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【佳學(xué)基因檢測】極長鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥基因解碼基因檢測哪里好？MIM201475)

極長鏈?；o酶A脫氫酶缺乏癥基因檢測概述

極長鏈?；o酶A脫氫酶缺乏癥基因要檢測是英文疾病名稱為very long chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency, 簡寫為VLCADD，OMIM代碼為201475的疾病的各種基因檢測的總稱?；蚪獯a表明，該病是)是由于細(xì)胞線粒體內(nèi)脂肪酸β氧化中的關(guān)鍵酶極長鏈?；o酶A脫氫酶基因發(fā)生不同類型的突變后所引起的一咱常染色體隱性遺傳疾病，是一種較罕見的遺傳代謝性疾病。近年串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)和氣相質(zhì)譜（GC/MS)的運用對于該病的診斷起到很大的作用。

極長鏈?；o酶A脫氫酶缺乏癥流行病學(xué)

新生兒疾病篩查顯示各國發(fā)病率有明顯差異：澳大利亞估計為1/31 500，德國為1/125000，英國為1/42500。Lindner等統(tǒng)計澳大利亞、德國和美國約5 250 000新生兒篩查資料認(rèn)為VLCADD發(fā)生率約為1/85000.上海市兒科醫(yī)學(xué)研究所對約50萬新生兒篩查的串聯(lián)質(zhì)譜遺傳代謝病篩查并未發(fā)現(xiàn)VLCADD患者；Shigematsu Y等對日本346 905新生兒篩查的串聯(lián)質(zhì)譜遺傳代謝病篩查亦僅發(fā)現(xiàn)2例VLCADD患者，提示亞洲國家本病罕見。

極長鏈?；o酶A脫氫酶缺乏癥發(fā)病機(jī)制

VLCAD作為線粒體脂肪酸β氧化過程領(lǐng)先步的關(guān)鍵酶，催化含14-18個碳的不同長度碳鏈的脂?；o酶A脫氫，其輔酶為黃素腺嘌吟二核昔酸（FAD),由FAD接受脫氫產(chǎn)生的氫原子進(jìn)入線粒體呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化產(chǎn)生ATP供能。VLCAD在肝臟、心肌、骨骼肌、皮膚成纖維細(xì)胞的線粒體中均有表達(dá)，可催化長鏈酯酰輔酶A產(chǎn)生烯酯酸輔酶A，再在烯酯酰輔酶A水化酶、羥酯酰CoA脫氫酶、酮酯酰CoA硫解酶這三個酶的作用下共同完成長鏈脂肪酸的β氧化過程，每次生成一個乙酰輔酶A和少2個碳原子的酯酰輔酶A。乙酰輔酶A可參與三羧酸循環(huán)進(jìn)行氧化磷酸化供能，也可在肝臟形成酮體，在運動、饑餓、應(yīng)激等情況下產(chǎn)生能量。VLCAD缺陷將導(dǎo)致體內(nèi)長鏈脂肪酸代謝障礙，長鏈脂肪酸不能氧化供能，同時蓄積在細(xì)胞內(nèi)對心肌、骨骼肌、肝臟等產(chǎn)生毒性作用，導(dǎo)致VLCADD一系列的臨床癥狀和體征。

極長鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥基因解碼

極長鏈?；o酶A脫氫酶由ACADVL基因(MIM 609575)編碼ACADVL基因位于染色體17p13.1，長約5.4kb，含20個外顯子，編碼655個氨基酸前體蛋白，其中前40個氨基酸為前導(dǎo)肽，后615個氨基酸為成熟的多肽，分子量約為67kD，位于線粒體的內(nèi)膜，屬于脂酰輔酶A脫氫酶（ACADs）家族成員之一，VLCAD為同體蛋白。VLCAD除了有與其他ACADs類似的N端400個氨基酸所形成的源二聚體的線粒體膜蛋白．而其他ACADs為線粒體基質(zhì)的同源四聚α螺旋-β折疊-α螺旋結(jié)構(gòu)外，還另外具有C端180個氨基酸殘基形成一個α螺旋將VLCAD蛋白錨定在線粒體內(nèi)膜中，以類似于ACADs四聚體中二聚體間的作用方式與N端的兩個α螺旋相互作用。

