【临床研究与实践】SLC6A8基因变异相关肌酸转运蛋白缺乏症的临床特征分析
学术
健康
2024-12-30 18:05
北京
本文刊于：中华儿科杂志, 2024, 62(12): 1202-1207DOI: 10.3760/cma.j.cn112140-20240715-00485单位：国家儿童医学中心 首都医科大学附属北京儿童医院神经中心神经内科通信作者：方方，Email：13910150389@163.com![]()
封面图：《不要气候灾难》 作者：李梓凡 女，8岁，山东大学附属中学小学部趵突泉校区
摘要
目的分析SLC6A8基因变异相关肌酸转运蛋白（CRTR）缺乏症患儿的临床特征。
方法收集2016年1月至2024年6月首都医科大学附属北京儿童医院收治并诊断为SLC6A8基因变异相关CRTR缺乏症5例患儿的病例资料，回顾性分析总结患儿临床表现、头颅影像学检查结果、肌酸代谢检测结果和基因检测结果等。
结果5例患儿均为男性，起病年龄1岁1月龄至1岁10月龄，确诊年龄1岁3月龄至9岁，均表现有不同程度的智力和运动发育落后，2例存在孤独症样行为，4例有抽搐发作。5例患儿头颅磁共振成像均提示髓鞘化不良或髓鞘化稍落后，头颅磁共振波谱均提示肌酸峰减低。4例患儿进行了血和（或）尿肌酸代谢产物检测，尿肌酸均明显升高，3例患儿检测血肌酐均降低。5例患儿全外显子组测序共检测到5个基因变异，其中4个变异（c.371G>C、c.1017-1G>A、c.912+1G>T、c.1016+2T>A）尚未见报道。经过补充肌酸、精氨酸和甘氨酸的治疗后，5例患儿运动和语言发育均无显著改善。
结论SLC6A8基因变异相关CRTR缺乏症表现为发育落后伴或不伴抽搐发作，临床特征不典型，存在血肌酐水平降低和尿肌酸水平升高的特点，结合头颅磁共振波谱及基因检测结果等可确诊。
肌酸转运蛋白（creatine transporter，CRTR）缺乏症（OMIM #300352）是脑肌酸缺乏综合征（cerebral creatine deficiency syndromes，CCDS）中的一种，为CCDS 1型，属于罕见的先天遗传代谢性疾病，与X染色体长臂的SLC6A8基因缺陷相关，为X连锁遗传。SLC6A8基因编码钠和氯依赖性肌酸转运蛋白，共包含13个外显子。CRTR由635个氨基酸组成，相对分子质量约为70 500，可广泛表达于人体内不同组织细胞，在大脑内主要表达于与运动和感觉加工、学习、记忆以及情感行为控制相关的皮层和皮层下区域，基因变异可出现发育迟缓、癫痫发作等临床症状 ［ 1 ］ 。本病男性患者通常表现为智力、运动发育落后，不同程度的癫痫发作，多动、孤独症样行为等；女性携带者通常无临床症状或症状轻微 ［ 2 ］ ，与X染色体失活有关。CRTR缺乏症国内仅有少量个例或家系报道，现总结5例SLC6A8基因变异相关CRTR缺乏症患儿的临床特征、头颅影像学及基因变异特点等，以期提高临床医生对于该病的认识。
病例系列研究。收集2016年1月至2024年6月于首都医科大学附属北京儿童医院神经内科收治并确诊为SLC6A8基因变异相关CRTR缺乏症患儿的临床资料，对患儿临床表现和基因特点进行总结和分析。本研究已通过首都医科大学附属北京儿童医院医学伦理委员会批准，批号为［2024］-E-113-R，豁免知情同意。1.临床资料收集及病例随访：通过门诊病历档案和电子病历系统收集患儿临床资料，包括性别、年龄、临床表现、既往史、家族史、头颅磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）表现、头颅磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）表现、血和尿肌酸代谢检测以及基因检测结果等。通过门诊、微信及电话进行随访，末次随访为2024年6月。2.代谢检测：应用液相色谱串联质谱法测定血液或尿液中的肌酸、肌酐和胍基乙酸水平。3.基因检测：采集患儿及父母外周血样本进行全外显子组测序，由北京康旭医学检验所和福君基因生物技术有限公司进行检测。