一例新生兒瓜氨酸血癥Ⅰ型ASS1基因突變分析

呂亞囡，宋東坡，王偉青，陳艷萍

(青島市婦女兒童醫院 新篩實驗室， 山東 青島 266034)

瓜氨酸血癥Ⅰ型(citrullinemia type Ⅰ, CTLN1，MIM 215700)即精氨琥珀酸合成酶缺乏癥(argininosuccinate synthetase deficiency)，是尿素循環中精氨酸代琥珀酸合成酶(argininosuccinate synthetase，ASS)的編碼基因ASS1 突變所致，以瓜氨酸血癥及高氨血癥為主要特征[1]。CTLN1根據臨床表現可分為4種類型：急性新生兒型(經典型)、遲發型、妊娠相關型和無癥狀性[2]。經典型CTLN1的患兒出生后1周內即可出現反應差、喂養困難、嘔吐等癥狀，嚴重者會表現為昏迷、中樞性呼吸衰竭甚至死亡；遲發型患者起病晚，癥狀較經典型輕，可表現為慢性高血氨癥或智力運動發育落后。本研究對一例經典型瓜氨酸血癥Ⅰ型患兒ASS1基因進行突變分析，探討其基因突變類型。

1 對象與方法

1.1 研究對象

患兒，女，11月齡，系G1P1，足月順產，出生體質量3.03 kg，否認生后缺氧、窒息及搶救史。生后4 d左右發現黃疸，予以藥物治療后好轉，生長發育史大致同正常同齡兒。出生后5 d采集足后跟血參與新生兒疾病篩查，血串聯質譜法(tandem mass spectrometry, MS/MS)檢查顯示：瓜氨酸1 043 μmol/L(正常7.8～40 μmol/L)，高度懷疑瓜氨酸血癥，立刻緊急召回復查串聯質譜，完善血氨、肝功能等檢查。復查結果顯示：瓜氨酸2 072 μmol/L，血氨49.5 μmol/L(正常9～47 μmol/L)，pH 7.52 (7.35～7.45)，二氧化碳分壓 20 mmHg(35～45 mmHg),氧分壓114 mmHg(83～108 mmHg)，碳酸氫根16.6 mmol/L(22～26 mmol/L),實際堿剩余-3.3 mmol/L(-3～3 mmol/L)，標準堿剩余-5.8 mmol/L(-3～3 mmol/L)，tCO2(P)17.2(22～28)，乳酸4.6 mmol/L(0.5～1.6 mmol/L)，氯109 mmol/L(98～106 mmol/L)?；純壕穹磻锌?，吃奶好，暫未出現其他臨床癥狀，父母自述無該病相關臨床表現。

本研究獲得青島市婦女兒童醫院倫理委員會批準(批準文號：QFELL-KY-2009-037)，并獲得患兒家屬的知情同意。

1.2 方法

抽取患兒及其父母外周靜脈血2 mL，EDTA 抗凝，送至北京邁基諾基因科技有限公司進行基因測序。

2 結果

對患兒進行ASS1基因突變分析，確診為瓜氨酸血癥Ⅰ型，患兒的ASS1基因第5號外顯子第256位堿基胞嘧啶(C)替換成胸腺嘧啶(T)(c.256C>T)，導致ASS1基因編碼蛋白的第86位精氨酸被半胱氨酸代替(p.R86C)，屬錯義突變，此雜合突變來源于父親(圖1A)；患兒的ASS1基因第9號外顯子第577位堿基鳥嘌呤(G)替換成腺嘌呤(A)(c.577G>A)，導致ASS1基因編碼蛋白的第193位甘氨酸被精氨酸代替(p.G193R)，屬錯義突變，此雜合突變來源于母親(圖1B)。由此確定該患兒ASS1基因為c.256C>T/c.577G>A復合雜合突變，其父(c.256C>T)、母(c.577G>A)分別為其中之一位點的雜合突變攜帶者。

A.ASS1 gene mutationc.256C>T；B.ASS1 gene mutationc.577G>A圖1 患兒及其父母ASS1基因的2個突變位點測序圖Fig 1 Sequencing diagrams of 2 mutation sites of ASS1 gene in proband and her parents

3 討論

瓜氨酸血癥并不是一種疾病而是一組疾病，瓜氨酸血癥 Ⅰ 型、精氨酰琥珀酸尿癥及希特林缺乏癥均以瓜氨酸增高及血氨升高為主要表現。其中以瓜氨酸血癥 Ⅰ 型瓜氨酸增高尤為顯著，常超過1 000 μmol/L，部分患者甚至達到2 000～5 000 μmol/L。其原因為精氨酸代琥珀酸合成酶參與尿素循環中第三步反應，且活性較低，是尿素合成的限速酶，其作用為將瓜氨酸和天冬氨酸催化合成為精氨酸代琥珀酸，該過程發生障礙，會導致瓜氨酸無法轉化成精氨酸代琥珀酸，尿素循環受阻，引起高氨血癥，同時患者血、尿及腦脊液中瓜氨酸異常累積而致病。

