【佳學(xué)基因檢測(cè)】肌酸缺乏綜合征基因解碼、基因檢測(cè)

肌酸缺乏綜合征基因檢測(cè)是對(duì)英文疾病名稱為creatine deficiency syn-dromes，簡(jiǎn)稱為CDS的疾病進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)不一的基因檢測(cè)的總稱。該病是一組影響肌酸合成及轉(zhuǎn)移的先天性遺傳代謝性疾病，其生化特點(diǎn)為腦肌酸缺乏。臨床表現(xiàn)為智力缺損、語(yǔ)言發(fā)育遲緩、孤獨(dú)癥、癲癇發(fā)作、肌張力減退、以錐體外系損害為主的運(yùn)動(dòng)障礙和行為問(wèn)題。CDS可能是眾多原因不明精神發(fā)育遲滯兒童的致病原因，早期診斷并給予肌酸治療，可改善預(yù)后。
 

肌酸除了具有能量?jī)?chǔ)存和傳輸功能外，還可能是一種神經(jīng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，3種影響肌酸合成、轉(zhuǎn)運(yùn)的基因缺陷均可導(dǎo)致腦肌酸缺乏，中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累。雖然肌酸在肌肉組織代謝中具有重要作用，但CDS患者骨骼肌中肌酸僅輕度減少。心肌中肌酸雖無(wú)檢測(cè)結(jié)果報(bào)道，但至今尚無(wú)CDS患者出現(xiàn)出現(xiàn)心肌病的報(bào)道。營(yíng)養(yǎng)狀況顯著影響血漿肌酸水平，因此，肌酸正常并不能排除CDS。肌酸合成缺陷患者尿肌酸排泄降低，肌酐合成減少。在影響肌酸轉(zhuǎn)運(yùn)的SLC6A8基因缺陷（編碼CRTR）患者，由于腎小管細(xì)胞功能障礙和腎小管重吸收肌酸減少，尿肌酸可正?；蛏?，而細(xì)胞內(nèi)肌酸和磷酸肌酸含量減少，導(dǎo)致肌酐合成減少，尿肌酸/肌酐比值升高。因此，在肌酸缺乏癥患者中，血漿肌酐和尿肌酐均降低。

胍基乙酸在肌酸合成反應(yīng)中具有重要作用。GAMT缺陷不能催化胍基乙酸生成肌酸，導(dǎo)致患者組織和體液中胍基乙酸異常堆積，其腦脊液中含量可升至正常值的100倍以上。而在AGAT缺陷患者中，由于AGAT缺陷，不能催化精氨酸和甘氨酸生成胍基乙酸，使胍基乙酸濃度降低。因此，測(cè)定胍基乙酸濃度，可區(qū)分這兩種肌酸合成反應(yīng)中的基因缺陷。
 

CDS臨床表現(xiàn)為精神發(fā)育遲滯、語(yǔ)言發(fā)育遲緩和癲癇?；颊甙l(fā)育遲滯程度輕重不等，以合并多動(dòng)和孤獨(dú)癥為特征，運(yùn)動(dòng)障礙主要累及錐體外系。根據(jù)基因缺陷分為以下3種類(lèi)型。

1.GAMT缺陷  1994年國(guó)外報(bào)道了首例GAMT缺陷：患者為男嬰，正常出生，4個(gè)月后發(fā)育遲滯、肌張力減退，伴運(yùn)動(dòng)過(guò)多的錐體外系異常和點(diǎn)頭發(fā)作；腦電圖顯示慢波背景活動(dòng)和多灶性棘慢波陣發(fā)；頭顱磁共振（MRI）顯示雙側(cè)蒼白球呈T1相低信號(hào)和T2相高信號(hào)改變。

迄今為止，國(guó)外已報(bào)道超過(guò)50例，其個(gè)體差異顯著，表現(xiàn)為輕至重度的精神發(fā)育遲滯、藥物難治性癲癇，大部分重癥患者伴錐體外系運(yùn)動(dòng)障礙和基底節(jié)異常信號(hào)。也有臨床表現(xiàn)類(lèi)似Leigh樣綜合征和線粒體病的報(bào)道，以及遲發(fā)型折刀樣肌強(qiáng)直和肌張力異常運(yùn)動(dòng)障礙的報(bào)道。

2.AGAT缺陷  2001年國(guó)外新穎報(bào)道了3個(gè)兄弟姐妹的家系，臨床表現(xiàn)發(fā)育遲緩和（或）智力障礙、語(yǔ)言發(fā)育延遲、孤獨(dú)癥行為，偶發(fā)癲癇和腦肌酸缺乏，在補(bǔ)充肌酸治療后病情恢復(fù)。該家系中1例出生時(shí)即被確診，在生后幾周內(nèi)開(kāi)始服用肌酸治療，隨訪至18個(gè)月時(shí)，仍未出現(xiàn)臨床癥狀。另有一項(xiàng)報(bào)道為14個(gè)月具有中國(guó)血統(tǒng)的美國(guó)女孩，臨床表現(xiàn)為精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、重度語(yǔ)言障礙、生長(zhǎng)發(fā)育遲滯和孤獨(dú)癥行為。2010年有報(bào)道21歲和14歲的也門(mén)猶太家族成員患AGAT缺陷，兩例均表現(xiàn)為發(fā)育遲緩，易疲勞和體重增加緩慢。分別有重度和輕度智力障礙（智商47和60）、近端肌肉無(wú)力、CK中度升高（500-600U/L）和肌電圖肌病樣改變，肌肉活檢可見(jiàn)管狀聚焦和線粒體編碼的呼吸鏈酶活性降低。

