可治性罕见病—全羧化酶合成酶缺乏症

一、疾病概述

全羧化酶合成酶( holocarboxylase synthetas deficiency，HLCS)缺乏症是导致多种羧化酶缺乏(MCD)的病因之一。日本曾报道HLCS缺乏症的发病率约11100 000，上海交通大学医学院附属新华医院报道了21例多种羧化酶缺乏症，其中HLCS缺乏症19例（占90. 5%）^[1-3]。

HLCS基因定位于2lq22.1．全长约250kb，由14个外显子组成，其中6～14外显子（9个外显子）包含所有的编码序列，共编码726个氨基酸，主要分为3个结构区，即N段166～290氨基酸区，2个C段460～669及670～726氨基酸区。功能蛋白主要由C段的349个氨基酸残基组成，在所有不同物种中具有高度保守性。

各国HLCS缺乏症患者基因突变谱不同，基因突变可归为2类。1类为Km增高的突变，多位于C段的催化区，突变导致酶与生物索亲和性下降，携带这类突变者对常规剂量生物素(10 mg/d)治疗效果明显；另一类为Vmax（最大清除率）突变导致酶活性下降，携带这类突变者对生物素反应程度不同。

全羧化酶合成酶缺乏症因HLCS摹因突变导HLCS活性下降，不能催化生物素与生物素依赖的羧化酶（乙酰CoA羧化酶．丙酰CoA羧化酶，丙酮酸羧化酶及3-甲基巴豆酰CoA羧化酶）结合，从而影响上述生物素依赖的羧化酶的活性，使脂肪酸合成、糖原异生及氨基酸的分解代谢发生障碍，全羧化酶合成酶缺乏与生物素酶缺乏相同，可导致乳酸、3-羟基异戊酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸、甲基枸橼酸及3-羟基丙酸等异常代谢产物在体内蓄积，出现不同程度的临床症状。

二、临床特征^[4~6]

HLCS缺乏症患儿多在新生儿、婴儿早期发病，上海报道的11例HLCS缺乏症患儿发病集中在生后3周～6月，仅3例l岁后发病；也有晚发型HLCS缺乏症。临床表现主要：

(1)患者出现喂养困难、呕吐、腹泻、肌张力低下、惊厥、精神萎靡、嗜睡、呼吸困难、发育落后等非特异性表现。严重者有酮症、代谢性酸中毒、高乳酸血症等。

(2)顽固性皮疹、脱皮是疾病的主要特征，皮肤损害大部分发生于头面部、颈部、躯干、臀部等部位，皮肤红疹或红斑、溃烂或水疱、糠状或片状鳞屑，或皮肤干糙、脱皮等，少数仅在口周、眼周、肛周局部出现皮疹。

(3)不同于生物素酶缺乏症，HLCS缺乏症患儿不伴听力或视力障碍。

三、诊断^[1,6,7]

常染色体隐性遗传病，可根据临床表现，特别是患者有顽固性皮疹、脱皮表现，需要注意排除多种羧化酶缺乏症，进行以下实验室检查：

1．串联质谱分析

患儿血串联质谱分析显示3-羟基异戊酰肉碱(C5 - OH)增高，可伴有丙酰肉碱(C3)、或C3与乙酰肉碱(C2)比值增高。

2．气相色谱质谱分析

尿液气相色谱质谱分析结果与生物素酶缺乏相似，尿中遗传代谢产物包括3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-羟基异戊酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、甲基巴豆酰甘氨酸可增高，可伴有乳酸、丙酮酸、3-羟基丁酸、乙酰乙酸、丙酰甘氨酸等代谢产物明显增高。

3．酶活性测定

常规生化指标、串联质谱分析及尿气相色谱质谱分析难以区别HLCS缺乏症与生物素酶缺乏，由于目前国内尚未开展HLCS活性测定，故只有通过生物素酶活性测定进行鉴别，HLCS缺乏症患者其生物素酶活性正常，生物素酶缺乏症患者生物素酶活性降低。

4. 基因突变分析

HLCS突变分析可以从分子生物学水平明确HLCS及生物素酶缺乏症的诊断。多数基因突变发生在蛋白的生物素结合区，突变频率较高的力p．R508W，p．V550M。日本报道较常见的突变类型p．Leu237Pro及c．780deIG;我国香港和中国台湾曾报道了5例多种羟化酶缺乏(MCD)患儿，其中4例携带p．R508W纯合突变，1例携带p．R508W和p．D634N复合杂合突变。广州曾报道4例HLCS缺乏症患者的基因突变，其中1例为p．R508W纯合突变，另外3例分别为p．R508W和c．780deIG．p．Y456C，p．D634N的复合杂合突变。上海报道11例HLCS缺乏症患儿基因检测结果，发现5种基因突变，突变类型分别为c．1522C>T(p. R508W)，c．1088T>A(p. V363D)，c．126G>T(p. E42D)，c．1994G>C(p. R665P)，c．170A>G;c. 1522C>T和c．1088T>A为热点突变(72.7%)；外显子11为HLCS基因最常发生突变的部位（占57. 14%）。

