英文名称 ：tetrahydrobiopterin deficiency

四氢生物蝶呤缺乏症（tetrahydrobiopterin deficiency，BH4D）是一种特殊类型的高苯丙氨酸血症（hyperphenylalaninemia，HPA），为常染色体隐性遗传病。由于苯丙氨酸（phenylalanine，Phe）、酪氨酸、色氨酸羟化酶及一氧化氮合成酶的辅酶四氢生物蝶呤（tetrahydrobiopterin，BH4）缺乏所致。各国BH4D在HPA中所占比例不同：白种人1%～2%；东南亚地区中，日本约占4%，韩国占10%，泰国占17%，菲律宾占23%，马来西亚较高占64%。中国台湾省、沙特阿拉伯发病率也较高。至今我国大陆累积诊断BH4D 300余例，南方发病率高于北方，北方BH4D在HPA中占6%～7%，中部约占14%，南部较高约29%。

BH4D是由于BH4合成或代谢途径（图1）中5种酶的先天性缺陷所致。根据2012年BIODEF数据统计，已注册670余例BH4缺乏症，较常见的为6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶（6-pyruvoyl tetrahydropterin synthase，PTPS）缺乏（占56%，其中1/5为轻型），其次为二氢蝶啶还原酶（dihydropteridine reductase，DHPR）缺乏（占34%），鸟苷三磷酸环水解酶Ⅰ（guanosine triphosphate cyclohydrolaseⅠ，GTPCH）缺乏（4.9%），墨蝶呤还原酶（SR）缺乏症及蝶呤-4a-二甲醇胺脱水酶（pterin 4a-carbinolamine dehydrogenase，PCD）缺乏（3.7%）少见。上述任何一种酶缺乏均可导致BH4合成障碍，不仅影响了苯丙氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase，PAH）活性，导致血Phe浓度不同程度增高，而且由于降低了酪氨酸、色氨酸羟化酶活性，使神经递质前质左旋多巴（L-DOPA）和5-羟色氨酸（5-hydroxytryptophan，5-HTP）生成减少，影响了脑内神经递质（多巴胺、5-羟色胺）的合成，未治疗患儿其神经系统损害症状比PKU更严重，预后更差。本节阐述的GTPCH缺乏是指常染色体隐性遗传者，而不包括常染色体显性遗传的、GTPCH缺乏（即多巴反应性肌张力低下症）。

图1 四氢生物蝶呤合成代谢示意图

GFRP：GTP环化水解酶Ⅰ反馈调节蛋白；GTPCH：鸟苷三磷酸环水解酶Ⅰ；PTPS：6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶；SR：墨蝶呤还原酶；PCD：蝶呤-4a-甲醇胺脱水酶；DHPR：二氢蝶啶还原酶；PAH：苯丙氨酸羟化酶；TH：酪氨酸羟化酶；TPH：色氨酸羟化酶；NOS：一氧化氮合成酶

四氢生物蝶呤缺乏症属于常染色体隐性遗传病。1987年Dahl等从鼠肝和人肝中分离出DHPR，克隆人DHPR的cDNA编码蛋白，编码区为244个氨基酸，DHPR基因QDPR位于4p15.3，含7个外显子；1991年，Hartakeyama等克隆了鼠肝GTPCH基因GCH1，cDNA编码序列全长为222个氨基酸，基因位于14q22.1~q22.2，含6个外显子；1992年，Thony等从成人肝细胞克隆了PTPS的基因PTS cDNA，PTPS的cDNA编码序列全长为500多个核苷酸，人类 PTS基因位于11q22.3，全长2kb，6个外显子；另从鼠肝和人肝中分离出PCD酶基因PCBD，编码103个氨基酸，基因位于10q22；SR酶基因SPR位于2p14-p12，含3个外显子。

根据最新BIOMBD数据库显示，220余种基因突变与BH4缺乏症有关，其中已知114种GCH1基因突变（占51%），94%基因突变与DRD（不伴HPA）有关，极少数突变导致常染色体隐性遗传的GTPCH缺乏；52种PTS突变（占24%）、35种QDPR基因突变（占16%）、13种SPR基因突变及9种PCBD基因突变。东亚地区已发现43种PTS基因突变类型（21种新基因突变），c.155A→G（p.N52S）、c.259C→T（p.P87S）、c. 272A→G（p.K91R）、c.286G→A（p.D96N） 和c.84-291A→G是东亚患者常见突变；中国大陆143例BH4D患者的基因突变类型分析结果发现32种PTS基因突变，其中c.155A→G、c.259C→T、c.286G→A和c.IVS1-291A→G为热点突变（占76.9%），c.259C→T在中国南北方多见，c.155A→G则多见于南方患者；c.155A→G、c.259C→T、c.286G→A可导致严重型PTPS缺乏有关，c.166G→A（V56M）及c.IVS1-291A→G可能与轻型PTPS缺乏症有关。至今中国已发现14例DHPR缺乏症，已发现10种QDPR基因突变。

1.新生儿疾病筛查

出生3天采集干滤纸血片进行血Phe浓度测定，对所有高苯丙氨酸血症患儿进行尿蝶呤谱分析及血DHPR活性测定进行BH₄缺乏症鉴别，对BH₄缺乏症进行早期治疗，可避免神经系统损害和智能障碍发生。BH₄缺乏症患儿血Phe增高程度变异大，可轻度增高，或显著增高类似经典型PKU。

