Lesch-Nyhan病是严重型高尿酸血症中的一种,病因为次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase)基因突变,此基因位于X染色体q26~27.2。发病率为1/10万。
男性发病,表型不尽一致。经典型患者的尿酸生成明显增多,全身性肌张力低下伴有智力障碍和自残行为。非经典型患者的表现不典型,但血清尿酸明显升高。1岁以内全身性的肌张力障碍,逐渐出现大脑症,痉挛性麻痹,手足徐动症,肌张力增加伴构音障碍(非言语呐吃)及严重的智力迟钝。患儿具特征性的怪癖:侵犯性的狂咬,自残性抓挖,甚至咬破或撕裂嘴唇、手、足、眼睑甚至严重损伤。痛风症、高血尿酸血症、高尿尿酸症、尿路结石、进行性肾病、反复发作的痛风石及关节炎等常见。此外,患者身材短小,中等程度的大细胞性的贫血。
核苷酸在细胞的功能中居于中心地位,它是组成核酸的原件和细胞信号与代谢的辅因子。磷酸核糖焦磷酸合酶(phosphoribosylpyrophosphate synthetases,PRSs)催化核苷酸合成的第一步,该酶系的合酶1(PRPS1)突变引起X-性连锁的5型Charcot-Marie-Tooth病(Charcot-Marie-Tooth disease-5,CMTX5)、Arts综合征和X-性连锁非综合征型感觉神经性耳聋(X-linked nonsyndromic sensorineural deafness,DFN2),这些患者可伴有高尿酸血症。
文献中最高的血清尿酸达300mg/dl,据临床及生化特征,个别患者症状可能不典型。胎儿诊断有赖于基因分析。预后取决于肾功能及由于手足徐动症伴发的吞咽障碍或呕吐引起的营养不良。如不用别嘌醇治疗,患者很少活到15岁。
别嘌醇治疗高尿酸血症有一定效果,但对于脑症的预防及治疗无助。是否尿素酶pegloticase有效不明,但似乎适应于Lesch-Nyhan病显著高尿酸血症的治疗;曾试用左旋多巴,作用不明确,碱化尿液应成为常规措施。
本病是由于嘌呤代谢中的HGPRT酶缺陷或活性降低所致,现已发现有数十种基因突变类型。
现已阐明,本病是由于患儿体内参与嘌呤代谢的一种酶—次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase,HGPRT)活性的完全或部分缺乏,导致嘌呤在代谢过程中过度合成,以至在体液中尿酸增加过多。
现已阐明,在嘌呤代谢中,嘌呤核苷酸类代谢产物的生成有两条途径。通常情况下多数由游离的嘌呤类直接转化为相应的核苷酸类,但必须有嘌呤核糖转移酶的激活和5-磷酸核糖焦磷酸酯(PRPP)的存在。另一条是更新代谢的途径,是从较小分子的氨基酸、有机酸和PRPP等经共同的中间代谢物次黄嘌呤核苷酸所合成。患儿体内缺乏的HGPRT是嘌呤核糖转移酶的一种,主要激活次黄嘌呤鸟嘌呤和其相应的嘌呤核苷酸的相互转化。当此酶活性缺乏时,以上的转化途径被阻断,因而促使另一条更新途径代谢加速,于是体内尿酸的生成增多,尿酸的转换率也明显加快。正常人脑中有较高的HGPRT活性,比其他组织高4倍以上,尤其在纹状体中最高。在患儿脑中,此酶活性明显减少或完全消失,仅在皮肤成纤维细胞中残留少许的活性。患儿的脑脊液中次黄嘌呤和黄嘌呤的含量可升至正常儿的4倍,而尿酸的含量并不增多,提示患儿脑组织中有过度的嘌呤合成。
LNS的病理改变有较明显的特异性。通常可见大脑皮层有棕色色素沉着,小脑皮层萎缩,颗粒层细胞减少,Purkinje细胞颗粒变性和脑内多发性微小梗死灶等。用DeGalanthe染色呈阳性的物质增多,提示有严重的尿毒症改变。用酒精固定的脑中可发现有双折光性的尿酸结晶。双侧肾脏多有萎缩,全身骨骼大多发育不全。
HGPRT的基因定位在Xq26-q27.2,有明显的突变热点。据统计,90%的LNS患者在该基因的第9号外显子上有单个碱基的点突变。近年来已有人报道用同源重组的胚胎干细胞,从小鼠基因组中采用人工靶向性敲除技术,可制成HGPRT缺失的动物模型,但是似乎不具备LNS的表型。故而还不能成为LNS的真正动物模型。
体液中尿酸盐含量增高是本病的一个重要特征。患儿几乎从出生后尿中尿酸就比正常儿高[正常儿<18mg/(kg・24h)],尿中排出的肌酐和尿酸比值(UA/Cr)也和正常儿不同(10岁以下正常比值为0.6~2.7,10岁以上<1.0)。有时尿中出现橘红色的尿酸盐结晶或结石。血清中尿酸含量也明显增高(正常值<6~7mg/dl),但个别病例血中尿酸仍在正常范围之内,因而血尿酸水平不能作为诊断本病的唯一指标。脑脊液各项指标多正常。血液学检查可伴发大细胞贫血,而且白细胞中嗜酸性细胞常增多。放射学检查在年龄较大的儿童中偶可见溶骨性关节病变。肾区平片多不易发现结石。而需用肾盂造影检查。头部CT或MRI影像常可见脑室扩大和脑皮层萎缩等现象。
本病的全身症状可用别嘌呤醇(每日200~400mg)、谷氨酸钠(每日3~5g)或丙磺舒(Probenecid)等内服,能使关节疼痛减轻,痛风结节缩小,肾功能改善及血尿消失。但上述抗痛风药物对神经症状无效。近年来有人试用反转录病毒或单纯疱疹病毒HSV-l载体将HGPRT基因经重新构建后转入类似LNS的动物神经元中,可见有该酶基因的短期表达。但并发的细胞毒性反应和转基因的长期表达等尚不能解决,因而还未能应用于临床。