丙酸血症(PA)
丙酸血症(Propionicacidemia,PA),又叫丙酸尿症,是一种较为常见的有机酸血/尿症。与甲基丙二酸尿症类似,PA也是一种由于支链氨基酸和奇数链脂肪酸代谢异常代谢障碍所致,其引起丙酸及其代谢产物异常蓄积,出现一系列生化异常、神经系统和其他脏器损害等临床特点。
丙酰辅酶A是某些支链氨基酸(异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、蛋氨酸)、奇数链脂肪酸和胆固醇的常见氧化降解产物;另外,肠道细菌代谢也是丙酸的一部分来源。
该病为常染色体隐性遗传,由PCCA或PCCB突变致病。
PA发生的直接原因是主要由于3-羟基丙酸、丙酰甘氨酸、甲基枸橼酸等异常蓄积,而蓄积的原因在于丙酰辅酶A转化为甲基丙二酰辅酶A过程受阻。该过程涉及的主要催化酶和辅酶就是丙酰辅酶A羧化酶(Propionyl-CoAcarboxylase,PCC)及其辅酶生物素。
通过上图我们可以看出PCC异常可以导致丙酰辅酶A向甲基丙二酰辅酶A代谢受阻,导致3-羟基丙酸、丙酰甘氨酸、丙酰肉碱等旁路代谢物生成增多而致病。同样,生物素缺乏也会导致丙酰辅酶A向甲基丙二酰辅酶A代谢受阻。
诊断
PA临床表型复杂多样,根据起病年龄分为新生儿起病型和迟发型:
1、新生儿起病型:
此型多见,通常在围产期正常,生后数天发病,表现为吸吮无力、拒食、呕吐、腹胀;随后出现神经系统表现,包括异常姿态、运动障碍、肌张力低下、嗜睡、惊厥等,脑电图异常。如不及时和适当治疗,患者可出现昏迷、进行性脑水肿、呼吸窘迫、低体温、心脏损害,可出现永久性脑损害,重者可在数天内死亡。此型患者几乎均存在高氨血症,严重高氨血症可引起过度通气及呼吸性碱中*,患者可无明显代谢性酸中*症状。
2、迟发型:
此型较少见,分为慢性进展型和间断发作型。慢性进展型主要表现为发育迟缓/倒退、慢性呕吐、蛋白不耐受、运动障碍等;间断发作型常因感染、饥饿、发热等诱发,发作时常表现为急性或反复间歇发作的脑病,昏迷、惊厥,发作时常伴有代谢性酸中*、酮尿、高氨血症等。稳定期表现为生长障碍、智力运动发育落后、癫痫发作、胰腺炎等。其他少见并发症包括视神经萎缩、听力下降、卵巢早衰、慢性肾衰等。
实验室检查:
1)一般生化:贫血,全血细胞减少,酸中*,低血糖,血氨、乳酸升高;2)血氨基酸酯酰肉碱谱:丙酰肉碱(C3)、C3/C2比值、C3/C0比值增高,部分患者伴有甘氨酸增高;
3)尿有机酸:尿3-羟基丙酸、丙酰甘氨酸、甲基枸橼酸增高,部分伴有甲基巴豆酰甘氨酸增高;
4)基因检测:PCCA、PCCB检测有助于轻型PA的诊断,及下一胎产前诊断;
5)脑电图:急性期表现为严重的弥漫性慢波;
6)心电图:可表现为窦性心律不齐、心率异常、长Q-T综合征(可导致死亡)。
既然PA临床表型复杂多样,严重程度各异,我们如何能从血尿代谢报告做出准确的判断,进而进行基因确诊呢?那么我们就从实际病例看一下PA患者血尿代谢检查结果会存在哪些显著特点,及其发生异常的主要原因。
PA患者尿有机酸报告
在该患者的尿代谢有机酸分析中我们可以看出,尿3-羟基丙酸↑↑↑、丙酰甘氨酸、甲基枸橼酸浓度增高。应考虑到患者PA代谢通路可能存在异常。
那么我们再看一下该患者血氨基酸和肉碱谱变化。
PA患者血氨基酸和酯酰肉碱谱检查报告
