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【临床表现】
本病临床表现不均一[1],主要与BCKD复合体活性降低的程度有关,而BCKD复合体活性是由E1、E2和E3基因的突变所决定。出生后即可发病,患者的尿、汗和耵聍中有特殊的枫糖臭味。临床表现从典型表现到只有轻微症状。下面按临床表现分型描述。
一、典型型
出生后24h内婴儿正常,一周后则出现酮酸中毒症状,表现为喂食困难、呕吐、代谢性酸中毒及神经系统受损表现。如惊厥、肌张力增高,甚至肌肉强直,呈角弓反张状,也可肌张力增高与松弛交替出现,嗜睡或昏迷。患者可有低血糖,但惊厥和昏迷并非低血糖所致,因为低血糖纠正后,这些症状并无改善。如果未得到正确诊断和治疗,患者常在数周或数月内死亡。本型是枫糖尿病中最严重的、也是最常见的一种类型。即使经治疗而存活,也可有智力低下和神经系统受损的后遗症。此型在Mennonite人群中常见。
二、间歇型
此型病人常在应激情况下而诱发,如手术、感染和频繁呕吐等。发作时临床表现与典型型相似,并有共济失调,但这型病人BCKD复合体活性残留比典型型者高,约8~10%的病人可接近正常,故症状较轻,严重者也可于发作后死亡。
三、轻型(或称中间型)
在新生儿期尿中也有枫糖臭味和轻微症状,以后在患其他疾病时而诱发枫糖尿病。主要是神经系统受累的症状和体征。与典型型相同,但较轻,对用大剂量维他命B1治疗有反应。
四、硫胺素反应型
焦磷酸硫胺素(维他命B1)是BCKD复合体的辅酶,当BCKD复合体因E1、E2和E3基因突变而活性降低时,则需要大量以焦磷酸硫胺素为主组成的辅酶。临床表现也较轻,对大剂量(200mg/24h)维生素B1治疗3周才显示出疗效,但也有婴儿患者只要用维生素B1 10mg即有效。
五、E3缺乏型
此型由于BCKD复合体特异性激酶缺乏,这种激酶为所有α-酮酸脱氢酶复合体所共有,故除BCKD复合体活性降低外,还有丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶功能受损而引起新生儿发生有机酸中毒,肌张力低下,进行性共济失调和严重的神经受损症状和体征,可在儿童期死亡。
【实验室检查与特殊检查】
一、尿液检查
(一)患者尿中由于排出由支链氨基酸代谢所产生的α-酮酸,故有枫糖臭味[8]。Podebrad等[9]对7例病人尿标本用相互选择性多维气相色层析-质谱仪检测法(enautio-MD GC-MS)检查,尿中有臭味的物质为4,5二甲基-3羟-2[5H]-呋喃酮(4.5dimethyl-3-hydroxy-2 [5H]-furanone),又名Sotolone[9]。
(二)测定支链氨基酸(包括亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和别异亮氨酸)从尿中排出的相应酮酸[即2-酮酸4-甲基-2酮戊酸(2-oxo acid 4-methyl-2-oxopentenoate, KIC)、3-甲基-2-酮丁酸(3-methyl-2-oxobutanoate, KIV)、(S)-(S-KMV)、和(R)-3-甲基-2-酮戊酸[(R)-3-methyl-2-oxopantanoate, R-KMV)]。Schadewaldt等[10]对10例患典型型枫糖尿病的血和尿分别测定其中的各组分浓度,结果表明前述各支链氨基酸从尿中排出的相应代谢产物从低到高依次为KIC(0.1~25%)、KIV(0.14~21.3%)、S-KMV(0.26~24.6%)和R-KMV(0.1~35.9%),尿中排出的游离支链氨基酸则很少。
(三)尿酮酸定性测定 新鲜尿标本加入几滴二硝基苯肼和0.1NHCl可产生黄色二苯肼沉淀即为阳性[1]。
二、血液检查
