ACTA-I基因复合杂合突变引起β-酮硫解酶缺乏症临床分析

高玉凤，单小鸥

（1.温州医科大学附属第二医院育英儿童医院 儿童内分泌遗传代谢科，浙江 温州 325027；2. 舟山市普陀区中医院 儿科，浙江 舟山 316000）

β-酮硫解酶缺乏症（β-ketothiolase deficiency，BKTD）是由ACTA-I基因突变引起的。ACTA-I 基因主要编码β-酮硫解酶，该酶参与酮体的代谢与异亮氨酸的分解代谢过程。ACTA-I基因突变引起的BKTD属常染色体隐性遗传病，据国外报道发生率约为1/232 000[1]，国内发病率未知，仅有几例报 道[2-5]。由于其发作时存在代谢性酸中毒，与其他原因引起的代谢性酸中毒容易混淆。为能够对BKTD进行早期诊断和治疗及后续的随访与观察，现将1例在温州医科大学附属第二医院育英儿童医院经基因测序确诊的BKTD的临床病例进行回顾性分析和总结，报告如下。

1 临床资料

1.1 临床表现 患儿，男，4岁，因“发热2 d，呕吐1 d，气促、神软7 h余”于2017年9月13日入住温州医科大学附属第二医院育英儿童医院。患儿入院前2 d出现发热，最高体温38.5 ℃，伴流鼻涕，轻微咳嗽。入院前1 d出现呕吐，伴有腹痛，无腹泻，无口渴喜饮，体温正常，至我院就诊，考虑“呕吐待查：急性胃炎”，予磷酸铝凝胶、布拉氏酵母菌散等治疗1 d后无好转再次来我院就诊，拟诊为“急性胃炎”，予“奥西康针”治疗，输液过程中患儿出现气促，呼吸费力，伴神软、嗜睡，面色苍白，考虑患儿病情重，急诊收住我院抢救室，查血气分析、血糖，诊断为“低血糖，严重代谢性酸中毒”，予10%葡萄糖静脉推注和维持、碳酸氢钠纠酸、吸氧等处理后血糖恢复正常，精神好转，稍烦躁，呼吸稍促，体温正常。为求进一步诊治，以 “低血糖，严重代谢性酸中毒”收住我院儿童内分泌遗传代谢科。入院体格检查：体温36.5 ℃，呼吸30次/min，心率110次/min，血压110/64 mmHg （1 mmHg=0.133 kPa），体质量15 kg。神志清，精神一般，瞳孔等大0.3 cm，对光反射灵敏，口唇黏膜干燥，呼吸稍促，三凹征（-），两肺呼吸音粗，未闻及干湿啰音。心律齐，心音中，腹平软，肝肋下4 cm， 脾肋下未及，四肢肌力、肌张力正常，病理征阴性。

患儿于2014年9月1日至2014年9月17日曾因“手足口病（危重症）、手足口病脑炎、代谢性酸中毒、有机酸代谢异常可能”在我院住院治疗，当时尿气相质谱发现除酮体有明显增高外，尿乳酸、3-羟基丙酸、2-甲基-3-羟基丁酸、3-羟基异戊酸、2-乙基-3-羟基丙烯酸也有不同程度增高，未发现2-甲基乙酰乙酸（2MAA）和巴豆酰甘氨酸（TIG），由于诊断未明，建议做外周血DNA检测，当时家长拒绝，曾去外院复查血尿代谢未见异常。

1.2 辅助检查 实验室检查：急诊血常规正常，静脉血气分析：pH 7.085，PCO217.5 mmHg， PO268.4 mmHg，HCO3-5.1 mmol/L，剩余碱（BE）-22.89 mmol/L，提示严重代谢性酸中毒。血糖 2.60 mmol/L提示低血糖。尿酮体++。血β-羟基丁酸7.58 mmol/L，提示明显升高。游离脂肪酸 0.96 mmol/L，提示正常高限。乳酸1.7 mmol/L，肝肾功能心肌酶、电解质、血肌钙蛋白、脑钠肽、血脂均正常。血氨、甲状腺功能、丙酮酸正常。C-肽 0.82 ng/mL，胰岛素2.37 μIU/mL，糖化血红蛋白6.4%，均正常。促肾上腺皮质激素、皮质醇、生长激素均正常。腹部B超示：肝大伴回声改变（右肝斜径105 mm，肋下27 mm）。心超、心电图未见异常。

