多種?；o酶A脫氫酶缺乏癥的研究進(jìn)展

李艷，李元梟，徐曉楠，張妮

（蘭州大學(xué)第二醫(yī)院小兒消化科，甘肅 蘭州 730030）

多種?；o酶A脫氫酶缺乏癥（multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency，MADD）由Przyrembel等［1］于1976年首次報(bào)道，是電子轉(zhuǎn)運(yùn)黃素蛋白脫氫酶（electron transfer flavoprotein dehydrogenase，ETFDH）、電子轉(zhuǎn)運(yùn)黃素蛋白（electron transfer flavoprotein，ETF）或核黃素代謝、運(yùn)輸必需蛋白所對(duì)應(yīng)的基因編碼缺陷而引起的脂肪酸氧化代謝紊亂性疾病。因患者尿有機(jī)酸篩查排泄戊二酸、乙基丙二酸、2-羥基戊二酸、3-羥基異戊酸、丁酸、5-羥基己酸丁酸、異丁酸、2-甲基丁酸、異戊酸等，所以又稱戊二酸尿癥Ⅱ型［2］，也稱戊二酸血癥Ⅱ型，屬常染色體隱性遺傳性疾病。據(jù)發(fā)病時(shí)間及病情輕重，MADD分為3型：（Ⅰ）新生兒期發(fā)病伴先天畸形；（Ⅱ）新生兒期發(fā)病無(wú)先天畸形；（Ⅲ）輕型或晚發(fā)型。根據(jù)患者對(duì)核黃素治療的反應(yīng)性，分為核黃素反應(yīng)型（riboflavin responsive MADD，RRMADD）、核黃素?zé)o反應(yīng)型和核黃素部分反應(yīng)型［3］。本文對(duì)MADD的遺傳學(xué)背景、發(fā)病機(jī)制、臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查及治療進(jìn)行綜述，以期對(duì)MADD有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

1 遺傳學(xué)

MADDⅠ、Ⅱ型患者主要與ETFA、ETFB突變相關(guān)，Ⅲ型患者主要與ETFDH突變相關(guān)。突變類型以錯(cuò)義突變（73%）為主，其余為移碼突變（13%）、剪接位點(diǎn)突變（8%）和無(wú)義突變（6%），所有MADDⅢ型患者都至少有一個(gè)錯(cuò)義突變［4-9］。我國(guó)90% MADD患者為RR-MADD晚發(fā)型，且與ETFDH突變有關(guān)，已報(bào)道的病例中有較多人群在福建、廣東、潮汕等有閩南背景的地區(qū)，存在奠基者效應(yīng)［10-11］。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)ETFDH基因突變也存在地域分布差異，北方主要是c.770A＞G（p.G362R）和c.1277A＞C（p.L409F）［12］，南方主要是c.250G＞A（p.A84T）［13］。

核黃素（又稱維生素B2）是黃素輔助因子黃素單核苷酸（flavine mono nucleotice，F(xiàn)MN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide，F(xiàn)AD）的前體，其運(yùn)輸和代謝的先天性錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致人類黃酮蛋白質(zhì)組深刻改變進(jìn)而影響細(xì)胞生物能學(xué)，故被認(rèn)為與嚴(yán)重的人類神經(jīng)肌肉疾病有關(guān)。核黃素轉(zhuǎn)運(yùn)體（riboflavin transporter，RFVT）1、RFVT2和RFVT3（分別由SLC52A1，SLC52A2和SLC52A3編碼）［14］介導(dǎo)人類核黃素吸收。SLC52A1位于17號(hào)染色體17p13.2，SLC52A2位于8號(hào)染色體8q24.3，SLC52A3位于20號(hào)染色體20p13［15］。RFVT1在胎盤和小腸中特別豐富；RFVT2普遍表達(dá)，尤其與大腦相關(guān)；RFVT3主要表達(dá)于腸道和睪丸?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)MADD的一種短暫形式與RFVT1的缺陷有關(guān)［16］。核黃素被吸收后通過(guò)核黃素激酶（riboflavin Kinase，RFK）和FAD合成酶（FAD synthetase，F(xiàn)ADS，F(xiàn)LAD1編碼）的順序作用轉(zhuǎn)化為FMN和FAD［14］。RFK基因位于第9染色體9q21.13，編碼17.6 kDa的單域多肽RFK。RFK動(dòng)力學(xué)很大程度上受底物／產(chǎn)物相對(duì)濃度的調(diào)節(jié)［17］，其缺乏在人類中從未被描述過(guò)，因此可能是致命的，正如之前在小鼠中的報(bào)道［18］。然而，RFK突變也可能導(dǎo)致與FADS缺陷患者相似的臨床表現(xiàn)［19］。線粒體FAD 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SLC25A32或MFT編碼）［20］是Rf／FAD循環(huán)的組成部分［21-22］。SLC25A32編碼的特定內(nèi)膜載體是人類FAD通過(guò)線粒體膜運(yùn)輸過(guò)程所必須的，它的缺陷是核黃素反應(yīng)性運(yùn)動(dòng)不耐受的原因，并具有典型的MADD的生化特征［20，22］。

