原发性肉碱缺乏症诊治进展

摘要：原发性肉碱缺乏症是SLC22A5基因突变所致的脂肪酸氧化代谢病。肉碱缺乏导致长链脂肪酸不能进入线粒体参与β氧化，尤其当机体需要脂肪动员供能时不能提供足够能量，且脂肪酸蓄积在细胞内，引起代谢紊乱和脏器损伤，临床上可出现低酮型低血糖、扩张型心肌病、脂质沉积性肌病、肝肿大等。诊断依靠串联质谱检测血游离肉碱、酰基肉碱水平及基因突变检测。左旋肉碱是治疗该病的主要药物，大部分患者治疗后可完全恢复健康。上海新华医院儿童内分泌遗传科韩连书

关键词：原发性肉碱缺乏症；诊断；治疗

Abstract：Primary carnitine deficiency is a fatty acid oxidation disorder caused by mutations of the SLC22A5 gene. The role of carnitine is to help the long-chain fatty acids crossing the inner mitochondrial membrane for subsequent β-oxidation. Carnitine deficiency causes decreased energy production and fatty acids accumulation in the cytosol, especially when fatty acids mobilized from adipose tissue turn into the predominant energy source, which can lead to metabolic disturbance and organic damage. The clinical manifestations include hypoketotic hypoglycemia, dilated cardiomyopathy, lipid storage myopathy, hepatomegaly, and so on. Diagnosis of the disease depends on the measurement of blood free carnitine and acylcarnitines by tandem mass spectrometry, and SLC22A5 gene mutation test. L-carnitine is the main drug for this disease and, the majority of patients can fully recover after treatment.

Key words：primary carnitine deficiency；diagnosis；treatment; carnitine

原发性肉碱缺乏症（primary carnitine deficiency，PCD，OMIM 212140）是由于肉碱转蛋白功能缺陷所致，属于常染色体隐性遗传病。有报道PCD为脂肪酸氧化代谢病的常见病种，在白种人中的患病率仅次于中链酰基CoA脱氢酶缺乏症。在不同国家或地区，新生儿的患病率从1：40000到1：120000不等，人群中杂合子的发生率为0.5%-1%[1]。PCD是可被治疗的遗传性代谢病，早期诊断及长期治疗对于改善预后极其重要。现将PCD诊治进展综述如下。

1 病因及发病机制

    在体内肉碱通过细胞膜上肉碱转运蛋白的转运进入细胞内，肉碱转运蛋白存在于心肌、骨骼肌、小肠、肾小管、皮肤成纤维细胞及胎盘等组织细胞膜上，其编码基因SLC22A5突变导致肉碱转运蛋白无法定植于细胞膜上或功能区不同程度受损，肉碱不能被转运至细胞内，导致经肠道吸收的外源性肉碱减少，肾脏重吸收肉碱障碍，致使血浆肉碱水平降低、组织细胞肉碱缺乏。肉碱的主要功能是协助长链脂肪酸转运进入线粒体内参与β氧化，肉碱缺乏导致长链脂肪酸不能进入线粒体而在细胞质中蓄积，同时脂肪酸氧化代谢途径能量生成减少，并间接影响葡萄糖有氧氧化、糖异生、酮体生成等其他代谢途径[2]，进而出现一系列生化异常及脏器损害，尤其当需要脂肪酸作为主要能量来源时，组织不能得到足够能量，而脂质等有毒物质大量蓄积，导致脏器损害。

2 临床表现

PCD是潜在的致死性疾病，可出现心肌、骨骼肌、肝脏等组织的慢性进行性损害表现，也可急性起病甚至猝死，患儿表现个体差异较大。另外，其他因素如感染、饮食等可影响发病时间及临床表型严重程度。近几年随着该对病进行新生儿筛查的开展，发现了一些发育良好、无症状的PCD患者，本研究室通过筛查已经发现6名无症状PCD患者。

2.1  急性能量代谢障碍危象

感染、饥饿等应激状态可诱发PCD患者出现低酮型低血糖症，常发生在2岁以前，表现为拒食、嗜睡等。若未及时诊治，可进而表现为昏迷、脑神经系统受损，甚至猝死。实验室检查除发现低血糖、低血酮外，代谢性酸中毒、高血氨也较常见，部分患儿有肝功能异常，可被误诊为Reye综合征。

