新生儿枫糖尿病BCKDHB基因纯合突变一例报道并文献复习

黄玉梅，麦菁芸，杨祖钦，陈尚勤

·病例研究·

新生儿枫糖尿病BCKDHB基因纯合突变一例报道并文献复习

黄玉梅，麦菁芸，杨祖钦，陈尚勤*

新生儿枫糖尿病(MSUD)是由于支链α-酮酸脱氢酶(BCKD)复合体遗传性缺陷导致的支链氨基酸代谢障碍的疾病。在我国发病率低，早期诊断困难，预后差。本文介绍了1例MSUD患儿的临床资料，结合颅脑磁共振、磁共振频谱、血串联质谱分析、基因测序检测予以确诊，发现了BCKDHB基因的一个纯合突变：c.254T>C(p.Leu85Ser)，是该病的致病性突变，且为此前未见报道过的突变。并结合相关文献复习，以期为新生儿MSUD的早期诊断及治疗提供借鉴。

枫糖尿病；BCKDHB基因；DNA突变分析；磁共振波谱学

黄玉梅，麦菁芸，杨祖钦，等.新生儿枫糖尿病BCKDHB基因纯合突变一例报道并文献复习[J].中国全科医学，2017，20(17)：2159-2162.[www.chinagp.net]

HUANG Y M，MAI J Y，YANG Z Q，et al.Homozygous mutation of BCKDHB gene in maple syrup urine disease of newborns:one case report and literature review[J].Chinese General Practice，2017，20(17)：2159-2162.

枫糖尿病(maple syrup urine disease，MSUD)是由于支链α-酮酸脱氢酶(branched chain alpha-ketoacid dehydrogenase，BCKD)复合体遗传性缺陷导致的支链氨基酸(branched chain amino acids，BCAA)代谢障碍的疾病。BCAA转氨过程中，其支链α-酮酸(branched chain alpha-ketoacid，BCKA)不能脱羧，导致组织中BCAA和BCKA含量增高[1]。本文分析1例新生儿MSUD的临床资料，并检测颅脑磁共振频谱(MRS)，通过基因测序分析，明确了该患儿发病的分子遗传学证据。

1 病例简介

患儿男，出生后1 d，患儿因“出生后呕吐20 h”入院。患儿系G4P3，胎龄36+6周，单胎顺产，出生体质量3 000 g，胎膜早破72 h，脐带绕颈1周，否认羊水污染，Apgar评分9～10分。出生后2 h开奶，5 ml/次，1次/2 h，出生后8 h喂奶后出现呕吐，呕吐物初为白色奶渣，后呕吐褐色液，非喷射性，无黄绿色胆汁，每次进食后均有呕吐，多为褐色液，量少，一次呕吐为血性胃内容物，无发热，无少哭、少动，无气促、发绀，胎便已解，量不详，为墨绿色糊样便，无黏液血丝，予“洗胃、维生素K1”等治疗，禁食下无呕吐。查体：体温36.8 ℃，脉搏120次/min，呼吸45次/min，经皮血氧饱和度90%～95%。反应差，浅昏迷状态，皮肤略干燥，隐约可见花纹，无黄疸，前囟平，呼吸不规则，伴鼾鸣声，有呼吸费力，吸气相三凹征(+)，双肺呼吸音稍粗，可闻及痰鸣音，腹部稍膨隆，四肢肌张力减低，原始反射未引出。患儿父亲37岁，无业，母亲36岁，无业，非近亲结婚。父母均否认家族史及遗传疾病史。患儿有一位15岁哥哥，体健；患儿二哥出生后15 d死亡，具体死因不详。

