四氢生物蝶呤缺乏症

四氢生物蝶呤缺乏症

概 述

四氢生物蝶呤缺乏症(tetrahydrobiopterin deficiency，BH4D) 是芳香族氨基酸羟化酶的辅助因子——四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin，BH4) 的合成或代谢途径中酶的先天性缺陷导致的氨基酸代谢障碍，导致神经递质合成受影响，出现高苯丙氨酸血症以及严重的神经系统损害症状和智能障碍。较常见的 BH4D 分为 6- 丙酮酰四氢蝶呤合成酶缺乏症(6-pyruvoyltetrahydropterin synthase deficiency，PTPS)、二氢蝶啶还原酶缺乏症(dihydropteridinereductase deficiency，DHPR)，较少见的是鸟苷三磷酸环水解酶缺乏症(guanosine triphosphate cyclohydrolase deficiency，GTPCH)、蝶呤 -4a- 二甲醇胺脱水酶缺乏症(pterin 4α-carbinolamine dehydrogenase deficiency，PCD) 及墨蝶呤还原酶(sepiapterin reductase deficiency，SR) 缺乏症。

病因和流行病学

四氢生物蝶呤代谢途径中任何一种合成酶或还原酶缺乏均可导致四氢生物蝶呤生成不足或完全缺乏，表现为四氢生物蝶呤缺乏症。四氢生物蝶呤是苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等羟化酶的辅酶。BH4 缺乏不仅影响苯丙氨酸羟化酶的稳定性，阻碍苯丙氨酸代谢，从而导致血中苯丙氨酸浓度增高，出现类似苯丙酮尿症的症状；而且由于降低了芳香族氨基酸包括苯丙氨酸羟化酶、酪氨酸羟化酶及色氨酸羟化酶的活性，导致神经递质前体左旋多巴胺和 5- 羟色胺生成受阻，影响脑内神经递质(多巴胺、5- 羟色胺) 的合成，使患者出现严重的神经系统损害症状和体征，因此其临床症状比苯丙酮尿症更严重，预后更差。

各国的 BH4D 在高苯丙氨酸血症中的比例不一，马来西亚较高占 64％。截至 2015 年， BH4D 在中国大陆的南方地区发病率高于北方，南方 BH4D 约占高苯丙氨酸血症的 29％， 北方约占 6％ ~7％，中部地区约占 14％。

临床表现

BH4 缺乏症患儿在出生 1~3 个月后除了出现类似苯丙酮尿症的临床症状外，还表现为多巴胺缺乏症状，如运动障碍、肌张力低下、嗜睡、眼震颤、吞咽困难等。5- 羟色胺缺乏相关症状，如反应迟钝、抑郁、失眠等。去甲肾上腺素缺乏相关症状，如躯干肌张力低下、眼睑下垂、小脑发育障碍等。还会有顽固性抽搐、反复发热，运动里程碑发育迟滞， 全身瘫痪，智能发育严重障碍等。

PTPS 缺乏症分为 3 型，即经典型或严重型、部分型或外周型、暂时型。严重型患者PTPS 完全缺乏，脑脊液中神经递质代谢产物水平下降，表现严重的神经系统症状；而部分型或外周型患者 PTPS 轻度缺乏，脑脊液中神经递质代谢产物水平大多正常，患者仅表现为高苯丙氨酸血症，无其他神经系统症状；暂时型为 PTPS 成熟延迟所致，随着酶的完全成熟，临床表现逐渐消失。

辅助检查

1.  血苯丙氨酸测定

(1)  荧光定量法：检测干血滤纸片中 Phe 浓度，正常血 Phe 浓度 <120μmol/L(2mg/ dl)，血 Phe 浓度 >120μmol/L 提示高苯丙氨酸血症。

(2)  串联质谱法：检测干血滤纸片中 Phe 及酪氨酸(Tyrosine，Tyr) 浓度，并可自动计算 Phe 与 Tyr 比值(Phe/Tyr)。血 Phe 浓度 >120μmol/L 及 Phe/Tyr>2.0 提示为 HPA。

2.  尿蝶呤谱分析  是目前国内诊断 BH4 缺乏症的重要方法。采用高效液相色谱分析法，测定新蝶呤(neopterin，N)、生物蝶呤(biopterin，B) 浓度，并计算生物蝶呤比例 B％［B/(B+N)×100％］。各种酶缺乏患儿呈现不同的尿蝶呤谱，见表 113-1。

3.  红细胞 DHPR 活性测定  是 DHPR 缺乏症的确诊方法。需采用双光束分光光度计测定干滤纸血片中红细胞 DHPR 活性。DHPR 缺乏症患儿 DHPR 活性显著降低。

4.  BH4 负荷试验   为 BH4 缺乏症的辅助诊断方法及 BH4 反应性 PKU/HPA 的判断方法，需在留取尿蝶呤标本后进行。对于轻度 HPA 或已用特殊饮食治疗后血 Phe 浓度已降低者，可先做尿蝶呤分析及 DHPR 活性测定，对诊断不确定者再进行 BH4 负荷试验。试验前及试验过程中正常饮食。

