一例新生儿瓜氨酸血症Ⅰ型ASS1基因突变分析

吕亚囡，宋东坡，王伟青，陈艳萍

(青岛市妇女儿童医院 新筛实验室， 山东 青岛 266034)

瓜氨酸血症Ⅰ型(citrullinemia type Ⅰ, CTLN1，MIM 215700)即精氨琥珀酸合成酶缺乏症(argininosuccinate synthetase deficiency)，是尿素循环中精氨酸代琥珀酸合成酶(argininosuccinate synthetase，ASS)的编码基因ASS1 突变所致，以瓜氨酸血症及高氨血症为主要特征[1]。CTLN1根据临床表现可分为4种类型：急性新生儿型(经典型)、迟发型、妊娠相关型和无症状性[2]。经典型CTLN1的患儿出生后1周内即可出现反应差、喂养困难、呕吐等症状，严重者会表现为昏迷、中枢性呼吸衰竭甚至死亡；迟发型患者起病晚，症状较经典型轻，可表现为慢性高血氨症或智力运动发育落后。本研究对一例经典型瓜氨酸血症Ⅰ型患儿ASS1基因进行突变分析，探讨其基因突变类型。

1 对象与方法

1.1 研究对象

患儿，女，11月龄，系G1P1，足月顺产，出生体质量3.03 kg，否认生后缺氧、窒息及抢救史。生后4 d左右发现黄疸，予以药物治疗后好转，生长发育史大致同正常同龄儿。出生后5 d采集足后跟血参与新生儿疾病筛查，血串联质谱法(tandem mass spectrometry, MS/MS)检查显示：瓜氨酸1 043 μmol/L(正常7.8～40 μmol/L)，高度怀疑瓜氨酸血症，立刻紧急召回复查串联质谱，完善血氨、肝功能等检查。复查结果显示：瓜氨酸2 072 μmol/L，血氨49.5 μmol/L(正常9～47 μmol/L)，pH 7.52 (7.35～7.45)，二氧化碳分压 20 mmHg(35～45 mmHg),氧分压114 mmHg(83～108 mmHg)，碳酸氢根16.6 mmol/L(22～26 mmol/L),实际碱剩余-3.3 mmol/L(-3～3 mmol/L)，标准碱剩余-5.8 mmol/L(-3～3 mmol/L)，tCO2(P)17.2(22～28)，乳酸4.6 mmol/L(0.5～1.6 mmol/L)，氯109 mmol/L(98～106 mmol/L)。患儿精神反应尚可，吃奶好，暂未出现其他临床症状，父母自述无该病相关临床表现。

本研究获得青岛市妇女儿童医院伦理委员会批准(批准文号：QFELL-KY-2009-037)，并获得患儿家属的知情同意。

1.2 方法

抽取患儿及其父母外周静脉血2 mL，EDTA 抗凝，送至北京迈基诺基因科技有限公司进行基因测序。

2 结果

对患儿进行ASS1基因突变分析，确诊为瓜氨酸血症Ⅰ型，患儿的ASS1基因第5号外显子第256位碱基胞嘧啶(C)替换成胸腺嘧啶(T)(c.256C>T)，导致ASS1基因编码蛋白的第86位精氨酸被半胱氨酸代替(p.R86C)，属错义突变，此杂合突变来源于父亲(图1A)；患儿的ASS1基因第9号外显子第577位碱基鸟嘌呤(G)替换成腺嘌呤(A)(c.577G>A)，导致ASS1基因编码蛋白的第193位甘氨酸被精氨酸代替(p.G193R)，属错义突变，此杂合突变来源于母亲(图1B)。由此确定该患儿ASS1基因为c.256C>T/c.577G>A复合杂合突变，其父(c.256C>T)、母(c.577G>A)分别为其中之一位点的杂合突变携带者。

A.ASS1 gene mutationc.256C>T；B.ASS1 gene mutationc.577G>A图1 患儿及其父母ASS1基因的2个突变位点测序图Fig 1 Sequencing diagrams of 2 mutation sites of ASS1 gene in proband and her parents

3 讨论

瓜氨酸血症并不是一种疾病而是一组疾病，瓜氨酸血症 Ⅰ 型、精氨酰琥珀酸尿症及希特林缺乏症均以瓜氨酸增高及血氨升高为主要表现。其中以瓜氨酸血症 Ⅰ 型瓜氨酸增高尤为显著，常超过1 000 μmol/L，部分患者甚至达到2 000～5 000 μmol/L。其原因为精氨酸代琥珀酸合成酶参与尿素循环中第三步反应，且活性较低，是尿素合成的限速酶，其作用为将瓜氨酸和天冬氨酸催化合成为精氨酸代琥珀酸，该过程发生障碍，会导致瓜氨酸无法转化成精氨酸代琥珀酸，尿素循环受阻，引起高氨血症，同时患者血、尿及脑脊液中瓜氨酸异常累积而致病。