在该患者的血氨基酸和酯酰肉碱谱检查分析中我们可以看出:血丙酰肉碱(C3),丙酰肉碱/其他肉碱比值(C3/C0,C3/C2)增高,甘氨酸(Gly)、Gly/Phe比值增高。C3、C3/C2、C3/C0增高的原因是丙二酰辅酶A-甲基丙二酰辅酶A代谢通路缺陷,PA可伴有Gly、Gly/Phe比值增高。因此当我们在血代谢报告中看到这些特征性异常的时候,结合患者尿代谢检查结果,应考虑PA的可能。
需要注意的是,由于其他有机酸尿症也可导致血C3、C3/C2、C3/C0增高,尿3-羟基丙酸、甲基枸橼酸增高,需要鉴别诊断。
鉴别诊断
1、甲基丙二酸尿症:血氨基酸及酯酰肉碱谱表现与PA相似,尿有机酸分析结果除3-羟基丙酸、丙酰甘氨酸、甲基枸橼酸增高外,尚有甲基丙二酸的增高,而PA患者尿甲基丙二酸正常。
2、多种羧化酶缺乏症:包括生物素缺乏及全羧化酶缺乏症两种疾病,仅依据尿有机酸分析不能鉴别,需要结合血酯酰肉碱水平鉴别。多种羧化酶缺乏症患者血羟异戊酰肉碱(C5OH)水平增高,而PA患者C5OH正常。
临床诊断PA,为了进一步明确基因诊断需进一步行DNA测序,需检测的基因主要包括PCCA和PCCB。
从该基因检测报告我们可以看出,患者在PCCB基因发现一个杂合错义突变,一个杂合缺失突变,分别遗传自父母。
因此,我们综合患者临床特点、血尿代谢分析及基因检测报告最终做出了疾病诊断。
治疗
该病的治疗主要分为新生儿期及急性期治疗、长期治疗。
新生儿期及急性期治疗
补液、纠酸及电解质紊乱,限制蛋白质摄入,供给充足热量,抑制分解代谢,促进合成代谢;按基础能量需求的1.5倍补充能量;急性期静脉按6-8mg/(kg·min)输注高糖,不足能量部分以脂肪乳补充。尽快开始肠内营养,喂养特殊配方奶粉或蛋白粉(不含异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸及缬氨酸)。静滴或口服左卡尼汀-mg/(kg·d)。血氨增高者降血氨,静滴或口服精氨酸mg/(kg·d),静滴或口服苯甲酸钠或苯乙酸钠mg/(kg·d)。
长期治疗
1、长期治疗以控制蛋白质饮食治疗为主,给予不含异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸和苏氨酸的特殊配方奶粉或蛋白粉,补充左卡尼汀。蛋白质总摄入量婴幼儿期应保证在2.5-3.0g/(kg·d),儿童每天30-40g,成人每天50-65g。天然蛋白质摄入量控制在6个月内为1.2-1.8g/(kg·d),6个月-7岁0.6-1.2g/(kg·d),7-18岁为0.5-1.0g/(kg·d);>18岁为0.4-0.8g/(kg·d),其余给予特殊配方奶粉或蛋白粉。
2、药物治疗:1)左卡尼汀:急性期-mg/(kg·d),稳定期:50-mg/d。2)新霉素或甲硝唑:急性期或间歇使用,抑制肠道细菌的繁殖代谢,减少肠道细菌代谢产生丙酸。新霉素:50mg/(kg·d),甲硝唑10-20mg/(kg·d)。
预后
该病的预后取决于开始治疗的时间及长期治疗的合理性。
预防
在先证者诊断明确的基础上,母亲再次妊娠,可在孕10-12周经绒毛膜取样、孕16-20周经羊水取样提取胎儿细胞DNA,对胎儿进行产前诊断。母孕16-20周尿有机酸分析及羊水氨基酸及酯酰肉碱谱分析亦有重要提示意义。
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