多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症两家系临床、病理及分子遗传学研究

摘要

研究背景：
　　 多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症(multipleacyl-CoAdehydrogenasedeficiency,MADD，OMIM＃231680)，又称戊二酸尿症Ⅱ型（glutaricaciduriatypeⅡ，GA(Ⅱ)），属常染色体隐性遗传，该病以脂肪酸、氨基酸及胆碱的代谢紊乱为特征，主要是由于编码线粒体中电子传递黄素蛋白（electrontransferflavoprotein，ETF）的ETFA(OMIM＃608053)、ETFB(OMIM＃130410)基因或编码电子传递黄素蛋白(:)泛醌氧化还原酶(ETF(:)ubiquinoneoxidoreductase，ETF(∶)QO)的电子传递黄素蛋白脱氢酶(electrontransferflavoproteindehydrogenase，ETFDH，OMIM＃231675)基因发生突变所致。其临床表现高度异质，多数以近端肌无力起病，并伴有消化道症状及代谢酸中毒。部分MADD患者核黄素治疗有显著疗效，称为核黄素反应性MADD(riboflavin-responsiveMADD，RR-MADD)。最近研究发现，几乎所有的RR-MADD患者的责任突变均出现在ETFDH基因。在此，我们对两晚发型RR-MADD家系的临床、病理及分子生物特征进行研究。
　　 目的：
　　 探讨多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症两家系的临床、病理、分子遗传学及治疗预后的特征，并对其临床表现型及基因型关系进行分析。
　　 对象与方法：
　　 该项研究中涉及的3位MADD患者分别来自两个独立家系，均为山东大学附属千佛山医院神经内科临床病例。通过临床表现及病理初步诊断，并对其中患者1和3（不同家系）进行了血酰基肉碱及尿有机酸分析。后提取患者肌肉组织基因组DNA，PCR扩增后，分别对ETFA、ETFB和ETFDH基因进行突变检测，得知测序结果后，随访采集两个家系的血液标本，对家系1中3代7人、家系2中3代5人进行相应基因突变检测，同时检测75位健康对照者的相关基因，以探讨基因突变型和临床表现型间的关系。另采用酶联免疫吸附试验法分别分析患者及正常对照者的肌肉细胞及外周血淋巴细胞中的ETF(∶)QO蛋白含量，分析其治疗前后目的蛋白变化，对核黄素作用机制进行初步探讨。
　　 结果：
　　 1.该研究中两家系3位患者，发病年龄分别为45岁（患者1）、19岁（患者2）和17岁（患者3）。均以双下肢无力起病，后肌无力逐渐加重且累及范围逐渐加大，以肢带肌、脊旁肌、颈肌、头面肌及四肢近端肌为主，均伴有明显肌萎缩，伴或不伴有肌肉疼痛。三位患者均不喜食肉。肌酶谱明显增高，其中三者均有LDH增高，另外分别伴有CK、AST或HBDH增高。肌电图示肌源性损害或正常。对单一核黄素治疗有显著疗效。
　　 2.肌活检病理结果显示，H.E.染色肌纤维大小不等，异常纤维呈空泡和或筛状改变，O.R.O染色见大小不等、密集程度不一的红染脂滴，NADH染色可见深蓝色颗粒不均匀沉积，上述改变均以Ⅰ型肌纤维为主。
　　 3.患者1和3尿有机酸及血酰基肉碱分析结果分别提示符合戊二酸尿症Ⅱ型和多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症的诊断。
　　 4.3位患者均存在ETFDH基因的复合杂合突变。本研究发现4个新突变:患者1分别为一杂合错义突变c.1522C＞A(p.P508T)及一杂合移码突变c.1583_1584insA(p.N528KfsX3);患者2、3为一杂合错义突变c.242T＞C(p.L81P)及一剪切突变c.IVS5+7A＞G。上述突变在75位对照者的150个等位基因中未被发现。ETFA及ETFB基因未发现突变。
　　 5.ELISA检测结果示:发病期间，患者肌肉细胞中ETF(∶)QO含量比正常对照低50％左右(p＜0.01);而治愈后患者外周血淋巴细胞中ETF(∶)QO含量略高于正常对照者(p＜0.01)。
　　 结论：
　　 本研究两家系患者临床表现主要为肌无力，可累及肢带肌、脊旁肌、颈肌、头面肌及四肢近端肌;肌肉病理示脂滴沉积;血尿生化分析可初步诊断该病;基因测序检出ETFDH基因的4个新发突变，支持RR-MADD突变位于ETFDH基因论点;ELISA结果提示核黄素治疗可一定程度增加患者ETF(∶)QO蛋白稳定性。单一核黄素治疗对该病有显著疗效。