非对称二甲基精氨酸水平与苯丙酮尿症患者病情控制的相关性

左雪梅， 姚淑慧， 王宏蕾， 陈海荣, 杨志敏, 张铁群, 金艳文

(1.河北省承德市妇幼保健院， 河北 承 德 067000 2.承德应用技术职业学院， 河北 承 德 067000 3.河北省承德市疾病预防控制中心， 河北 承 德 067000 4.河北省承德县妇幼保健服务中心， 河北 承德县 067000)

苯丙酮尿症(phenylketonuria，PKU)是一种常见的由常染色体隐性遗传导致的氨基酸代谢病。据报道，我国新生儿苯丙酮尿症患病率为1/11188。苯丙酮尿症患儿智力发育迟缓，生活学习不能自理，给家庭和本人带来了沉重的精神负担[1，2]。目前，苯丙酮尿症患者尚无特效治疗，主要通过饮食控制来降低苯丙氨酸摄入，阻止临床病情恶化，但根本上不能改善患儿智力发育水平。苯丙酮尿症患者由于基因缺陷问题，缺乏苯丙氨酸羟化酶，机体的苯丙氨酸无法羟化生成酪氨酸[3]。大量堆积在组织里的苯丙氨酸，苯丙氨酸在α-酮戊二酸的作用下脱去氨基，生成苯丙酮酸、苯丙酮酸进一步生成苯乙酸等代谢产物，苯丙酮酸和苯乙酸对脑细胞的发育和成熟以及在神经细胞氨基丁酸摄取和活性方面影响严重[4]。因此，降低苯丙氨酸的摄入和抑制苯丙氨酸向苯丙酮酸的代谢通路是治疗苯丙酮尿症的根本方法。本文通过检测影响苯丙氨酸代谢的影响因子，包括ADMA等，探讨ADMA在苯丙酮尿症患者临床诊断和预测疗效的价值，现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料:选取2016年9月至2019年3月在承德市妇幼保健院定期复查的PKU患儿96例，为研究组，年龄13～18岁，平均年龄(15.33±1.91)岁，根据患儿第一次复查检测时血液中苯丙氨酸水平，分为控制良好组和控制不良组。另选取健康儿童100例，为对照组。参与本次研究的苯丙酮尿症患儿及第一看护人均已签订知情书，并获得医院伦理委员会批准。

1.2纳入、排除标准:纳入标准：①年龄13～18岁。②自查出苯丙酮尿症起，持续使用低苯丙氨酸饮食控制。③临床资料完整。④定期来承德市妇幼保健院复查与随访。排除标准：①四氢生物蝶呤导致的苯丙酮尿症患儿。②患有其他神经和身体发育有关的其他先天性疾病。③患有其他肝性脑病、糖尿病等代谢性疾病。

1.3治疗方法:持续使用低苯丙氨酸饮食控制方法，控制每天的苯丙氨酸摄入量，食用不含苯丙氨酸的低蛋白食物，补充人体必要氨基酸和维生素。

1.4观察指标:采用高效液相色谱法检测患儿第一次复查时血液中对称二甲基精氨酸(Symmetric dimethylARGinine，SDMA)、非对称二甲基精氨酸(Asymmetric dimethylarginine，ADMA)、精氨酸(Arginine，ARG)、总同型半胱氨酸(Totalhomocysteine，HCY)水平。全自动生化检测仪检测血肌酐(Serum creatinine，SCR)、甘油三酯(Triglyceride，TG)、总胆固醇(Totalcholesterol，TC)等，并记录患儿的临床主要症状、韦氏智力量表评分等资料。

2 结 果

2.1一般资料分析:本研究纳入96例患者，收集患者基本资料进行分析，年龄13～18岁，平均年龄(15.33±1.91)岁。研究中男性患者多于女性患者。对参与研究的96名患儿进行为期两年的随访。首次随访为第一次测量后三个月，随后每六个月在复查时进行一次随访。以第一次测量时苯丙氨酸浓度将患儿划分为控制良好组和控制不良组。浓度标准为国内通用的苯丙氨酸控制标准：240～600μmoL/L定义为控制良好，将PHE浓度>600μmoL/L定义为控制不良。组间对比资料显示，两组PKU患儿的智力评分，ADNA，SDMA，ARG，HCY水平均低于对照组(P<0.05)，见表1;控制良好组患儿的ADMA，SDMA，ARG水平及智力评分高于控制不良组，HCY水平低于控制不良组，有统计学差异(P<0.05)，见表2。

表1 Pku患儿组和对照组资料比较

表2 控制良好组与控制不良组资料比较

2.2影响PKU患儿苯丙氨酸浓度单因素分析:将可能对苯丙氨酸浓度造成影响的因素罗列检查，我们发现对PKU患儿苯丙氨酸浓度有影响的因素有以下几种：ADMA，SDMA，ARG，HCY，(P<0.05)。其中ADMA与SDMA，ARG三种因素与苯丙氨酸浓度呈负相关，与智力评分呈正相关，见表3。

表3 影响Pku患儿苯丙氨酸浓度的相关单因素分析

2.3多因素回归分析:将单因素分析筛选出的几个因素进行多因素Logistic回归分析，回归分析显示，苯丙氨酸的高浓度(OR=1.556)是影响智力发育的独立相关因素(P<0.05)。而年龄越大(OR=1.074)和高ADMA水平(OR=2.672)是患儿智力发育的保护性因素(P<0.05)，见表4。

