變

周圍神經(jīng)病變常與視網(wǎng)膜病變并存，是遲發(fā)型LCHADD/MTPD另一種不可逆的長期并發(fā)癥，下肢重于上肢，患者早期表現(xiàn)為遠端無力、下肢肌腱反射減弱或消失，后期可致殘。周圍神經(jīng)病變在嬰兒期即可出現(xiàn)，可先表現(xiàn)為肌紅蛋白尿數(shù)年，以感覺運動神經(jīng)病變?yōu)橹鳎S突損傷為特點，可能繼發(fā)性脫髓鞘[14]。MTPD患者神經(jīng)病變癥狀發(fā)生率略高于LCHADD患者，且發(fā)病時間明顯早于LCHADD患者。這同視網(wǎng)膜病變相似，盡管采取飲食治療，病變?nèi)栽谶M展。

3.6其他損害

MTP缺乏癥也可累及肺、腎等器官，比如急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）、類固醇抵抗性腎病綜合征。LUNDY C T等[15]將ARDS作為MTPD的并發(fā)癥進行報道，猜測MTP缺陷是導(dǎo)致ARDS發(fā)病的危險因素之一。

4對孕產(chǎn)婦的影響

攜帶MTP缺陷胎兒的雜合子孕婦30%～79%會出現(xiàn)肝臟并發(fā)癥，比如妊娠急性脂肪肝（acute fatty liver ofpregnancy，AFLP）和HELLP綜合征（溶血、肝酶升高、低血小板計數(shù)），導(dǎo)致顯著的母嬰病死率，特別是LCHADD。15%～20%AFLP合并妊娠和＜1%HELLP合并妊娠與c.1528Ggt;C突變的LCHADD胎兒相關(guān)[16]。

5診斷

5.1臨床表現(xiàn)

孕產(chǎn)婦可有早產(chǎn)史，大多數(shù)患兒出生時體質(zhì)量偏輕，表現(xiàn)為肌張力減退、發(fā)育落后，典型表現(xiàn)為心臟損害、甲狀旁腺功能減退、發(fā)作性橫紋肌溶解癥、色素性視網(wǎng)膜病變、周圍神經(jīng)病變。

5.2實驗室和輔助檢查

（1）代謝性指標。禁食、運動或感染誘發(fā)低酮性低血糖、代謝性酸中毒。游離脂肪酸和長鏈3-羥基酰基肉堿的積累，特別是C16∶OH、C18∶OH酰基肉堿的特征性增加[17]。尿液有機酸分析顯示，二羧酸排泄增多也是其特征之一。（2）心肌酶升高，心臟彩超提示肥厚性心肌病，伴或不伴有心包積液。（3）甲狀旁腺激素水平低，低鈣血癥、高磷血癥，骨骼X射線可顯示長骨干骺端、髂骨嵴的放射密度增加[10]。（4）橫紋肌溶解癥發(fā)作期肌酶水平上升，肌電圖檢測可顯示神經(jīng)傳導(dǎo)速度降低、振幅減小[18]，肌肉磁共振成像分析顯示信號變化與肌肉組織脂質(zhì)堆積、繼發(fā)性炎癥和進行性損傷相一致[19]。（5）眼科檢查顯示黃斑處色素塊，色素沉著的凹下瘢痕，從黃斑向周圍擴展的進行性斑片狀脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜萎縮[13]。

5.3組織學(xué)檢查

組織學(xué)檢查臨床應(yīng)用少，有一定協(xié)助診斷意義。檢查顯示心臟間質(zhì)水腫、纖維化和心肌線粒體明顯增生；肌肉活檢纖維類型比例失調(diào)，Ⅰ型纖維占優(yōu)勢；肝細胞輕度脂肪變性和線粒體增生[18]；視網(wǎng)膜色素上皮細胞死亡、巨噬細胞浸潤[13]；并發(fā)ARDS時肺活檢可見結(jié)構(gòu)異常、間質(zhì)纖維化、肺泡壁增厚、膠原沉積[15]。

5.4成纖維細胞酶分析

進行皮膚活檢獲取成纖維細胞，檢測LCHAD、LCKT的活性，MTPD的LCKT活性在正常水平的20%以下，而LCHADD可有40%～80%[16]。

5.5產(chǎn)前診斷、新生兒篩查和遺傳學(xué)檢測

產(chǎn)前，可以用絨毛膜絨毛、羊水等進行診斷。串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)為亞臨床疾病狀態(tài)早期診斷提供了有效的手段，是篩查的首選方法。全外顯子測序、全基因組測序等二代測序方法是確診的“金標準”，可以確定致病基因突變位點，最為常見的是HADHA基因c.1528Ggt;C（p.Glu510Gln）突變[2]，導(dǎo)致剪接位點變異、終止密碼子提早出現(xiàn)。