2 發(fā)病機(jī)制

2.1 電子傳遞障礙說(shuō)MADD主要與ETF或ETFDH缺陷有關(guān)。ETF及ETFDH是脂肪酸β氧化電子傳遞過(guò)程中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)運(yùn)體。ETF位于線粒體基質(zhì)內(nèi)，接受來(lái)自于脂肪酸β氧化過(guò)程中多種脫氫酶脫氫產(chǎn)生的電子，再轉(zhuǎn)運(yùn)至位于線粒體內(nèi)膜的ETFDH，并經(jīng)由ETFDH所結(jié)合的泛醌運(yùn)至呼吸鏈復(fù)合體Ⅲ，產(chǎn)生ATP為機(jī)體供能［23］。ETF或ETFDH缺陷均可引起線粒體呼吸鏈多種?；o酶A脫氫酶功能受阻，使其脫氫產(chǎn)生的電子不能下傳，導(dǎo)致脂肪酸、支鏈氨基酸、維生素B及能量代謝障礙［5］。

2.2 黃素網(wǎng)絡(luò)紊亂、核黃素不足說(shuō)細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和線粒體的黃素輔助因子及調(diào)節(jié)酶形成了黃素網(wǎng)絡(luò)。在細(xì)胞內(nèi)，RFK將核黃素轉(zhuǎn)化為FMN，F(xiàn)MN被FADS腺苷化為FAD。FAD在FAD焦磷酸酶和FMN磷酸水解酶順序作用后完成裂解及和黃酮類蛋白的轉(zhuǎn)換［24］。黃素酶活性和黃素供應(yīng)／代謝的損傷參與了核黃素反應(yīng)性肌病的發(fā)?。?5］。核黃素／黃素輔助因子可調(diào)控脂肪酸輔酶a并協(xié)調(diào)氨基酸代謝中多肽的水平，增加RR-MADD患者已知被改變的酶的數(shù)量［26］。FAD作為黃素蛋白ETF、ETFDH的輔助因子和分子伴侶，對(duì)它們折疊、穩(wěn)定性和酶的催化活性十分重要，由此可知FAD結(jié)合區(qū)域位點(diǎn)的突變可造成嚴(yán)重的臨床表型?，F(xiàn)FADS基因FLAD的突變已被證明會(huì)導(dǎo)致MADD且FAD 焦磷酸酶改變已在RR-MADD 患者中被發(fā)現(xiàn)［27］。

游離核黃素通過(guò)載體介導(dǎo)在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸，進(jìn)入細(xì)胞后經(jīng)歷ATP依賴的磷酸化形成FMN，其中大部分進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為FAD［25］。體內(nèi)核黃素儲(chǔ)存很少或沒有，而超過(guò)腎臟再吸收能力的過(guò)量攝入的核黃素則會(huì)以原型或其分解代謝物在尿液中排出［19］。同時(shí)，核黃素結(jié)構(gòu)類似物和代謝抑制劑會(huì)抑制核黃素的轉(zhuǎn)運(yùn)，故核黃素易缺乏。當(dāng)體內(nèi)核黃素不足時(shí)勢(shì)必影響到FAD，進(jìn)而影響到黃素網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)。

2.3 活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生過(guò)多電子傳遞鏈?zhǔn)軗p使電子泄露產(chǎn)生過(guò)多ROS，影響細(xì)胞穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，可能通過(guò)MnSOD、sirtuins和PGC-1α的信號(hào)通路而致MADD表型［28］。Liang等［29］研究證實(shí)活性氧ROS的產(chǎn)生增加可明顯縮短神經(jīng)突。

