同型胱氨酸尿症

同型胱氨酸尿症

同型胱氨酸尿症(homocystinuria)是蛋氨酸過程中由於酶缺乏而引起的遺傳性疾病,是一種少見累及眼、心血管、骨骼、神經系統的綜合徵。主要的臨床表現是多發性血栓栓塞、智力落後、晶體異位和指趾過長。多數患者為父母近親結婚,國內已有報導。

基本信息

病因

同型胱氨酸尿症同型胱氨酸尿症
本病是常染色體隱性遺傳病,基因位於21號染色體長臂(21qzz)。本病至少有三種不同的生化缺陷型:①胱硫醚合成酶缺乏型(簡稱合成酶型),是由同型關胱氨酸變為胱硫醚的代謝途徑發生阻滯。本型最為多見。維生素B6是胱硫醚合成酶輔酶,故套用大劑量B6對部分病例有效。②甲基四氨葉酸-同型半胱氨酸甲基轉移酶缺乏型(簡稱“甲基轉移酶型”),是同型半胱氨酸變為蛋氨酸的代謝途徑發生紊亂。這個代謝過程由兩種甲基轉移酶來催化,而維生素B12是甲基轉移酶的輔酶。③5,10-N-甲烯四氫葉酸還原酶缺乏型(簡稱“還原酶型”)。正常時,這個還原酶為同型半胱氨酸提供甲基,以轉變為蛋氨酸。此酶缺乏時,同型半胱氨酸的甲基化作用不足就與同型半胱氨酸共同蓄積於體內。

Mudd等認為本病系肝內胱硫醚合成酶缺陷所致,同型胱氨酸在血、尿中大量堆積,影響了正常蛋白質代謝和膠原纖維的結構[2],引起晶狀體脫位、骨質疏鬆、骨折、關節繃緊、智力障礙、多發性血管閉塞,尤其是大動脈血栓形成,甚至致死等,尿同型胱氨酸陽性,尿氰化物硝鹽試驗呈陽性反應。

“合成酶型”的病變主要見於各種血管,在各器官,包括腦組織的的血管內膜有增厚和纖維化,可有血栓形成。主動脈可有縮窄或擴張。腦內有多發性梗塞灶。本病常有晶體異位和骨骼畸形。這些病理改變的原因可能是由於過多的同型胱氨酸激活凝血因子,抑制膠原的形成,引起結締組織異常。

蛋氨酸為一種必需胺基酸,其主要轉換途徑是把分子中的硫轉移給L-同型半胱氨酸,再進一步轉化為胱氨酸。(Lalonge 等,1994)在該病患者中的SLC3A1。基因中檢測到一個半胱氨酸,467 位至蘇氨酸的突變,此突變基因能誘導胺基酸轉運活性幾乎完全消失。現已發現在這種轉化過程中,有多種酶的缺陷能引起某些胺基酸沉積於細胞內,同時伴有血清中其他胺基酸濃度升高。同樣,這種酶缺陷也可影響到同型半胱氨酸再甲基化轉化為蛋氨酸。蛋氨酸轉化到同型半胱氨酸的第一步是形成S-腺苷醯蛋氨酸。該反應受甲硫氨酸腺苷醯轉移酶催化。正常時,ATP 分子的腺苷醯被轉移到蛋氨酸上,形成腺苷基蛋氨酸,這樣以後就能參與幾種轉甲基反應。在正常人細胞內,S-腺苷基蛋氨酸轉甲基形成S-腺苷基同型半胱氨酸,後者可很快水解,並可與絲氨酸合成胱硫醚,其間經過一步轉硫反應也可再甲基化而形成蛋氨酸或氧化為同型胱氨酸。蛋氨酸代謝開始兩步反應受阻滯,可導致同型半胱氨酸沉積於組織中,同時尿和血清中的濃度也升高,蛋氨酸約占飲食蛋白中胺基酸的2.5%,在體內一部分合成組織蛋白,主要部分轉化為胱氨酸、同型胱氨酸及其他衍生物。同型胱氨酸尿症根據其生化缺陷不同可分3 型:

