原发性肉碱缺乏症17例诊治与随访

【摘要】 目的 探讨原发性肉碱缺乏症的诊断与治疗。。方法  利用串联质谱技术对27万例新生儿和1.2万例临床遗传代谢病疑似患儿进行游离肉碱及酰基肉碱检测，对游离肉碱降低的患儿进行肉碱转运蛋白基因突变检测确诊。对确诊患儿给予左旋肉碱治疗，100~300 mg/（kg·d），分3次静滴或口服。随访时间3个月~3年。结果  共确诊17例原发性肉碱缺乏症患儿，其中6例来自新生儿筛查，11例来自临床患儿。17例患儿均检测到基因突变。患儿血游离肉碱水平[（2.85±1.87）mmol/L]低于参考值（10 mmol/L），伴不同种类的酰基肉碱水平下降。治疗随访14例，给予左旋肉碱治疗1~3个月后，临床症状消失，血游离肉碱升至正常，由(2.91±2.01)mmol/L升至(20.63±8.32)mmol/L，其他酰基肉碱也升至正常。结论 采用串联质谱技术检测血游离肉碱、酰基肉碱水平及肉碱转运蛋白基因检测诊断了17例原发性肉碱缺乏症患儿，其中14例患儿经大剂量左旋肉碱治疗获得了较好的疗效。上海新华医院儿童内分泌遗传科韩连书

【关键词】  原发性肉碱缺乏；肉碱；串联质谱；治疗

17 Patients with Primary Carnitine Deficiency: Diagnosis, Treatment and Follow up HAN Lian-shu, YE Jun, QIU Wen-juan, ZHANG Hui-wen, WANG Yu, JI Wen-jun, GAO Xiao-lan,  LI Xiao-yan, JIN Jing, GU Xue-fan.

Department of Pediatric Endocrinology and Genetic Metabolism, Shanghai Institute for Pediatric Research, Xinhua Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200092, China.

Corresponding author：GU Xue-fan (Email:gu_xf53@yahoo.com.cn）

Abstract  Objective  Many children were found with the low free carnitine level in blood  by tandem mass spectrometry technology. Some of cases are secondary to malnutrition, organic academia and other fatty acid oxidation metabolic diseases, and some of cases are primary carnitine deficiency (PCD). In the present study, we discussed the diagnosis of PCD and evaluate the efficacy of carnitine in the treatment of PCD. Methods We measured the free carnitine (C0) and acylcarnitine levels in the blood of 270,000 neonates from newborns screening program and 12,000 children with suspected clinical inherited metabolic diseases by tandem mass spectrometry. The mutations of carnitine transporter protein were tested to the children with low C0 level and the diagnosis was made. The children with PCD were treated with 100~300mg/Kg of carnitine. Results  Seventeen children were diagnosed with PCD, 6 from newborn screening program and 11 from clinical patients. Mutations were found in all of them. The average C0 level (2.9±2.0μmol/L) in patients was lower than the reference value (10mmol/L), along with decreased level of different acylcarnitines. The clinical manifestations were diverse. For the 6 patients form newborn screening, 4 were asymptomatic, 1 showed hypoglycaemia and 1 showed movement intolerance form 2 years old. For the 11 clinical patients, 8 showed hepatomegaly, 7 showed myasthenia, 5 showed myocardiopathy, 1 showed chronic abdominal pain, and 1 showed restlessness and learning difficulty. Among these patients, 14 cases were treated with carnitine. Their clinical symptoms disappeared 1 to 3 months later. The C0 level in the blood rose to normal, with the average from 4.0±2.7mmol/L to 20.6±8.3mmol/L (P<0.01). However, the level was still lower than the average level of healthy children（27.1±4.5mmol/L，P<0.01). Conclusion  Seventeen patients were diagnosed with PCD by the test levels of free carnitine and acylcainitines in blood with tandem mass spectrometry, and gene mutation test. Large dose of carnitine had  a good effect in treatment for the PCD patients.