血代谢性疾病筛查：3-羟基丁酸肉碱轻度增高。尿有机酸筛查：3-羟基丁酸增高，提示酮症。

1.3 ACTA-I基因检测 ACTA-I基因检测结果提示c.370A＞C、c.473A＞G复合杂合突变（见图1）。蛋白质预测结果提示蛋白质结构改变，见图2-3。

1.4 治疗和转归 患儿入院后经静脉输注10%葡萄糖4～6 mg·kg-1·h-1，同时监测血糖使血糖维持在4.0～6.0 mmo/L，呕吐及腹痛症状缓解，恢复正常饮食后停静脉葡萄糖。患儿在抢救室经过碳酸氢钠纠酸后入病房静脉血气分析提示pH 7.18，PCO222 mmHg，PO224mmHg，HCO3--10 mmol/L，BE -18.7 mmol/L。仅输注葡萄糖维持血糖正常，7 h后复查静脉血气分析已正常。患儿出院后2个月经基因报告（见图1-3）确诊为BKTD。出院后一直随访至2019年2月未发生酮症酸中毒。

2 讨论

BKTD也称为线粒体-乙酰乙酰辅酶A硫解酶缺乏症，是一种异亮氨酸分解代谢和酮体利用障碍的常染色体隐性遗传疾病[6]。自国外学者1971年首次描述BKTD的临床表现以来，在世界范围内已报道超过100例患者[7]。一项亚洲人新生儿筛查回顾性研究表明，54例β-酮硫解酶（β-ketothiolase，BKT）筛查阳性患者中，有33例越南人，14例印度人，4例中国人，2例日本人[8]。NGUYEN等[9]曾报道过10年间41例患者的临床表现，患者大多在5个月至2岁之间发病，发病者无明显性别差异。发病间歇期通常没有症状。第1次发作92%的患者有发热，90%的患者有呕吐，51%的患者有腹泻，39%的患者有咳嗽，97%的患者有呼吸加快，97%的患者有脱水表现，100%的患者有意识改变，15%的患者有惊厥，10%的患者有低血压；实验室结果显示，100%的患者有代谢性酸中毒并且尿酮体呈阳性，28%的患者有高血糖，8%的患者有低血糖，23%的患者有高氨血症，14%的患者脑影像有异常。大多数情况下，酮症酸中毒发作继发于胃肠道或呼吸道疾病。本研究的患者第1次发作时年龄为1岁10个月，其诱因为手足口病；第二次发作时诱因为急性上呼吸道感染，主要表现为严重酮症酸中毒，同时伴有低血糖。该患者2次发作血氨均正常，与NGUYEN等[9]报道的临床表现相似。

图1 患儿ACTA-I基因检测结果

图2 c.370A＞C突变对蛋白三维模型结构预测分析氨基酸氢键的影响

图3 c.473A＞G突变对蛋白三维模型结构预测分析氨基酸侧链的影响

在酮体代谢过程中，BKT参与肝内外线粒体乙酰乙酰辅酶A和乙酰辅酶A的相互转换[10]。由于肝内存在于线粒体中的长链3-酮酰基-CoA硫解酶（T1）可以起到代偿BKTD缺陷的作用，因此BKTD主要导致肝外酮体利用障碍，造成反复发作的酮症酸中毒。在异亮氨酸代谢过程中，BKT参与终末步骤得到产物乙酰辅酶A和丙酰辅酶A，BKT的缺乏可导致中间代谢产物累积，表现为2-甲基-3-羟基丁酸酯（2M3HB），2MAA和TIG的尿排泄增加，血酰基肉碱分析通常显示异戊烯酰肉碱（C5：1）和3-羟基异戊酰肉碱（C5-OH）肉碱水平升高。以此作为诊断依据，可进一步进行纤维母细胞或淋巴细胞BKT活性的测定，以及ACAT-1基因型的检测。该患者第1次发病时的尿气相质谱主要发现尿中酮体排泄明显增高，第2次发病时的尿气相质谱显示，仅有3-羟基丁酸增高，血串联质谱示3-羟基丁酸肉碱有轻度增高，2次血尿代谢性疾病筛查均未见典型的表现。该检查结果与之前的报道一致，即轻症基因型患者可以没有典型表现，这类患者即使在代谢危重期，尿液有机酸检测也显示TIG和2M3HB正常或只有轻度升 高[11-12]。因此明确诊断仍需做ACTA-I基因突变的检测。