提取送检样本的基因组DNA，经片段化、连接接头、扩增纯化后，使用杂交捕获方法制备 DNA 文库，然后采用高通量测序平台检测人类全外显子组中20 099个基因的外显子区域及旁侧内含子区域（20 bp）。将测序数据与人类基因组hg19（GRCh37）参考序列进行比对，对目标区域的覆盖度和测序质量进行评估，对检测结果进行Sanger测序验证。参照美国医学遗传学与基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）2015年发布的“序列变异解释标准与指南”对变异的致病性进行评估。
经分子诊断的SLC6A8基因变异相关CRTR缺乏症6例，排除临床资料不全1例，5例CRTR缺乏症患儿纳入。5例患儿均为男性，起病年龄为1岁1月龄至1岁10月龄，确诊年龄为1岁3月龄至9岁。5例患儿均足月出生，无特殊围生期病史，父母均非近亲婚配。例5母亲自幼发育落后，7~8岁首次出现癫痫发作，抗癫痫发作药物可控制发作，已停药，其余患儿母亲及亲属无相关病史。5例患儿的临床特征见 表1 ，均以发育落后伴或不伴抽搐发作为主要临床表现。5例患儿独坐年龄为7~9月龄；4例独走年龄为1岁3月龄至2岁，例3随访至1岁8个月仍不能独走；4例叫“baba”“mama”年龄为1岁1月龄至4岁，例3至1岁8月龄随访时仍不会叫“baba”“mama”。4例患儿伴有抽搐发作，发作形式为全身强直发作、全身强直阵挛发作；抽搐首次发作在1岁1月龄至4岁，3例（例1、4、5）口服单药或未口服抗癫痫发作药物，发作3次/年至3次/月，1例（例2）为药物难治性癫痫（应用3种抗癫痫药物发作未能完全控制）。2例（例1、2）有孤独症样行为。![]()
头颅MRI检查提示髓鞘化不良2例，考虑存在髓鞘化稍落后3例（ 表1 ， 图1 ）。头颅MRS检查5例患儿均提示基底节和额叶肌酸峰明显减低。![]()
图1 肌酸转运蛋白缺乏症患儿头颅磁共振成像T2加权像结果 A：例1患儿示髓鞘化不良；B~D：分别为例2~4，显示髓鞘化稍延迟4例患儿进行了尿肌酸和胍基乙酸的检测，尿肌酸均高于正常，尿胍基乙酸均在正常范围（ 表1 ）。例1和例3患儿同时进行了血肌酸和胍基乙酸的检测，均在正常范围（ 表1 ）。3例患儿进行了血肌酐检测，水平均低于正常（ 表1 ）。全外显子组测序5例患儿共检出SLC6A8基因变异5个，分别为c.1079_1081del、c.371G>C、c.1017-1G>A、c.912+1G>T、c.1016+2T>A（ 图2 ），3例为剪切异常，1例错义变异，1例单氨酸缺失。除c.1079_1081del为已报道的致病变异外（PMID：19706062/21140503），其余均未见报道，具体信息及ACMG评级见 表2 。![]()
注：箭头及弧线示变异位点
图2 肌酸转运蛋白缺乏症患儿SLC6A8基因Sanger测序结果 例1存在c.1079_1081del变异，其母相应位点无变异；例2存在c.371G>C变异，其母相应位点无变异；例3存在c.1017-1G>A变异，其母携带c.1017-1G>A杂合变异；例4存在c.912+1G>T变异，其母携带c.912+1G>T杂合变异；例5存在c.1016+2T>A变异，其母携带c.1016+2T>A杂合变异
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在确诊CRTR缺乏症后5例患儿均给予肌酸100~200 mg/（kg·d）、精氨酸400 mg/（kg·d）、甘氨酸150 mg/（kg·d）口服。截至2024年6月，5例患儿均无失访，年龄1岁7月龄至14岁2月龄，最短随访时间4个月（例5），最长随访时间为5年7个月（例4），语言发育、大运动及社交改善均不显著。例1经肌酸联合精氨酸、甘氨酸治疗4个月，未应用抗癫痫发作药物，癫痫暂无发作，就读幼儿园中班，语言表达稀少，可叫人和说简单词汇。例2口服肌酸、精氨酸和甘氨酸4年9个月，既往癫痫经调整抗癫痫治疗，口服2种抗癫痫发作药物可控制，语言和运动等无明显改善，独走仍易摔倒，最佳表达4~5个字。例3肌酸、精氨酸和甘氨酸治疗5个月，运动无显著改善，仅扶走、语言无进步，1岁8月龄不能独走和主动叫人，可通过哭闹表达情感需求。例4末次随访时7岁9月龄，随访5年7个月，未能坚持服用肌酸、精氨酸和甘氨酸，口服1种抗癫痫发作药物无发作，独走可，主动语言稀少且构音不清。例5末次随访时1岁7月龄，肌酸、精氨酸和甘氨酸治疗4个月，于治疗1个月后可独走，叫人较前有进步，口服1种抗癫痫发作药物，复杂性热性惊厥可控制。
