单亲二倍体致3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症1例报告并文献复习

贾倩芳 周福军 崔清洋

新乡医学院第一附属医院儿科（河南卫辉 453100）

3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症（3-methylcroto nyl-CoA carboxylase deficiency，MCCD，OMIM 210200/2 10210）是由于基因MCCC 1及MCCC 2变异造成亮氨酸降解过程中代谢障碍的一种罕见的常染色体隐性遗传病，于1970年首次报道。上述基因变异后造成亮氨酸的代谢途径中的3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶（3-methylcrotonyl-coenzyme A carboxylase，MCC）缺乏，3-甲基巴豆酰辅酶A不能转化为3-甲基戊烯二酰辅酶A 而堆积，导致血中的3-羟基异戊酰肉碱（3-hydroxy-isovalerylcarnitine，C5-OH）增高、尿中的3-甲基巴豆酰甘氨酸（3-methylcrotonyl-glycine，3-MCG）和1或3-羟基异戊酸（3-hydroxy isovaIerate，3-HIVA）代谢产物升高。MCCD 是新生儿筛查中最多见的有机酸尿症，而北美、欧洲和澳大利亚进行的新生儿筛查结果统计显示，MCCD 几乎为发生率最高的有机酸尿症，总发生率为1/36000，多数为无 症状型[1]。

目前尚无单亲二倍体（uniparental disomy，UPD）引起常染色体隐性遗传型MCCD 的报道，本文回顾性分析1例MCCD 患儿的临床资料及基因检测结果。

1 临床资料

男性患儿，9 月龄，因右腿外旋1 周就诊。患儿系G1P1，足月顺产，母乳喂养至今；患儿发育落后，4月龄时仍抬头不稳。父母体健，非近亲结婚。体格检查：身长80 cm，体质量9.5 kg，头围43.5 cm。0～6岁儿童心理行为发育评估：大运动74 分，精细运动74 分，适应能力79 分，语言79 分，社会行为74 分，婴儿-初中生社会生活能力10分。实验室检查：血常规白细胞8.9×109/L，红细胞4.87×1012/L，血红蛋白98 g/L，红细胞压积0.327，红细胞平均体积67.1 fl，平均血红蛋白量 20.1 pg，平均血红蛋白浓度300 g/L，血小板391×109/L；甲状腺功能未见异常；血乳酸2.4 mmol/L，血氨23 μmol/L；25羟维生素D 31.7 ng/mL；S100蛋白0.458 μg/L；肝肾功能、同型半胱氨酸未见明显异常。尿气相色谱-质谱：3-羟基异戊酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸及甲基巴豆酰甘氨酸增高；血串联质谱：3-羟基异戊酰肉碱增高。神经肌肉功能监测：被动状态下双侧内收肌、腘绳肌腓肠肌张力基本正常，肌力偏低。表面肌电信号活动尚可。头颅磁共振成像（MRI）未见明显异常。

因患儿血串联质谱及尿气相色谱-质谱提示MCCD，在家属知情同意后采集患儿和父母的外周血，行全基因组检测。发现患儿MCCC 1基因存在c.1853_1856delTTTA纯合变异（p.Ile618Thrfs*22），该变异未见报道（参考数据库 HGMD Pro 及 Pub-Me d），其母亲携带相同的杂合变异，父亲未携带该变异（图1）。该变异导致编码的蛋白从第618 位氨基酸开始算起，再翻译21个氨基酸后终止，且这21个氨基酸是移码的，序列和原来的序列不同，第22位是终止密码子。因患儿是纯合变异，而母亲携带相同杂合变异，父亲没有携带相同杂合变异，需要进一步检查是否有内含子变异或单亲二倍体等，进一步行染色体微阵列分析，证实患儿染色体3p24-3q29发现45.74 Mb的UPD，该片段包含MCCC1基因，且该UPD来源于母亲。

图1 MCCC1基因c.1853_1856del TTTA 变异测序峰图

根据美国的医学遗传学与基因组学会联合美国的分子病理学会2015 年制订的“基因序列变异解释的标准和指南”进行致病性分析[2]。MCCC 1基因的c.1853_1856delTTTA致病性：①当某基因的致病机制为功能缺失（loss-of-function，LOF）时，该基因上的无义变异、移码变异、±1 或2 位置的剪切变异、起始密码子的变异、单个或多个外显子的缺失（非常强的致病性的证据，PVS 1）；②c.1853_1856 delTTTA 变异通过比对千人的基因组数据库（1000 Genomes）、人类基因的变异数据库（HGMD）未见收录（中等致病性证据，PM 2）；③该变异为纯合变异（中等致病性证据，PM 3_Supporting）。综合上述证据强度c.1853_1856delTTTA变异为“PVS1+PM2+PM3”，判断为造成患儿发病的致病性变异。

结合患儿临床表现、血串联质谱及尿气相色谱-质谱结果和基因检测分析，患儿诊断为UPD引起的常染色体隐性遗传型MCCD。家庭指导训练1月余后门诊随访。继续左卡尼汀口服治疗。