基因ACADVL的突變譜高度異質(zhì)，迄今為止，已有116種突變類型報道，尚未發(fā)現(xiàn)某一突變?yōu)闊狳c突變，其中錯義突變?yōu)橹饕耐蛔冾愋停s占總突變的57%，缺失突變約占21%，剪切突變約占11%。多個研究認(rèn)為極長鏈脂肪酸脫氫酶缺乏癥患者的基因型與表現(xiàn)型之間存在明顯相關(guān)性，Andresen等研究發(fā)現(xiàn)71%的心肌病型患兒基因突變?yōu)闊o義突變；而在肝型和肌病型的基因突變中，分別有82%和93%的基因突變?yōu)殄e義突變或單個氨基酸缺失。無義突變可導(dǎo)致VLCAD有效失去活性，而錯義突變或單個氨基酸的缺失可使VLCAD留有殘余部分酶活性，癥狀較輕。研究還發(fā)現(xiàn)15個由于小缺失或小插入而導(dǎo)致的框移引起終止密碼子早現(xiàn)的突變和9個剪切突變導(dǎo)致VLCAD殘余酶活性的喪失，而導(dǎo)致嚴(yán)重的表現(xiàn)型。但Souri等研究發(fā)現(xiàn)錯義突變R573W與單個氨基酸缺失de1258K卻可導(dǎo)致VLCAD酶活性有效喪失。Coughlin等對一生后38小時急性死亡的VLCADD患兒研究發(fā)現(xiàn)此患兒存在錯義突變V283A，而此突變在之前許多研究中發(fā)現(xiàn)存在殘余酶活性，且在新生兒篩查陽性兒童和高危家庭篩查中發(fā)現(xiàn)一些無VLCADD癥狀個體也存有V283A突變，提示基因型對預(yù)測攜帶突變的患者是否存在致命并發(fā)癥的風(fēng)險存在局限性。Ficicioglu等也認(rèn)為基因突變分析并不能正確預(yù)測疾病的嚴(yán)重程度?；蛲蛔兒蟮臉O長鏈?；o酶A脫氫酶的殘余酶活性不僅僅與基因突變的類型有關(guān)，還可能受溫度等外界條件的影響，這可能是當(dāng)患者處于感染發(fā)熱時臨床表現(xiàn)較重的一個重要原因。

極長鏈?；o酶A脫氫酶缺乏癥臨床表現(xiàn)

VLCADD的臨床表現(xiàn)有明顯異質(zhì)性，根據(jù)起病年齡和臨床表現(xiàn)可分為3個類型，最常見的一種類型主要在新生兒和嬰兒早期發(fā)病，常有心肌受累，又稱心肌病型，此型發(fā)病兇險，患兒死亡率高，表現(xiàn)為低酮性低血糖、瑞氏綜合征、新生兒猝死、肥厚型和擴(kuò)張型心肌病、心包積液、心律失常、肌酸激酶水平升高；另外兩種類型為輕型，包括嬰兒后期或兒童發(fā)病的肝型和青少年或成年發(fā)病的肌病型。肝型患兒常表現(xiàn)為反反復(fù)作的低酮性低血糖，肝功能異常，主要表現(xiàn)為空腹耐力下降和急性低酮性低血糖，通常是在新穎發(fā)生感染性疾病才表現(xiàn)出來，之后則會繼發(fā)發(fā)作性低血糖。很少伴有心肌損害，但未經(jīng)及時診斷和治療也會有生命危險。血氨水平可升高，尿酸和肌酸激酶在發(fā)作期也可升高。肌病型主要在青少年至成年期發(fā)病，為遲發(fā)型，癥狀輕，一般不伴有心肌疾病和低血糖，主要表現(xiàn)為運動、感染或饑餓后的橫紋肌溶解和肌紅蛋白尿，甚至可發(fā)生腎衰竭，可伴有肌無力，肌肉痛性痙攣或肌痛，血中肌酸激酶的水平很高。