(一)血中支链氨基酸测定 用自动氨基酸分析仪[10]或离子交换色层析或串联式质谱荧光分析检测法[11]可直接测定血中支链氨基酸浓度,包括亮氨酸、异亮氨酸、别异亮氨酸(alloisolucine)和缬氨酸。由于BCKD复合体活性减低或缺如,这些支链氨基在血中浓度都升高,其中特别是亮氨酸升高比其他3种支链氨酸更明显。在正常人血中别异亮氨酸的量很少,在本病中则有升高。因此测定血中别异亮氨酸水平具有诊断意义。别异亮氨酸在体内是由异亮氨酸衍化而来,是异亮氨酸的立体异构体,不参与体内蛋白质合成。Schadewaldt等[10]检查了2453个未经选择的血标本,包括酮性低血糖、苯丙酮尿和本病的义务杂合子的父母,其中患典型型枫糖尿病者7例,并有正常人作对照(624人),方法是给受试者在饮食中以小剂量(38μmol/kg)和大剂量异亮氨酸(1527μmol/kg)作口服耐量试验,测定血中别异亮氨酸变化。结果所有7例典型型和9例变异型本病患者血浆别异亮氨酸浓度均大于5μmol/L。而其他病人与健康对照组无明显差异,并建议5μmol/L作为正常与异常的分界线。(作者建立的正常值:健康成人1.9±0.6μmol/L。3~11岁儿童1.6±0.4μmol/L,小于3岁婴儿1.3±0.5μmol/L)。
(二)血浆支链氨基酸代谢产物的测定[12] 可用敏感方法测定适于作富含同位素分析的生理体液中的S-和R-3-甲基-2-酮戊酸对聚体(enantiomer)[KMV,α-酮-β-甲基戊酸(alpha-keto-beta-methylrelerate)]。此方法是在血浆用酸提取后,用阳离子-交换色层析把2-酮酸(2-oxo-acid)与干扰的氨基酸分离,再用左旋-亮氨酸脱氢酶使支链2-酮进行还原性氨基化则得到相应的左旋氨基酸。从S-和R-3-甲基-2-酮戊酸形成的左旋-异亮氨酸和左旋别异亮氨酸分别用氨基酸分析法作定量测定。此方法可测定出R-和5-3-甲基-2-酮戊酸在枫糖尿病血浆中的比值。证明这种方法对血浆中5-3-甲基-酮戊酸可用富含13C标记的气相色谱-质量分光分析法(gas chromatographic-mass spectrometric analysis)进行测定。本病血浆中5-和3-甲基-2酮戊酸对聚体是升高的。
三、血浆氨基酸昼夜变化
蛋白质转换是一循环过程,在禁食状态(分解代谢为主)有蛋白质净丢失;进食状态(合成代谢为主)则有蛋白质的净得。Schwahn等[13]对一3岁本病患者在禁食和进食态作了为期19个月的血浆支链氨基酸昼夜变化的研究。结果表明:健康者在禁食状态血浆所有氨基酸均降低(轻度分解代谢),进食状态则增高;本病患者在禁食状态非支链氨基酸由于氨基酸氧化速率比蛋白质裂解速率大,支链氨基酸由于特异性代谢阻断,故支链氨基酸有净得,血液中水平增高。这种在禁食和进食状态下血浆氨基酸的昼夜变化是本病的代谢特征。
四、CT和MRI检查
本病CT检查有脑白质低密度,特别是小脑白质深部、脑干、大脑脚、丘脑和内囊后支。这些神经系统改变在用饮食治疗后有进步,且同时有水肿消失[14]。这一现象可与其他大脑器质性疾病鉴别。1例间发型本病婴儿伴呆笨和代谢性酸中毒,作脑MRI检查时有双侧苍白球在T2相有高信号。但这些CT和MRI的所见并不能作为诊断本病的依据。
【诊断】
本病常发生于婴儿期,且临床表现极不均一,从无症状到有严重临床表现,故诊断不易。如能在新生儿中用串联式分光计进行筛查,则可获得早期诊断[15]。本病虽为遗传性疾病,但遗传方式为常染色体隐性遗传,故家族史对诊断没有帮助。
新生儿尿、汗有枫糖臭味或出现不明原因的代谢性酸中毒应高度疑及本病。
典型型者多见,主要临床表现为中枢神经受损,如肌张力增加、惊厥、嗜睡和昏迷,同时有代谢性酸中毒。