肌酸与人体内的能量代谢息息相关，内源性肌酸生成在体内需经两步酶促反应合成，而外源性肌酸来源于肉和鱼类食物，内源性和外源性肌酸均需经血液运输到达各组织器官（主要为肌肉和脑），提供能量被利用。肌酸由钠和氯依赖性CRTR介导进入细胞，在胞质内，三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）和二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）由于扩散缓慢不足以维持细胞内的ATP稳态，而进入胞质的“肌酸和磷酸肌酸”形成了非常好的能量缓冲系统。在肌酸激酶的催化下，肌酸可逆转化为磷酸肌酸，该过程消耗ATP产生ADP，作为ATP池被储存。当机体需要能量时，在肌酸激酶的作用下磷酸肌酸又将高能磷酸基供给ADP以维持ATP稳态。因此，肌酸和磷酸肌酸系统对人体内ATP的能量储存、快速再生和高能磷酸盐的运输至关重要，其异常可导致大脑等能量需求较高的重要脏器出现功能障碍 ［ 1 ］ 。CRTR缺乏症是由于编码CRTR的SLC6A8基因变异导致肌酸转运功能缺陷，肌酸不能通过血脑屏障转运至脑细胞内被利用，从而引起脑肌酸池缺乏、肾脏肌酸重吸收功能减退等表现。SLC6A8致病基因位于Xq28，截至2024年7月国际上已有约130例患者80多种不同的致病变异报道（ https：//databases.lovd.nl/shared/genes/SLC6A8），有错义变异、移码变异、单氨基酸缺失、无义变异、剪切异常、多外显子缺失等，部分为新生变异，也有母体嵌合体现象的报道 ［ 1 ］ 。本组5例患儿共检出5个变异（c.1079_1081del、c.371G>C、c.1017-1G>A、c.912+1G>T、c.1016+2T>A），3例为剪切异常，1例错义变异，1例单氨基酸缺失。除c.1079_1081del为国外已报道的致病变异外，其余均尚未见报道，在人群中发生频率极低或未见收录，功能软件预测有害或致病，均考虑为致病性或疑似致病变异，其中40%为新生变异，扩充了本病的基因谱。截至2024年7月国内已报道18例患者 ［ 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 ］ ，基因变异分别为c.327delG、c.200G>A、c. 626_627delCT、c.1222_1224del、c.1181C>A、c.1136_1137del、c.778-2A>G、c.1767+1_1767+2insA、c.321_323del、c.1496G>A、c. 967G>C、c.497del、c.301G>A、c.1569G>A、c.507G>A、c.1631C>T、c.1115C>T，暂无热点变异，其中错义变异最多（8个），其次为移码变异（4个），也可见到剪切异常、单氨基酸缺失和无义变异。国外研究显示CRTR缺乏症基因型与表型间无明显相关性，多于生后前3年内起病，4岁前85%的男性患者均存在轻中度的智力障碍，成年后75%存在重度智力障碍，100%存在不同程度的语言发育迟缓 ［ 2 ］ 。59%男性患者存在癫痫发作，多为全身强直阵挛发作、局灶性发作伴或不伴泛化，少部分为难治性癫痫，55%存在多动或注意缺陷，41%存在孤独症样特征 ［ 2 ］ 。此外还可见到运动障碍、肌张力低、胃肠道表现、特殊面容等报道 ［ 2 ］ 。