完善相关实验室检查，血常规、C反应蛋白及肝肾功能检测未见异常，血气分析示代谢性酸中毒，给予气管插管、机械通气呼吸支持，予纠酸对症治疗，禁食、限液。患儿入院后出现频繁惊厥，表现为四肢强直-阵挛、牙关紧闭、流口水，机械通气下无发绀，每次持续约半分钟后自行缓解，给予呋塞米降颅压对症治疗。结合患儿病史，考虑遗传代谢性疾病可能性大。检测颅脑MRI(见图1)示：双侧半卵圆中心、双侧基底核区、苍白球、内囊后肢、丘脑、脑干、大小脑脚、小脑齿状核呈对称性的异常信号改变，T1WI呈等低信号，T2WI呈等高信号，弥散加权成像序列(diffusion weight imaging，DWI)呈明显高信号；对应的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图呈低信号，其ADC值较低；脑室、脑池系统形态、大小及位置未见异常改变；脑沟未见增宽；中线结构居中。颅脑MRS(见图2)：在MRS 0.9 ppm处可见一相对特异的宽峰，另外其MRS还表现为位于2.02 ppm处的氮乙酰天门氨酸(N acetyl aspartate，NAA)峰的降低及1.33 ppm处的乳酸(lactic acid，LAC)峰的升高，由于本MRS扫描使用的为长回波时间，故其波峰倒置。患儿入院后查血串联质谱结果提示亮氨酸(Leu)3 024.23 μmol/L、缬氨酸573.28 μmol/L，均显著增高；尿气相色谱-质谱提示：2-羧基异戊酸、2-酮-异戊酸、2-酮-3甲基戊酸、2-酮-异己酸均增高；均符合MSUD诊断。及时给予禁食、B族维生素及左旋肉碱进行治疗，并抽取患儿外周血进行基因检测。

经过患儿父母同意后，采集患儿外周血2 ml，抗凝处理后送杭州金域医学检验所行基因检测。通过对MSUD相关的4个基因外显子编码区进行直接基因测序，与参考序列作比对，4个基因的NCBI参考序列(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/)分别为(BCKDHA：NM-000709.3与NC-000019.9；BCKDHB：NM-000056.3与NC-000006.11；DBT：NM-001918.2与NC-000001.10；DLD：NG-008045.1与NM-000108.4)。检测结果显示，检测到BCKDHB基因的一个纯合突变：c.254T>C(p.Leu85Ser)(见图3)；未检测到BCKDHA、DBT、DLD基因外显子编码区的致病性突变。该突变为错义突变，翻译产物蛋白质第85位氨基酸由Leu变为丝氨酸，该突变未见相关文献报道，在ESP6500、dbSNP、千人基因组数据库和HGMD数据库里均未见报道。同时，经初步生物信息学分析(LRT、Poly Phenomenon-2)，显示Leu 85位点在进化上保守，可能致病。由于患儿父母拒绝进一步检测，未能获得患儿父母的DNA样本进行比对。

注：双侧半卵圆中心、双侧基底核区、苍白球、内囊后肢、丘脑、脑干、大小脑脚、小脑齿状核呈对称性的异常信号改变，在T1WI呈等低信号(图A)，在T2WI呈等高信号(图B)，在弥散加权成像序列呈明显高信号(图C)，相应层面对应的表观扩散系数图呈低信号(图D)，其表观扩散系数值较低

图1 颅脑MRI表现

Figure 1 MRI manifestations of brain

注：在磁共振频谱0.9 ppm处可见一相对特异的宽峰，位于2.02 ppm处的氮乙酰天门氨酸峰的降低及1.33 ppm处的乳酸峰的升高，由于本磁共振频谱扫描使用的为长回波时间，故其波峰倒置

