Lesch-Nyhan 综合征8 例临床特征及HPRT1 基因变异分析

卢婷婷 陆相朋 廉文君 张 尧 郑 宏 杨艳玲

1.河南中医药大学第一附属医院（河南郑州 450000）；2.河南中医药大学儿科医学院（河南郑州 450000）；3.北京大学第一医院（北京 100034）

Lesch-Nyhan 综合征又称自毁容貌综合征（OMIM 300322），是一种罕见的遗传代谢病，为X连锁隐性遗传病，由于HPRT1基因发生致病变异导致次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（hypoxanthineguanine phosphoribose transferase，HPRT，No.2.4.2.8）活性缺乏或丧失，体内尿酸生成增多，引起脑损害、肾结石及骨关节病[1-2]。在加拿大本病发病率为1/380000，西班牙为1/235000[3]，世界范围内对本病的报道较少[4]。自残行为、高尿酸血症是本病最具特征性的症状，还可见运动发育迟滞、语言障碍、手足徐动、肌张力障碍等[2]。上述症状可先后出现，常以运动发育落后引起注意，易被误诊为脑性瘫痪[5]。其诊断有赖于临床症状、生化代谢检查和基因检测，基因分析对于确诊、家族成员的遗传咨询及产前诊断具有重要意义。本研究对河南中医药大学第一附属医院、北京大学第一医院近年来经基因确诊并治疗、随访的8 例患儿的临床资料进行回顾性分析，结合文献查阅，研究本病的临床特征及防控策略，以提高临床工作者对本病的认识。

1 对象与方法

1.1 研究对象

收集2015 年1 月至2019 年12 月河南中医药大学第一附属医院、北京大学第一医院临床诊断、治疗及随访1年以上的8例LNS患儿的临床资料，其中5例为北京大学第一医院确诊，3例为河南中医药大学第一附属医院确诊，确诊后均于河南中医药大学第一附属医院随访1年以上。

1.2 方法

对患儿的临床表现、诊疗过程、实验室检查、影像学资料进行分析。采集患儿及其父母静脉血各2 mL，提取基因组DNA，进行高通量测序；采用BWA、RTA software、Polyphen2、Mutation taster等生物信息学软件分析查找致病变异，分析致病性；采用Sanger测序法进行验证及家族成员的基因分析。

本研究经医院医学伦理委员会批准，所有检查和治疗均取得患儿及家属的同意并签署知情同意书。

2 结果

2.1 一般资料

8例患儿均为男性，发病年龄从3月龄至11月龄，平均发病年龄6.5月龄，平均确诊年龄20.3月龄，均因运动发育落后就诊，实验室检查发现血尿酸增高，部分患儿泌尿系彩超检查发现结石。

2.2 临床表现

8例患儿均以运动发育落后为主要表现，首诊被诊断为“脑损伤综合征、脑性瘫痪”，曾接受综合康复治疗，疗效欠佳。患儿均存在不同程度的神经系统功能障碍，婴幼儿期出现肌张力障碍、手足徐动等锥体外系症状，同时伴有锥体系症状，如肢体痉挛、腱反射亢进、病理征阳性等。其中5例（例1、2、5、6、7）发病早期伴有中枢性肌力低下。4例（例1、2、4、6）患儿在确诊时已出现自残行为，伴有烦躁易怒、哭闹不安等精神异常，6例（例1、2、4、6、7、8）患儿有情绪不稳、易激惹等情绪异常（表1）。

2.3 既往史

8例患儿围生期无异常，发病前均无惊厥史，平素食欲正常，排尿无明显异常，无关节红肿，未进食高嘌呤食物，母孕期无明显不适。

2.4 家族史

8 例患儿父母均非近亲婚配。例1 有2 个姐姐，现分别12岁、7岁，发育正常。例2系G3P2，母亲不良妊娠史1次，第1胎宫内发育异常，孕10周时胎停育，第2 胎为男孩，现3 岁半，健康。例3、4 系兄弟，哥哥现9 岁，弟弟1 岁时意外死亡。例8 与例3、4 系姨表兄弟。

