【佳学基因检测】肌酸缺乏综合征基因解码、基因检测

肌酸缺乏综合征基因检测是对英文疾病名称为creatine deficiency syn-dromes，简称为CDS的疾病进行的标准不一的基因检测的总称。该病是一组影响肌酸合成及转移的先天性遗传代谢性疾病，其生化特点为脑肌酸缺乏。临床表现为智力缺损、语言发育迟缓、孤独症、癫痫发作、肌张力减退、以锥体外系损害为主的运动障碍和行为问题。CDS可能是众多原因不明精神发育迟滞儿童的致病原因，早期诊断并给予肌酸治疗，可改善预后。
 

肌酸除了具有能量储存和传输功能外，还可能是一种神经调节物质，3种影响肌酸合成、转运的基因缺陷均可导致脑肌酸缺乏，中枢神经系统受累。虽然肌酸在肌肉组织代谢中具有重要作用，但CDS患者骨骼肌中肌酸仅轻度减少。心肌中肌酸虽无检测结果报道，但至今尚无CDS患者出现出现心肌病的报道。营养状况显著影响血浆肌酸水平，因此，肌酸正常并不能排除CDS。肌酸合成缺陷患者尿肌酸排泄降低，肌酐合成减少。在影响肌酸转运的SLC6A8基因缺陷（编码CRTR）患者，由于肾小管细胞功能障碍和肾小管重吸收肌酸减少，尿肌酸可正常或升高，而细胞内肌酸和磷酸肌酸含量减少，导致肌酐合成减少，尿肌酸/肌酐比值升高。因此，在肌酸缺乏症患者中，血浆肌酐和尿肌酐均降低。

胍基乙酸在肌酸合成反应中具有重要作用。GAMT缺陷不能催化胍基乙酸生成肌酸，导致患者组织和体液中胍基乙酸异常堆积，其脑脊液中含量可升至正常值的100倍以上。而在AGAT缺陷患者中，由于AGAT缺陷，不能催化精氨酸和甘氨酸生成胍基乙酸，使胍基乙酸浓度降低。因此，测定胍基乙酸浓度，可区分这两种肌酸合成反应中的基因缺陷。
 

CDS临床表现为精神发育迟滞、语言发育迟缓和癫痫。患者发育迟滞程度轻重不等，以合并多动和孤独症为特征，运动障碍主要累及锥体外系。根据基因缺陷分为以下3种类型。

1.GAMT缺陷  1994年国外报道了首例GAMT缺陷：患者为男婴，正常出生，4个月后发育迟滞、肌张力减退，伴运动过多的锥体外系异常和点头发作；脑电图显示慢波背景活动和多灶性棘慢波阵发；头颅磁共振（MRI）显示双侧苍白球呈T1相低信号和T2相高信号改变。

迄今为止，国外已报道超过50例，其个体差异显著，表现为轻至重度的精神发育迟滞、药物难治性癫痫，大部分重症患者伴锥体外系运动障碍和基底节异常信号。也有临床表现类似Leigh样综合征和线粒体病的报道，以及迟发型折刀样肌强直和肌张力异常运动障碍的报道。

2.AGAT缺陷  2001年国外首次报道了3个兄弟姐妹的家系，临床表现发育迟缓和（或）智力障碍、语言发育延迟、孤独症行为，偶发癫痫和脑肌酸缺乏，在补充肌酸治疗后病情恢复。该家系中1例出生时即被确诊，在生后几周内开始服用肌酸治疗，随访至18个月时，仍未出现临床症状。另有一项报道为14个月具有中国血统的美国女孩，临床表现为精神运动发育迟缓、重度语言障碍、生长发育迟滞和孤独症行为。2010年有报道21岁和14岁的也门犹太家族成员患AGAT缺陷，两例均表现为发育迟缓，易疲劳和体重增加缓慢。分别有重度和轻度智力障碍（智商47和60）、近端肌肉无力、CK中度升高（500-600U/L）和肌电图肌病样改变，肌肉活检可见管状聚焦和线粒体编码的呼吸链酶活性降低。

3.SLC6A8基因缺陷  为最常见的CDS病因。2001年Salomons等首先报道了1例男性患儿，精神发育迟滞伴肌张力减低，脑磁共振波谱分析（MRI）显示肌酸缺乏、血及尿液中肌酸增加及胍基乙酸正常，经皮肤成纤维细胞基因分析发现SLC6A8基因突变。迄今，至少有797例患者（包括男性患者与女性杂合子）已被确诊为该病（www.LOVD.nl/SLC6A8）。SLC6A8基因缺陷主要临床表现为精神发育迟滞、语言发育迟缓、自闭行为和注意缺陷多动障碍；次要特征包括肌张力减退、关节过伸、运动障碍、身材矮小、脑萎缩、面部畸形和肠道症状。心律失常（包括多发性室性早搏）也可与SLC6A8缺陷合并出现。除此以外，本病常并发癫痫，包括从偶发、药物敏感性癫痫到频发更多强直阵挛性癫痫和难治性额叶癫痫。

SLC6A8基因缺陷家系中女性杂合子可出现学习障碍、轻度精神发育迟滞，严重者出现智力缺陷、行为障碍和难治性癫痫。SLC6A8基因缺陷患病率相对较高，约占X连锁精神发育迟滞男性患者的2%，男性散发智力障碍患者的1.4%。
 

1.脑氢质子MRI（H-MRS）CDS脑H-MRS成像显示肌酸信号明显降低，仍需进行性代谢筛查和分子遗传学分析。目前，虽然MRI手段已成为临床精神发育迟滞和神经系统疾病常用的检查方法，但仍不提倡H-MRS作为CDS优选筛查手段。

