可治性罕见病—枫糖尿症

一、疾病慨述

枫糖尿病(maple syrup urine disease，MSUD)是一种少见的常染色体隐性遗传病，美国总体发病 率约为1/185 000，但在某些近亲通婚率高的地区，如宾夕法尼亚州的Mennonite部族发病率可高达1/176^[1]，日本总体发病率约为1/500 000，中国台湾为11100 000，上海市为1/139 000^[2]，浙江省截至 2015年筛查143万例，确诊8例，发病率为1/178 750。该病是由于线粒体中支链a一酮酸脱氢酶复合物  (branched-chain a - keto acid dehydrogenase complex，BCKDH)缺陷导致支链氨基酸转氨形成的相应支链a一酮酸不能氧化脱羧，使患儿神经系统中支链氨基酸增高；谷氨酸、谷氨酰胺和7一氨基丁酸等明显下降，髓质脂类如脑苷脂、蛋白脂质和硫酸脑苷脂等合成不足。患儿脑白质发生海绵状变化和髓鞘形成障碍，以大脑半球、胼胝体、齿状核周围和锥体束等处最为显著，导致严重的脑发育障碍等一系列神经系统损害。因患儿尿中排出大量a一酮-p -甲基戊酸，带有枫糖浆的特殊气味，故而得名。

BCKDH由腕羧酶(E1，包括Ela、E1p两个亚单位)、二氢硫辛酰胺酰基转移酶(E2)和二氢硫辛酰胺酰基脱氢酶(E3)等4部分组成，任一亚单位的缺陷均会导致这一酶复合体功能障碍，造成各种不同类型的枫糖尿症。Ela缺陷为MSUDIA型，编码基因为BCKDHA；Elp缺陷为MSUDI B型，编码基因为BCKDHB; E2缺陷为MSUDⅡ型，编码基因为DBT; E3缺陷为MSUDⅢ型，编码基因为DLD。 目前主要以前3种类型为常见^[3]。

二、临床特征

根据BCKDH酶活性、疾病发病时间、病情进展情况，可分为4型，分述如下^[1]：

1．经典型

约占本病患儿的80%，是最常见也是最严重的一型，其BCKDH活性低于正常儿的2%。患儿出生 后12 h耳屎有枫糖味，5～7天出现枫糖尿。未经治疗的新生儿，出生后48 h内表现为酮尿、易怒、喂养困难。第4～5天逐渐出现嗜睡、昏迷、间歇性呼吸暂停、角弓反张、惊厥发作等神经系统受累的表现。在婴幼儿期，过多的亮氨酸造成恶心、食欲缺乏、肌张力障碍、共济失调等。神经系统的症状呈现多样化，包括认知障碍、多动、睡眠障碍、幻觉等。本型预后较差，多数患儿于出生后数月内死于反复发作的代谢紊乱或神经功能障碍，少数存活者亦有智能低下，痉挛性瘫痪，皮质盲等神经系统伤残。

2．轻型（中间型）

本型患儿的酶活力约为正常人的326～30%，新生儿可无症状，血中支链氨基酸和支链酮酸仅轻度增高；尿液有过量支链酮酸排出。中间型患儿在婴儿期可表现为喂养困难、生长缓慢，也可能在后期表现出非综合征型的智力低下。与经典型患儿一样，他们也易患急性或慢性神经系统后遗症。少数患儿可有酮症酸中毒等急性代谢紊乱情况发生；多数在婴儿期至学龄期前（5个月～7岁）时因智能落后或癫痫等就医时始获确诊。

3．间歇型

患儿在婴儿期及儿童早期体格和智能发育正常，其酶活力为正常人的5%～20%。正常情况下他们能耐受正常用量的亮氨酸摄入，血氨基酸和尿有机酸谱正常或仅有轻度支链氨基酸或酮酸升高。在感染、手术、摄入高蛋白饮食等因素诱发后，可表现出经典型MSUD的临床及生化症状，但极少数病例最终会昏迷或死亡。

4．维生素（硫胺素）有效型

本型患儿的酶活力为正常人的30%～40%，新生儿期不发病，后期发病的临床表现与中间型患儿类似。使用维生素B，（硫胺素）治疗可使患儿临床症状好转、血尿生化改变恢复正常。

三、诊断

1．临床表现

根据临麻症状和尿中枫糖的特殊气味可提示MSUD的可能。

2．血氢基醛分析

应用串联质谱(MS - MS)可通过检测血滤纸片中氨基酸水平对MSUD做出早期诊断。在经典型MSUD患者中，异亮氨酸和缬氨酸一般特异性升高，但也可能正常或降低。亮氨酸则稳定地特异性升高，伴随其他氨基酸降低。因此可用亮氨酸与其他氨基酸（如丙氨酸、苯丙氨酸等）的比值作为诊断依据。此外，别构异亮氨酸>5 µmol/L在所有类型的MSUD都有诊断意义。由于串联质谱仪无法区别同分异构体，故不能区分亮氨酸、异亮氨酸和别异亮氨酸，检测结果为3种物质之和，所以通过串联质谱检测干血滤纸片结果，无法区别经典型与变异型MSUD患者‘妇。变异型患者亮氨酸水平正常，别异亮氨酸水平增高，因此易漏诊。Oglesbee等首次提出“二级指标”，即用高效液相色谱串联质谱方法(LC -MS/MS)提高串联质谱仪的灵敏度^[5]。

3．尿有机酸分析

气相色谱一质谱联用分析法(GC - MS)可在患儿出生后48—72 h后(此时血亮氨酸浓度一般>1 000 Pmol/L)检测出尿中含有大量支链酮酸和支链羟基酸（2一酮异己酸，2一酮一3-甲基戊酸，2-酮一异戊酸，2-羟异戊酸，2-羟异己酸)。