2.5 辅助检查

8 例患儿血清尿酸均有不同程度增高，波动于447～1 000 µmol/L；3例（例1、2、5）尿液有时呈粉红色，有红色结晶；例6合并贫血，血红蛋白浓度下降，平均红细胞体积增大；8例患儿血气、血氨基酸及肉碱谱、尿有机酸分析均未见明显异常。6例（例1、2、3、5、7、8）患儿进行了视频脑电图检查，其中4例（例2、3、7、8）正常；例1脑电图异常，基本脑波节律慢化，睡眠期仅可见少量睡眠纺锤波，睡眠周期不易区分；例5显示界限性脑电图，浅睡期前头部散在出现尖-慢复合波，有时左右不同步。8例患儿均进行头颅核磁共振检查，例2脑白质髓鞘化落后；例6双侧额、颞、顶部脑外间隙增宽，局部皮质发育差，脑沟宽深，前裂纵池增宽。7 例患儿进行了泌尿系彩超检查，4 例（例1、2、5、6）发现泌尿系结石，例2右肾盂分离，例5有左肾积水，右肾血流灌注差，功能受损（表1）。

2.6 基因分析

8例患儿HPRT1基因检测出6种已知致病变异，即c.609+5G＞A、exon 2-3 del、c.131G＞A、exon7-8 del、c.384+2T＞A、c.212G＞A（表1），其中5例（例1、3、4、6、8）的变异来自表型正常的母亲，3例（例2、5、7）为自发变异。例1的两个姐姐均携带致病变异。

2.7 治疗及转归

8例患儿均采用低嘌呤饮食，使用别嘌呤醇片及碳酸氢钠片治疗，例1、2、3、4、8加用巴氯芬和盐酸苯海索片口服，例7加用琥珀酸亚铁、维生素C纠正大细胞性贫血，例2、4 使用了自制防护器具和行为制约，以防止自残。其中例1于29月龄死于肺部感染；例3于1 岁时呛奶，窒息死亡；例2 及例4～8 因发育落后同时进行家庭行为干预及药物治疗，例8 自残症状时轻时重，未规律监测血尿酸水平（表1）。

3 讨论

Lesch-Nyhan 综合征是一种严重的罕见病，以高尿酸血症、进行性神经精神损害为主要临床特征，起病年龄早，多于1岁内起病，临床表现轻重程度不一。已经报道的患者均为男性，女性可能为携带者[6]。HPRT 1基因缺陷为本病病因，HPRT 1基因位于Xq26.1，全长40.5 kb，包括9个外显子和8个内含子，编码218 个氨基酸，迄今已报道600 多种致病变异，包括碱基置换、移码、缺失、剪接和插入等不同类型。本组8 例患儿的基因变异均为已报道的致病变异，其中例1 的两个姐姐携带致病变异，例1、3、4、6 及例8的母亲为致病变异携带者。

HPRT1基因变异导致次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶活性受损，HPRT是体内广泛存在的一种细胞质酶，把次黄嘌呤转化为次黄苷酸，把鸟嘌呤转化为鸟苷-磷酸，次黄嘌呤及鸟嘌呤的嘌呤基团代谢为尿酸[7]。人体内嘌呤核苷酸通过“从头合成途径”和“补救合成途径”合成，大脑内缺乏从头合成途径的酶体系，只能通过补救合成途径合成嘌呤核苷酸，因此HPRT在大脑水平较高，尤其基底节区浓度最高[8]。HPRT 作为补救合成途径中的关键酶，其活性受损时，5-磷酸核糖基-1-焦磷酸不能分解而堆积，导致嘌呤产生增多，分解产物尿酸增多，引起高尿酸血症，可引起梗阻性肾病、痛风性关节炎，并出现神经系统功能异常[9]。Vargiami等[9]曾经报道2例患者，在病程进展过程中出现了肾钙质沉着症和肾衰竭，影像学检查提示肾髓质实质性病变。Mishima 等[10]报道了1 例表现为痛风、家族性高尿酸血症的22 岁男性，其兄弟及祖父青少年时均患有高尿酸血症，通过基因分析确诊为本病，因此强调HPRT 缺陷也应被认为是家族性青少年痛风的潜在原因。本组8 例患儿均有高尿酸血症，3 例已发生泌尿系结石。8 例患儿父母及健康的兄弟姐妹血尿酸正常。