6治療

6.1飲食、運動管理

患者一經(jīng)確診立即開始飲食干預(yù)。脂肪酸氧化缺陷者禁食耐受性較低，早期禁食期間脂肪分解增加，酰基肉堿水平升高，為限制有毒代謝產(chǎn)物的積累，要避免禁食，建議限制長鏈脂肪酸的低脂飲食。2009年的共識[20]中羅列了不同年齡段患者的最長禁食時間，建議脂肪總含量占總攝入能量的25%～30%，中鏈脂肪酸為20%～25%，長鏈脂肪酸為5%～10%，不建議添加葡萄糖聚合物或玉米淀粉，通常不需要補充維生素和礦物質(zhì)。常規(guī)體育運動對健康有益，但仍要避免劇烈運動。

6.2藥物治療

目前尚無有效的藥物治療方法。苯扎貝特是一種常用的降血脂藥物，可增強脂肪酸β氧化酶的轉(zhuǎn)錄，可作為治療脂肪酸β氧化缺陷的前景藥物。細胞體外實驗證實了苯扎貝特可上調(diào)基因蛋白水平，但遠低于正常水平[21]。已有臨床試驗證明，患者應(yīng)用苯扎貝特后臨床癥狀得到改善，但參加試驗人數(shù)極少，需要更多數(shù)據(jù)證明[22]。

6.3手術(shù)治療

BURSLE C等[8]報道了首例接受心臟移植的MTPD病例，在開發(fā)左心室輔助裝置及更清楚地了解預(yù)防移植排異反應(yīng)的情況下，心臟移植可以考慮用于治療心肌病。

6.4基因/蛋白療法

基因/蛋白療法包括病毒基因療法（逆轉(zhuǎn)錄病毒、腺病毒）、非病毒基因療法（脂質(zhì)體），即利用短蛋白結(jié)構(gòu)域定位輸送相應(yīng)蛋白，用HIV基因組的短肽序列構(gòu)建與MTP融合蛋白可能可以替代缺陷蛋白，各有優(yōu)缺點[23]。

7討論

c.1528Ggt;C突變被認為是西方患者中最常見的致病突變位點，然而在我國人群中少見[2]。朱錦明等[24]在北京1 200例漢族人群中未檢測出c.1528Ggt;C突變，猜測可能與檢測樣本量少、檢測地區(qū)局限等有關(guān)，也可能由于相關(guān)基因突變可能存在著地域種族差異，中國人群最常見致病突變位點需進一步研究。我國已報道4例MTP缺乏的病例[25-27]，其中3例為神經(jīng)肌病型，1例為致死型，均未發(fā)現(xiàn)該位點突變。

國外已有大量LCHADD/MTPD的病例報道，甚至進行家族病例隨訪及治療研究，相比之下我國病例數(shù)極少。針對這種情況，猜測可能存在以下原因：我國僅對新生兒常規(guī)檢測先天性甲狀腺功能減退癥、苯丙酮尿癥等少數(shù)代謝病，而LCHADD/MTPD已被一些歐洲、北美國家納入新生兒篩查計劃中[28]；對疾病的研究不夠，醫(yī)務(wù)人員缺乏相關(guān)專業(yè)知識，無法對疾病進行早期識別；基因檢測技術(shù)不成熟、不普及，民眾對基因檢測的認識不夠，對檢測產(chǎn)生抗拒心理。

據(jù)國外的研究統(tǒng)計分析，LCHAD c.1528Ggt;C突變是AFLP最主要的發(fā)病機制。國內(nèi)有研究[29]探討了中國人群中AFLP患者該突變與AFLP發(fā)病間的相關(guān)性，但是，所檢患者均未發(fā)現(xiàn)該變異存在，分析原因可能與人種差異、樣本量少、未涉及其他相關(guān)的脂肪酸代謝缺陷有關(guān)。

8結(jié)論

文章總結(jié)了LCHADD/MTPD的臨床表現(xiàn)、診治方案，對存在不明原因心肌病、低血糖、酸中毒、視網(wǎng)膜及周圍神經(jīng)病變等患者，或孕母有嚴重肝臟病變，需警惕該病的可能，一旦確診應(yīng)進行家族調(diào)查和遺傳咨詢。LCHADD/MTPD的發(fā)病機制、診治方案仍尚未完善，且我國基因突變情況與國外存在差異，需要廣大醫(yī)學(xué)工作者進一步研究。

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（編輯：徐亞麗）