多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1例病例报告

王伟青 宋东坡 于春冬 吕金峰 李文杰

1 病例资料

男，14 d，因新生儿疾病筛查肉碱异常入青岛市妇女儿童医院就诊。

患儿系G2P2，胎龄41周，出生体重3 350 g，Apgar评分10分。父母体健、非近亲结婚，母亲孕期产检未发现异常。有一胞兄16岁，体健，智力及体格发育正常。母亲自述自己有一胞妹8岁因病去世，病因未明。

体格检查：体重3 490 g，身长48 cm，头围30 cm，营养发育良好。精神反应可，心肺听诊无异常，呼吸43·min-1，前囟平软，浅表淋巴结未触及，双侧瞳孔反射未见异常，神经系统查体未见异常，腹软，肝脾无肿大，四肢活动好，肌张力正常。皮肤黏膜生理性黄疸未退，无皮疹。

实验室检查：血常规WBC 5.98×109·L-1，RBC 3.86×1012·L-1，Hb 102 g·L-1，PLT 279×109·L-1。新生儿疾病筛查结果异常，多项酰基肉碱增高(表1)。气相色谱-质谱法联用分析显示尿液有机酸无特异性改变。颅脑和腹部B超未见异常。

基因检测：取得患儿家长知情同意后，分别抽取患儿及其父母外周血2 mL，使用QIAGEN®试剂盒提取基因组DNA，纯化扩增后用MiSeq测序仪(Illumina Inc，USA)对4 811个临床相关基因的外显子区域进行二代高通量测序。TruSight One Sequencing Panel根据人类基因突变数据库(HGMD Professional)、在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)、GeneTests网站 (www.genetests.org)、Illumina等公司的其他商业化试剂盒的信息，使用BWA算法将所有数据与参考序列(UCSC hg19)进行比较[1, 2]。通过筛选和生物信息学软件(PolyPhen，Variant Taster和SPIDEX)分析预测结果，对基因的功能、变异情况以及遗传模式进行分析，得到可疑候选突变，根据蛋白质结构和突变位置结构保守性预测该基因突变对蛋白功能的影响。对患儿行基因测序和父母验证后发现，该患儿存在ETFDH基因复合杂合突变，即c.872T>G(p.Val291Ala)和c.1084G>A(p.Gly362Arg)，其中c.872T>G来自父亲，c.1084G>A来自母亲，支持多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症(MADD)的诊断(图1)。根据HGMDpro数据库显示，ETFDH基因c.872T>G为临床意义未明突变，SPIDEX软件预测影响外显子剪接可能较小(预测值78)，Polyphen软件预测结果为致病，SIFT软件预测为有害(0.009)。c.1084G>A为疑似致病突变，SPIDEX软件预测可能会影响外显子剪接以形成新的剪接位点(预测值1.4)，Polyphen和SIFT软件预测结果分别为致病和有害(0.034)。

图1 病例家系测序结果

注 患儿存在ETFDH基因c.872T>G(p.Val291Ala)和c.1084G>A(p.Gly362Arg)复合杂合突变，其中c.872T>G来自父亲，c.1084G>A来自母亲

本院确诊后在青岛和上海两地随访，情况稳定，未出现明显发育迟缓、肌张力减退现象。早期干预措施为口服维生素B2和左旋肉碱。维生素B2每日2次，4月龄时剂量由30 mg增加至50 mg；左旋肉碱每日3次，每次500 mg。低脂低蛋白高碳水化合物饮食喂养。治疗后，MADD引起的代谢指标改善，血清酰基肉碱比初始水平低50%以上(表1)。随访至5月龄时，患儿肌肉较正常儿童张力减退，5月龄时没有自发动作，头部控制能力差，10月龄不能自主坐立，脑和脊髓MRI、肝脏超声和超声心动图未见异常，肝功能正常。患儿未发现先天畸形，新生儿期未发病，考虑迟发型MADD。

表1 新生儿疾病筛查和治疗后酰基肉碱水平情况(μmol·L-1)

2 讨论

MADD(OMIM231680)是一种罕见的脂肪酸、氨基酸和胆碱代谢的常染色体隐性遗传病，由线粒体电子传递黄素蛋白(ETFA，OMIM 608053；ETFB，OMIM 130410)α或β亚基中的变体或电子传递黄素蛋白脱氢酶(ETF-QO，OMIM 231675)引起[3]。根据发病时间可分为3型，Ⅰ型为伴有先天畸形的新生儿型，Ⅱ型为不伴有先天畸形的新生儿型，Ⅲ型为症状较轻的迟发型[4]，常见先天畸形包括巨头、前额高、鼻梁低平、眼距宽、外耳畸形、内脏移位、多囊肾、生殖器畸形等。迟发型可以在任何年龄出现，大多数存在于年龄较大的儿童和成人中。临床症状表现为近端进行性肌病，肌肉活检显示脂质沉积性肌病[5, 6]。MADD已被纳入许多国家的新生儿疾病筛查计划，筛查主要依赖于血浆酰基肉碱分析和尿液有机酸含量分析，但在确诊时基因诊断更为重要[7, 8]。

目前为止，ETFA、ETFB或ETFDH基因纯合和复合杂合变异涵盖了几乎所有MADD发病类型。ETFA和ETFB中的变异倾向于引起新生儿发病形式，而ETFDH变异通常以迟发型存在。本文患儿基因检测存在ETFDH基因复合杂合突变，后续随访中未出现发病症状，考虑迟发型MADD。目前已报道ETFDH中的错义突变广泛分布在ETF-QO蛋白的黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、泛醌结合区(UQ)和4Fe-4S结构域中[9-14]，FAD和UQ功能域紧密结合并且共享结构元件，FAD与黄素结构域中蛋白质折叠的相互作用可能影响UQ功能结构域[14]。MADD发病的严重程度取决于基因变异的位置，迟发型MADD相关的大多数错义突变与FAD结构域和UQ结构域相关[15]。