2.4 泛素化與類泛素化失衡泛素樣蛋白NEDD8與底物蛋白中的某些賴氨酸共價(jià)連接，非常類似于泛素化，這個(gè)過(guò)程被稱為類泛素化修飾。類泛素化修飾的最佳表征底物是Cullins，它是Cullin-RING E3泛素連接酶復(fù)合物的必要成分［30-31］。Cullins類泛素化增強(qiáng)了Cullin-RING E3泛素連接酶復(fù)合物的活性，從而促進(jìn)了細(xì)胞周期。ETFA和ETFB亦是類泛素化底物，類泛素化作用控制它們的穩(wěn)定性、亞細(xì)胞定位或活性［32-34］，防止其泛素化和隨后的降解。在MADD患者中發(fā)現(xiàn)某些ETFA和ETFB突變阻礙了這些底物的類泛素化，進(jìn)而導(dǎo)致泛素-蛋白酶體依賴性降解增強(qiáng)，使得ETF蛋白表達(dá)顯著降低［35］，從而誘發(fā)臨床表型。Zhang等［35］已在小鼠中證實(shí)肝類泛素化可靶向穩(wěn)定黃酮蛋白的電子轉(zhuǎn)移，促進(jìn)脂肪酸β氧化。

上述機(jī)制間互不獨(dú)立且相互交織，形成網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)：ETF／ETFDH可破壞電子通量，引起黃素穩(wěn)態(tài)的二次紊亂，產(chǎn)生“黃素惡性循環(huán)”［14］。黃素蛋白分布在線粒體、過(guò)氧化物酶體、質(zhì)膜和細(xì)胞核中，參與生成和清除ROS和活性氮［36］。而細(xì)胞核中FAD依賴的氧化酶控制參與能量代謝的基因的表達(dá)［37-38］?？梢奙ADD的作用機(jī)制極其復(fù)雜，需更多研究進(jìn)一步明確。

3 臨床表現(xiàn)

MADDⅠ、Ⅱ型多發(fā)生在新生兒期，Ⅰ型常伴有多囊腎、面中部發(fā)育不全、腦發(fā)育不良等畸形。新生兒期起病者一般臨床表現(xiàn)較重，可出現(xiàn)低血糖、嗜睡、代謝性酸中毒、高氨血癥，部分患兒類似Reye綜合征樣發(fā)作，甚至急性腦病，在感染、饑餓、腹瀉、藥物等應(yīng)激狀態(tài)誘發(fā)或加重，甚至猝死［39］。部分新生兒在出生后代謝病篩查時(shí)發(fā)現(xiàn)，但仍預(yù)后不佳，病死率高。MADDⅢ型多發(fā)生在年長(zhǎng)兒、成人，患者多為隱匿起病，不明原因慢性疲勞、肌肉無(wú)力、肌酶升高、體質(zhì)量減輕、肝酶增高、肝大、惡心、嘔吐、心慌、胸悶、心肌酶譜異常等均是MADD患者就診原因，且在感染、饑餓、腹瀉、藥物、懷孕等應(yīng)激狀態(tài)后加重。其中肌無(wú)力多累及四肢近端肌肉、軀干肌、頸伸肌，患者可出現(xiàn)翼狀肩、垂頭征、運(yùn)動(dòng)不耐受?？傊琈ADD臨床表現(xiàn)異質(zhì)性大，輕重不一。

4 實(shí)驗(yàn)室檢查

4.1 生化檢測(cè)疾病發(fā)作期可出現(xiàn)低血糖、肝酶升高、肌酶升高、心肌酶譜升高、高血氨、高乳酸、高脂血癥，穩(wěn)定期可無(wú)明顯異常。

4.2 血?；鈮A、氨基酸檢測(cè)研究顯示短中長(zhǎng)鏈?；鈮A升高（C4、C5、C5- dc、C6、C8、C10、C12、C14∶1、C16、C18∶1等）［40-41］?？梢娰嚢彼帷?-羥賴氨酸、色氨酸、丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、肌氨酸、脯氨酸和4-羥脯氨酸及相關(guān)中間體的積累，一般新生兒起病的MADD患者以脯氨酸、4-羥脯氨酸升高為主；Ⅲ型MADD患者以肌氨酸的濃度升高為特征［41］。在疾病穩(wěn)定期檢測(cè)陽(yáng)性率低。

4.3 尿有機(jī)酸檢測(cè)疾病發(fā)作期可檢出戊二酸、乙基丙二酸、2-羥基戊二酸、3-羥基異戊酸、丁酸、5-羥基己酸丁酸、異丁酸、2-甲基丁酸、異戊酸、己二酸、亞丙二酸、癸二酸、十二烷二酸等大量排泄［2］。當(dāng)患者處于疾病穩(wěn)定期時(shí)可無(wú)異常。

4.4 組織活檢肌肉活檢可見脂質(zhì)沉積性肌病表現(xiàn)，受累個(gè)體肌纖維中脂滴的積聚［6］。肝活檢可顯示脂肪變性。

4.5 酶學(xué)檢測(cè)通過(guò)肝活檢或成纖維細(xì)胞脂肪酸氧化探針?lè)治鲞M(jìn)行，可檢出 ETF／ETFQO 酶活性下降［42-43］。