同型胱氨酸尿症絲氨酸
1.胱硫醚合成酶缺乏型 簡稱合成酶型。此型最多見。由於從同型半胱氨酸轉化為胱硫醚的代謝途徑發生阻滯,因而血和尿中同型胱氨酸和蛋氨酸濃度都增多。蛋氨酸經中間代謝產物S-腺苷基蛋氨酸和S-腺苷基同型半胱氨酸轉化為同型半胱氨酸,後者可被氧化成同型胱氨酸或絲氨酸並結合成胱硫醚。形成胱硫醚的反應受胱硫醚合成酶催化,該酶需維生素B6 作為輔酶。因此,部分病例使用大劑量維生素B6 治療有效。

2.甲基四氫葉酸-同型半胱氨酸甲基轉移酶缺乏型 簡稱甲基轉移酶型。此型病人的甲基轉移酶酶蛋白本身的活性並未降低,而有輔酶(維生素B12)缺陷。正常時,同型胱氨酸經過甲基化作用可形成蛋氨酸,這種轉化是在甲基轉移酶催化下進行的,所需輔酶是維生素B12 的活化型,即甲基維生素B12。本型是由於體內維生素B12 代謝異常,不能將體內吸收的維生素B12 在細胞內轉化為活性型的有輔酶功能的維生素B12 所致。3.N5,10-甲烯四氫葉酸還原酶缺乏型 簡稱還原酶型,此型的功能是催化N5,10-甲烯四氫葉酸還原為N5-甲基四氫葉酸。後者可為同型胱氨酸經甲基化而轉變為蛋氨酸的反應中提供甲基。該酶缺乏時,不能形成足夠的N5-甲基四氫葉酸,所以可引起同型胱氨酸甲基化不足而沉積於體內,同時出現同型胱氨酸尿症。正常時,胱硫醚合成酶存在於肝和腦組織內。此種酶缺乏時,酶活性只有正常的1%~2%。由於同型胱氨酸不能形成胱硫醚,所以血中的同型胱氨酸和蛋氨酸都增多,尿中也可排出大量的同型胱氨酸和一定量的蛋氨酸。甲基轉移酶缺乏引起的同型胱氨酸尿症,血漿中甲基B12 減少,血和尿中同型胱氨酸和甲基丙二酸都增多,血中蛋氨酸不增高,甚至可以減少,這也是與胱硫醚合成酶缺乏型的主要不同之處。血和尿中胱硫醚增多,血中葉酸也增多。病理改變表現:各種器官內的血管(動脈和靜脈)都表現為血管內膜纖維化、增生、彈力纖維破壞和管腔狹窄或閉塞。主動脈有縮窄或擴張所致的主動脈瓣關閉不全。大血管中層變薄,動脈和靜脈有血栓形成。腦白質內有多灶性脫髓鞘性變、血管損害、多發性栓塞灶形成腦軟化及海綿樣變性。硬腦膜竇可見有血栓形成。於腦實質內還可見神經元喪失。本病代謝障礙與血栓形成,可能與高濃度的同型胱氨酸能激活凝血因子或改變蛋白多糖的結構有關。肝內可見有脂肪變性,伴有粗大的線粒體及多泡性小體。腎內可見有上皮細胞腫脹。橫紋肌顯示有局灶性碎片形成“Z”帶破壞及肌絲結構紊亂。眼內組織最常見的改變是有小帶狀異常。骨骼改變為骨形成不良的骨質疏鬆。

症狀

同型胱氨酸尿症青光眼
由胱硫醚合成酶缺乏引起的同型胱氨酸尿症患兒在出生時正常,多於生後5~9 個月起病。患兒發育延遲,身材矮小,直到1 歲才能獨立坐著,到2歲才能勉強走路,呈鴨步態。小兒期以後反應遲鈍惡化,語言障礙智力障礙的程度因人而異,智力低下和反應遲鈍有發展較慢的傾向。除癲癇發作外,尚可出現其他神經系統症狀如肌陣攣發作、痙攣、深反射亢進等。

晶體脫位多在10 歲左右才發生。在青春期,約90%的病例可出現這種眼部特徵性改變。晶體常向下脫位。晶體脫位的方位、發生時間和損害類型,均不同於馬方綜合徵。本病還可發生虹膜肥厚和近視,而發生青光眼白內障和視神經病變者則較少見。