瓜氨酸血症 Ⅰ 型的致病基因ASS1定位于9q34.1，长度为63 kb，共包含16个外显子，14个为编码外显子，从第3号外显子开始翻译，共编码412个氨基酸，所形成的ASS蛋白质分子在进化上高度保守[3]。现已发现有90余种ASS1基因突变与瓜氨酸血症Ⅰ 型有关，分布在3～16编码外显子上，其中以第5、第12～14号外显子突变最为频繁，以错义突变为主[3-4]。本研究中的患儿为复合杂合突变(c.256C>T / c.577G>A)，两种突变分别位于第5和第9号外显子上，属错义突变，c.256C>T突变见参考文献[5]，c.577G>A突变未见报道。本研究中的两种突变， 根据gnomAD_exome数据库显示，c.256C>T在全部人群中的等位基因携带率为4.142×105，在东亚人群中的等位基因携带率为0；c.577G>A在数据库中暂未查到等位基因携带率。

瓜氨酸血症 Ⅰ 型在不同的人群中的发病率不同。有资料表明，CTLNⅠ 发病率在美国为1/57 000，韩国1/22 150，英国1/20 000，澳大利亚1/77 811，中国台湾地区为1/118 543，中国大陆尚缺乏CTLNⅠ 的流行病学数据[3]。瓜氨酸血症Ⅰ型可在新生儿至成人各期发病，经典型患儿症状出现较早，研究发现56% 的瓜氨酸血症Ⅰ型患儿出生4 d后就表现出临床症状，而有67% 的患儿在出生1周后发病[6]。经典型患儿由于氨在体内的积累，表现出嗜睡、厌食、呕吐、抽搐和意识丧失症状，个别患儿可表现为脑梗死症状，此型患儿预后较差，经及时治疗存活后通常会遗留神经系统缺陷，如认知障碍等。迟发型患儿发病较晚，可以推迟到儿童期或成年发作，起病较经典型轻，可表现为慢性高氨血症或急性高氨血症发作症状，也可以严重肝功能不全为首发临床表现。妊娠相关型CTLN 1国外文献曾报道过[7]，主要表现为妊娠期或产后严重的高血氨症状，甚至昏迷死亡。无症状型CTLN 1是指部分患者血浆瓜氨酸增高且经ASS1 基因分析证实，但无明显临床症状的患者。随着串联质谱技术的普及，越来越多的迟发型或无症状患儿被检出，虽然这部分患儿除血浆瓜氨酸水平增高外暂无其他临床症状，但及时随访可预防因环境和生理应激出现代谢紊乱而发病[8]。

瓜氨酸血症Ⅰ型患儿在急性期时血氨可高达1 000～3 000 μmol/L，治疗方案主要是在高血氨发作时给予降血氨治疗，如停止蛋白质摄入、进行肠外营养支持、静脉补充精氨酸等。在缓解期可通过限制蛋白质摄入、口服精氨酸等将血氨维持在100 μmol/L以下。另可通过肝移植手术来减少高血氨发作，改善生活质量。本研究中患儿发现较早，在新生儿疾病筛查时检出并立即召回，进行积极的诊断及降血氨治疗，建议患儿低蛋白饮食，故患儿的症状较轻，但患儿在近两月龄时因精神差、呕吐入院，血氨升至169 μmol/L，收入青岛市妇女儿童医院PICU进行口服精氨酸降血氨治疗，入院第2天复查血氨升至283 umol/L，较前明显增高，达危急值指标，考虑与原发病有关，立即给予呋塞米利尿促进血氨排出、补液支持治疗，并联系麻醉科行中心静脉穿刺予精氨酸静滴降低血氨，1周后血氨降至20 μmol/L，遂出院。患儿于4月龄时由父亲作为供体进行肝移植手术，术后随访肝功正常，血浆瓜氨酸水平明显下降，降至438 μmol/L。

瓜氨酸血症Ⅰ型在诊断时需与其他类型的尿素循环障碍疾病进行鉴别，尤其是希特林缺乏症(Citrin deficiency)和精氨酰琥珀酸尿症(argininosuccinic aciduria, ASA)。这3种疾病血浆瓜氨酸水平均增高，以瓜氨酸血症Ⅰ 型增高尤为显著。但在临床实际工作中，患者的生化表现往往不典型，尤其是缓解期的患者，因此候选致病基因的突变分析或者是酶学功能检测在疾病的诊断上显得尤为重要[9-10]。