女性新生儿期起病型鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症1例并文献复习

崔清洋，刘 娟，曹银利，张春燕，王喜成

(1.新乡医学院第一附属医院 儿科，河南 卫辉 453100；2.鹤壁市妇幼保健院 儿科，河南 鹤壁 458030)

鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症(ornithine transcarbamylase deficiency，OTCD，MIM #311250)是由于鸟氨酸氨甲酰基转移酶(ornithine carbamoyl-transferase，OTC)缺乏造成尿素循环障碍的罕见先天性遗传代谢病，其发病率1∶40000～1∶80000，有种族和地区差异。

OTCD是尿素循环障碍中最为常见的一种疾病，占总尿素循环障碍患者发病率的2/3[1]，也是尿素循环的一种严重类型，OTC基因变异后造成该酶活性下降或丧失，鸟氨酸和氨甲酰基生成瓜氨酸受阻，氨不能被代谢为无毒的尿素排出体外，导致血氨升高、血瓜氨酸降低、血谷氨酸升高、尿乳清酸排泄增加等生化异常，血氨异常升高后出现中毒性脑病表现。

导致该病的OTC基因呈X连锁隐性遗传，具有显性基因的女性纯合子和半合子男性发病，杂合子女性携带者也可发病，但临床表现一般较男性轻，而半合子男性患者病情较重，而本病多为男性发病，女性发病机制尚不清楚，可能和X染色体偏斜失活有关[2]，即携带OTC基因致病变异的X染色体异常活化，使正常的OTC基因无法正常表达，导致OTC活性下降。

OTCD临床上分两种类型，即新生儿期起病型OTC完全缺乏型和迟发型(或为婴儿期发病型)OTC部分缺乏型，长期的研究显示OTC部分缺乏型的发病比例(82%)高于OTC完全缺乏型(18%)。新生儿期起病型多见于男性杂合子发病，女性发病罕见[3]。而迟发型部分缺乏型可以是半合子男性和杂合子女性。

杂合子女性发病年龄及临床表现个体差异明显，与基因突变类型、等位基因异质性及携带变异基因的X染色体的残存活性有关，可表现为严重的新生儿期起病型，但女性新生儿期起病型罕见，为此我们回顾性分析1例女性新生儿期起病型OTCD的临床及基因检测结果，以期加强对本病女性新生儿期起病型OTCD的认识。

1 临床资料

因血尿遗传代谢病筛查提示OTCD，故在患儿家属知情同意下采集患儿及父母、姐姐和双胞胎弟弟外周血行基因检测，Kangso CNV 分析发现：OTC基因exon1-10全部或部分可能存在缺失变异，QPCR 验证发现受检者OTC基因exon1-10杂合缺失，母亲携带exon2和4杂合缺失变异(图1)，父亲、姐姐及双胞胎弟弟未携带外显子缺失变异。由于OTC基因缺陷，OTC酶活性完全丧失，导致尿素循环障碍及高氨血症发生。

图1 QPCR 验证受检者 OTC 基因 exon1-10杂合缺失，母亲携带exon2和exon4杂合缺失

2 讨 论

OTC基因定位于Xp21.1，基因全长约73 kb，包含10个外显子，编码354个氨基酸，经转录后修饰形成含322个氨基酸的OTC，该基因大多表达于肝脏，很少一部分表达于小肠黏膜。目前已报道400多种突变和29个多态性位点，其中4%为大片段缺失变异，小片段缺失变异或插入变异占12%，84%为单碱基替代突变。42%基因变异与新生儿有关，21%基因变异与迟发型有关，37%基因变异与女性发病有关。

OTC基因变异位点和OTCD发病年龄及病情的严重程度有一定关联[3]，绝大多数新生儿患者变异位于蛋白内部或活性位点的残基，如OTC基因第5外显子上的c.516C>G纯合变异导致酶内部结构域的构象发生改变，酶很难与鸟氨酸结合，酶活性几乎丧失；而迟发型患者的变异大多和远离活性位点或位于蛋白表面残基有关，如OTC基因第8外显子c.785C>T使得262号编码区发生错义变异，仅仅影响了OTC与年氨酸底物的结合。韩国1995～2005报道13名均为男性新生儿起病型的患儿，测序发现9个单碱基替代突变，3个缺失变异(c.571del，c.796-805del，c.853del)，其中单个碱基替代突变中有3个位于β折叠，2个分别位于α螺旋和结合区域。另外新生儿起病型中有1个单碱基替代突变位于磷酸氨基甲酰结合域，4个单碱基替代突变位于鸟氨酸结合域。新生儿起病型患儿通常显示OTC残基无活性和无效等位基因。迟发型一般位于蛋白表面的α-螺旋区域，新生儿发病型通常位于蛋白内部的β折叠区域，但是新生儿发病型的1个单个碱基的替代突变位于α螺旋区域末端和结合区域附近。

文献报道10%～15%的OTCD患者存在OTC基因大片段缺失，而通过基因测序检测到的小缺失(约数个碱基对)占所有OTC基因突变的4%。加拿大和美国研究者发现有OTCD临床症状但OTC基因测序阴性的27例(包括17名男性和10名女性)患者中，大约50%(1名男性和10名女性)发现有自4.5 kb到10.6 MB不等的基因缺失，且大部分为新生变异。推测OTC基因缺失患者中女男比例高的原因在于男性患者的生存能力低于具有相似缺失的女性患者和缺失主要发生在精子形成过程中，或女性不等交换可能更大。