幾乎所有病人在青少年期都可出現骨質疏鬆,其他骨骼異常可有脊柱側彎胸廓畸形高齶弓膝外翻伴有膝關節粗大和高足弓等。長管骨常細長,許多病例還可出現蜘蛛指,容易發生骨折。無馬方綜合徵所特有的關節和韌帶鬆弛。

同型胱氨酸尿症同型胱氨酸尿症

發生靜脈閉塞和腦血管栓塞,在臨床上最為常見。而發生周圍動脈閉塞、肺動脈栓塞和心肌梗死者則較少見。腎動脈栓塞可引起高血壓,冠狀動脈栓塞可發生心肌梗死,也可發生凝血酶原減少和肌病等。

皮膚血管病變常引起皮膚網狀青斑,此外皮膚變薄,面頰部常顯著潮紅,頭髮常稀少、本病臨床表現具有一定的變異性,可出現以上所有特徵及嚴重智慧型發育障礙並早期死於血管病變。但也可僅有晶體脫位和輕度骨骼改變而無其他異常者。

甲基轉移酶缺乏型的臨床表現輕重不等,可有智力發育延遲、馬方綜合徵樣外觀、體格發育落後、反覆感染、不同程度的神經症狀如驚厥等。部分病例可有巨幼紅細胞性貧血和肝脾腫大。晶體脫位、骨骼異常和血管閉塞則較少見。本型雖有甲基丙二酸尿,但沒有嚴重的酮症酸中毒症狀。

還原酶型同型胱氨酸尿症,在臨床上與以上兩型表現不同,其主要表現是神經系統症狀如驚厥、智力低下、緊張症、周圍神經病變、肌病、精神分裂症樣表現、肌張力增高、腱反射亢進、共濟失調,沒有血管、骨骼和晶體症狀。此型中還有一些病人以巨幼紅細胞性貧血、同型胱氨酸尿症和甲基丙二酸尿症為特徵,臨床上表現為小兒期有嚴重的巨幼紅細胞性貧血,煩躁不安,消瘦,反覆感染,厭食,噁心,嘔吐和腹瀉。無神經、骨骼、血管和眼部異常。

檢查

同型胱氨酸尿症硝普鈉
1.尿同型胱氨酸測定:可用篩查法,即硝普鈉試驗:尿液1ml加入5%氰化鈉水溶液,放置5分鐘,加入5%硝普鈉水溶液一滴,出現紅色或紫紅色為陽性,表示尿中有過量的含硫胺基酸。

2.酶活性測定:可用皮膚成纖維細胞測定酶的活性,也可用此法檢出雜合子

3.產前診斷:可測羊水細胞的酶活性。

4.X線檢查:可見骨質疏鬆,椎體背側呈雙凹形,以及脊柱側彎等。眼部症狀多有晶體脫位,多發生於3~10歲間,常伴青光眼,視網膜剝離。

治療

1.合成酶缺乏型的治療原則是限制蛋氨酸的攝入和套用大量維生素。早期套用低蛋氨酸飲食可以預防症狀的發生。要補充胱氨酸,長期低蛋白飲食。應少食動物蛋白。可用黃豆、扁豆等植物食品。

2.對甲基轉移酶缺乏型和還原酶缺乏型,不應限制蛋氨酸的攝入量,但其攝入量要適當。

大劑量維生素的套用不僅適用於甲基轉移酶型還原酶型,也適用於合成酶型。大劑量維生素B6 用於合成酶型,可使約半數病例於數天內即出現生化代謝改進,以後長期套用可維持尿中不出現同型胱氨酸,使血中蛋氨酸含量也變為正常。對於維生素B6 治療無效的病例,有時加用大量葉酸可有效,因患本病者葉酸也減少。此外,對限制蛋氨酸攝入的病例,由於動物蛋白入量不足,維生素Bl2 也有缺乏,所以應予補充。對於甲基轉移酶缺乏型和還原酶缺乏型,更應給予大劑量的維生素B12 或大劑量的葉酸,以改善同型胱氨酸的甲基化。還應補充甜菜鹼和其他前質膽鹼,以促進其甲基化作用。