2.尿蝶呤谱分析

对BH₄合成酶缺乏（PTPS及GTPCH缺乏症）诊断较可靠。新鲜尿液收集后马上加入抗坏血酸（每毫升尿液加10~20mg抗坏血酸），避光下混合均匀后-70℃保存或浸透5cm×5cm大小专用滤纸片上，避光晾干后邮寄检测。实验室采用HPLC进行尿新蝶呤（neopterin，N），生物蝶呤（biopterin，B）定量分析，从而得出两者之比例和生物蝶呤百分率［B/（B+N）×100%］。

PTPS缺乏时，尿新蝶呤（N）明显增加，生物蝶呤（B）明显降低，B%<10%（多数<5%）；对于尿新蝶呤明显增高，尿生物蝶呤正常或略低，B%介于5%~10%，诊断需谨慎，可结合BH₄负荷试验协助诊断。还原酶DHPR缺乏时，尿新蝶呤可正常或稍高，生物蝶呤明显增加，B%增高，但部分DHPR缺乏患儿尿蝶呤谱可正常；GTPCH缺乏者，尿新蝶呤、生物蝶呤均极低，B%正常；蝶呤-4α-二甲醇胺脱水酶（pterin-4α-carbinolamine dehydratase，PCD）缺乏者在生物蝶呤峰后出现7-生物蝶呤波峰（需要有特异内标）；墨蝶呤还原酶缺乏症尿蝶呤谱可正常。

3.二氢蝶啶还原酶分析

红细胞二氢蝶啶还原酶活性测定是DHPR缺乏症的确诊方法。由于常规尿蝶呤谱分析和BH₄负荷试验并不能完全对DHPR缺乏症进行鉴别，需要通过红细胞DHPR活性测定以确诊。分析采用用双光束分光光度计，测定外周血干血滤纸片中的DHPR活性。

4.BH₄负荷试验

BH₄负荷试验是一种快速而可靠的BH₄缺乏症辅助诊断试验，也是鉴别BH₄反应性PKU/HPA的有效方法。采用人工合成BH₄药物（二盐酸沙丙蝶呤，Kuvan）（每片100mg）进行BH₄负荷试验。试验前先留尿做尿蝶呤谱分析，血Phe>600µmol/L（新生儿>400µmol/L），可在喂奶前30分钟给予口服BH₄片（20mg/kg），BH₄服用前及服用后2、4、6、8、24小时分别取血做Phe、Try测定，服后4~8小时留尿做尿蝶呤谱分析。Phe（100mg/kg）+BH₄联合负荷试验不推荐，可能导致假阳性判断。PTPS缺乏者，当给予BH₄后，因其苯丙氨酸羟化酶活性恢复，血Phe浓度多在服用BH₄后4~6小时下降80%~90%或降至正常；DHPR缺乏者血Phe下降缓慢，类似部分BH₄反应型PKU/HPA。

5.头颅影像学检查

BH₄缺乏症MRI检查，T₁加权成像可发现在豆状核对称性钙化灶、脑沟脑回深，皮质下囊性变，T₂加权成像显示脱髓鞘病变导致的脑室周围脑白质高信号改变。另外还可显示脑发育不良、脑萎缩等病变。

一经诊断为BH₄缺乏症，应立即给予BH₄和神经递质前质L‐DOPA，5‐羟色氨酸（5‐HTP）联合治疗，单独一种药物治疗疗效差。每日口服BH₄2‐10mg／kg以控制血Phe浓度达正常水平，如无BH₄药物，只能给低Phe饮食治疗，将血Phe浓度控制在理想范围，同时给予L‐DOPA和5‐HTP治疗。因DHPR缺乏者体内往往存在变异酶，其与BH₄发生竞争作用而降低BH₄作用，故DHPR缺乏患者所需BH₄量更大些，若按2~10mg／（kg·d）的量服用BH₄不能将血Phe浓度控制在正常水平时，可加大剂量至10‐20mg／（kg·d），必要时还可考虑同时合用低Phe饮食治疗。

给予L‐DOPA 5～15mg／kg·d和5‐HTP 3～13mg／kg·d以改善神经系统症状，L‐DOPA和5‐HTP药物开始治疗剂量从1mg／（kg·d），每周逐渐增加1mg／kg，至治疗剂量，并将一天DOPA，5‐HTP的总量分3～4次。DHPR缺乏者，除了上述3种药物外，还需给予叶酸（5～15mg／d）以补充由于生物蝶呤的堆积对叶酸代谢的干扰而使叶酸水平下降。BH₄D患儿在用L‐DOPA治疗中往往会出现On‐Off现象，即间歇性出现精神萎靡不振、软弱无力、嗜睡等，可在1天中出现几次，持续数天或长达几周。患儿这种精神运动状态改变与较短的L‐DOPA半衰期有关，必要时，将1天药物总剂量分为6～8次服用可减少On‐Off现象。根据临床症状，有条件可根据脑脊液神经递质代谢产物水平来调节药物剂量。

1.新生儿筛查

出生3天采集干滤纸血片进行血Phe浓度测定以筛查HPA，对所有HPA者进行尿蝶呤谱分析及血DHPR活性测定进行BH4缺乏症鉴别，以早期治疗，避免神经系统损害和智力障碍发生。然而也有患者尽管新生儿期早期治疗仍有严重神经系统损害，一项对BH4D患者长期随访结果显示26例PTPS缺乏者早（出生2个月内）、晚治疗后其智力发育延迟比例分别占35%与44%，10例DHPR缺乏症者早、晚治疗其智力发育延迟比例占50%与100%。

2.产前诊断

对先症者通过基因突变分析明确诊断者，于18~20周采集羊水进行基因分析进行产前诊断，阻止患者出生。