钼辅因子缺乏症1例临床及遗传学分析

张广宇 李三松 杨 磊 王明梅 陈功勋 朱登纳

郑州大学第三附属医院儿童康复科（河南郑州 450052）

钼辅因子缺乏症 (molybdenum Cofactor deficiency，MoCD) 是一种罕见的常染色体隐性遗传的致死性疾病，导致亚硫酸盐氧化酶、黄嘌呤脱氢酶和醛氧化酶的联合缺陷。MoCD主要临床表现包括新生儿期起病难治性癫痫、肌张力异常、小头畸形、喂养困难，发育迟缓等[1]。MoCD 致病基因包括MOCS 1、MOCS 2、MOCS 3和GEPH。目前国内尚无MoCD 病例报道。本例患儿应用目标区域捕获高通量测序确诊MoCD，现回顾分析其临床资料。

1 临床资料

患儿，女，6 月龄。生后第1 天即出现吸吮无力、进食少，第2 天不进食，第3 天出现气促，呼吸无力，反应欠佳，吸吮无力，伴有抽搐及肌张力增高，无发绀，无发热。于当地医院就诊，予呼吸机辅助通气、抗感染、纠酸、止惊等治疗1 周，呼吸改善，但患儿仍吸吮无力。家长自动出院后用勺子喂奶，以后患儿吸吮能力逐渐改善，能用奶瓶喝奶，仍时有抽搐，表现头往一侧歪斜，四肢强直，伴意识丧失，每次持续约1 min，未治疗。3 月龄时患儿不追视、四肢肌张力高。现6 月龄，仍不能追视、四肢肌张力高，时有抽搐情况。患儿系G3P3，足月剖宫产，无窒息、产伤史，出生体质量3.2 kg。父母非近亲婚配，父母及5 岁姐姐均体健。母亲第2 胎也为女婴，生后也有抽搐、不进食情况，2月龄夭折。体格检查：体质量6 kg，头围34 cm（<-3 SD），前囟已闭合，面容无明显异常；不追视、对光反射存在，不追听，不能逗笑，头后仰，俯卧不抬头，双手不能主动抓物，坐位后倾，四肢肌张力明显增高，双膝腱反射亢进。实验室检查：尿酸低95 μmol/L，血代谢筛查（串联质谱法）提示氨基酸和酰基肉碱无异常，尿液有机酸综合分析（气相色谱质谱法）提示3-羟基丁酸增高，尿酸未检测到。视觉诱发电位示双眼、左眼、右眼（红光频闪）波形分化差，主波P 100 不可辨，重复性差考虑双侧视觉通路功能重度异常。因家长拒绝进一步眼部检查，不能确定有无晶状体脱位。头颅MRI示双侧大脑半球多发脑软化、脑萎缩伴胶质增生，双侧基底节及丘脑异常信号，双侧额颞部硬膜下积液（图1）。因家长拒绝未行脑电图检查。

图1 患儿头颅MRI 表现（T2 像）

为进一步明确诊断，经医学伦理审查，父母知情同意，对患儿及父母行全外显子检测和Sanger 测序验证。结果发现患儿MOCS 2基因第6 外显子存在c.473T>G（p.Leu158*）和c.472_477del（p.Leu158_Lys 159 del）复合杂合变异。随后对患儿及其父母行Sanger 测序验证，父亲检出c.473 T>G 杂合变异，母亲检出c.472_477 del 杂合变异（图2）。c.473 T>G（p.Leu158*）为无义突变，预计会导致所编码的蛋白质发生截短从而丧失其正常功能（PVS 1），尚未见文献报道，HGMD 数据库和ClinVar 数据库均未收录，dbSNP147数据库、千人基因组数据库（1000g2015aug_ALL）、ESP6500siv2_ALL数据库、ExAC_AL数据库、gnomAD_genome_ALL数据库均未见收录（PM2）；多种生物信息学软件预测其有致病可能性（PP3）。根据ACMG遗传变异分类标准与指南综合分析，c.473T>G为致病性变异（PVS 1+PM 2+PP 3）。c.472_477 del（p.Leu 158_Lys 159 del）为微小缺失突变（PM 4）；HGMD 数据库和ClinVar 数据库均未收录，千人基因组数据库（1000 g 2015 aug_ALL）、ESP 6500 siv 2_ALL 数据库、gnomA D_genome_ALL 数据库均未见收录，dbSNP 147 数据库和ExAC_ALL 数据库均有收录（rs 770831815，0.00001649）（PM 2）；在隐性遗传病中，在本例患儿反式位置上检测到致病性变异（c.473 T>G）（PM 3）。根据ACMG 遗传变异分类标准与指南综合分析，c.472_477 del 为可能致病变异（PM2+PM3+PM4）。结合患儿临床表现、影像、生化检查及基因检测结果，最终诊断为MoCD。