2.代谢筛查  尿液胍基乙酸和肌酸/肌酐比值测定可用于所有类型CDS筛查。稳定同位素的气相色谱-质谱法具有高度灵敏性；液相色谱串联质谱法（LC-MS-MS）可快速、同时进行尿液中胍基乙酸、肌酸和肌酐多种化合物测定。

GAMT缺陷患者在尿、血浆、脑脊液、干血纸片样本中出现胍基乙酸增高，肌酸和肌酐减低，肌酸/肌酐比值不变。应用干血纸片测定胍基乙酸可进行GAMT缺陷的新生儿筛查工作。AGAT缺陷患者尿、血浆、脑脊液、干血纸片样本中出现胍基乙酸降低，肌酸和肌酐减低，肌酸/肌酐比值不变。SLC6A8基因缺陷患者胍基乙酸正常，尿肌酸可正常或升高，而肌酐降低，故肌酸/肌酐比值升高。这种标志性变化对男性SLC6A8基因缺陷患者有重要诊断价值。对SLC6A8基因缺陷女性杂合子，肌酸/肌酐值比值指标不够灵敏，有症状患者该比值仍能处于正常参考值范围内，因此，尿肌酸/肌酐比值不能作为女性SLC6A8缺陷杂合子筛查依据。

尿液中上述化合物含量在一天内无明显变化，随机尿样本即可用于CDS筛查，但应注意假阳性情况。富含蛋白质的饮食或尿液被稀释等可影响筛查试验出现假阳性，生化结果应重复进行之后再考虑基因测序。

3.DNA诊断  进行与CDS相关的GAMT、GATM及SLC6A8基因突变分析可用于本病的基因诊断。GAMT、GATM编码基因分别定位于常染色体19p.13.3和15q15.3.两种基因缺陷均属常染色体隐性遗传。SLC6A8基因定位于Xq28.属X性连锁遗传，患者主要为男性，由于X染色体失活模式不同，女性杂合子可有多种临床表现。需要注意的是，在新突变家系中，没有X性连锁遗传的证据，因此，诊断散发型精神发育迟滞的男性患者和女性患者应常规行SLC6A8基因缺陷筛查。已发现GAMT和SLC6A8基因有多种突变类型，包括：无义突变，错义突变，拼接错误，插入、缺失和移码突变，其基因型与表现型间无明显关联。已在3个不相关的家系中发现了GATM基因的3种突变：无义突变、拼接错误和单核苷酸插入，多数患者可通过基因直接测序进行诊断。高通量测序可作为一种筛查工具直接检测基因，对于部分缺乏灵敏生化标志性指标的AGAT和SLC6A8基因缺陷，该项技术有助于诊断出更多的患者，尤其适用于SLC6A8基因缺陷的杂合子女性。

4.功能试验和酶学诊断法  利用成纤维细胞和（或）淋巴母细胞或表达系统进行功能试验和（或）酶学诊断法有助于在功能范畴内确定诊断，特别是在检测到新突变致病性未知的情况下，仍然是评估致病突变的一种有用工具。

5.产前诊断  高危产妇可通过产前诊断和胚胎植入前遗传学诊断法测定基因致病突变。此外，在未检测到潜在致病突变时，还可通过高危产妇羊水胍基乙酸测定进行GAMT缺陷产前诊断。
 

1.GAMT缺陷  口服肌酸替代治疗可有效补充脑肌酸，约70%患者可恢复正常。常用肌酸为300-400mg/（kg·d），分3-6次服用。该方法单独应用可解除锥体外系症状，显著改善癫痫发作。合并限制精氨酸饮食治疗可帮助减少胍基乙酸的积累，减少高浓度胍基乙酸神经毒性作用。一般精氨酸限制在15-25mg/（kg·d）摄入量，相当于蛋白质0.4-0.7g/（kg·d）摄入量。另外，需补充无精氨酸的氨基酸混合剂以满足机体营养和氨基酸需求。以往体外试验显示，补充大剂量鸟氨酸可竞争性抑制AGAT活性，有助于减少胍基乙酸合成，但临床报道患者应用时未见成效，提示可能在限制精氨酸和补充鸟氨酸联合应用才能有效。据报道，此方法可显著改善成年重症患者癫痫发作和智力水平，为防止必需氨基酸—精氨酸缺乏影响尿素循环，可给予苯甲酸钠防止氨堆积。

早期联合治疗可显著改善远期预后，最好从新生儿期开始。文献报道1例先证者同胞GAMT基因突变测定阳性。自生后3周未出现临床症状时即开始联合治疗。14个月随访神经系统发育正常；而先证者此时已出现临床症状。

2.AGAT缺陷  口服补充肌酸300-400mg/（kg·d）可有效恢复脑肌酸库，提高异常的发育评分，早期诊断与治疗可显著改善预后。文献报道1例16个月伴更多发育迟缓的AGAT缺陷患儿，在肌酸治疗23个月后，患儿发育评分可达正常。然而，在另1个家庭中的2例患儿分别于7岁和5岁时开始治疗，在13岁和11岁时仍遗留中度智力缺陷；该家庭另1名儿童产前明确诊断，于生后4个月开始肌酸补充治疗，18个月时随访发育正常，而其2例年长同胞在该年龄时均已出现精神发育迟滞。

3.SLC6A8基因缺陷 口服补充肌酸治疗不适用于SLC6A8基因缺陷，男性患者及女性杂合子应用肌酸治疗均无效。