2 讨论

MCCC1基因定位于染色体3q25-27，含19个外显子，cDNA长度为2580bp，编码725个氨基酸。目前世界上已报道的MCCC1基因变异有 66 种，包括错义变异、无义变异、框移变异和剪接位点变异等，其中错义变异c.1155 A>C（p.R 385 S）为较常见的热点变异。目前研究显示，MCCD基因型和表型间无确切相关性，环境因素及调控基因等可能对表型有影响；如MCCC 1热点变异c.1155 A>C 既可导致严重的临床表型，也可无症状，故难以通过基因型预测临床表型。

国内外目前尚无UPD 引起MCCD 的报道。UPD是指在染色体核型中，某些的同源染色体或染色体上的部分片段均来源于双亲中的一方，而没有另一方染色体的存在，一般情况下，大多数染色体的UPD没有临床症状。另外，UPD可以导致不受遗传印迹影响的染色体上的隐性遗传病发病，X染色体的UPD可能导致X 连锁的隐性遗传在女性患者中发病。还有一种非常罕见的情况，两条性染色体均遗传自父亲会导致父亲遗传给儿子X 连锁疾病。但因UPD发病率较低，可继发隐性基因纯合变异或基因印迹障碍，从而导致各种各样的临床表型，如6、7、11、14、15和20号染色体的UPD 即可导致临床症状。1988 年国际上首次报道UPD 导致囊性纤维化转膜传导调节因子基因的纯合变异，继而造成患者的身材矮小和囊性纤维化的病变。目前已知任意的一条染色体 UPD 发生率约为 1/3 500，但1、4、16、21及22号染色体和X染色体更易发生UPD，随着母亲年龄的增长而 UPD 发生的风险增加，且母源性UPD为父源性UPD的3倍[3]。业已证实，越来越多的隐性遗传性疾病是由UPD所致（继发单基因纯合变异），如与UPD 相关的单基因遗传病包括2型软骨发育不良等；与X染色体UPD相关的血友 病A等。

UPD 可分为完全性UPD 和片段性UPD。完全性UPD的发生机理为三体营救、配资互补及有丝分裂复制，而片段性的UPD的发生机制为细胞的分裂过程中同源的染色体片段间的互换。

本例患儿的UPD 位于3 号染色体，3 号染色体为非常见UPD染色体，且3号染色体也是非引起临床症状的UPD染色体，但患儿临床症状支持MCCD，且患儿血串联质谱及尿气相色谱-质谱提示MCCD，结合陈丽珠等[4]国内首次发现染色体2p25.3-2q37.3区间的UPD 导致常染色体隐性遗传型的Alport综合征病例，且2 号染色体为非常见UPD 染色体，同样也是非引起临床症状的UPD染色体，故本例患儿在染色体3p24-3q29区间长约45.74 Mb的UPD导致的常染色体隐性遗传型MCCD诊断明确，本例与上一例均属于片段性UPD，与细胞分裂过程中同源染色体片段间的互换有关。

MCCD的临床表型差异较大，可从无症状到严重的代谢紊乱甚至死亡，主要分为无症状（良性MCCD）型、母源性MCCD型及症状型。无症状型的患儿可无任何的症状，甚至持续至成年期。而母源性MCCD型为母亲增高的3-羟基异戊酰肉碱通过乳汁或胎盘的传递给新生儿，新生儿为杂合子，出生后经新生儿筛查发现血3-羟基异戊酰肉碱增高，尿异常代谢产物轻度排除或正常，临床无症状，一段时间后异常的指标恢复至正常水平，如国内宫丽霏等[5]报道5例母源性MCCD型患儿，血C5-OH、尿气相色谱大多恢复正常或明显下降，5例新生儿末次随访年龄1～38月时仍无临床的症状，生长和智能的发育未见异常。

而症状型是在患儿出生后1～3岁左右出现症状，也可以早至出生3 个月或延迟至5 岁发病，也有报道生后数天发病。新生儿筛查资料显示仅有不到10%的患儿有症状；感染、高蛋白饮食等应激可诱发，甚至可出现低血糖及酮症酸中毒。症状为非特异性，类似于Reye综合征，如喂养困难，生长发育迟缓，呕吐、腹泻，脑水肿，抽搐，反射亢进，肌张力增高或低下，嗜睡、昏迷等，可有“猫尿”气味，也可有脱发，皮肤损害，呼吸衰竭[1]。该患儿临床表型主要是生长发育迟缓，为症状型MCCD。

MCCD在无症状时无需治疗，有症状时可限制亮氨酸饮食或限制蛋白质饮食，如有严重肉碱缺乏，可给予左卡尼丁口服治疗。而对于有需要再生育的家庭，特别是目前二胎政策开放，高龄孕妇增加，在先证者MCCD确诊后，在孕18～20周可抽取羊水予基因测序进行产前诊断。

综上所述，本研究发现1例中国男童因UPD 引起MCCD，且发现新的MCCC1基因c.1853_1856del TTTA变异，扩充了MCCD的基因变异谱。