Keywords: Primary carnitine deficiency , Carnitine, Tandem mass spectrometry, Ttreatment

原发性肉碱缺乏症（Primary carnitine deficiency，PCD，OMIM212140）是常染色体隐性遗传的脂肪酸β氧化代谢病。该病主要由于SLC22A5基因突变导致肉碱转运蛋白OCTN2功能缺陷所致。自1975年首例PCD患者报道以来，该病逐渐受到重视，尤其是近10余年串联质谱的应用，越来越多的患者得到诊断及治疗[1]。PCD可于任何年龄发病，主要表现为扩张型心肌病、肝肿大、肌无力等，若不及时治疗，可导致死亡，故早期诊断、及时治疗是改善该病患者预后的关键[2]。目前我国有关此病的报道甚少。2003年1月至2011年9月上海交通大学医学院附属新华医院小儿内分泌遗传代谢病科利用串联质谱技术对筛查新生儿及临床遗传代谢病疑似患儿进行血游离肉碱及酰基肉碱水平检测，结合基因突变检测进行PCD诊断，对确诊患者给予左旋肉碱治疗，探讨PCD的诊断与治疗。

对象与方法

一、对象

1. 新生儿：为本科室常规筛查的在上海市出生的新生儿，共27万例，年龄出生后3天～7天，无临床症状。

2.临床疑似遗传代谢病的患儿：来自本院儿科门诊及全国其他医院的临床患儿，共1.2万例。主要症状为发育落后、智力低下、易疲劳、运功不耐受及反复呕吐或腹痛；主要体征为肝肿大、心脏扩大及肌无力；实验室检查主要为：肝功能异常、肌酸激酶增高及低血糖等；影像学检查表现为：肝大、心肌肥厚。

3. 健康儿童25例作为对照组，8例为新生儿来自我科新生儿筛查样品，男女各4例；17例来自我院儿保科体检儿童，男5例，女12例，年龄中位数1.2岁（5个月～5岁），通过血串联质谱检测除外肉碱缺乏。

所有检查均获得新生儿及患儿家长或监护人的知情同意。

二、检测方法

1.血游离肉碱及酰基肉碱检测：采用串联质谱干血滤纸片法检测，检测方法参考文献[3]报道的方法。

2.诊断方法：（1）血游离肉碱及多种酰基肉碱降低，其中新生儿患儿排除母源性肉碱缺乏；（2）肉碱转运蛋白的编码基因检测到突变。

三、治疗与随访

对确诊病例采用左旋肉碱替代治疗，具体剂量依据病情及治疗效果进行调整。急性期静脉给药，剂量为200～300 mg/(kg·d)，并同时对症支持治疗；稳定期口服给药，剂量为100～200 mg/(kg·d)，一般分3次给药。

治疗初期2～3周门诊随访1次，血游离肉碱正常且稳定后1～3个月门诊随访1次，治疗期间定期相关检查，及时调整治疗。随访监测项目：体格检查、血酰基肉碱谱、血糖、血氨、肝功能、肌酸激酶、心肌酶谱、血红蛋白检测等；影像学检查包括腹部超声、超声心动图；以及评估生长、智力及运动发育情况。随访时间3个月～3年。

四、统计学分析

采用SSPS 13.0统计软件进行统计学分析，治疗前、治疗后及对照组三组间比较采用“多个样本比较的秩和检验”，治疗前后的比较采用“配对设计资料的符号秩和检验”，治疗前后分别与对照组的比较采用“两样本比较的秩和检验”，，以P＜0.01为差异有统计学意义。

结  果

一、 确诊患儿特点

共确诊PCD的患儿17例，其中6例来自新生儿筛查，男女各3例，诊断时均无症状；实验室检查提示肌酸激酶升高1例，低血糖1例，其尿气相质谱显示轻度二羧酸尿。11例来自临床患儿，女8例，男3例，年龄中位数为1岁（4个月～6岁），临床主要症状包括易疲劳、肌力差7例，Reye综合征样发作3例，反复呕吐2例，饥饿不耐受2例，长期腹痛1例,多动、学习困难1例；体检发现肝肿大8例、心脏扩大6例；实验室检查发现谷丙转氨酶及谷草转氨酶升高7例，肌酸激酶增高5例，低血糖5例，贫血4例，血氨升高3例，乳酸升高3例，甘油三酯增高1例。尿气相质谱检测结果正常。影像学检查提示肝大8例、扩张型心肌病4例、肥厚型心肌病2例及脂肪肝1例。

二、治疗后患儿临床表现变化

新生儿筛查诊断的6例患儿，5例接受治疗，在随访期间持续无症状；1例未治疗的患儿2岁时表现出运动不耐受。11例出现临床症状的患儿，有2例未来得及治疗即死亡，分别为4个月女婴和6个月男婴，均死于心力衰竭；其余9例均接受治疗，治疗后3个月临床症状得到完全缓解，生长、智力及运动发育正常，对肉碱治疗无明显不良反应。