Andresen等報道的55例VLCADD患者中，25例為心肌病型，占總數(shù)的46%，多在出生3天內(nèi)發(fā)病(76％),伴有心肌病(92%),肝大(80%),肌無力(52%),預(yù)后較差，20例(80%)早期死亡，提示發(fā)病時間越早，病情越嚴(yán)重。55例中的21例為肝型，占總數(shù)39%，此型在兒童各期均有發(fā)病，但以4歲以內(nèi)發(fā)病較多，伴有肝大（62%）、肌無力(62%）、低酮性低血糖(76%）。8人為肌病型，占總數(shù)的15%，均在13歲后發(fā)病，幾乎所有患者有橫紋肌溶解和肌紅蛋白尿，伴有心肌病和肌無力的各占13%。

極長鏈?；o酶A脫氫酶缺乏癥實驗室檢查

1.常規(guī)實驗室檢查可有低酮性低血糖，急性發(fā)作時可有代謝性酸中毒，肌酸激酶(CK),肌酸激酶同工酶（CK-MB)及乳酸脫氫酶（LDH)水平升高，天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT)水平升高。肌病型患者可有肌紅蛋白尿，尿常規(guī)異?；虬橛心I功能異常。肌活檢可發(fā)現(xiàn)肌肉組織中有大量脂滴蓄積于I型肌纖維。

2.串聯(lián)質(zhì)譜檢測血酰基肉堿譜可發(fā)現(xiàn)有多種長鏈?；鈮A譜水平升高，其中以肉豆蔻烯?；鈮A(C14：l）升高最為明顯，因此將此項指標(biāo)作為診斷極長鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥最重要的代謝指標(biāo)。Liehig等認(rèn)為MS/MS進(jìn)行新生兒疾病篩查中，若C14：1大于lμmol/L可診斷為VLCADD患者。除此項指標(biāo)外，可伴有C14：1/C10、C14、C14：2、C16、C18：1等多種長鏈酰基肉堿水平升高，C14：1/C10比值升高也同樣有診斷意義。由于線粒體內(nèi)蓄積的C14-C18?；o酶A需與游離肉堿結(jié)合形成?；鈮A而離開線粒體，VLACDD患者同時也存在組織中游離肉堿水平降低。進(jìn)行尿氣相質(zhì)譜有機(jī)酸分析可發(fā)現(xiàn)二羧酸尿癥，可有己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸等水平升高。在發(fā)作期，尿中除了出現(xiàn)長鏈雙羧酸外，還出現(xiàn)中鏈雙羧酸，這說明過氧化物酶體ω-氧化正在發(fā)揮其功能，但輕癥患者或甚至伴有橫紋肌溶解患者可無二羧酸尿癥。

3.酶學(xué)分析可對患者的皮膚成纖維細(xì)胞、外周血淋巴細(xì)胞、心肌和骨骼肌細(xì)胞或組織進(jìn)行極長鏈?；o酶A脫氫酶活性測定明確診斷。具體方法：提取細(xì)胞線粒體膜蛋白，加入特定底物棕櫚酰CoA〔16碳），反應(yīng)后用高效液相色譜分析(HPLC)檢測棕櫚酰基肉堿(C16), 棕櫚烯?；鈮A(C16:1)及3-羥基棕櫚烯?；鈮A(C16:OH)濃度，反映極長鏈?；o酶A脫氫酶對棕櫚酰CoA的氧化作用，測定反應(yīng)速率，計算VLCAD酶活性。

