三甲基巴豆醯輔酶A梭化酵素缺乏症

三甲基巴豆醯輔酶A梭化酵素缺乏症

三甲基巴豆醯輔酶A梭化酵素缺乏症是一種先天性代謝缺陷病,1970年由Eldjarn等首先報導。三甲基巴豆醯輔酶A梭化酵素是亮氨酸中間代謝產物三甲基巴豆醯輔酶A轉化成三甲基戊烯二酸單醯輔酶A的一個羧化酶,此酶缺乏造成三甲基巴豆醯輔酶A堆積,繼而與甘氨酸結合生成三甲基巴豆醯甘氨酸,與左鏇肉鹼結合生成三羥基異戊酸,使尿中這些有機酸濃度增加,並繼發肉鹼缺乏。

病因

圖片
甲基巴豆醯輔酶A梭化酵素缺乏對生物素治療無反應,必須與生物素反應性多種羧化酶缺乏鑑別。後者是由於生物素代謝障礙,即生物素酶和全羧化酶合成酶缺乏,累及全部4種生物素依賴性羧化酶。所有這一類疾病均有三甲基巴豆醯輔酶A羧化酵素缺乏,尿中主要代謝產物為3-羥基異戊酸和3-甲基巴豆醯甘氨酸。在多種羧化酶缺乏病例同時還伴有甲基枸櫞酸和3-羥基丙酸少量增高,為丙醯輔酶A羧化酶缺乏的特徵。因此單純性3-甲基巴豆醯輔酶A羧化酶缺乏的診斷有賴於尿有機酸譜的定量分析,或成纖維細胞、白細胞酶學檢查,以及血漿生物素酶測定,確定是否為單純此酶缺乏或同時伴有其他羧化酶缺乏。三甲基巴豆醯輔酶A羧化酵素缺乏的特徵性異常代謝產物為3-羥基異戊酸和3-甲基巴豆醯甘氨酸尿排泄量極度增高,分別為460~5900mmol/mole肌酐和70~3700mmol/mole肌酐。其他異常產物可有2-氧戊二酸和3-甲基巴豆醯谷氨酸。病人有嚴重繼發性血漿游離肉鹼缺乏,且肉鹼酯與游離肉鹼比值顯著增高,提示肉鹼酯排泄異常,主要為3-羥基異戊醯肉鹼。患者培養成纖維細胞中3-甲基巴豆醯輔酶A羧化酶活性顯著降低,僅為正常的0%~2%,與生物素治療無關,且其他羧化酶活性正常。此症屬常染色體隱性遺傳。

遺傳模式

國外的發生率約為1/50,000,自從大規模使用串連質譜儀作為新生兒篩檢的工具後,全世界包括英國美國澳洲,與中國台灣皆報告這是所有篩檢疾病中最常見的有機酸血症,其發生率在台灣地區約為1/6,000。此病症致病基因是位在第3對染色體長臂(3q25-q27)上的MCCC1或稱MCCA(Methylcrotonyl-CoAcarboxylasealphachain)及第5對染色體長臂(5q12-13)上的MCCC2或稱MCCB(Methylcrotonyl-CoAcarboxylasebetachain)基因。此症的遺傳方式大多為體染色體隱性遺傳,即父母雙方皆為帶因下,每一次懷孕產下此疾病機率為25%,產下帶因者機率為50%。但是體染色體顯性遺傳亦有人報導過。病患可能有父母或兄弟姐妹是具有3-甲基巴豆醯輔酵素羧化酵素缺乏症而無症狀或家庭成員可能有肌肉低張力或高張力的家族史。

臨床表現

三甲基巴豆醯輔酶A羧化酵素缺乏症患兒在第一次急性發作前生長發育多為正常。首次發作一般在生後第14至33個月,但可早至ll周或遲至5歲。臨床表現類似於Reye綜合徵或3-羥-3-甲基戊二醯輔酶A裂解酶缺乏症。通常在輕微感染後發生,有餵養困難、嘔吐、嗜睡、呼吸暫停、肌張力低下或反射亢進,可有肌陣攣或驚厥。部分病例有中性白細胞增多,可能與感染或非特異性應激性腎上腺素釋放有關。個別病例有脫髮、心跳驟停、腦水腫、或Reye綜合徵樣脂肪肝。典型實驗室檢查發現為嚴重低血糖(血糖低於lmM)、高氨血症、肝臟轉氨酶活性增高、輕度代謝性酸中毒、中度酮尿等。血漿游離肉鹼濃度極低,為0。7~5μM(正常大於20μM),且肉鹼酯比例增高。少數病例可無臨床症狀。

診斷方法

有典型有機酸尿症症狀,尤其是表現為顯著低血糖或Reye綜合徵者應考慮本病。尿中排泄大量3-羥基異戊酸和3-甲基巴豆醯甘氨酸可診斷。這些有機酸的增高不應伴有多種羧化酶缺乏時出現的異戊醯甘氨酸、3-甲基戊烯二酸、3-羥-3-甲基戊二酸、3-羥基丙酸、甲基枸櫞酸和乳酸等。伴有酮症的病例可排出中等量的3-羥基丁酸和乙醯乙酸,可能有繼發性二羧酸尿。任何原因引起的嚴重酮症均可導致3-羥基異戊酸中度增高(50~200mmol/mole肌酐,正常為l~20mmol/mole肌酐),但通常低於本症所見,且酮症不會產生繼發性3-甲基巴豆醯甘氨酸增高。最終確診單純性三甲基巴豆醯輔酶A羧化酵素缺乏症,並排除多種羧化酶缺乏,應檢測到病人白細胞中此酶活性降低,並與生物素治療無關;或在不同生物素濃度培養條件下成纖維細胞中該酶活性降低,且其他羧化酶活性應正常。因雜合子酶活性通常在正常範圍內,故不能靠白細胞或培養成纖維細胞中酶活性測定檢出。通過穩定同位素稀釋法測定羊水中增高的3-羥基異戊酸濃度,以及測定絨膜絨毛標本或培養羊水細胞中3-甲基巴豆醯輔酶A羧化酶活性可進行產前診斷。

治療措施

急性發作時應積極矯正脫水,平衡電解質,改善代謝性酸中毒,並以高濃度葡萄糖持續灌注。另外,可給予病患甘胺酸(glycine)藥物治療以增加三甲基巴豆醯輔酶甘胺酸(3-methylcrotonoylglycine)在代謝危機期間的排泄。長期治療以控制飲食中白胺酸為主。生物素的給予對病人的幫助位有定論。若病人血液中游離態肉毒鹼(carnitine)降低時應該給予50~100毫克/公斤/天的carnitine。另外要避免長期飢餓,以免引起身體代謝走向分解蛋白質的路徑,而產生毒素堆積。三甲基巴豆醯輔酵素羧化酵素缺乏症若經早期診斷及治療,病患的生長和發展大多可以正常。

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