三、治疗后患儿常规检查结果变化

治疗前出现常规生化异常患儿，各项指标在治疗后2周～2月内恢复正常，心功能不全者射血分数及心脏收缩力好转，脂肪肝情况改善。

四、治疗前后患儿血游离肉碱及酰基肉碱变化

17例PCD患儿治疗前血游离肉碱水平[（2.85±1.87）μmol/L]，低于正常儿童下限值，与对照组[（27.09±4.49)μmol/L，P<0.01 ] 比较差异有统计学意义，其他不同种类的酰基肉碱水平除辛酰肉碱及葵酰肉碱外，也低于正常儿童下限值。随访的14例患儿治疗前后游离肉碱及其他酰基肉碱水平变化见表1.1及表1.2。给予左旋肉碱治疗后，患儿血游离肉碱水平均升至正常范围，但仍低于对照组儿童，差异有统计学意义（P<0.01< font="">）。其他酰基肉碱治疗后均升至正常，其中乙酰肉碱、己酰肉碱及肉豆蔻酰肉碱水平治疗后与对照组比较，差异无统计学意义，其他酰基肉碱仍低于对照组儿童，差异有统计学意义（P值均<0.05< font="">）。另外，1例患儿在治疗过程中左旋肉碱大幅减量后，2例患儿停药后，出现游离肉碱及多种酰基肉碱迅速降低，再次增加剂量后，血浆肉碱水平恢复至正常。

表1.1  原发性肉碱缺乏症患儿治疗前后游离肉碱及不同种类酰基肉碱水平变化[M(最低值～最高值),mmol/L]

注：C0：游离肉碱；C2：乙酰肉碱；C3：丙酰肉碱；C4：丁酰肉碱；C5：异戊酰肉碱；C6：己酰肉碱

表1.2  原发性肉碱缺乏症患儿治疗前后游离肉碱及不同种类酰基肉碱水平变化[M(最低值～最高值),mmol/L]

                                                                                               注： C8：辛酰肉碱；C10：葵酰肉碱；C12：月桂酰肉碱；C14：肉豆蔻酰肉碱；C16：棕榈酰肉碱；C18：十八碳酰肉碱 

讨  论

肉碱的主要功能是协助脂肪酸进入线粒体进行β氧化代谢，为机体提供能量 [4，5]。体内肉碱主要来自肉类食物，少部分由肝脏及肾脏合成。肉碱需要由细胞膜上的肉碱转运蛋白的转运进入血液和细胞内利用。其编码基因SLC22A5突变导致肉碱转运蛋白转运功能下降[6]，食物中的肉碱不能由胃肠道吸收入血液，导致血浆及细胞内肉碱及酰基肉碱水平降低。肉碱缺乏导致脂肪酸氧化代谢障碍，能量及酮体生成减少，糖异生减少，对机体造成损伤。不同国家或地区的PCD的患病率从1:40 000到1:120 000不等，人群中杂合子的发生率为0.5%～1%[7]。本筛查中心新生儿筛查出6例患儿，患病率为1:45 000。

该病的临床表现多样，主要表现在肝脏、心脏、及肌肉异常。不同患者表现类型不同。以肝脏受累为主者，主要表现为：肝肿大、脂肪肝、肝功能异常等；以心脏受累为主者，常表现为：心律失常、心腔扩大、心室壁肥厚、心功能降低等；以肌肉受累为主者，主要表现为：肌无力、肌张力减退、肌痛、运动不耐受、肌肉型肌酸激酶升高、肌纤维内脂质沉积等。另外，反复腹痛、呕吐、胃食管反流等消化道症状，贫血以及反复感染等表现也有报道。心肌病和骨骼肌病发病较为隐匿，以年长患儿多见[2]。部分患儿诊断时仅以扩张型心肌病为唯一表现[8]，本研究中6例表现为心肌病，其中4例为扩张型心肌病。肝损患儿可表现为抽搐、进行性意识障碍，常被误诊为Reye综合征发作，本研究中8例患儿肝肿大，其中3例有Reye综合征表现。PCD是潜在的致死性疾病，猝死患儿死因多为急性能量代谢障碍危象或急性心衰。本研究中2例患儿急性起病猝死。PCD一般不引起神经系统损伤，但当机体能量供应严重不足而未得到及时纠正时，可造成中枢神经系统不可逆损伤，影响患儿智力及运动发育。