3.SLC6A8基因缺陷  為賊常見(jiàn)的CDS病因。2001年Salomons等首先報(bào)道了1例男性患兒，精神發(fā)育遲滯伴肌張力減低，腦磁共振波譜分析（MRI）顯示肌酸缺乏、血及尿液中肌酸增加及胍基乙酸正常，經(jīng)皮膚成纖維細(xì)胞基因分析發(fā)現(xiàn)SLC6A8基因突變。迄今，至少有797例患者（包括男性患者與女性雜合子）已被確診為該病（www.LOVD.nl/SLC6A8）。SLC6A8基因缺陷主要臨床表現(xiàn)為精神發(fā)育遲滯、語(yǔ)言發(fā)育遲緩、自閉行為和注意缺陷多動(dòng)障礙；次要特征包括肌張力減退、關(guān)節(jié)過(guò)伸、運(yùn)動(dòng)障礙、身材矮小、腦萎縮、面部畸形和腸道癥狀。心律失常（包括多發(fā)性室性早搏）也可與SLC6A8缺陷合并出現(xiàn)。除此以外，本病常并發(fā)癲癇，包括從偶發(fā)、藥物敏感性癲癇到頻發(fā)更多強(qiáng)直陣攣性癲癇和難治性額葉癲癇。

SLC6A8基因缺陷家系中女性雜合子可出現(xiàn)學(xué)習(xí)障礙、輕度精神發(fā)育遲滯，嚴(yán)重者出現(xiàn)智力缺陷、行為障礙和難治性癲癇。SLC6A8基因缺陷患病率相對(duì)較高，約占X連鎖精神發(fā)育遲滯男性患者的2%，男性散發(fā)智力障礙患者的1.4%。
 

1.腦氫質(zhì)子MRI（H-MRS）CDS腦H-MRS成像顯示肌酸信號(hào)明顯降低，仍需進(jìn)行性代謝篩查和分子遺傳學(xué)分析。目前，雖然MRI手段已成為臨床精神發(fā)育遲滯和神經(jīng)系統(tǒng)疾病常用的檢查方法，但仍不提倡H-MRS作為CDS優(yōu)選篩查手段。

2.代謝篩查  尿液胍基乙酸和肌酸/肌酐比值測(cè)定可用于所有類(lèi)型CDS篩查。穩(wěn)定同位素的氣相色譜-質(zhì)譜法具有高度靈敏性；液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS-MS）可快速、同時(shí)進(jìn)行尿液中胍基乙酸、肌酸和肌酐多種化合物測(cè)定。

GAMT缺陷患者在尿、血漿、腦脊液、干血紙片樣本中出現(xiàn)胍基乙酸增高，肌酸和肌酐減低，肌酸/肌酐比值不變。應(yīng)用干血紙片測(cè)定胍基乙酸可進(jìn)行GAMT缺陷的新生兒篩查工作。AGAT缺陷患者尿、血漿、腦脊液、干血紙片樣本中出現(xiàn)胍基乙酸降低，肌酸和肌酐減低，肌酸/肌酐比值不變。SLC6A8基因缺陷患者胍基乙酸正常，尿肌酸可正?；蛏撸◆档?，故肌酸/肌酐比值升高。這種標(biāo)志性變化對(duì)男性SLC6A8基因缺陷患者有重要診斷價(jià)值。對(duì)SLC6A8基因缺陷女性雜合子，肌酸/肌酐值比值指標(biāo)不夠靈敏，有癥狀患者該比值仍能處于正常參考值范圍內(nèi)，因此，尿肌酸/肌酐比值不能作為女性SLC6A8缺陷雜合子篩查依據(jù)。

尿液中上述化合物含量在一天內(nèi)無(wú)明顯變化，隨機(jī)尿樣本即可用于CDS篩查，但應(yīng)注意假陽(yáng)性情況。富含蛋白質(zhì)的飲食或尿液被稀釋等可影響篩查試驗(yàn)出現(xiàn)假陽(yáng)性，生化結(jié)果應(yīng)重復(fù)進(jìn)行之后再考慮基因測(cè)序。

