英文名称 :short-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency
短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症(short-chain acyl-coa dehydrogenase deficiency,SCADD,OMIM 201470)是一种由于ACADS基因突变导致其编码的短链酰基辅酶A脱氢酶(short-chain acyl-coa dehydrogenase,SCAD)功能缺陷,导致线粒体内脂肪酸β氧化障碍,血液中毒性产物蓄积所致脂肪酸代谢异常疾病。
SCADD是由于ACADS基因突变导致SCAD蛋白功能缺陷,SCAD为线粒体脂肪酸β氧化代谢通路酰基辅酶A脱氢酶家族中一个重要酶,能催化C4~C6的短链酰基辅酶A脱氢。脱下的成对氢原子经电子转运黄素蛋白(electron transferring flavoprotein,ETF)和电子转运黄素蛋白脱氢酶(electron transport protein dehydrogenase,ETFDH)转运至线粒体呼吸链进行氧化磷酸化产生ATP,而脱氢产生的烯酰基辅酶A在三功能蛋白作用下,生成1分子乙酰辅酶A和1分子少两个碳原子的酰基辅酶A,完成一次β氧化过程。脂肪酸代谢生成的乙酰辅酶A可进入三羧酸循环彻底氧化分解,产生ATP为机体提供能量。SCAD缺陷导致血液中丁酰基肉碱(butyryl-carnitine,C4)及尿中的乙基丙二酸(ethylmalonic acid,EMA)增高。
发病率有种族和地区的差异,以丁酰肉碱(C4)作为短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症筛查指标的美国、德国、澳大利亚的串联质谱新生儿疾病筛查资料提示其发病率约为1/95 000。在串联质谱进行扩大新生儿疾病筛查开展之前,患者一般由于发育迟缓、低血糖、癫痫和行为异常等临床表现进行选择性检查而获得诊断。目前我国短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症发病率尚未明确。
短链酰基辅酶A脱氢酶为线粒体β氧化代谢通路酰基辅酶A脱氢酶家族中一个重要酶,SCAD的结构和中链酰基辅酶A脱氢酶(MCAD)以及极长链脂肪酸脱氢酶(VLCAD)的序列有高度同源性。在体内主要可催化C4~6的短链辅酶A脱氢,但其活性最强的底物为丁酰(C4)辅酶A,其辅酶为黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),由FAD将电子转移至电子转运黄素蛋白(ETF)和电子转运黄素蛋白脱氢酶(ETFDH),进入线粒体呼吸链进行氧化磷酸化产生ATP供能。SCAD是一个同型四聚体的线粒体黄素酶蛋白,每个SCAD单体包含一个FAD辅基,FAD与SCAD的结合,对SCAD蛋白活性,折叠修饰及稳定性具有重要作用。SCAD首先细胞质中形成蛋白前体,转运入线粒体基质中经过修饰折叠形成活性蛋白。SCAD缺陷导致丁酰基辅酶A蓄积,丁酰辅酶A旁路代谢生成丁酰基肉碱、丁酰基甘氨酸,丁酸盐或通过丙酰辅酶A羧化酶作用生成乙基丙二酸(EMA),因此SCAD的生化学标志性代谢物为血中丁酰肉碱和尿中的乙基丙二酸升高。但乙基丙二酸同时也可以在另外一个线粒体呼吸链缺陷疾病(乙基丙二酸脑病)和多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症中升高。目前认为乙基丙二酸是SCAD酶缺陷非特异的生化指标,与SCAD酶活性的缺乏程度不相关。
由于本病预后良好,是否将其列入新生儿遗传代谢病必筛项目尚有争议,也有建议将其列入新生儿二级筛查病种。
1.生化筛查
对出生48小时后的新生儿足跟滤纸干血片采用MS/MS技术能够对血液中丁酰基肉碱(butyryl-carnitine,C4)及其他不同种类酰基肉碱进行快速检测。新生儿筛查C4及其比值增高(一般C4值cut-off参考值为0.03~0.48μmol/L或本实验室自行制定的参考值),需要原血片复查,若复查仍高则判断为初筛阳性,则召回复查。通常SCADD患者C4绝对值高于正常范围2倍以上。
目前一般采用的本病筛查与诊断流程为:召回筛查可疑阳性患儿,采用一般生化或特殊检查进一步明确诊断,对于依然有异常的患儿再给予基因检测确诊。此程序一般需要1~2个月。
虽然SCADD血中C4及尿中EMA增高为其生化表型,但并非特异性,C4增高也可见于异丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症、乙基丙二酸脑病及多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症、线粒体呼吸链缺陷等疾病。EMA增高可出现在乙基丙二酸脑病及多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症、牙买加呕吐病(Jamaican vomiting sickness)、线粒体呼吸链缺陷等;目前认为C4、EMA是SCADD非特异性生化标记,其升高程度与SCADD酶活性的缺乏程度未见明显相关性,因此,单纯生化筛查假阳性率较高。