PCD的诊断主要依据临床表现、全血或血浆游离肉碱水平降低及基因突变分析。串联质谱技术仅用一滴血即可检测全血中的游离肉碱及不同种类的酰基肉碱水平，可用于检测PCD及其他多种脂肪酸b氧化代谢病[9]。Lund等[10]用串联质谱回顾性研究10名已确诊的PCD患儿，发现以游离肉碱为标准时诊断准确率为100%，证实串联质谱适用于PCD的诊断。本研究中患儿游离肉碱均值只有2.9mmol/L,远低于正常下限值10.0mmol/L。但也有报道该病的新生儿筛查可能出现漏诊，Lee等[11]通过临床分析推测新生儿筛查的漏诊率高达50%。可能与游离肉碱能通过胎盘从母体转运给胎儿有关，导致筛查时出现假阴性。另外，若母亲是PCD患者或因其他原因导致自身肉碱缺乏，则胎儿在宫内的肉碱供应不足及母乳中肉碱缺乏，婴儿生后出现母源性肉碱缺乏，造成假阳性。有许多PCD成年女性患者是通过筛查其孩子时被发现的[11-13]。本科室也已经发现3例母源性肉碱缺乏。不同种类酰基肉碱是不同种类的酰基辅酶A与游离肉碱结合而成。血游离肉碱降低到一定程度，血酰基肉碱也会降低，故检测游离肉碱水平的同时检测不同种类的酰基肉碱更有助于肉碱缺乏症的诊断，并可根据治疗前后酰基肉碱的变化，进一步判断左旋肉碱治疗的效果，有助于调整左旋肉碱的剂量。另外，诊断PCD需除外继发性肉碱缺乏，常见原因：（1）早产儿，由于肾小管功能未完全成熟导致肉碱丢失；（2）有机酸血症及脂肪酸氧化代谢病，由于这类疾病发作时喂养困难，肉碱摄入减少，体内有机酸增加导致肉碱消耗增加；（3）肾脏透析患者，肉碱丢失增加；（4）肉碱摄入不足，如营养不良、长期素食或短肠综合征患者等。故PCD的诊断依赖于SLC22A5基因突变分析，以便排除继发性肉碱缺乏症[14]。本研究17例患儿均经过基因突变证实。

PCD的治疗主要药物为左旋肉碱。已有研究及长期随访证实，患者对其治疗效果较好，可完全恢复健康[15,16]。对于无症状的PCD患者，也需要补充左旋肉碱，可有效预防发病或猝死。左旋肉碱的治疗剂量需根据病情、血游离肉碱和酰基肉碱水平的变化进行调整。急性期静脉给药，剂量为100～400 mg/(kg·d)，稳定期口服给药，剂量为100～300 mg/(kg·d)，一般分次给药，以维持体内血浆肉碱水平的稳定[16]。当患者在感染、手术、禁食等能量需求增大时，应酌情增加左旋肉碱的口服剂量，必要时可考虑静脉给药。左旋肉碱治疗副作用少，大剂量可能引起腹泻、恶心等胃肠道不适，减少剂量可缓解。本研究14例患儿应用左旋肉碱后，临床症状及血生化异常均在2周～2月得到改善，1～3个月血游离肉碱升至正常范围，无急性发病和猝死病例，患儿智力、运动及生长发育与正常同龄儿童相当，且无明显不良反应，表明左旋肉碱疗对PCD有较好的疗效。除左旋肉碱治疗外，我们还给予部分患儿乙酰肉碱治疗，50～100 mg/(kg·d),口服给药，证实有助于患儿病情的恢复。目前认为，PCD患者需规律且终身服用左旋肉碱，以免病情发作[11]，也有擅自停药患者反复低血糖、甚至猝死的报道[17]。本组随访治疗的14例患儿中，有1例在药物大幅减量后，2例停药后，出现游离肉碱及种酰基肉碱迅速降低，增加剂量后，血浆肉碱水平重恢复至正常，证实长期补充左旋肉碱对于维持血浆肉碱稳定的重要性。除应用左旋肉碱对因治疗外，急性发作期需要对症治疗，尤其急性能量代谢危象时，应立即静脉给予足量葡萄糖，并积极纠正酸中毒，可避免致残、致死，改善患儿预后。另外，在左旋肉碱的长期治疗中，应注意避免饥饿、长时间运动等，可有效提高疗效，预防急性发作及猝死。一般无特殊饮食要求，但有学者通过PCD的动物模型研究指出，低脂饮食，尤其是限制长链脂肪酸摄入，有助于改善心肌肥厚[18]。

综上所述，串联质谱技术适用于PCD的新生儿筛查和临床疑似病例的诊断，对于检测阳性患儿需要基因检测进行确诊。左旋肉碱是治疗PCD的首选药物，效果肯定，但需终身服用。