图2 患儿及父母MOCS2 基因变异位点Sanger 测序图

患儿确诊后于当地康复治疗，1 岁随访时仍时有抽搐，不能追视，不能主动抓物，不能独坐，四肢肌张力高。

2 讨论

MoCD是由参与钼辅因子（molybdenum cofactor，MoCo）生物合成的4个基因变异（MOCS1、MOCS2、MOCS 3和GEPH）所致。在已报道病例中，2/3 是由MOCS 1基因变异引起，其次是MOCS 2基因，然后是GPHN基因。MoCD以常染色体隐性遗传方式遗传，以上4种基因变异所致的MoCD 在临床表型、严重程度无明显差异。MoCD 临床症状大多比较严重，患儿多于生后不久即出现明显症状，包括难治性癫痫、肌张力异常、喂养困难、面容异常（长脸、眼距宽、长人中等）、呼吸困难等，有些在新生儿期或婴儿期夭折，而幸存的患儿会出现严重神经系统症状如难治性癫痫、严重的发育迟缓、小头畸形、痉挛型四肢瘫等，并可能出现非神经系统并发症，如晶状体脱位和泌尿系结石等；但也有少部分发病较晚、症状相对较轻，这类患儿多于2岁内起病，通常临床表现发育迟缓、锥体外系和锥体症状，癫痫发作相对少见[1-3]。

MoCD患儿头颅影像学表现类似于缺氧缺血性脑病，初期表现为脑水肿，并逐渐出现囊性脑软化，皮质和白质萎缩，苍白球、丘脑和丘脑底区局灶性或双侧对称性改变，胼胝体发育不良，脑干-小脑萎缩和脑室增大等[4]。MoCD实验室检查异常包括血清和尿中尿酸水平低，尿亚硫酸盐试验阳性，以及尿黄嘌呤、次黄嘌呤水平升高[5]。

MoCo 是亚硫酸盐氧化酶、黄嘌呤脱氢酶和醛氧化酶功能所必需的，MoCo 的生物合成途径可分为3步：通过MOCS1将三磷酸鸟苷合成环吡喃喋呤单磷酸（cPMP），由MOCS2和MOCS3将cPMP转化为钼喋呤，再由GEPH 插入钼形成MoCo[1]。MOCS 2基因定位在5号染色体的长臂上，由7个外显子组成，该基因编码钼蝶呤合成酶的两个亚基，因此MOCS 2基因变异会导致MoCo 合成障碍，使亚硫酸盐氧化酶、黄嘌呤脱氢酶和醛氧化酶活性丧失。而MoCD 神经功能障碍的主要致病机制可能与亚硫酸盐氧化酶活性缺乏导致亚硫酸盐蓄积有关。亚硫酸盐蓄积会导致大脑弥漫性髓鞘丢失，皮质和中枢神经元丢失，脑实质胶质增生和囊性改变，最明显的是基底节区；同时也会导致小脑神经元丢失，髓鞘缺失，并伴有胶质增生。而黄嘌呤脱氢酶活性丧失会导致嘌呤代谢障碍，尿液中黄嘌呤、次黄嘌呤排泄增加，同时因尿酸生产减少，导致血清和尿中尿酸水平低，但黄嘌呤脱氢酶活性丧失对神经系统无明显影响。醛氧化酶活性丧失多无明显临床表现[6]。已报道的变异在MOCS 2基因所有外显子中都被检测到。MOCS 2基因变异多为无义变异及移码变异，且纯合变异多见，大多由于近亲结婚所致[1-8]。尚未发现MOCS2基因型与表型有明确的相关性，相同的变异会导致不同的表型，如有报道1 例携带纯合错义变异c.3G>9（p.M1I）症状较轻的患者[7]，也有报道携带相同纯合变异，但临床表型却很严重的患者[8]。

本例患儿生后即出现抽搐，伴喂养困难，并逐渐出现小头畸形、痉挛型四肢瘫等，且血尿酸低，尿液未检测到尿酸，同时头颅MRI检查发现双侧大脑半球多发脑软化、脑萎缩伴胶质增生、基底节异常等表现。全外显子组测序发现患儿的MOCS2基因存在复合杂合变异，因此结合患儿临床表现、影像学、生化及基因检查结果，确诊为MoCD。

目前MOCS1基因所致MoCD有特异性治疗药物环吡喃蝶呤单磷酸（cPMP），可减轻神经系统受累[9]，但MOCS 2基因所致MoCD 目前无特异性治疗方法，多为对症治疗。MoCD 预后很差，有研究发现MoCD总体人群的中位生存期为36个月[10]。

综上所述，通过高通量测序技术发现1 例由MOCS2基因复合杂合变异导致的 MoCD患儿；基因检测结果可以为患儿的临床诊断、家系的遗传咨询及产前诊断提供依据。