3.DNA診斷  進(jìn)行與CDS相關(guān)的GAMT、GATM及SLC6A8基因突變分析可用于本病的基因診斷。GAMT、GATM編碼基因分別定位于常染色體19p.13.3和15q15.3.兩種基因缺陷均屬常染色體隱性遺傳。SLC6A8基因定位于Xq28.屬X性連鎖遺傳，患者主要為男性，由于X染色體失活模式不同，女性雜合子可有多種臨床表現(xiàn)。需要注意的是，在新突變家系中，沒(méi)有X性連鎖遺傳的證據(jù)，因此，診斷散發(fā)型精神發(fā)育遲滯的男性患者和女性患者應(yīng)常規(guī)行SLC6A8基因缺陷篩查。已發(fā)現(xiàn)GAMT和SLC6A8基因有多種突變類(lèi)型，包括：無(wú)義突變，錯(cuò)義突變，拼接錯(cuò)誤，插入、缺失和移碼突變，其基因型與表現(xiàn)型間無(wú)明顯關(guān)聯(lián)。已在3個(gè)不相關(guān)的家系中發(fā)現(xiàn)了GATM基因的3種突變：無(wú)義突變、拼接錯(cuò)誤和單核苷酸插入，多數(shù)患者可通過(guò)基因直接測(cè)序進(jìn)行診斷。高通量測(cè)序可作為一種篩查工具直接檢測(cè)基因，對(duì)于部分缺乏靈敏生化標(biāo)志性指標(biāo)的AGAT和SLC6A8基因缺陷，該項(xiàng)技術(shù)有助于診斷出更多的患者，尤其適用于SLC6A8基因缺陷的雜合子女性。

4.功能試驗(yàn)和酶學(xué)診斷法  利用成纖維細(xì)胞和（或）淋巴母細(xì)胞或表達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行功能試驗(yàn)和（或）酶學(xué)診斷法有助于在功能范疇內(nèi)確定診斷，特別是在檢測(cè)到新突變致病性未知的情況下，仍然是評(píng)估致病突變的一種有用工具。

5.產(chǎn)前診斷  高危產(chǎn)婦可通過(guò)產(chǎn)前診斷和胚胎植入前遺傳學(xué)診斷法測(cè)定基因致病突變。此外，在未檢測(cè)到潛在致病突變時(shí)，還可通過(guò)高危產(chǎn)婦羊水胍基乙酸測(cè)定進(jìn)行GAMT缺陷產(chǎn)前診斷。
 

1.GAMT缺陷  口服肌酸替代治療可有效補(bǔ)充腦肌酸，約70%患者可恢復(fù)正常。常用肌酸為300-400mg/（kg·d），分3-6次服用。該方法單獨(dú)應(yīng)用可解除錐體外系癥狀，顯著改善癲癇發(fā)作。合并限制精氨酸飲食治療可幫助減少胍基乙酸的積累，減少高濃度胍基乙酸神經(jīng)毒性作用。一般精氨酸限制在15-25mg/（kg·d）攝入量，相當(dāng)于蛋白質(zhì)0.4-0.7g/（kg·d）攝入量。另外，需補(bǔ)充無(wú)精氨酸的氨基酸混合劑以滿足機(jī)體營(yíng)養(yǎng)和氨基酸需求。以往體外試驗(yàn)顯示，補(bǔ)充大劑量鳥(niǎo)氨酸可競(jìng)爭(zhēng)性抑制AGAT活性，有助于減少胍基乙酸合成，但臨床報(bào)道患者應(yīng)用時(shí)未見(jiàn)成效，提示可能在限制精氨酸和補(bǔ)充鳥(niǎo)氨酸聯(lián)合應(yīng)用才能有效。據(jù)報(bào)道，此方法可顯著改善成年重癥患者癲癇發(fā)作和智力水平，為防止必需氨基酸—精氨酸缺乏影響尿素循環(huán)，可給予苯甲酸鈉防止氨堆積。

早期聯(lián)合治療可顯著改善遠(yuǎn)期預(yù)后，賊好從新生兒期開(kāi)始。文獻(xiàn)報(bào)道1例先證者同胞GAMT基因突變測(cè)定陽(yáng)性。自生后3周未出現(xiàn)臨床癥狀時(shí)即開(kāi)始聯(lián)合治療。14個(gè)月隨訪神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育正常；而先證者此時(shí)已出現(xiàn)臨床癥狀。

2.AGAT缺陷  口服補(bǔ)充肌酸300-400mg/（kg·d）可有效恢復(fù)腦肌酸庫(kù)，提高異常的發(fā)育評(píng)分，早期診斷與治療可顯著改善預(yù)后。文獻(xiàn)報(bào)道1例16個(gè)月伴更多發(fā)育遲緩的AGAT缺陷患兒，在肌酸治療23個(gè)月后，患兒發(fā)育評(píng)分可達(dá)正常。然而，在另1個(gè)家庭中的2例患兒分別于7歲和5歲時(shí)開(kāi)始治療，在13歲和11歲時(shí)仍遺留中度智力缺陷；該家庭另1名兒童產(chǎn)前明確診斷，于生后4個(gè)月開(kāi)始肌酸補(bǔ)充治療，18個(gè)月時(shí)隨訪發(fā)育正常，而其2例年長(zhǎng)同胞在該年齡時(shí)均已出現(xiàn)精神發(fā)育遲滯。

3.SLC6A8基因缺陷 口服補(bǔ)充肌酸治療不適用于SLC6A8基因缺陷，男性患者及女性雜合子應(yīng)用肌酸治療均無(wú)效。