4.脂肪酸β氧化流量分析培養(yǎng)患者的皮膚成纖維細(xì)胞，分別加入用3H標(biāo)記的[9,10 (n)-3H ]肉豆蔻酸酯(C14:0)和[9，10(n)-3H]棕櫚酸酯(C16:0),通過測定產(chǎn)物3H20的產(chǎn)生量，反映細(xì)胞中VLCAD對肉豆蔻酸酯和棕櫚酰酯的氧化率。雖然酶學(xué)分析和脂肪酸氧化流量分析對VLCADD有確診意義，但檢測復(fù)雜，尚未常規(guī)普及。

5.病理學(xué) 肝臟脂肪變性，心肌，骨骼肌脂質(zhì)沉積。線粒體外觀可能異常。過氧化物酶體可能變大。

6.基因診斷基因突變分析也是確診VLCADD的金標(biāo)準(zhǔn)，通過對ACADVL的20個外顯子設(shè)計引物進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）和DNA測序?qū)ふ彝蛔円悦鞔_診斷。對新生兒篩查發(fā)現(xiàn)C14:1升高但小于1 μmol/L診斷含糊的患兒可行此檢測明確診斷。

極長鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥診斷和鑒別診斷

診斷主要依據(jù)臨床表現(xiàn)以及進(jìn)一步實驗室檢查來明確診斷。串聯(lián)質(zhì)譜的酰基肉堿譜分析是重要診斷方法，可發(fā)現(xiàn)有多種長鏈?；鈮A譜水平升高，其中以肉豆蔻烯?；鈮A（C14:1)升高最為明顯，因此將此項指標(biāo)作為診斷極長鏈?；o酶A脫氫酶缺乏癥最重要的代謝指標(biāo)，同時尿氣相質(zhì)譜有機(jī)酸分析可發(fā)現(xiàn)二羧酸尿。而疾病的確診則需要酶學(xué)和基因診斷。新生兒篩查中串聯(lián)質(zhì)譜的應(yīng)用大大提高了疾病的早期檢出率，降低了患病新生兒的死亡率。

治療

VLCADD治療原則是避免空腹，高碳水化合物和低脂飲食尤其是限制長鏈脂肪酸的攝入，補(bǔ)充中鏈甘油三酯(medium chain triglycerides, MCT),對癥處理及預(yù)防和治療并發(fā)癥。

1.避免空腹脂肪酸氧化對機(jī)體在運動或長時間空腹的能量供應(yīng)起重要作用，運動或長時間空腹可使機(jī)體脂肪分解動員增加，當(dāng)脂肪酸代謝通路受阻，尤其是VLCADD，長鏈脂肪酸代謝的領(lǐng)先步的關(guān)鍵酶缺陷時，脂肪酸幾乎不能進(jìn)行被氧化供能，同時過多動員的長鏈脂肪酸和?；鈮A蓄積并引起毒性作用。

故頻繁喂養(yǎng)可作為一種簡單有效的預(yù)防措施為機(jī)體提供足夠的熱量和能量，防止過多的脂肪動員。新生兒患者一般間隔3小時喂養(yǎng)一次；<6個月嬰兒間隔4小時；6-12個月嬰兒夜間可間隔6-8小時；1-7歲的兒童自天間隔4小時，夜間可延長10小時喂養(yǎng)；而成人一般間隔8小時（4-12小時）?？稍谝归g或緊張活動時給予生玉米淀粉以加強(qiáng)對空腹的耐受，生玉米淀粉可持續(xù)釋放葡萄糖，減少低血糖發(fā)生和脂肪的分解動員。

