英文名称 :short-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency
短链酰基辅酶A脱氢酶(short-chain acyl-CoA dehydrogenase,SCAD)抑制胰岛素的分泌和糖处理功能,转氨基反应(transamination reaction)障碍引起短链酰基肉碱(short-chain acylcarnitines)堆积,并导致高胰岛素血症。
短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症(short-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency,SCADD)的临床表现和病情轻重各异。较特异的临床表现为肝脾大、肝脂肪变性、胆汁淤积、酮症、低血糖和乳酸酸中毒。有些患儿出现喂养困难、呕吐,体重不增,发育落后,骨骼肌软弱等。血肉碱水平基本正常或稍低,但肌肉肉碱仅为正常的50%。
诊断需测定组织中酰基辅酶A脱氢酶的活性,尿中丁酸、乙基丙二酸、乙二酸排出增高。患者成纤维细胞中酶活性降低,肌肉中酶活性降低,肌肉活检可见肌纤维轻度脂肪沉积。
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。
1. 血串联质谱酰基肉碱谱分析
血丁酰基肉碱升高是主要的生化指标,有时也可有C5酰基肉碱升高。
2. 尿气相质谱有机酸分析
可发现尿中特异性的乙基丙二酸升高,但EMA升高并非SCADD的特异性改变,EMA也可在戊二酸血症Ⅱ型、线粒体病中出现。在有代谢压力时,尿中同时可有甲基琥珀酸、丁酰甘氨酸、丁酰肉碱等升高。在不发病时,尿中可无相应有机酸检出。尿丁酰肉碱升高需与正常人中的异丁酰肉碱相鉴别,同时也尿丁酰肉碱可在异丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症、乙基丙二酸脑病和支链酰基辅酶A氧化障碍疾病中检出。
3. 短链酰基辅酶A脱氢酶酶活性测定
检测SCAD酶活性的方法多样,可对患者的皮肤成纤维细胞、骨骼肌细胞等组织进行酶活性测定,其酶活性减低可明确诊断。
4. 基因检测
检测ACADS基因突变情况是确诊金标准,对于新生儿筛查出C4升高和尿EMA异常升高者,可进行基因诊断,可针对ACADS基因热点突变c.625G→A、c.511C→T进行基因筛查,若无热点突变可通过对ACADS基因的10个外显子设计引物进行聚合酶链反应(PCR)和DNA测序寻找突变以明确诊断。
治疗资料少且对该病尚无统一的治疗共识,目前主要处理措施是改善临床症状,低脂饮食,可适当补充肉碱或维生素B2(核黄素),避免长时间禁食。
1.对于反复性发作患者
患者可与其他脂肪酸氧化代谢障碍疾病的治疗方法类似,主要是减少分解代谢同时增加其他途径供能来源。急性发作期,可静脉给予10%葡萄糖溶液[速率为8~10mg/ (kg·min)]或者口服葡萄糖液抑制分解代谢,尤其对于恶心呕吐的不能口服口服葡萄糖的患者。低血糖不是常见症状,但可给予类似治疗。这些处理措施似不能明显改善其临床病程,但患者症状会随年龄好转。预防性的措施主要为避免长时间的空腹。
2.左旋肉碱
对于肉碱补充治疗脂肪酸β氧化障碍疾病一直存有争议。通过摄入左旋肉碱增加丁酰基肉碱代谢物,减少尿中EMA排出。
3.维生素B2(核黄素)
FAD为短链酰基辅酶A脱氢酶蛋白的辅助因子,对短链酰基辅酶A脱氢酶蛋白功能发挥重要作用,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。核黄素治疗有效性只有散在报道,1995年Kmoch及Dawson等对短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症 患儿使用低脂饮食、左旋肉碱[50mg/(kg·d)]及核黄素(200mg/d)进行治疗,其临床症状得到改善。2010年,Van Maldegem等对核黄素[10mg/(kg·d)]治疗16例SCADD患者研究中发现,高剂量治疗后尿中EMA排出减少,临床症状改善,停止摄入核黄素后症状复现,提示高剂量的核黄素治疗短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症 可改善临床及生化指标。也有核黄素治疗无效的报道。使用左旋肉碱和维生素B2治疗短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症的可行性及有效性仍需被证实。
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。