2.2  心肌损害

通常发病较迟，表现较为隐匿，病初不易被发觉，一些患儿仅有心悸表现，当出现晕厥、呼吸困难等症状时才被注意，体检发现心律失常、心肌病或心功能衰竭。胸片提示心影增大，心电图见各种心律失常、左室肥厚、QT间期延长、T波增高等，超声心动图常发现心脏扩大、室壁肥厚、射血分数降低、心肌收缩力减弱、继发性二尖瓣关闭不全等。扩张型心肌病较常见，可为PCD患儿唯一的临床表现[3]。另外，PCD杂合子可能随年龄增长而出现心肌肥厚[1]。

2.3  骨骼肌损害

PCD患者骨骼肌损害表现为肌无力、肌张力减退、肌痛、不能耐受运动等。发病也较隐匿，早期多数患儿仅体力下降、易疲劳等。实验室检查肌酸激酶轻度升高。肌肉活检提示脂质沉积性肌病，见大量脂质沉积于Ⅰ型纤维，而Ⅱ型纤维出现萎缩[4]。

2.4  肝脏损害

PCD患者肝脏损害较心肌损害和骨骼肌损害少见，因肝脏有单独的低亲和力肉碱转运体。肝脏损害者表现主要为肝肿大，严重可致肝性脑病，出现意识障碍。腹部超声提示脂肪肝，实验室检查发现肝酶升高。Cano等[5]报道的1例肝脏损害的PCD患儿，肝脏中度肿大（肋缘下2cm），ALT 98IU/L，AST 170IU/L。Komlósi等[6]报道的1例PCD患儿以肝肿大和肝功能异常为主要临床表现。

2.5 其他表现

PCD患者还常出现胃肠道症状，如反复腹痛、腹泻、食欲下降、呕吐、胃食管反流等。另外，贫血、发育迟缓、反复感染、癫痫等也有报道。

3 实验室和其他检查

3.1  常规检查

在病因不明情况下出现上述症状时，应进行与症状相关的实验室检查如血糖、血酮体、血气、血电解质、血氨、心肌酶、肝酶、肌酸激酶、血常规、尿常规等，辅助检查如心电图、超声心动图、腹部超声等，用以初步评估病情，及时对症处理。对于已确诊但无症状的PCD患者，也应进行常规检查，以综合评价全身情况，并发现可能隐匿的临床表现。

3.2  肉碱检测

血浆或全血肉碱水平显著降低是诊断PCD的关键。血浆或全血肉碱检测既往多采用放射性同位素标记法或酶学反应法测定血浆和组织中总肉碱和游离肉碱水平，但不能检测不同种类的酰基肉碱水平。近年来采用的串联质谱技术，即可检测血液中游离肉碱水平，又可同时检测多种酰基肉碱水平，与传统检测方法比较，具有特异性强、灵敏度高的优点，已广泛用于遗传代谢病患儿的筛查和诊断，包括PCD[7-9]。故目前利用串联质谱检测干血滤纸片的游离肉碱和其他酰基肉碱的水平，成为PCD的诊断及鉴别诊断的主要方法。

3.3  基因突变分析

PCD是由于SLC22A5基因突变所致。该基因定位于常染色体5q31，包含10个外显子，已报道的突变位点涉及外显子1-9及内含子3、7和8，突变最常发生于外显子1[10]。目前已发现80余种突变类型，以错义突变和无义突变多见。Lee等[11]报道我国台湾地区PCD患儿的热点突变为R254X。

4 诊断及鉴别诊断

4.1 诊断

PCD诊断依据为血游离肉碱显著降低（<5mmol/L）,伴酰基肉碱水平不同程度降低，除外继发性因素即可诊断,部分患者需要SLC22A5基因突变检测才能确诊。对于血游离肉碱轻度降低（5～10mmol/L）者,除需要除外继发性肉碱缺乏外,常需要基因检测才能确诊。对于不能进行基因检测者，可通过给予左旋肉碱（100mg/Kg.d）进行治疗2周，然后检测血游离肉碱，若仍低于正常参考值，即可诊断。若正常，可停用左旋肉碱2周，再次检测血游离肉碱，若正常即可排除，若降低即可诊断。利用串联质谱检测血游离肉碱及酰基肉碱水平使很多患者得到诊断[11-15]。