临床诊断有赖于血浆支链氨基酸及其代谢产物2-酮酸(2-oxo acid)测定都升高,特别是不参与体内蛋白质合成的别异亮氨酸浓度升高更具诊断意义,或测定尿中支链氨基酸的代谢产物也有助于临床诊断。但确诊必需用分子生物技术证实E1、E2或E3有突变,可用周围血中白细胞和皮肤纤维母细胞中所提取出来的这些酶基因的DNA用分子生物学技术进行突变检查。
【治疗】
本病虽不能根治,但及时正确的治疗可使患儿存活,症状可得到改善。对代谢失代偿的急性危象的治疗要采取紧急措施,否则患婴易于夭折,治疗方法如下。
一、氨基酸与营养治疗
静脉滴注或从鼻胃管滴入特殊配制的无支链氨基酸的混合性氨基酸溶液,同时从静脉输给葡萄糖(或高张葡萄糖)和电解质[16,17]。在治疗前患儿血浆亮氨酸水平一般大于40mg/dl。用前述治疗,血浆亮氨酸可迅速下降。从鼻胃管滴入与静脉滴注有同样效果。急性危象治疗的目的是要改善神经系统的不良结局,要达到此目的在于:①缩短神志改变的时间和严重程度;②尽可能地使血浆亮氨酸水平降低,这是治疗急性危象的两条重要原则。危象缓解后,本病患者应长期少吃或禁食含支链氨基酸的食物。本病妇女怀孕时,在怀孕过程中血浆支链氨基酸水平如能保持在100~300mmol/L则可分娩正常婴儿。从妊娠第22周以后,亮氨酸耐受性从350mg/日进行性增高到2100mg/日。分娩后应仔细监测血中支链氨基酸水平,以减少产褥期发生代谢失代偿的危险[18]。
二、透析治疗
此种治疗是通过透析以清除堆积在血中的大量亮氨酸,可用于抢救急危重患者。Jouvet等[19]对3例有生命危险的新生儿采用了三种不同的治疗方法:即静脉-静脉持续血液过滤(haemofiltration)、血液透析过滤(haemodiafiltration)和血液透析。通过治疗3例新生儿血浆中的亮氨酸分别为2186、3818和2536mmol/L急剧地下降到1131、1275和488mmol/L,患儿的神经系统状态迅速得到改善。在年龄分别为22、13和11月龄时,3例患儿均有正常的发育商。患儿对这些治疗耐受良好,有低温和血球压积下降。作者认为:此方法治疗在增加透析液流速和血液流速方面进行改进,以便不管治前血浆亮氨酸浓度如何均能在6~8h内降到1000mmol/L以下。Schaefer等[20]也报告用静脉-静脉血透治疗一例本病的新生儿,在17.9±12.4h内血浆亮氨酸降低50%,并认为血透治疗比腹膜透析好。
三、交换输血[17]
此方法是将患者的血输给正常人,将正常人的血输给患者。正常人有处理支链氨基酸的能力,患者的血输给正常人无不良反应和后果。而患者血中亮氨酸水平可降低。
四、大剂量维生素B1(硫胺素)和静脉高能营养[1,17]
对维生素B1(硫胺素)治疗有反应的病型主要是II型枫糖尿病(即E2基因突变),但中间型和轻型病人也有反应。对维生素B1(硫胺素)治疗有反应的前提是E1正常。因为当E2与E1形成复合物时使E2酶对焦磷酸硫胺素的亲和力增高,同时焦磷酸硫胺素可使BCKD复合体保持稳定[2],由此使病人对支链氨基酸的耐受性增加。维生素B1(硫胺素)剂量一般要大,100mg/日;但也有用10mg也取得疗效者[1]。在用大剂量维生素B1(硫胺素)治疗的同时要静脉补充高能营养,供给充足的热卡、维生素、水和电解质的需要。
五、肝脏移植
至今只有3例作了肝脏移植,移植后全身支链2-氧酸脱氢酶活性明显升高,不需限制饮食,在分解代谢增高的事件中,没有代谢失代偿的危险。但考虑到所需费用,手术风险和结果,Wendel等[21]认为肝移植并不比经典的限制饮食治疗更好。
预后取决于及时诊断和及时治疗,特别是急性危象期。如果抢救不及时,患病婴儿极易死亡;如果得到及时治疗,患者神智很快恢复可无神经系统后遗症。
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