在確診同型胱氨酸尿症之後,臨床上常不易區分其酶缺陷類型,可首先給予大劑量維生素B6 每天100~500mg,連用數周,對有效病例可以逐漸減量,有些病例的最低有效劑量為每天25mg,可按此量維持套用。對於單用維生素B6 治療無效的病例,可再加用大劑量葉酸每天10~20mg,維生素B12 每天0.5~1mg,有效者可長期聯合套用大劑量維生素,並逐步調整劑量。對於大劑量維生素完全無效的病例,可試用低蛋氨酸飲食,補充胱氨酸,並加用甜菜鹼。

對小兒智力的影響

同型胱氨酸尿症是一種含硫胺基酸(蛋氨酸)的先天代謝障礙疾病,本病的表現由不同的酶蛋白或輔酶缺乏所引起。

同型胱氨酸尿症視網膜
由於胱硫酶缺乏而引起的同型胱氨酸尿症最多見,小兒初生時為正常,起病多在出生後5~9 月之間。主要的症狀是骨骼異常、晶體脫位、血栓形成、智力發育落後、驚厥等。常見的骨骼畸形有脊柱側彎或後彎、雞胸、四肢細長、蜘蛛狀手指或腳趾、易骨折。眼晶體脫位,10歲左右明顯,常有青光眼視網膜剝離。血管內血栓形成可發生於任何器官,頸動脈和顱內動脈血栓形成可發生急性癱瘓,肺靜脈血栓形成可引起肺梗塞。神經系統症狀中,多數病例有智力低下,驚厥發作,少數病例有精神分裂症樣症狀。其他症狀還有面部發紅,皮膚出現大理石樣花紋,皮膚薄,毛髮少而細,易斷。

甲基轉移酶缺乏引起的同型胱氨酸尿症表現輕重不等,有體格和智力發育落後、驚厥。部分病人有巨幼細胞性貧血,眼晶體異位和血管內血栓形成少見。

由四氫葉酸還原酶缺乏引起的同型胱氨酸尿症的表現主要是神經系統症狀,如驚厥、智力低下、精神分裂症樣表現。沒有血管、骨骼及眼晶體的症狀。

不論哪種酶缺乏引起的同型胱氨酸尿症都有智力低下、驚厥的表現,所以當小兒有此表現時查尿中同型胱氨酸增多可幫助診斷。本病有遺傳,小兒出生後4天即可查尿檢查確診。早期開始治療,限制蛋氨酸的攝入和套用大劑量維生素B6。低蛋氨酸飲食早期套用可預防症狀的發生。少食動物蛋白,用黃豆扁豆等製品,要添加胱氨酸,長期套用低蛋白飲食。對維生素B6無效的病例,可加用大劑量葉酸,也應補充維生素B12。

鑑別

同型胱氨酸尿症馬凡氏綜合徵
本病需與馬凡氏綜合徵鑑別:
二者的共同點是晶體異位、蜘蛛指趾、心血管症狀。但遺傳方式和病情發展不同。本病為隱性遺傳,馬凡氏綜合徵是常染色體顯性遺傳,指趾細長自初生即可見到;而同型胱氨酸尿症在初生為正常,數年後骨骼的生長不成比例,而四肢加長,此外還有血栓栓塞症狀,骨質疏鬆,椎骨有雙凹畸形等。更重要的是馬凡氏綜合徵沒有本病那種生化代謝異常。

臨床通過血管造影,CDI、MRI以及病史、體檢、化驗相區別,尿同型胱氨酸定性試驗是二者鑑別的主要依據。

預防

本病時常染色體隱性遺傳,多數患者為父母近親結婚,根據此情況,可從加強“禁止近親結婚”的婚姻法這一角度來減少此病的病發率,有效的提高我國人們的身體素質。

本病預後取決於血管閉塞性疾病形成早晚、部位,是青少年型心肌梗塞的少見原因之一,需長期隨訪。眼科醫生對於雙眼晶狀體脫位,應高度警惕做好檢查及隨訪工作。

併發症

本病還可病發繼發性青光眼視網膜脫離,驚厥偏癱等神經精神症狀。

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