具体方法及判断如下：

24小时 BH4 负荷试验：临床实践提示，BH4 负荷试验是 BH4 缺乏症较可行的辅助诊断方法。当新生儿基础血 Phe>360μmol/L，可在喂奶前 30 分钟口服 BH4 片(20mg/kg)(BH4 片溶于水中)，服 BH4 前，服后 2、4、6、8、24 小时分别采血测定 Phe 浓度，服后4~8 小时可留尿重复尿蝶呤谱分析。

对 Phe 轻度增高者，建议正常蛋白质饮食 3 天，血 Phe 增高后再做 BH4 负荷试验，PTPS 缺乏症患儿血 Phe 浓度在服 BH4 后 2~6 小时下降至正常，DHPR 缺乏症患儿血 Phe 下降缓慢。

5.  基因诊断   是 HPA 病因的确诊方法，建议常规进行。尤其对经上述鉴别诊断试验仍不能明确诊断者更需尽早进行基因诊断。至今已报道 BH4 缺乏症相关基因变异：

编码 PTPS 酶的基因 PTS 位于 11q22.3-q23.3， 包含 6 个外显子， 东亚地区已发现107 种 PTS 基因突变类型。中国 PTS 基因热点突变为 c.155A>G、c.259C>T、c.286G>A 和c.IVSl-291A>G(占 76.9 ％)，c.155A>G、c.259C>T、c.286G>A 导致严重型 PTPS 缺乏症，c.166G>A 及 c.IVSl-291A>G 变异可能与轻型 PTPS 缺乏症有关。

DHPR 基因 QDPR 位于 4p15.3，含 7 个外显子，已报道 66 种基因突变类型。

其他少见的与 BH4 缺乏症相关的基因包括 PCBD1、GCH1、SPR 和 DNAJC12 基因。

6.  头颅影像学检查   有助于评价患儿脑损伤的程度。

7.  脑电图检查   对合并癫痫患者应进行脑电图检查。

诊 断

1.  诊断 BH4 缺乏症患儿早期除血 Phe 增高外(血 Phe 浓度持续 >120μmol/L 及 Phe/ Tyr>2.0)，无明显临床表现，易被误诊为 PAH 缺乏所致 PKU。给予低(无)Phe 奶粉治疗后，患儿血 Phe 浓度虽很快下降，但神经系统损害症状却逐渐出现，主要表现为躯干肌张力低下，四肢肌张力增高等。因此对所有诊断高苯丙氨酸者，应及时进行尿蝶呤谱分析(在低 Phe 饮食治疗前)、DHPR 活性测定，或联合 BH4 负荷试验来进行鉴别诊断，早期确诊 BH4D，并结合基因测序分析判断属于哪一种 BH4D。

(1)  PTPS 缺乏症：出生体重多偏低，尿新蝶呤(N) 明显增加，生物蝶呤(B) 明显降低，B％ <10％(多 <5％)，BH4 负荷试验其血 Phe 浓度在服用 4~6 小时下降至正常，PTS 基因检测到变异。

(2)  DHPR 缺乏症：尿生物蝶呤多明显增高，红细胞 DHPR 活性极低，QDPR 基因检查到变异。

(3)  GTPCH 缺乏症：尿新蝶呤、生物蝶呤均极低，B％正常。但常染色体显性遗传性GTPCH 缺乏所致多巴反应性肌张力低下症(DRD) 主要表现为多巴胺递质缺乏，而无 5- 羟色胺递质缺乏症状及高苯丙氨酸血症，以一侧或双侧肢体运动障碍，逐步影响至其他肢体，晨起或休息后症状好转，呈昼间波动现象。苯丙氨酸负荷试验显示苯丙氨酸羟化酶活性降低导致负荷试验后血苯丙氨酸下降缓慢，尿蝶呤谱分析可显示新蝶呤、生物蝶呤偏低。单纯多巴治疗效果显著。GCH1 基因检测到变异。

2.  确诊标准

(1)  临床表现：在 PKU 临床表现的基础上，并有肌力与肌张力低下等。

(2)  血 Phe 浓度 >120μmol/L 及 Phe/Tyr>2.0。

(3)  尿蝶呤谱异常，或血 DHPR 活性异常。

(4)  BH4 负荷试验，结果符合 BH4 缺乏症的特征。

(5)  检测到 BH4D 基因致病性变异。若只检测到一个 BH4D 相关基因，但符合上面(1)(2)(3)(4) 项者可诊断。

鉴别诊断

1.  首先需对 HPA 进行鉴别诊断

(1)  早产儿因肝功能不成熟可导致暂时性 HPA，发热、感染、肠道外营养或输血等也可导致的血 Phe 浓度增高，进行鉴别诊断。

(2)  排除其他原因所致的继发性血 Phe 增高，如酪氨酸血症、希特林蛋白缺乏症等。

2.  所有诊断HPA 者，应及时检测尿蝶呤谱分析(在低Phe 饮食治疗前)、DHPR 活性测定， 或联合 BH4 负荷试验来进行鉴别诊断。还应进行基因检测，包括苯丙氨酸羟化酶及四氢生物蝶呤代谢途径中的多种合成酶的编码基因。以便最终确诊是 PKU 患者还是 BH4D 患者。