瓜氨酸血癥 Ⅰ 型的致病基因ASS1定位于9q34.1，長度為63 kb，共包含16個外顯子，14個為編碼外顯子，從第3號外顯子開始翻譯，共編碼412個氨基酸，所形成的ASS蛋白質分子在進化上高度保守[3]?，F已發現有90余種ASS1基因突變與瓜氨酸血癥Ⅰ 型有關，分布在3～16編碼外顯子上，其中以第5、第12～14號外顯子突變最為頻繁，以錯義突變為主[3-4]。本研究中的患兒為復合雜合突變(c.256C>T / c.577G>A)，兩種突變分別位于第5和第9號外顯子上，屬錯義突變，c.256C>T突變見參考文獻[5]，c.577G>A突變未見報道。本研究中的兩種突變， 根據gnomAD_exome數據庫顯示，c.256C>T在全部人群中的等位基因攜帶率為4.142×105，在東亞人群中的等位基因攜帶率為0；c.577G>A在數據庫中暫未查到等位基因攜帶率。

瓜氨酸血癥 Ⅰ 型在不同的人群中的發病率不同。有資料表明，CTLNⅠ 發病率在美國為1/57 000，韓國1/22 150，英國1/20 000，澳大利亞1/77 811，中國臺灣地區為1/118 543，中國大陸尚缺乏CTLNⅠ 的流行病學數據[3]。瓜氨酸血癥Ⅰ型可在新生兒至成人各期發病，經典型患兒癥狀出現較早，研究發現56% 的瓜氨酸血癥Ⅰ型患兒出生4 d后就表現出臨床癥狀，而有67% 的患兒在出生1周后發病[6]。經典型患兒由于氨在體內的積累，表現出嗜睡、厭食、嘔吐、抽搐和意識喪失癥狀，個別患兒可表現為腦梗死癥狀，此型患兒預后較差，經及時治療存活后通常會遺留神經系統缺陷，如認知障礙等。遲發型患兒發病較晚，可以推遲到兒童期或成年發作，起病較經典型輕，可表現為慢性高氨血癥或急性高氨血癥發作癥狀，也可以嚴重肝功能不全為首發臨床表現。妊娠相關型CTLN 1國外文獻曾報道過[7]，主要表現為妊娠期或產后嚴重的高血氨癥狀，甚至昏迷死亡。無癥狀型CTLN 1是指部分患者血漿瓜氨酸增高且經ASS1 基因分析證實，但無明顯臨床癥狀的患者。隨著串聯質譜技術的普及，越來越多的遲發型或無癥狀患兒被檢出，雖然這部分患兒除血漿瓜氨酸水平增高外暫無其他臨床癥狀，但及時隨訪可預防因環境和生理應激出現代謝紊亂而發病[8]。

瓜氨酸血癥Ⅰ型患兒在急性期時血氨可高達1 000～3 000 μmol/L，治療方案主要是在高血氨發作時給予降血氨治療，如停止蛋白質攝入、進行腸外營養支持、靜脈補充精氨酸等。在緩解期可通過限制蛋白質攝入、口服精氨酸等將血氨維持在100 μmol/L以下。另可通過肝移植手術來減少高血氨發作，改善生活質量。本研究中患兒發現較早，在新生兒疾病篩查時檢出并立即召回，進行積極的診斷及降血氨治療，建議患兒低蛋白飲食，故患兒的癥狀較輕，但患兒在近兩月齡時因精神差、嘔吐入院，血氨升至169 μmol/L，收入青島市婦女兒童醫院PICU進行口服精氨酸降血氨治療，入院第2天復查血氨升至283 umol/L，較前明顯增高，達危急值指標，考慮與原發病有關，立即給予呋塞米利尿促進血氨排出、補液支持治療，并聯系麻醉科行中心靜脈穿刺予精氨酸靜滴降低血氨，1周后血氨降至20 μmol/L，遂出院?；純河?月齡時由父親作為供體進行肝移植手術，術后隨訪肝功正常，血漿瓜氨酸水平明顯下降，降至438 μmol/L。

瓜氨酸血癥Ⅰ型在診斷時需與其他類型的尿素循環障礙疾病進行鑒別，尤其是希特林缺乏癥(Citrin deficiency)和精氨酰琥珀酸尿癥(argininosuccinic aciduria, ASA)。這3種疾病血漿瓜氨酸水平均增高，以瓜氨酸血癥Ⅰ 型增高尤為顯著。但在臨床實際工作中，患者的生化表現往往不典型，尤其是緩解期的患者，因此候選致病基因的突變分析或者是酶學功能檢測在疾病的診斷上顯得尤為重要[9-10]。