2.基因筛查
目前尚无基因筛查的国内外先例及共识,但由于本病致病基因较为明确,合理设计的遗传代谢病Panel已较为成熟,通过测序分析可检出基因变异。HGMD数据库已收录88种ACADS基因变异,大部分为错义突变。研究发现,欧美SCADD患者以ACADS 基因 c.625G > A(p.G209S)和 c.511C > T(p.R171W)突变最为常见。与欧美国家的热点突变不同,本筛查中心确诊的中国SCADD患儿基因检测结果显示,ACADS 基因 c.1031A > G(p.E344G)突变频率最高,其次为 c.164C > T(p.P55L)和 c.991G > A(p.A331T)突变。
考虑新生儿筛查效价比及治疗抉择,建议联合MS/MS及NGS方法(可采用优化后的遗传代谢病Panel)进行SCAD新生儿筛查,尽快获得患儿生化表型及基因型,实现早期诊断、精准治疗、改善预后、避免延误或过度治疗。
对干血滤纸片串联质谱和/或基因筛查可疑阳性患儿,应立即召回行血串联质谱及尿有机酸分析,若发现C4和/或EMA增高者建议行进一步确诊检查。由于SCADD临床表现非特异性,部分病例无症状,临床易漏诊或误诊,对不明原因的低血糖、惊厥、肌张力异常、发育落后等患儿需考虑遗传代谢病的可能。检测项目包括:
1.实验室检查
可出现酮症性低血糖、代谢性酸中毒、血氨升高、肝功能异常等。部分患者可检出胰岛素降低,生长激素、皮质醇增高。
2.血氨基酸谱及酰基肉碱谱检测
SCADD患者血 C4(参考值 0.03~0.48μmol/L)及其比值增高,通常C4绝对值高于正常范围2倍以上。
3.尿有机酸检测
SCADD患者尿EMA增高。值得注意的是,并非每次检测均能发现C4、EMA增高,因此建议疑诊者至少检测2次以上。
4.SCAD酶活性测定
检测SCAD酶活性方法多样,可对患者皮肤成纤维细胞、骨骼肌细胞等组织进行酶活性检测,酶活性减低可明确诊断。酶活性低于正常对照30%以下需考虑SCADD。由于SCAD酶活性检测流程复杂,需取皮肤或肝组织活检,正常范围较难获取,目前临床难以常规开展。
5. ACADS分子检测
检测ACADS基因突变是确诊SCADD的金标准。
(1)基因检测判读:
本病为常染色体隐性遗传疾病,遵循孟德尔遗传定律。如果在ACADS基因中检测到一个纯合变异或两个杂合变异,建议对父母进行检测以确认遗传来源。如果结果确认变异分别遗传自父母,则可以确认患儿的两个ACADS等位基因都携带变异。如果父母中只有一方携带杂合变异,则建议进行基因缺失的检测,或排除假阳性的可能性。
(2)若检测到一个纯合变异或两个复合杂合变异:
①若为已报道明确致病变异,提示为SCAD患者;②若为未报道变异,预测均为致病变异,提示可能为SCAD患者;③若为未报道变异,其中一个变异预测为致病不明确或良性,需要结合生化检验等鉴别是否为本病。检测到一个变异:提示可能为SCAD基因突变携带者,仍不能排除本病者,建议随访。
6.其他影像学检查
对合并神经系统异常患者建议头颅MRI检测;合并肝功能损害、肝大者建议肝脏B超检查。惊厥者建议脑电图;发育迟缓者需检测行为发育量表、社会适应能力、智力测定等。
目前尚无统一的治疗共识,无特殊脂肪摄入限制或特殊添加饮食等要求。
1.主要处理措施
包括改善临床症状,避免长期禁食,采用与年龄相适应的健康心脏饮食。最长禁食时间:新生儿 < 4小时;婴幼儿 < 6小时;儿童 < 12 小时。
2.急性发作期
尤其对恶心、呕吐不能进食者静脉给予10%葡萄糖溶液,补液速度维持8~10mg/(kg·min),能进食者口服葡萄糖液抑制分解代谢。低血糖类似处理。上述措施并不能改善临床进程,但患者症状会随年龄好转。
3.药物治疗
(1)左旋肉碱治疗:
目前尚存在争议,一般认为游离肉碱低时可补充。
(2)维生素B 12(核黄素):
黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide,FAD)为 SCAD 蛋白辅助因子,对SCAD蛋白发挥重要作用,核黄素作为分子伴侣可修饰突变蛋白及稳定突变蛋白构象。但补充核黄素治疗研究结果的有效性并不一致,报道核黄素剂量为 10mg/(kg·d),最大剂量为150mg/d,分 3 次。
对高危家庭产前诊断是优生优育,防止同一遗传病在家庭中重现的重要措施。对有本病家族史的夫妇及先证者可进行DNA分析,并对其胎儿进行产前诊断。家族成员DNA分析也可检出杂合子携带者,进行遗传咨询。
1.遗传咨询及产前诊断
对高危家庭产前诊断是优生优育,防止同一遗传病在家庭中重现的重要措施。对有本病家族史的夫妇及先证者可进行DNA分析,并对其胎儿进行产前诊断。家族成员DNA分析也可检出杂合子携带者,进行遗传咨询。
2.新生儿筛查无症状患者的存在,早期诊断的益处就显得不明确,自然病程也不太清楚,包括最佳治疗方法也不明确,因此美国ACMG组织中部分专家建议将短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症排除出核心筛查疾病之外,也有人建议将其作为次级筛查疾病。在英国、丹麦、荷兰,该病均未被新生儿疾病筛查范围。