本研究中5例患儿均为男性，均存在发育迟缓，4例有癫痫发作表现为全身强直发作和（或）全身强直阵挛发作，2例有孤独症样行为，临床表现与国外报道相符。美国20例CRTR缺乏症的队列研究中确诊年龄5.7~9.3岁，仅家族中已有先证者或较早出现癫痫发作的能于3.5岁前确诊 ［ 14 ］ 。法国的罕见病队列研究提示随着时代的变迁，CRTR缺乏症的诊断水平在逐步提高 ［ 15 ］ ，本研究5例患儿中也存在确诊年龄（1岁3月龄至9岁）随时代变迁时间提前的现象，提示基因检测、肌酸代谢检测等技术发展对本病确诊有巨大帮助。由于女性患者临床症状相对较轻，肌酸代谢检测、头MRS检测均可能无典型特征性改变，确诊相对困难，详细询问家族史和积极进行基因检测可能可以提高确诊率。通常将尿液标本肌酸检测作为CRTR缺乏症首选的生化诊断指标，近期国外文献报告CRTR缺乏症患者或可由血浆肌酸、肌酐水平检测进行筛查 ［ 16 ］ 。本研究3例患儿检测血肌酐，均明显降低，血肌酐检测临床应用较为普遍，建议对于发育落后伴或不伴癫痫的患儿，需关注血肌酐水平，但其敏感性和特异性尚需进一步研究。除基因检测外，头颅MRS等检查对于CRTR缺乏症的确诊至关重要。2024年ClinGen管理专家小组已提出最新建议针对肌酸缺乏综合征将血和（或）尿肌酸、胍基乙酸，头MRS，成纤维细胞肌酸摄取，酶活性纳入致病性分析列为PP4、PP4_中等和PP4_强 ［ 17 ］ 。CRTR缺乏症尚缺乏有效治疗办法，有报道肌酸100~200 mg/（kg·d）联合补充肌酸合成所需的前体物质精氨酸400 mg/（kg·d）、甘氨酸150 mg/（kg·d）和（或）S-腺苷蛋氨酸治疗可提高部分患者脑肌酸水平，改善患者的认知、运动、癫痫发作等 ［ 2 ， 18 ］ 。但仍有较多报道治疗无效，且精氨酸和甘氨酸长期联合应用可能导致同型半胱氨酸水平升高 ［ 1 ］ 。国外多中心研究显示17例患者采用肌酸、精氨酸和甘氨酸联合治疗，男性患者临床严重程度（包括癫痫）均无显著改善，仅2例女性杂合子患者好转 ［ 19 ］ 。此外，尚有2例成年患者补充甜菜碱后病情有好转的报道，或许与甜菜碱可能影响γ-氨基丁酸能神经传递或影响甲基化等因素相关 ［ 20 ］ 。本研究4例患儿接受肌酸、精氨酸和甘氨酸联合治疗，其对癫痫发作的效果尚需更长时间随访，患儿认知、运动，尤其是语言发育方面无显著改善，考虑肌酸联合前体物质精氨酸、甘氨酸的治疗可能只能对脑肌酸水平有细微程度的改善 ［ 20 ］ 。与GAMT基因变异相关的CCDS 2型和AGAT基因变异相关的CCDS 3型小年龄患者补充肌酸治疗后神经系统发育大致正常的治疗效果报道相比，CRTR缺乏症男性患者治疗效果欠佳，考虑可能与补充肌酸不能有效透过血脑屏障、补充肌酸合成前体物质精氨酸和甘氨酸亦未能显著增加颅内肌酸合成相关 ［ 21 ］ 。国际报道，部分女性患者通过肌酸补充治疗后可改善临床症状和脑肌酸水平，考虑与患者残存部分CRTR活性致补充肌酸可部分转运通过血脑屏障所致 ［ 22 ］ 。针对CRTR缺乏症的多种治疗方法尚在研究阶段。环肌酸由于其亲脂性被用于CRTR缺乏症的治疗研究，Cacciante等 ［ 23 ］ 应用环肌酸治疗小鼠疾病模型，改善了幼年小鼠的认知行为、孤独症样行为并纠正了其血流动力学反应和脑电图异常，而Uemura等 ［ 24 ］ 应用人类血脑屏障细胞模型研究认为环肌酸也主要通过CRTR进入人类血脑屏障，可能疗效欠佳。此外，国外多项研究表明肌酸衍生物纳米囊泡微乳液鼻内给药治疗可透过血脑屏障改善SLC6A8基因缺陷小鼠临床表现，药物伴侣4-苯基丁酸等可恢复或纠正由基因变异导致的蛋白质折叠错误并恢复其蛋白活性 ［ 17 ］ 。而Li等 ［ 25 ］ 应用磷MRS显示CRTR缺乏症患者颅内磷酸肌酸和肌酸水平均显著减少，但并没有乳酸的升高和pH的降低，提示大脑能量供应很大程度上仍依赖于氧化代谢，而改善线粒体功能可能成为潜在的治疗靶点。综上所述，对于发育落后伴或不伴癫痫发作患儿需关注血肌酐水平，异常降低者应积极进行肌酸代谢检测、头颅MRS和基因检测等，临床医师应加强对CRTR缺乏症的认识。![]()