图2 颅脑磁共振频谱分析

Figure 2 Magnetic resonance spectroscopy of brain

注：检测到BCKDHB基因的一个纯合突变(箭头处)：c.254T>C(p.Leu85Ser)；A为参考样本，B为受检者纯合突变

图3 基因检测图谱

Figure 3 Gene detection map

2 讨论

MSUD是一种常染色体隐性遗传的氨基酸代谢性疾病，MENKES等[2]于1954年报道了第1例MSUD，因患儿尿液中有特殊的枫糖气味而得名。在人体中主要BCAA有Leu、异亮氨酸和缬氨酸。世界范围内MSUD发病率约为1/185 000[3]，在一些特殊种族，如美国宾夕法尼亚州的门诺派教徒，由于该种群广泛存在的BCKDHA基因1312位T>A突变，新生儿MSUD的发病率高达1/358[4]。我国目前缺乏新生儿MSUD的确切发病率，以“枫糖尿病、新生儿”为检索词，检索万方数据知识服务平台，1996年至今，共检索出22例。MSUD主要临床表现有抽搐、酮症酸中毒、窒息、低血糖、昏迷、共济失调、精神运动迟缓、智力发育迟缓、髓鞘形成减少或脱髓鞘[5]。根据BCKD活性，MSUD分为5型：经典型、间歇型、中间型、维生素B反应型和二氢脂酰脱氢酶(E3)缺乏型。酶活性依次为正常人的0%～2%、2%～40%、5%～25%、20%～40%和5%～10%。其中，经典型起病急，预后极差，患儿出生时常无异常，但很快出现喂养困难、呕吐，并迅速发展为呼吸暂停、昏迷以致死亡。本例患儿以呕吐为起始症状，很快出现惊厥、四肢强直-阵挛等脑损伤表现，故考虑为经典型，但由于条件限制，未能测定患儿BCKD活性。

MSUD影像学检查有其特征性，由于MSUD患儿BCAA及其酮酸衍生物选择性损伤髓鞘，导致细胞毒性水肿及髓鞘间水肿。颅脑CT检查对脱髓鞘病变的灵敏度不高，而MRI对于MSUD的诊断有其特征性。正常足月新生儿大脑半球中央前后回、放射冠、半卵圆中心、内囊后肢、丘脑腹外侧核、大脑脚、脑干背侧、皮质脊髓束、脑桥、双侧小脑中脚及小脑白质等区域已经髓鞘化，在T1WI序列，上述部位正常情况应该为高信号。本例患儿在T1WI序列上，上述部位高信号消失，局部呈对称性低信号；本例患儿在T2WI序列可见上述部位呈对称性高信号，考虑为血管源性水肿表现；且DWI病变范围显示更加清晰，在上述部位对称性高信号，ADC图低信号，这是特征性的MSUD患儿的颅脑MRI表现，进一步帮助确诊MSUD。

MRS在MSUD的应用目前文献报道较少，表现为NAA水平下降，0.9～1.0 ppm处异常升高的BCAA、BCKA及LAC峰，后期NAA水平可正常，LAC峰可消失，而BCAA峰可保持[6]。本例患儿有特征性的MRS表现：由于MSUD氧化脱羧作用异常造成其BCAA和BCKA上甲基质子聚集而在MRS 0.9 ppm处可见一相对特异的宽峰，另外其MRS还表现为位于2.02 ppm处的NAA峰的降低及1.33 ppm处的LAC峰的升高，由于本MRS扫描使用的为长回波时间，故其波峰倒置。由于氨基酸代谢异常造成髓磷脂蛋白的降解，因此容易累积脑髓鞘发育成熟快速区域，因此，在MSUD失代偿期，MRI及MRS检查可以作为疾病预后的评估方法[7]。

目前研究发现4种基因与MSUD有关，分别为BCKDHA、BCKDHB、DBT和DLD，4种基因的突变均是以微小突变为主，大多数可以通过直接基因检测发现。迄今为止，在这4种基因上探测到至少有156种突变类型，尤其以BCKDHB多见。本例患儿检测到BCKDHB基因的一个纯合突变：c.254T>C(p.Leu85Ser)，未检测到BCKDHA、DBT、DLD基因外显子编码区的致病性突变。该突变为错义突变，翻译产物蛋白质第85位氨基酸由Leu变为丝氨酸。不同类型的突变多与种族背景有关，但是目前关于亚洲人群尤其是中国人群的报道很少。2012年上海儿科研究所YANG等[8]报道了15例MSUD患儿，基因检测发现20种不同类型基因突变。本例患儿基因突变型与其相比较并未发现重复。且该突变未在ESP6500、dbSNP、千人基因组数据库和HGMD数据库里发现报道。表明这是1例新发现的BCKDHB基因突变。生物信息学分析显示，由于该基因突变c.254T>C突变，导致翻译产物蛋白质第85位氨基酸由Leu变为丝氨酸，且Leu 85位点在进化上较保守，因而认为可能致病。BCKDHB基因突变的患儿父母多带有相同的基因位点突变，该患儿为纯合突变，遗传的可能性更高。但遗憾的是，由于该例患儿预后较差，未能获得患儿父母的基因样本进行参照。