编码BKT的基因ACAT-1定位于11号染色体长臂（11q22.3-23.1），它大约27 kb，包含12个外显子和11个内含子[13]。到目前为止，已经鉴定出了70多种突变[14]。虽然病例数报道较少，但特定人群仍存在一些热点突变，如越南人群中，70%以上的患者中存在热点突变R208X[15]，印度种群中，50%的突变等位基因中发现了M193R[10]。提示将来通过广泛的流行病学研究有发现热点突变的可能。

BKTD的活性中心氨基酸残基为126Cys、385His、 413Cys[16]。本例报道中，突变位点为c.370A＞C、c.473A＞G，为复合杂合突变，2种突变分别来自父母，符合孟德尔遗传规律。c.370A＞C为一新发现的错义突变，但经蛋白质结构预测分析发现，c.370A＞C（p.K124Q）突变会介导其与126位氨基酸的相互作用异常，可能具有致病性。c.473A＞G、p.N158S蛋白质结构预测分析发现氨基酸侧链发生了改变，该突变临近活性位点，可能引起局部空间结构变化从而起到致病的作用，且该位点在HGMD专业版数据库中被报道过与BKTD相关。综上所述，结合患者的临床特点可判断患者的c.370A＞C、c.473A＞G复合杂合突变可能为致病性突变。

值得注意的是，BKTD需要与琥珀酰辅酶A酮酸转移酶缺乏症（Succinyl-CoA：3-ketoacid CoA transferase deficiency，SCOTD）和2-甲基-3-羟基丁酰辅酶A脱氢酶缺陷症（2-methyl-3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase deficiency，MHBDD）相鉴别[17]。BKTD与SCOTD患者都是以间歇性酮症酸中毒为特征的酮体利用障碍性常染色体隐性遗传病。而MHBDD是X连锁隐性遗传病，是由于异亮氨基酸的分解代谢过程中的2-甲基-3-羟基丁酰辅酶A脱氢酶的缺陷引起的。SCOTD患者在新生儿期即可发生酮症酸中毒，即使无临床症状可存在永久性酮尿。然而在BKTD患者中，新生儿发病是非常罕见的。几乎所有的病例都发生在5个月至2岁之间，由感染或饥饿诱发。而MHBDD无酮症酸中毒发作。BKTD和 MHBDD血肉碱的典型变化为异戊烯酰肉碱（C5:1）和3-羟基异戊酰肉碱（C5-OH）的升高，而SCOTD患者无此变化。对患者尿有机酸的研究提示BKTD表现为2-甲基乙酰乙酸、2-甲基-3羟基丁酸、TIG升高，MHBDD 表现为2-甲基-3羟基丁酸、TIG升高，而SCOTD患者无改变。但遇到非典型病例时，需基因协助诊断。

BKTD的治疗包括对缓解期和急性失代偿期的治疗两方面。缓解期治疗包括预防酮症酸中毒发作，如避免禁食、膳食富含碳水化合物，限制脂肪饮食，限制蛋白质1.5～2 g·kg-1·d-1，服用左旋肉碱100～200 mg·kg-1·d-1。急性失代偿期治疗包括治疗低血糖，目标为维持血糖在正常值上限，抑制酮体的合成，酮症酸中毒的治疗。BKTD的预后大不相同，从病死病例到无症状的成人均可发生。少数患者可能永远不会出现临床症状。80%患者表现出正常的神经认知。据文献报道，患者的致病性并发症通常表现为慢性神经症状，尤其是锥体外系运动障碍[18]。DAUM等[19]及HENRY等[20]曾报道2例BKTD患者出现罕见心血管病变事件，其中1例死于心力衰竭，另1例被发现有长QT间期。

总之，BKTD以反复发作的严重酮症酸中毒为特征，第1次发作年龄大多数为5个月至2岁，发作时往往以上呼吸道感染或胃肠炎为诱因，生化特点为血酮体明显升高，血肉碱谱中异戊烯酰肉碱（C5:1）和3-羟基异戊酰肉碱（C5-OH）的升高，尿有机酸中2-甲基乙酰乙酸、2-甲基-3羟基丁酸、TIG的升高[21]，临床上需要与SCOTD和MHBDD相鉴别。遇临床非典型病例，需做BKT和ACAT-1基因测序以明确诊断。