四、鉴别诊断

多种羧化酶缺乏症主要与以下疾病进行鉴别诊断：

1．生物素酶缺乏症

患者临床表现及尿液有机酸谱、血液酯酰肉碱谱与生物素酶缺乏症患者类似，目前可通过生物素酶活性测定及基因分析进行鉴别诊断。生物素酶缺乏着生物素酶活性明显降低，BTD基因突变分析可明确诊断。

2．其他主要导致C5 0II增高的有机酸代谢病

有3-羟基-3-甲基戊二酸尿症(HMG)，气相色谱质谱检测的尿代谢标记物3-羟基-3-甲基戊二酸升高；3-甲基巴豆酰辅酶羧化酶(MCC)缺乏症在气相色谱质谱检测中有3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-OH -异戊酸升高，可以鉴别，相应的致病基因检测可确诊。

五、治疗

(1) 一经诊断立即补充生物素10～40/'(mg．d)cl.8]。

(2)对于重症患儿，如合并代谢性酸中毒或高氨血症，需限制蛋白质0.5～1.0 g/(kg．d)，补充大量葡萄糖供能，纠正酸中毒。

(3)可补充肉碱100～300 mg/( kg．d)，作为急性期辅助治疗。

多数患儿生物素治疗数日至2周，临床症状明显改善，生化指标正常化。治疗1～2周后皮疹、糜烂等会明显好转或消失，尿异常代谢产物一般在治疗后1～4周下降至正常，但血C5 - OH浓度下降较缓慢，多在治疗后3～6个月后降至正常。少数患者生物素维持剂量30～40 mg/d，血C5 - OH浓度仍增高，但尿代谢产物正常，临床无症状。有文献报道部分患儿对一般药理剂量生物素治疗仅部分有效，需要的生物索治疗剂量较大，甚至高达100～200 mg/d．但有些病例即使在大剂量生物素治疗后病情仍有进展，患者需终身治疗。

对于有再生育的家庭，可进行产前基因诊断，在孕10—11周采取绒毛膜或孕18～20周羊水细胞进行HLCS基因分析。

六、典型病例

患儿男，3月龄，外省市，G3P3，因呼吸急促、酸中毒、全身皮疹、脱皮就诊人院。

出生1～2周因额部出现湿疹，歆在性丘疹未予重视。1个月起全身皮肤发红，起小泡样皮疹，相互融合，3个月时全身发红伴弥漫性浸润性丘疹和脱屑，常在发热、腹泻、感冒时加重。曾在多地就诊，被诊为“过敏性皮炎、银屑病？”病情反复加重，迁延不愈，平时容易感冒，多次患肺炎。来院前发热，呼吸急促，咳嗽痰多。

父母非近亲婚配，曾生育第1胎为男性，出生后2周出现类似该患儿症状，6月龄时因肺炎、酸中毒死亡。后又生育一女孩，健康，无皮疹等临床表现。

人院体检：精神反应差，嗜睡，呼吸急促，营养不良貌，毛发稀黄，全身发红伴弥漫性丘疹和脱屑。肛门周围轻度糜烂，两肺可闻及喘鸣音，肝脾无肿大(见图A)。

实验室检查有轻度贫血、血气分析轻度酸中毒，肝肾功能及心肌酶谱未见异常，血串联质谱检测发现3一羟基异戊酰基肉碱(C5 - OH)4. 74 µmol/'L(O. 08～0. 70)，显著升高，尿气象色谱质谱有机酸分析显示尿乳酸、丙酮酸、羟基丙酸、丙酰甘氨酸、甲基巴豆酰甘氨酸等显著升高。基因检测，在BTD基因中未发现致病性突变，在患儿HLCS基因的第9和第10号外显子上发现了2个致病性突变位点：c.1522C>T(p．R508W)和c．1711G>A(p. D071N)复合杂合突变，均为错义突变，验证分别来自父母各一方。

治疗及其转归：患者在临床、生化和基因水平上诊断为多种羧化酶缺乏症后，给予生物素治疗，每天20mg/d生物素补充治疗后，患儿全身情况逐渐好转，2周后皮疹愈合(见图B)，营养状况也逐渐得到改善，身高及体重均有追赶，发育正常。

总结：多种羧化酶缺乏症以皮肤损害、代谢性酸中毒为特征。串联质谱和气相色谱分析、基因突变分析有助于鉴别诊断和确诊，口服生物素疗效显著。根据上述临床表现、质谱结果及基因突变分析，该病确诊为HLCS缺乏症，明确了患儿发病的遗传学病因，为这个家庭后面的产前诊断，打下了坚实的基础。