2.合理飲食和中鏈甘油三酯(MCT)的使用飲食結(jié)構(gòu)應(yīng)以碳水化合物為主，減少脂肪尤其是長鏈脂肪酸攝入，但必須盡力做到必需脂肪酸的攝入，同時要提供足夠的蛋白質(zhì)。一般健康嬰兒脂肪攝入占總熱量的40%-50%，學(xué)齡兒童占30%-35%。有癥狀的VLCADD患者脂肪攝入占總熱量的25%-30%，尤其注意限制長鏈脂肪酸和補(bǔ)充MCT。 MCT由辛酸(8碳）及癸酸（10碳）等偶數(shù)碳的中鏈脂肪酸為主要成分構(gòu)成的甘油三酯，這些脂肪酸的代謝不依賴于VLCAD的催化，中鏈脂肪酸可以直接穿過線粒體膜，經(jīng)過線粒體脂肪酸β氧化過程生成乙酰CoA及生成酮體為機(jī)體功能。心肌病型患兒，MCT比例應(yīng)占總脂肪攝入的90%，而長鏈脂肪酸占10%。 1歲內(nèi)患兒宜選用最富含MCT的配方奶(80%脂肪為MCT)，這樣的飲食可逆轉(zhuǎn)心肌病型患者心肌的病理改變;1歲后患兒應(yīng)限制長鏈脂肪酸攝入不超過總熱量10%，MCT提供總熱量的20%。肝型和肌病型1歲以內(nèi)患兒可選用富含MCT的配方奶(50%脂肪為MCT)或最富含MCT的配方奶；1歲以后推薦選擇有利于“心臟健康”飲食，一般脂肪中50%來自長鏈脂肪酸，50%來自MCT。 MCT的辛酸、癸酸等無糖異生作用，雖其中的甘油可異生為葡萄糖，但產(chǎn)生量少，不能滿足反反復(fù)作低血糖患者的需要。MCT可明顯改善脂肪酸氧化障礙中心肌和骨骸肌癥狀；當(dāng)VLCADD患者處于代謝紊亂時，補(bǔ)充MCT并不能阻止肝臟的損害，甚至補(bǔ)充過多MCT會加重線粒體的氧化應(yīng)激。

3.左旋肉堿對于肉堿補(bǔ)充治療脂肪酸β氧化障礙疾病一直存有爭議。在VLCADD中，由于極長鏈脂肪酸的β氧化通路受阻，而導(dǎo)致線粒體內(nèi)過多的長鏈脂肪酸蓄積，這些脂肪酸則需與游離肉堿結(jié)合形成酸基肉堿轉(zhuǎn)運出線粒體，這將造成組織以致血中游離肉堿的缺乏，故補(bǔ)充肉堿可以維持血中游離肉堿水平的穩(wěn)定。一般給予50-100mg/(kg· d)左旋肉堿配合飲食治療可以明顯緩解VLCADD患者的心功能異常。短期應(yīng)用可以促進(jìn)酮體生成和減少空腹低血糖的發(fā)生，但過多則促進(jìn)長鏈?；鈮A的生成和蓄積，對機(jī)體產(chǎn)生毒性作用。

4.其他治療對于反復(fù)低血糖發(fā)作的患者可以靜脈注射葡萄糖以糾正低血糖癥狀。近年研究發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體增殖激活受體(PPAR)α的激活劑苯扎貝特能提高VLCADD細(xì)胞的脂肪酸氧化能力，并提高VLCADD患者細(xì)胞中VLCAD mRNA及蛋自的表達(dá)量，通過上調(diào)基因表達(dá)來提高突變體蛋白的酶活性，同時苯扎貝特還能減少具有毒性作用的長鏈酰基肉堿的生成，明顯改善肌病型VLCADD患者癥狀。文獻(xiàn)報道肌松劑丹曲洛林鈉鹽對伴有肌痛性痙攣、肌強(qiáng)直、橫紋肌溶解的成人VLCADD患者具有良好的效果，主要機(jī)制是丹曲洛林鈉鹽能夠結(jié)合骨骼肌肌漿網(wǎng)的主要Ca2＋釋放通道場Ryandonine受體，限制Ca2＋從肌質(zhì)網(wǎng)／肌漿網(wǎng)中釋放，并阻止細(xì)胞內(nèi)Ca2^＋持續(xù)升高，及Ca^2＋升高引起的線粒體功能異常等；還可作用于神經(jīng)肌肉接頭使興奮一收縮耦聯(lián)中斷，以達(dá)到治療目的。

(責(zé)任編輯：佳學(xué)基因)

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