Tschirner等[11]采用高效液相色谱法和串联质谱法分析HPRT1基因敲除小鼠大脑、小脑及延髓中的谷氨酸、γ-氨基丁酸、乙酰胆碱、5-羟色胺、5-羟吲哚乙酸、去甲肾上腺素、肾上腺素等神经递质，基因敲除小鼠脑内上述神经递质水平与正常小鼠无异，据此推测HPRT活性缺乏主要影响的是多巴胺系统，但其他神经递质的功能可能因多巴胺系统功能变化而受到不同程度的影响。脑内尿酸蓄积对基底节造成损伤，可导致认知障碍、神经功能障碍和自残行为[12]。部分本病患儿早期神经系统症状为运动发育落后，伴中枢性肌张力低下，随着病情进展，逐渐出现肌张力障碍、手足徐动、认知损害及行为异常，自残为本病较为标志性的临床表现，可见咬口唇、舌、牙齿、手指、前臂，撞击头部和肢体等行为，部分患者伴抽搐发作[13-16]。患者中枢性肌张力低下、手足徐动和肌张力障碍等锥体外系症状出现较早，易被误诊为脑损伤、脑性瘫痪等，甚至直至患儿出现了严重自残行为才引起重视，获得确诊。本组8例患儿均因运动发育落后引起注意，存在锥体外系及锥体系症状，部分患儿肌张力减低，先后接受神经康复治疗，疗效欠佳。

Lesch-Nyhan综合征患儿常于3岁前出现自残行为，表现为咬嘴唇、面颊和舌，随着病程进展出现咬手指、撞击头部等[17]。自残行为的严重程度通常在数年内无明显加重趋势。发病年龄越早，自残行为越严重[18]。剧烈持久的自残行为可导致唇周组织及部分或整体手指的缺失[17]。本组中4 例患儿在1 岁前出现了咬嘴唇，导致口周组织缺失；1例在19个月时开始咬手指；1例4岁开始撞头，家长采取了措施固定四肢，未出现手部自残动作。本组8例患儿无惊厥发作，2例视频脑电图异常。

HPRT活性测定方法主要采用全血、自然细胞、溶液等标本，测定HPRT 催化次黄嘌呤和鸟嘌呤分别生成的次黄嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸[19]。本组8例患儿症状典型，血尿酸显著增高，基因诊断明确，未进行HPRT活性测定。根据HPRT活性受损程度，酶活性完全缺乏（＜1.5%）导致经典型Lesch-Nyhan综合征，典型临床特征包括高尿酸血症及其后遗症如痛风性关节炎、泌尿系结石，运动障碍如肌张力障碍、不自主运动、认知损害以及自残行为；HPRT活性部分缺乏（1.5%～8%）导致Lesch-Nyhan 综合征变异型，又叫中间型，临床症状相对较轻；最轻微的表型为HPRT相关性高尿酸血症（OMIM 300323），患者HPRT 活性＞8.0%，一些患者表现为高尿酸血症及其伴随症状，运动障碍及认知损害症状轻微，通过专业神经系统查体才能发现。介于Lesch-Nyhan 综合征和HPRT 相关性高尿酸血症表型之间的神经系统功能及行为异常被称为HPRT 相关性神经功能障碍，患者HPRT活性1.5%～8.0%，临床表现包括尿酸生成过多及神经功能障碍，无自残行为[6,20-21]。本文8例患儿均未行酶活性检测，但结合患儿临床表现及其他实验室检查指标，考虑均为经典型LNS。