以“MADD”、“Multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency”、“ETFDH”、 “戊二酸血症Ⅱ型”和“多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症”为检索词，对PubMed、中国知网、万方数据库和维普数据库进行检索，检索时间为2000年1月1日至2018年12月31日。总结报道所有与MADD相关的基因突变类型，共28篇文献[1-28]，其中英文文献26篇，中文文献2篇，共127例病例，涉及128种突变，其中错义突变104种，缺失10种，插入5种(表2)。多数突变致病性未明，临床数据库、计算机预测和蛋白结构分析的组合能够提供关于新突变对MADD患者的蛋白质功能和临床表型的可靠和及时的信息。检索文献总结了亚洲人中ETFDH基因的热点变异，中国北方患者以c.770A>G(p.G362R)和c.1227A>C(p.L409F)常见，在中国南方患者中c.250G>A(p.A84T)常见[26]。表明ETFDH突变类型有地域性分布[27]，这对该疾病的分子流行病学有意义。

维生素B2是治疗迟发型MADD有效且理想的方法。Gempel等研究中提到7例MADD患者均出现肌张力减退等脂质肌病症状，仅低脂饮食治疗无效，给予维生素B2(100 mg·d-1)后，症状明显改善，几个月后，患者症状完全恢复正常[28]，这类患者又被称为核黄素反应型MADD。补充维生素B2可能增加线粒体内FAD浓度。维生素B2对ETF-QO蛋白表达的影响主要是通过FAD结构域，影响FAD结构域折叠的动力学或热动力学，限制了蛋白质结构有利构象的数量[18]。FAD与折叠中间体的结合可以抵消由此导致的熵增加从而增加整体未折叠结构。FAD的结合可以促进蛋白质正确的折叠、组装和提高蛋白质稳定性以及催化活性[19]。

表2 ETFDH基因突变位点及氨基酸蛋白质变化

续表1 c.1074G>Cp.R358S/c.433G>Cp.D145HUQc.1078G>Cp.A360P/c.451A>Gp.T151A/c.1084G>Ap.G362RUQc.503A>Gp.N168SUQc.1099A>Gp.N367DUQc.508G>Tp.G170C/c.1130T>Cp.L377P/c.524G>Ap.A175HFADc.1141G>Cp.G381A/c.524G>Tp.R175LFADc.1205C>Tp.T402IFADc.528G>Cp.L176FFADc.1211T>Cp.M404T/c.560C>Tp.A187V/c.1212T>Cp.M404TFADc.571G>Ap.G191SFADc.1217G>Ap.S406N/c.622G>Cp.A208HLinkerc.1227A>Cp.L409FFADc.643G>Ap.A215TFADc.1285G>Cp.G429A/c.65A>Gp.K22RMTPc.1295T>Ap.V432GFADc.692T>Cp.F231SFADc.1331T>Cp.V444AFADc.715G>Ap.A239TFADc.1351G>Cp.V451L/c.728T>Cp.I243TFADc.1366C>Tp.P456SUQc.736G>A//c.1367C>Tp.P456LUQc.769T>Cp.T257HFADc.1378G>Tp.G460∗PTCc.770A>Gp.Y257CFADc.1395T>Gp.Y465∗PTCc.79C>Tp.P27S线粒体靶向肽c.1399G>Cp.G467RUQc.806A>Tp.G269L/c.1436G>Cp.R479TUQc.835T>Cp.W279RUQc.1445A>Tp.G482V/c.872T>Gp.V291GUQc.1448C>Tp.P483LUQc.877C>Gp.H293AUQc.1450T>Cp.W484RUQc.890G>Tp.W297L/c.1454C>Gp.T485SUQc.892C>T//c.1519T>Gp.Y507D/c.920C>Gp.S307CUQc.1522C>Ap.P508T/c.949C>Ap.P317TUQc.1528C>Tp.P510SUQc.950C>Gp.P317R/c.152G>Ap.R51QFADc.976G>Cp.G326RUQc.1531G>Ap.D511NUQc.992A>Tp.N331I/c.1544G>Tp.S515L/c.993T>Gp.N331KUQc.158A>Gp.L53Arg/c.998A>Gp.Y333CUQc.1601C>Tp.P534L/c.449_453delTAACAp.L150T/c.1649T>Gp.L550P/c.1270_1273del//c.1657T>Cp.Y553H4Fe4Sc.1241_1246delp.I414_P415delFADc.1675C>Tp.R559X/c.1254-1257delp.L418TfsX10UQ & 4Fe4Sc.172G>Ap.E58KPTCc.1281_1282delp.I428Rfs∗6PTCc.1732C>Tp.A578T4Fe4Sc.1372_1375delp.C458Tfs∗10PTCc.1744A>Tp.N582YFe4Sc.1773_1774delp.C592∗PTCc.1763A>Gp.H588RFe4Sc.213_215delp.V72delFADc.1768A>Gp.K590E/c.973del312p.325del48FAD&4Fe4Sc.1774T>Cp.C592R/c.453delAp.G152AfsTer15/c.1787A>Gp.D596G/c.1471_1473delins8p.S491GfsX3/c.191G>Ap.R64KFADc.1583_1584insAp.N528KfsX3/c.226G>Ap.A76KFADc.361_362 insTp.P121Lfs∗5PTCc.227C>Ac.51_52insTp.A18fs/c.236C>Gp.A79GFADc.606+5insT//

注 FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸；UQ：泛醌结合区；PTC：跨膜蛋白受体；/：文献中未提到影响的蛋白结构域