4.6 影像學(xué)檢查肝臟影像學(xué)檢查可見肝腫大或脂肪肝。肌肉MRI檢查可見明顯水腫樣改變和脂肪浸潤(rùn)。Hong等［44］和Zhao等［9］的研究在評(píng)估了大腿每一塊肌肉后發(fā)現(xiàn)脂肪浸潤(rùn)主要累及股骨長(zhǎng)肌、半膜肌和大收肌。水腫樣改變同時(shí)大腿比目魚+／腓腸肌-或股長(zhǎng)二頭肌+／半腱肌-的脂肪浸潤(rùn)特征，有助于診斷Ⅲ型MADD。部分患者頭顱MRI可見腦白質(zhì)病變［45］。肌電圖檢查結(jié)果以Ⅰ型肌纖維肌源性損害為主［46］。

4.7 基因檢測(cè)對(duì)常見致病基因（ETFA、ETFB、ETFDH）進(jìn)行高通量測(cè)序的結(jié)果是確診MADD的重要依據(jù)。其中，ETFDH變異最常見；ETFA、ETFB變異少見，多在新生兒起病［43］。

5 診斷

參照2019年罕見病指南［42］MADD診療流程，對(duì)有上述臨床癥狀或代謝病篩查陽(yáng)性者首先完善相關(guān)檢查排除其他系統(tǒng)疾病，再進(jìn)行血?；鈮A、氨基酸及尿有機(jī)酸檢測(cè)排除其他遺傳代謝病，最后通過(guò)酶學(xué)／基因檢測(cè)明確診斷。Van等［47］開發(fā)的多種?；o酶A脫氫酶缺乏癥嚴(yán)重程度評(píng)分系統(tǒng)也可作為參考來(lái)進(jìn)一步評(píng)估該病嚴(yán)重程度。

6 治療

6.1 調(diào)整飲食、生活方式調(diào)整為低脂高碳水化合物飲食，保證充足熱量，避免空腹、饑餓、低血糖等應(yīng)激情況誘發(fā)疾病癥狀。避免劇烈、過(guò)量運(yùn)動(dòng)。

6.2 藥物核黃素是治療MADD的主要藥物，攝入充足的核黃素是維持FAD穩(wěn)態(tài)的前提。高劑量的核黃素可提高FAD濃度并促進(jìn)其與ETFDH結(jié)合［10］，促進(jìn)許多黃素蛋白構(gòu)象穩(wěn)定和正確折疊，從而改善患者臨床癥狀。目前，我國(guó)《多種?；o酶A脫氫酶缺乏癥的篩查與診治共識(shí)》［43］建議用量為每日100～300 mg。

當(dāng)患者存在繼發(fā)性肉堿缺乏時(shí)，每日需補(bǔ)充左卡尼汀50～100 mg·kg-1；當(dāng)患者合并輔酶Q10缺乏時(shí)，建議每日補(bǔ)充輔酶Q10（兒童4～10 mg·kg-1，成人60～240 mg·kg-1）［46-47］。若患者對(duì)核黃素治療無(wú)反應(yīng)，每日使用苯扎貝特10～20 mg·kg-1［43］。最近還證實(shí)了每日100～2 600 mg·kg-1D，L-3-羥基丁酸（口服或通過(guò)鼻胃／胃造瘺管）繞過(guò)酮生成紊亂治療MADD的有效性和安全性［48］。

7 結(jié)語(yǔ)

MADD是可以治療的遺傳代謝病之一，當(dāng)患者有反復(fù)疲勞、肌肉無(wú)力、肌酶異常、不明原因惡心、嘔吐、肝酶增高、脂肪肝、肝大、高血氨、心慌、胸悶、心肌酶譜異常、不明原因昏迷、酸中毒、體質(zhì)量減輕等警惕癥狀時(shí)，完善檢查并及早進(jìn)行診斷至關(guān)重要。新生兒期發(fā)病者雖預(yù)后不佳，但通過(guò)代謝病篩查早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療仍有積極的意義。檢測(cè)ETFA、ETFB、ETFDH有助于確診MADD。核黃素是目前治療MADD的最主要藥物，絕大多數(shù)MADD患者為核黃素反應(yīng)型。識(shí)別MADD并早期診斷、治療對(duì)提高患者生活質(zhì)量有重要意義。未來(lái)隨著致病機(jī)制的進(jìn)一步明晰，MADD的診療將會(huì)更加完善。