表4 多因素回归分析

3 讨 论

苯丙酮尿症是一种常见的由常染色体隐形遗传导致的氨基酸代谢病，患儿存在反复发作的抽搐和智力发育异常，因此，苯丙酮尿症患儿必须需要在婴幼儿时期尽早发现、尽早严格治疗。然而，苯丙酮尿症这种先天性遗传病难以进行针对性治疗，因此临床采用低苯丙氨酸摄入的治疗方法，降低PKU患儿体内苯丙氨酸水平[5]。大量研究表明，苯丙酮尿症是由于患儿体内苯丙氨酸羟化酶基因突变导致苯丙氨酸羟化酶合成障碍，苯丙氨酸无法合成酪氨酸，血液中苯丙氨酸及其与α-酮戊二酸去氨基化后的一系列代谢产物堆积，从而对患儿神经系统造成影响。其代谢产物，如苯丙酮酸，苯乙酸等在脑组织和神经系统堆积，从而产生毒性，对患儿智力和神经方面受到影响[6,7]。目前通过测量苯丙酮尿症患儿血液中苯丙氨酸水平来判断患儿控制状况，但是对于患儿神经系统、智力发育等情况等尚缺乏指标判断其恢复状况。

ADMA可以通过抑制一氧化氮合酶来使体内NO水平下降，自由基水平升高，人体内ADMA浓度过高会导致线粒体功能障碍[8]。现有实验表明，多种心脑血管疾病与ADMA造成的线粒体功能障碍有关，是动脉粥硬化，高血压，糖尿病的主要影响因素[9]。α-酮戊二酸与线粒体活性呈正相关，线粒体活性越高。在大鼠模型实验中α-酮戊二酸浓度越高，苯丙酮尿症患儿体内无法合成酪氨酸的苯丙氨酸就是通过α-酮戊二酸的代谢通路来进行代谢[10]。我们猜测如果α-酮戊二酸受到抑制，那么苯丙氨酸的代谢就会受到影响，从而使得苯丙氨酸相关代谢物减少，苯丙酮酸和苯乙酸等物质无法在脑组织和神经系统等地方堆积，进而苯丙酮尿症患儿智力发育得以恢复。SDMA与ADMA效用类似，SDMA通过抑制一氧化氮合酶催化的L-精氨酸，来抑制一氧化氮合酶效用。精氨酸在人体内主要参与鸟氨酸循环，促进尿素形成来降低血氨浓度。精氨酸含有较高浓度的氢离子，可以使肝性脑病的酸碱平衡。有使用精氨酸联合泛酸钙来治疗苯丙酮尿症患儿，结果显示，对于发现较迟，错过了治疗时机的脑损伤患儿有着良好的效果。在精氨酸的治疗下，患儿的智商有了一定的提高，但是对于出生开始使用低苯丙氨酸的饮食患儿，精氨酸的效果并不是十分显著，只是有着一定的效果。

在本次实验研究中，正常组的ADMA浓度远高于PKU患儿，这可能意味着PKU患儿的线粒体活性高于正常人，从而使得α-酮戊二酸的浓度高于常人，在缺乏苯丙氨酸羟化酶的情况下，α-酮戊二酸浓度的升高意味着苯丙氨酸与α-酮戊二酸的代谢速度加快，从而代谢产物苯丙酮酸和苯乙酸等增多，大量堆积产生的毒性使患儿的智力发育受到损伤。PKU控制不良组的ADMA浓度也远大于控制良好组，也从侧面证明ADMA可能在上述机制的控制下对患儿的脑神经等造成损伤。正常组和控制良好组、控制不良组的SDMA与ADMA一样呈正相关，并且SDMA与ADMA效用类似，以抑制一氧化氮合酶及其催化产物为主，两者通过抑制作用使得线粒体活性受到一定抑制，在苯丙酮尿症患儿体内可以产生保护作用。

正常组、控制良好组、控制不良组，这三组的精氨酸含量由高到低，与苯丙氨酸浓度和智力评分呈正相关。根据使用精氨酸来治疗苯丙酮尿症患儿的成功先例，我们猜测，苯丙酮尿症患儿体内苯丙氨酸和α-酮戊二酸作用时脱去的氨键连续转氨基作用，最终生成的天冬氨酸及时被精氨酸来转变为尿素排除，从而患儿体内血氨浓度降低，进而影响苯丙酮尿症患儿苯丙氨酸代谢产物的浓度，最终使得苯丙酮酸、苯乙酸等代谢产物在脑组织和神经系统堆积减少，患儿智力得以发育和恢复。

同时本研究中也存在多项不足，研究对象人数较少，可能影响苯丙酮尿症的相关因素纳入不够全面，一些因素的影响可能相互重叠，这些因素对个体的单独效应还需论证等。笔者将在后续研究中一一改进，增加研究人数，纳入更多的影响因素，以大鼠为模型对影响因素一一验证，进一步证实结论。

综上所述，苯丙酮尿症患儿体内，ADMD、SDMD与ARG水平在评估PKU患儿体内代谢情况和智力评分显示出了良好的预测能力，有望作为苯丙酮尿症患者的常规评估指标，以帮助临床医师对苯丙酮尿症患儿情况有进一步认识，做出针对治疗，从而恢复苯丙酮尿症患儿智力发育，减轻患儿家庭精神负担。