美国研究者证实OTC基因缺失常见于有OTCD症状的女性患者。大多数女性缺失携带者常常因为异常X染色体优先失活而无症状，但由于肝脏随机组织特异性X染色体失活模式而缺乏/无OTC活性的携带者除外。

Storkanova等[4]报道12例新生儿期起病型OTCD患儿，其中仅有1例杂合子女性新生儿，为p.Lys210Gln的单碱基替代变异。而检测出大片段缺失的分别是缺失10 kb(exon5和exon6)的男性新生儿患儿和缺失24.5 kb(exon9和exon10)的3岁女性患儿。捷克也报道1例女性新生儿期起病型OTCD，测序发现位于exon6的Lys210Gln单碱基替代变异。龚珠文等[5]报道5例OTCD患儿中，有1例20天男性新生儿检测出携带exon7-10的纯合缺失。Choi等[6]报道20例新生儿起病型OTCD患儿，死亡率达到45%，其中2例男性患儿分别携带exon10缺失和exon6-10的缺失。Shao等[7]报道1例3天发病的新生儿期起病型OTCD男性患儿，测序发现全OTC基因缺失，第5天死亡。美国报道出生第3天表现为喂养困难、脑病和高氨血症(464 μmol/L)的女性新生儿患儿，谷氨酰胺(3 369 μmol/L)及尿乳清酸(3 369 μmol/L)均显著升高，尽管进行积极治疗，但血氨升高到最高值的1810 μmol/L，停止治疗后第4天死亡，肝活检标本提示OTC酶活性下降，使用寡核苷酸微阵列比较基因组杂交技术发现X染色体(从Xp11.4-21.2)大片段缺失，长约7.4 Mb的缺失自DMD基因的端粒侧延伸至位于着丝粒侧的OTC基因exon4内。

综上，男性新生儿期起病型OTC基因变异可见大片段缺失变异，而女性新生儿期起病型OTC基因变异以单碱基替代多见，罕见大片段缺失变异。本例女性新生儿起病型患儿经二代测序预测及经 QPCR 验证，发现患儿OTC基因的exon1-10即全部外显子的杂合缺失，母亲携带exon2和4杂合缺失，父亲、姐姐及双胞胎弟弟未携带外显子缺失，患儿缺失的外显子较母亲缺失的外显子明显增多，考虑与新生变异有关。家系成员中患儿和双胞胎弟弟为双绒毛膜双羊膜囊，双胞胎弟弟测序未发现携带外显子缺失，且本病男孩多见，考虑与双胞胎携带的遗传物质不相同有关。因女性携带者表型多样，可以无症状或发病，而患儿母亲携带exon2和4杂合缺失，但无临床表型，支持文献报道。

除单碱基替代变异、插入变异和缺失变异外，日本报道3例年龄分别为3天、4天和6天的男性新生儿起病型患儿均携带OTC基因内含子变异，同时OCT酶活性检测均为0。Jang等[8]报道约10%～15%临床诊断为OTCD患者常规分子检测后未发现发现C基因编码区域或OTC基因剪接连接处OTC基因变异，回顾性研究他们的DNA发现其中9例OTC基因调控区域序列变异。8名患者OTC基因启动子有独特序列变异，1名患者在OTC基因增强子中发现新生序列变异。这9种序列变异均影响OTC基因高度保守位置。功能研究显示上述9种序列变异的基因表达均减少，其中2个序列变异导致HNF4转录因子与突变位点结合减少。上述研究报道均扩充了OTC基因变异的类型。

OTCD患儿由于OTC缺乏，瓜氨酸合成障碍，尿素循环中断，导致体内血氨增高，血瓜氨酸、 精氨酸降低，而尿液中乳清酸和尿嘧啶排泄增加，最终以高血氨引起的中枢神经系统功能障碍及血、 尿中多种有机酸代谢异常为主要表现。急性起病型在新生儿期发病，为OTC完全缺乏，临床表现为嗜睡、昏迷、高氨血症等，病情发展迅速。本例女性新生儿经过出生后正常的48小时后急性起病，表现为反应差及抽搐，伴吮奶少，嗜睡至昏迷，血氨持续升高，符合新生儿期发病型临床特征。

血液透析和(或)血液透析滤过是治疗急性高氨血症脑病的首选方法，具有良好疗效。尽管迅速清除血氨治疗后临床症状和实验室指标改善，但新生儿期发病型OTCD预后仍然很差，又新生儿期高氨血症昏迷治疗成功后，即使给予适当治疗，也容易再次发生高氨血症，这些患儿通常须在6个月龄时行肝移植治疗改善生活质量。国内周光鹏等[9]报道3例肝移植手术女性患儿，起病年龄分别为18个月、21个月和36.5个月，肝移植月龄分别为48个月、36.3个月和65.5个月，由此可见肝移植均在新生儿期后的1年内进行。

总之，我们首次在国内报道1例OTC基因外显子1-10杂合缺失变异致女性新生儿期起病型OTCD，丰富了OTCD病例的临床表型。