治 疗

1.  特异性治疗  经新生儿筛查诊断的患儿多无临床症状，难以判断严重型与轻型。诊断明确后可按不同病因尽早给予 BH4 或无 Phe 特殊饮食及神经递质前体治疗，提倡终生治疗。

(1)  BH4 或特殊饮食治疗：目的是降低血 Phe 浓度。

PTPS 缺乏症、GTPCH 缺乏症及 PCD 缺乏症患者在正常饮食下，补充 BH4［1~5mg/(kg·d)］，分 2 次口服，使血 Phe 控制到正常水平。

DHPR 缺乏症及 BH4 治疗困难的患儿采用低Phe 特殊奶粉或饮食治疗(同 PKU 治疗)，使血 Phe 浓度控制到接近正常水平(120~240μmol/L)。

(2)  神经递质前体等治疗：绝大多数 PTPS 缺乏症及 DHPR 缺乏症都需要神经递质前体多巴(左旋多巴) 及 5- 羟色氨酸联合治疗。

轻型PTPS 缺乏症可不服用神经递质前体。左旋多巴、5- 羟色氨酸宜从 1mg/(kg·d) 开始，每周递增 1mg/(kg·d)(表 113-2)。有条件时可根据脑脊液神经递质代谢产物水平或临床表现调节药物治疗剂量。

血清泌乳素可作为多巴剂量调节的参考指标，多巴剂量不足也可导致泌乳素浓度增高。此外，DHPR 缺乏症患儿易合并继发性脑叶酸缺乏症，需补充四氢叶酸(亚叶酸钙) 5~20mg/d。

2.  综合治疗  心理指导：BH4D 是需要终生治疗的疾病，需提高治疗依从性，达到良好的疗效。入学后需要告知学校老师，配合饮食及教育指导，做好患儿的心理辅导工作。

HPA随访及监测

1.  定期监测血 Phe 浓度 PTPS 患儿血 Phe<120μmol/L，DHPR 低苯丙氨酸饮食治疗患儿血Phe120~240μmol/L。

2.  营养、体格发育、智能发育评估 治疗后每 3~6 个月测量身高、体重及营养评价等，预防发育迟缓及营养不良。1 岁、2 岁、3 岁、6 岁时进行智能发育评估，学龄儿童参照学习成绩等。

3.  药物不良反应 有些患者服用左旋多巴及 5- 羟色氨酸后出现胃肠道反应或药物不耐受，如多巴不良反应包括运动障碍、不自主或抽动症样动作、兴奋失眠等，尤其是儿童患者初始治疗时易发生，减少多巴剂量或总量分多次服用可改善上述症状；5- 羟色氨酸不良反应主要为腹泻，减量或暂停药后可改善；BH4 无明显不良反应，少数头痛、咽痛、腹泻。

预 后

通过新生儿筛查，患儿得到早期诊断，早期治疗，避免神经系统损害和智力障碍发生。但也有患者在新生儿早期治疗后仍有严重神经系统损害。一项长期随访显示 26 例PTPS 缺乏者早期治疗(出生 2 个月内) 和晚期治疗后智力发育延迟分别占 35％和 44％。BH4D 的预后除与治疗时间有关，还与疾病轻重程度、血 Phe 浓度、营养状况、治疗依从性等多种因素有关。

遗传咨询与产前诊断或胚胎植入前诊断

四氢生物蝶呤缺乏症是常染色体隐性遗传方式。患者的父母携带一个致病变异，无临床症状。每个患者的同胞有 25％的概率患病，50％概率是无症状的携带者，25％概率为正常个体。患者与正常人婚配，其后代是携带一个致病性变异的携带者。

产前诊断：在先证者及其父母致病基因突变明确的前提下，签署知情同意书，通过对胎盘绒毛(孕 10~13 周) 或羊水细胞(孕 16~22 周) 进行疾病相关基因突变分析，到具有产前诊断资质的机构进行胎儿诊断以及后续的遗传咨询。

诊疗流程

作 者

中日友好医院儿科  沈  明

参考文献

[1] 中华医学会儿科学分会内分泌遗传代谢学组，中华预防医学会出生缺陷预防与控制专业委员会新生儿筛查学组 . 高苯丙氨酸血症的诊治共识 . 中华儿科杂志，2014，52(6)：420-425.

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[4] Shintaku H.Disorders of tetrahydrobiopterin metabolism and their treatment.Curr Drug Metab，2002，3 ：123- 131.

[5] 沈明，喻唯民，杨凌，等 . 四氢生物蝶呤缺乏症的临床研究 . 中日友好医院学报，2002，16 ：8-10.

上线时间

2019年11月