4.2 鉴别诊断

PCD需与其他因素导致的继发性肉碱缺乏相鉴别，包括其他脂肪酸氧化代谢病、有机酸血症、线粒体病、摄入不足（如素食者）、合成低下（如肝脏疾病）、丢失过多（如Fanconi综合征、血透）、吸收异常（如短肠综合征）、应用某些药物（如丙戊酸）、早产等导致的肉碱缺乏。与这些疾病的鉴别方法：（1）通过治疗原发病或纠正诱因，血游离肉碱可恢复正常；（2）检测SLC22A5基因突变；（3）左旋肉碱（左旋肉碱）治疗，PCD患者需要大剂量左旋肉碱治疗后血游离肉碱才能达到正常水平，停药后又降低。继发性肉碱缺乏患者小剂量左旋肉碱治疗即可达到正常水平，且去除继发因素后停药仍能维持正常水平。

另外，新生儿筛查或母乳喂养的婴儿血肉碱缺乏，需与母源性肉碱缺乏相鉴别。母源性肉碱缺乏是指母亲是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，且母乳中肉碱含量较低，出生后从母乳中摄入的肉碱含量少，导致婴儿血游离肉碱及酰基肉碱水平降低。可通过检测患儿母亲血游离肉碱水平进行鉴别[13,14]。

5 治疗

5.1  治疗原则

PCD患者需要终身应用左旋肉碱治疗，平时注意预防低血糖、避免饥饿、多餐饮食、避免长时间运动。一般无特殊饮食要求，但有学者通过PCD动物模型研究发现，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[16]。

5.2  左旋肉碱治疗

已有较多研究及长期随访证实，PCD患者对左旋肉碱治疗敏感，尤其在不可逆病变（如中枢神经系统损伤）发生之前应用，预后较好。用药后，患者症状显著缓解，心功能迅速改善，心脏大小及心室壁厚度缩小，肌力及肌张力逐渐恢复，肝功能好转，肝脏缩小，智力、运动及生长发育正常。患者临床表现恢复所需的时间具有个体差异性，数周到数年均有报道。如Komlósi等[6]报道PCD患儿，经过2个月的肉碱替代治疗，肝脏肿大、转氨酶水平及心脏功能均恢复正常。左旋肉碱的治疗剂量需根据个体血肉碱浓度变化和病情程度而进行调整，急性期，100～400mg/(kg·d)，静脉滴注；稳定期，100～300 mg/(kg·d)，口服[17]。一般分2-3次用药，以维持血肉碱水平的稳定。该治疗方法副作用少，大剂量可能引起腹泻、恶心等胃肠道不适，通常减少剂量改善不良反应后再逐步增至治疗剂量。现认为，PCD患者需终身服用左旋肉碱。有停药后血浆肉碱浓度迅速下降、反复Reye综合征样发作、甚至猝死的报道[18]。对于无症状的PCD患者，补充左旋肉碱，可有效预防发病及猝死。目前，应用左旋肉碱治疗PCD杂合子还没有共识，但有研究发现心功能不全的杂合子补充肉碱后心脏情况得到改善[19]。

5.3 对症支持治疗

对于病情危重的PCD患者，还应积极对症支持治疗。如急性能量代谢危象时，应立即开通静脉给予足量葡萄糖，并纠正酸中毒；心律失常时，给予抗心律时常药物，必要时进行电复律，甚至手术植入心脏复律除颤器。急性心衰时，联合洋地黄、利尿剂、β受体阻滞剂、ACEI等药物治疗；严重贫血时，应予输血，并补充铁剂。

5.4 其他治疗研究

5.4.1　PPARα激动剂

近年来，有报道通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARα）可上调肉碱转运蛋白的基因转录，增强肉碱转运蛋白介导的肉碱转运，使细胞内肉碱浓度增加，并且有助于增强内源性肉碱的合成[20-22]。因此，PPARα激动剂可能作为治疗PCD的备选药物，但目前尚处于动物实验阶段。

5.4.2  基因治疗

    有关基因治疗PCD的报道甚少。有报道将正常的肉碱转运蛋白基因转至PCD杂合子老鼠，发现其脂质蓄积的情况改善[19]，这可视为PCD基因治疗的一次成功尝试。

综上所述，近年来随着串联质谱应用于新生儿疾病筛查及临床遗传代谢病疑似患者的检测，越来越多的PCD患者得到诊断。而PCD患者经左旋肉碱治疗后可达到临床痊愈，但需要终生用药。