在同一家系中携带相同变异的患者表现出不同的临床表型，由此推测除了残存酶活性水平，还有其他因素影响临床表型，亦即遗传性和非遗传性因素同时在调节HPRT 的mRNA 翻译水平[20]。此外，其他学者发现Lesch-Nyhan综合征患者的基因变异发生在非编码区[6]。亦有患者的HPRT 活性水平正常，并且HPRT的基因编码区未发现任何变异，说明有HPRT 1基因以外的基因调控着Lesch-Nyhan 综合征患者的神经行为[22-24]。因此，关于mRNA水平的研究对解释患者基因型和表型之间的关系十分关键[25]。Lesch-Nyhan 综合征患者的临床表型呈逐渐加重趋势，文献报道中的患者神经行为评估的时机不同，严重程度不同，有些患者报道时年龄尚小，临床症状可能尚未完全表现出来。部分患者在被报道时由于未出现自伤行为而被诊断为Lesch-Nyhan综合征变异型，随着病程进展出现自伤行为以后修正诊断为Lesch-Nyhan综合征[21]。

Lesch-Nyhan 综合征的常见实验室检查异常主要是高尿酸血症、高尿酸尿症及泌尿系尿酸结石。尿酸结石可通过CT 检查发现，腹部X 线及超声有时不能发现异常。诊断主要基于临床表现和检查结果，一些患者血清尿酸高达1 000 μmol/L，尿尿酸达150～850 μmol/（kg·24 h），红细胞或成纤维细胞中次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶活性显著下降，HPRT1基因检出致病变异有助于确诊及家族成员的携带者筛查，指导遗传咨询及产前诊断。本组8例患儿均有高尿酸血症，3 例有尿液结晶，2 例有泌尿系结石，均获得了基因诊断。

Lesch-Nyhan综合征治疗困难，多为对症治疗。别嘌呤醇可改善高尿酸血症，应仔细观察和调整剂量，过量可导致黄嘌呤尿症和医源性黄嘌呤尿石症。也有报道使用非布司他治疗高尿酸血症取得良好临床疗效的病例[10]。地西泮、巴氯芬、氟哌啶醇和/或巴比妥类药物可治疗痉挛和肌张力障碍。对于自残行为需通过身体约束和行为治疗来管理。Lesch-Nyhan综合征预后不良，本组8例患儿获诊时均已存在明显的神经精神损害，5例经治疗后血尿酸下降，症状好转，2例死亡，1例未坚持治疗，病情不稳定。

Lesch-Nyhan 综合征预后不良，大部分患者通常在中年时死于肾衰竭或淋巴细胞和免疫球蛋白G水平降低而导致的感染[26-27]。Vargiami等[9]曾报道2例Lesch-Nyhan综合征，超声显示肾脏发育不良，双侧弥漫性高回声，别嘌呤醇从5 mg/（kg·24 h）逐渐增加到10 mg/（kg·24 h），并口服碳酸氢盐，将尿液碱化至pH 6.5～7，患者肾功能好转，血清和尿尿酸水平明显降低，蛋白尿无明显改善，2年后患者出现慢性肾功能不全，经过1年腹膜透析治疗后肾衰竭。Piedimonte等[28]通过对5例患者深部苍白球刺激治疗和随访，观察到患者的肌张力障碍症状明显改善，自残伤害行为完全消失。Kállay 等[29]对2 例患者进行了造血干细胞移植，患儿在移植后数年内神经发育水平有所改善，未出现自残行为。

Lesch-Nyhan综合征临床表现多样，常见运动发育落后、锥体外系及锥体束症状，易被误诊为脑性瘫痪，早期检测血尿酸可发现高尿酸血症，早期诊断，合理治疗可显著改善预后。基因诊断是防控Lesch-Nyhan综合征的关键，携带者筛查、产前诊断可减少家族中Lesch-Nyhan综合征的再发[30]。