4．酶学检测

测定患儿成纤维细胞、淋巴细胞或肝细胞中BCKDH酶活性可对MSUD进行分型诊断。

5．DNA分析

可用直接测序法对相关基因进行突变分析。

四、鉴别诊断

(1)新生儿脑病[如窒息、低血糖、癫痫持续状态、胆红素脑病（核黄疸）、脑膜炎等]或其他导致新生儿脑病的遗传代谢性疾病（如 β -酮硫解酶缺陷症、尿素循环缺陷、非酮性高甘氨酸血症、丙酸或甲基丙二酸血症等）。

(2)其他一些有机酸尿症如异戊酸尿症、高缬氨酸尿症，鉴别方法为尿中不同的代谢产物。

(3)新生儿败血症：新生儿MSUD发病初期在临床上常表现精神萎靡、拒食、呕吐等非特异性症状，极易误诊为败血症。败血症患儿C反应蛋白和血常规有异常、尿液无焦糖味、MS - MS分析有助鉴别^[2]。

五、治疗

目前，对枫糖尿症患者的治疗，包括急性期危象处理、饮食治疗、其他药物治疗及肝移植治疗。

(1)急性期治疗主要为积极处理感染等导致分解代谢的应激状态，提供足够能量保证患者组织蛋白合成，维持水电解质平衡，防止脑水肿等并发症。治疗原则是：迅速减少体内累积的毒性代谢产物；提供足够的营养物质；促进机体的合成代谢，抑制分解代谢。可采用的措施：①腹膜或血液透析。②全静脉营养：可用去除支链氨基酸的标准全静脉营养液。③胰岛素：用胰岛素0. 3～0.4 U/kg和葡萄糖26 g/kg，治疗需持续数天，以使血支链氨基酸及其酮酸保持在低水平。④基因重组生长激素(r- hGH)：皮下注射，可减少组织蛋白分解。

(2)饮食治疗应尽早开始，终身竖持。需长期高能量低支链氨基酸饮食及定期监测血清支链氨基酸水平。监测的频率要根据年龄、代谢稳定性、依从性及临床经验而定。对于快速成长的婴儿，推荐每周或两周监测一次。为维持患儿正常生长和神经系统发育，MSUD患儿需配方奶或母乳与不含支链氨基酸奶粉或者蛋白粉混用，配方比例根据血液支链氨基酸及尿液支链酮酸和支链羟基酸浓度进行调整。饮食控制的目标为：在适合年龄的亮氨酸摄入量下，血亮氨酸浓度控制在150～300 Vmol/L,异亮氨酸浓度大致与亮氨酸浓度相似；缬氨酸浓度至少为亮氨酸浓度的2倍；有足够的钙、镁、锌、硒和ω-3必需脂肪酸。控制支链氨基酸摄入的饮食疗法已被成功地用于终止典型枫糖尿病患者疾病的发展，但是开始治疗前已造成的不同程度中枢神经系统损害可能持续。

(3)其他药物治疗对硫胺素（维生素Bi）有效型可给予为期4周的维生素Bi肠内试验(50～100 mg/d，分两次)。有报道指出，苯基丁酸盐类药物可降低体内支链氨基酸和支链酮酸水平^[4]。

(4)肝移植对经典型MSUD患儿来说是一种有效的治疗方法，可避免饮食限制，免于急性代谢失调。匹兹堡大学儿童医院与特殊儿童诊所进行了一项合作试验，于2004～2013问对52名经典型MSUD患儿（年龄在1.9～20.5岁）进行了肝移植。术后所有患者血亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸在6h内恢复正常，随访中在不经饮食限制下仍能维持正常。亮氨酸耐受从10～40 mg/(kg．d)提高到超过140 mg/(kg．d)，而且机体在应激状态下不再发生代谢危象^[7,8]。但肝移植手术创伤大、难度高、并发症多、供肝来源稀缺，不利于广泛开展。

六、典型病例

患儿，男，2岁，来自浙江杭州，串联质谱新生儿筛查确诊病例。初筛时Leu+ Ileu为3 096. 72 V-mol/L(参考值62～269. 71  timol/L)，Val为802. 12 t,-mol/L(参考值64. 75～320  rimol/L)．Leu/Phe为44. 26，Val/Phe为11. 46。患儿确诊时无脑病及代谢失调表现，予特殊奶粉30 g/d．维生素B1 150 mg/d，1月后复查Leu+ Ileu及Val仍然很高，分别为2 307 fimol/L及697 rLmol/L，尿有机酸2-酮一3 -甲基戊酸6.52(参考值0 mg/g creatinine)，2-羟基异戊酸25.2(参考值0 mg/g creatinine)，特殊与普通奶粉比例调整为3:1。随访过程期间发生过多次感染诱发的急性代谢失调，血氨67～136 µmol/L(参考值9~47 Vmol/L)，乳酸1.2~2.1 mmol/L(参考值0.5~1.6 mmol/L)，在急性代谢失调期通过抗感染，足够能量供给、限制蛋白摄人等综合处理，病情趋于稳定。随访至2岁，目前患儿智力及体格发育基本正常，能独走，能认人，会叫爷爷、爸爸及2字的词。

基因确诊BCKDHB基因复合杂合突变c．4IOC>T (p. Ala137Val) ,c. 1046G>A (p. Cys349Tyr)。临床也验证该患儿对维生素Bi无效，目前研究认为维生素Bi有效型只存在于E2缺陷为MSUDⅡ型，编码基因为DBT的变异。