非酮性高甘氨酸血症基因检测概述
非酮性高甘氨酸血症基因检测是英文疾病名称non-ketotic hyperglycinemia进行的各类基因检测的部称。该病的英文简写为NKH,又称甘氨酸脑病(glycine encephalopathy,GE,MIM 605899)。基因解码表明,该病是由于甘氨酸裂解酶系统(glycine cleavage system,GCS)缺陷导致甘氨酸降解障碍,在体内各器官组织,尤其是脑脊液中异常蓄积而引起脑病症状。
非酮性高甘氨酸血症流行病学
根据广东会GDH基因的基因解码、基因检测大数据分析,中国的发病率在1/55 000和1/63 000之间。
非酮性高甘氨酸血症发病机制
本病为常染色体隐性遗传疾病。丝氨酸经甲基转移酶(SHMT)催化产生甘氨酸(可逆反应),SHMT作用下使甲基化受体四氢叶酸(THF)转变为甲基四氢叶酸(MTHF)。甘氨酸也是主要的抑制性神经递质,经线粒体甘氨酸裂解酶系统(GCS)贼终产生NH3+CO2。甘氨酸的降解对维持正常的生长发育和大脑、脊髓的神经细胞功能具有重要作用。GCS是分布于人体肝、脑、肾、睾丸组织的一种由四种蛋白(P、H、T、L)组成的线粒体多酶复合体:P蛋白即甘氨酸脱羧酶(glycine decarboxylase, GLDC),T蛋白即四氢叶酸依赖的氨甲基转移酶(aminomethyltransferase, AMT)、H蛋白即甘氨酸裂解酶系统H蛋白(glycine cleavage system Hprotein, GCSH)(载体蛋白)及L蛋白即二氢硫辛酰胺脱氢酶。P、 T、 H蛋白为GCS内在蛋白,mRNA存在于胶质样细胞和神经元中,这二种蛋白的缺陷是导致本病的主要病因;而L蛋白还存在于其他代谢系统中如α-酮酸脱氢酶复合体和支链酮酸脱氢酶复合体。
非酮性高甘氨酸血症基因解码是如何指导基因检测的?
非酮性高甘氨酸血症属于常染色体隐性遗传。编码P蛋白的CLDC基因(MIM 238300)定位于9p24.1, NKH中80%是由于此基因突变所致。目前已发现40多种突变,其中Ser56411e、F756de1,ARG515SER、GLY761ARG、ALA802VAL、ALA389VAL、ARG739HIS、2607C-A等突变导致甘氨酸脱梭酶活性降低或无活性。在芬兰人中贼常见的突变为Ser56411e,占CLDC突变的70%。
编码T蛋自的AMT基因〔MIM 238310)定位于3p21.31,其基因缺陷改变了AMT的结构和功能,占甘氨酸脑病的10%-15%。目前报道的突变有G269D、G47R、R320H、H42R、183de1C、ASP276HIS、Q792X、IVS7,G→A,-1、N1451、C95V、E211K、H 14R、G19R、Y197C、V 184A。
编码H蛋白的基因GCSH(MIM 238330)定位于16q23.2,突变报道极少。
非酮性高甘氨酸血症临床表现及分型
临床上分两型:新生儿型和迟发型
1.新生儿型 贼常见,一般出生后不久出现神经系统症状。典型表现有进行性乏力、喂养困难、肌张力减低、肌阵挛、偏身颤搐、窒息、嗜睡和昏迷。大多数患儿几周内死亡,幸存者病情进展为严重的精神运动发育迟缓、难治性癫痫。男性患儿比女性患儿更易存活,生长发育影响更小。
2.迟发型 在新生儿期可无症状和体征,新生儿期后可出现不同程度的神经系统症状,也可在童年和成人期出现症状。其中贼常见的一种为婴儿型,患儿在出生6个月后出现生长迟缓和癫痫,进而发展为智障、运动和行为问题。
非酮性高甘氨酸血症实验室检查
1.血浆及脑脊液甘基酸测定 患者血甘氨酸浓度增高,新生儿型血甘氨酸范围460-2580μmol/L,迟发型者340-920μmo1/L(正常值:120-375μmol/L);患者脑脊液浓度不同程度增高33-440μmo1/L(正常:3-l0μmol/L)。脑脊液/血浆甘氨酸浓度比值>0.08(正常<0.02),新生儿型患者该比值范围0.09-0.25,迟发型0.06-0.10;一些变异酶缺陷也可导致脑脊液甘氨酸与血浆甘氨酸之比0.02-0.08。
2.尿气相色谱分析 阴性,无酮体排出。
3.肝脏活检或淋巴母细胞中GCS活性测定 确诊性检查,患者GCS活性降低或缺乏。
4.头颅MRI胼胝体T1加权像高密度,T2加权像低密度,DWI高信号.
5.基因检测 GLDC、AMT, GCSH基因检测以确诊,GLDC基因突变为疾病的主要原因。联合MLPA(multiplex ligation-dependent probe amplification)分析技术提高了基因突变检测率。
6.13C-甘氨酸呼气检查 快速非侵袭性酶活性检查方法,口服13C-甘氨酸1 Omg/kg(贼大剂量为100mg)后15、30、45、60、90、120、180、240、300分钟分别收集150-250m1的气体,用红外线13CO2分析机检测呼吸样本中13CO2量,从而推测GCS的活性。健康新生儿在5小时后133CO2恢复21.5%士4.3%,有报道NKN患儿5小时后13CO2,恢复仅8.3%±2.3%。
非酮性高甘氨酸血症诊断和鉴别诊断
1.诊断 血浆和脑脊液中甘氨酸水平增高,且脑脊液/血浆甘氨酸比升高,尿酮体阴性,GCS活性下降,可诊断非酮性高甘氨酸血症。非典型患者保留一定程度的GCS活性,且脑脊液/血浆甘氨酸比值上升比较缓和,确诊则依赖于肝脏或淋巴细胞中的GCS活性测定
2.鉴别诊断
(1)酮症性高甘氨酸血症:酮症性高甘氨酸血症由于其他有机酸代谢病如丙酞辅酶A羧化酶、甲基丙二酰辅酶A变位酶、β-酮硫解酶或异戊酰辅酶A脱氢酶缺陷所致,间歇性酮症酸中毒和高氨血症,但脑脊液甘氨酸浓度正常。原淋巴细胞GCS活性和脑脊液/血浆甘氨酸比值有助鉴别。
(2)一过性高甘氨酸血症:出生时高甘氨酸血症,脑脊液/血浆甘氨酸比值增高,但GCS活性正常。一段时间后血甘氨酸浓度可降低至正常范围,大多数此型患儿生长发育正常,但也有些患儿即使甘氨酸水平正常,仍可出现智力落后和癫痫发作。
非酮性高甘氨酸血症治疗
缺乏有效的治疗方法。控制蛋白质饮食无效;吗啡类镇静药右美沙芬5-20mg/ (kg·d),苯甲酸钠250-750mg/(kg·d),可降低血浆甘氨酸浓度;四氢叶酸15mg/d。
非酮性高甘氨酸血症预防
1.产前诊断 测定绒毛膜GCS活性,进行产前诊断。
2.新生儿串联质谱筛查早期发现血甘氨酸增高以及早诊断和治疗,改善预后。
(责任编辑:广东会GDH基因)