MSUD一经诊断，需要早期治疗，可改善其预后。该病的治疗需要给予不含BCAA的特殊奶粉，监测血氨基酸水平，适当补充母乳，以防止氨基酸缺乏[9]。临床上对于所有MSUD患儿应试用维生素B1。对于BCAA大量堆积，急性代谢失代偿时可行持续血液透析。经典型MSUD最佳治疗时机是出生后7 d以内，经过早期治疗1/3的患儿智力评分可达正常；超过14 d开始治疗者预后较差。经过及时治疗的MSUD患儿，多可获得较好的预后，甚至有成年后能成功妊娠的报道[10]。STRAUSS等[11]报道利用选择性肝移植成功治疗11例经典型MSUD，使得无需限制氨基酸饮食以及避免了急性代谢失代偿的发生。目前肝移植在MSUD中的应用已越来越多，且疗效确切满意[12-14]。但在国内，MSUD的治疗欠满意。陈正等[15]统计了1996—2010年我国报道的共15例新生儿MSUD，有11例患儿放弃治疗或死亡，1例遗留脑性瘫痪，1例智力发育迟缓，仅2例好转出院。究其原因，主要还是未能及时诊断，且由于我国的优生优育政策，许多MSUD患儿家长选择了放弃治疗。本例患儿经机械通气、利尿、降颅压等对症治疗后，惊厥有缓解，但仍一直处于昏迷状态，后家属放弃治疗出院。经随访，出院后2 d患儿死亡。

MSUD是致死、致残的遗传性疾病，提高医务人员及家长对MSUD的认识、对新生儿进行血串联质谱筛查、早期诊断、早期饮食及治疗干预可改善患儿预后。本文为今后进一步研究MSUD患儿临床基因分型提供了宝贵的基础，同时也对疾病的早期诊断和胎儿的产前诊断提供了帮助。

作者贡献：黄玉梅进行资料收集整理、撰写论文、随访患儿；麦菁芸、杨祖钦负责病例诊断及治疗；陈尚勤负责论文审校、质量控制并对论文最终负责。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：张小龙)

Homozygous Mutation of BCKDHB Gene in Maple Syrup Urine Disease of Newborns:One Case Report and Literature Review

HUANGYu-mei，MAIJing-yun，YANGZu-qin，CHENShang-qin*

DepartmentofNeonatology，theSecondAffiliatedHospital，YuyingChildren′sHospitalofWenzhouMedicalUniversity，Wenzhou325000，China*Correspondingauthor：CHENShang-qin，Chiefphysician，Associateprofessor；E-mail：csq5725@126.com

Maple syrup urine disease(MSUD) is a metabolic disorder of branched chain amino acid due to hereditary defects of the branched chain α-ketoacid dehydrogenase(BCKD) complex.The incidence of MSUD is low in China，and early diagnosis is difficult and the prognosis is poor.The paper introduces the clinical data of 1 newborn with MSUD，makes a definite diagnosis in combination with cranial magnetic resonance imaging，magnetic resonance spectroscopy，blood tandem mass spectrometry，gene sequencing，and finds that a homozygous mutation of BCKDHB gene:c.254T>C(p.Leu85Ser) is the pathogenic mutation of this patient.Moreover，this mutation has not been reported previously.With related literature review，the paper hopes to provide references for the early diagnosis and treatment of neonatal MSUD.

Maple syrup urine disease;BCKDHB gene;DNA mutational analysis;Magnetic resonance spectroscopy

R 589.3

D

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.17.025

2016-08-08；

2017-01-23)

325000浙江省温州市，温州医科大学附属第二医院 育英儿童医院新生儿科

*通信作者：陈尚勤，主任医师，副教授；E-mail：csq5725@126.com