
甲基丙二酸血症(methylmalonic acidemia,MMA)是一组严重的遗传代谢病,MMACHC基因变异所致MMA合并同型半胱氨酸血症cblC型是MMA中最常见的类型,部分严重患儿在新生儿期到婴儿期合并脑积水,需要通过生化代谢、影像学检查、基因分析及早诊断。患儿临床表型为MMA、高同型半胱氨酸血症和脑积水的叠加,如治疗不及时或治疗不当,常引起严重的神经系统后遗症,病死率高。对于cblC型MMA合并脑积水患儿,在钴胺素、左卡尼汀、甜菜碱等个体化代谢干预的同时对症治疗,动态评估脑积水变化,必要时进行脑室-腹腔分流术等手术治疗,多学科联合早期诊治是改善预后的关键。本共识就cblC型MMA合并脑积水的临床表现、诊断、治疗、随访、预防及产前诊断等要点进行论述。
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甲基丙二酸血症(methylmalonic acidemia,MMA)是一组严重的出生缺陷,是我国最常见的有机酸代谢病[1, 2, 3]。我国782万名新生儿筛查结果显示,MMA发病率为1/15 213[2],各地有差异,山东省高达1/3 920[4],浙江省为1/64 708[5]。MMA的病因为甲基丙二酰辅酶A变位酶缺陷或其辅酶钴胺素(维生素B12)代谢障碍,根据是否合并同型半胱氨酸血症,分为单纯型MMA和MMA合并同型半胱氨酸血症(简称合并型MMA)[1,6, 7],我国合并型MMA约占70%[1,8]。合并型MMA包括cblC、部分cblD、cblF、cblJ和部分cblX型。除cblX型为X-连锁遗传病外,其他均为常染色体隐性遗传病,其中MMACHC基因致病变异所致的cblC型MMA是最常见的类型[1,6, 7]。不同患儿个体差异显著,可导致全身多系统损害,包括神经、血液、消化、肾脏、心血管、呼吸系统和眼部疾病等[1,6,9]。脑积水是cblC型MMA严重神经系统并发症之一,多在新生儿期到婴儿早期发生,甚至于胎儿期即可能通过超声、MRI等检出。6.6%~25.6%的cblC型MMA患儿合并脑积水[8,10, 11]。
脑积水是一种严重的结构性脑损伤,由于脑脊液循环或吸收障碍,导致脑脊液在颅内脑室系统和(或)蛛网膜下腔积聚,可引起颅内压增高及进行性脑损害,如果不能早期治疗,将引起不可逆性脑损伤,导致智力、运动障碍及视力残疾,严重时可致死[12, 13, 14]。已知多种遗传和非遗传性疾病可导致脑积水,需多学科联合防控,在针对病因治疗的同时进行引流等治疗,以改善预后[12,14, 15]。对于cblC型MMA合并脑积水患儿,需要在代谢干预的同时动态评估脑积水变化,必要时手术治疗,减少伤残及死亡[1,11,16]。
为进一步提升cblC型MMA合并脑积水的诊断、治疗及预防策略,中国妇幼保健协会出生缺陷防治与分子遗传分会、中国优生科学协会早产与早产儿管理分会、中华预防医学会残疾预防与控制专业委员会、北京医学会罕见病分会组织多学科专家进行讨论,参考国内外的经验及指南,就cblC型MMA合并脑积水的临床表现、诊断、治疗、随访、预防及产前诊断等要点进行综合分析并达成以下共识。
脑积水多见于cblC型MMA患儿,该类患儿除MMA外,血浆或血清总同型半胱氨酸水平显著增高(多高于50.0 µmol/L)。cblC型MMA合并脑积水的患儿多见于早发型(发病年龄≤1岁)[10, 11, 12]。76例cblC型MMA合并脑积水患儿的研究中,5例经新生儿筛查发现,71例为发病后临床诊断,其中早发型68例(95.8%,68/71),19例(27.9%,19/68)在新生儿期出现惊厥、呕吐、意识障碍、贫血等异常;晚发型(发病年龄>1岁)3例(4.2%,3/71)[10]。
cblC型MMA合并脑积水属于脑脊液吸收障碍导致的交通性脑积水,机制尚不清楚,持续高同型半胱氨酸血症及低蛋氨酸血症可能导致脑积水,甲基丙二酸的直接神经毒性和氧化应激反应可能引起脑萎缩[10,16, 17]。持续高同型半胱氨酸血症可直接损伤血管内皮,使动脉搏动受限,影响脑脊液的吸收,导致神经毒性、低甲基化水平和血管内皮损伤等病理损害[18, 19, 20],进而使颅内动脉血管管壁顺应性下降,影响脑脊液的弥散和重吸收,导致颅内压升高、脑室扩张[20, 21]。
cblC型MMA合并脑积水患儿的病情严重,主要表现为智力、运动发育迟缓或倒退、喂养困难、呕吐、意识障碍、惊厥、眼球震颤和肌张力异常。随着颅内压增高,患儿出现前囟膨隆、“落日眼征”,头围正常或增大,常伴有视神经萎缩,严重时甚至失明[10, 11, 12]。此外,cblC型MMA还常导致代谢紊乱和多系统损害,如巨幼细胞性贫血、间质性肺病、血栓性微血管病、肾功能不全、肺动脉高压、心肌病和皮肤黏膜损害等[1,8, 9]。
专家共识一
对于MMA患儿,应检测血浆或血清总同型半胱氨酸,以鉴别单纯型及合并型MMA,并监测脑发育情况,早期发现合并脑积水的患儿。
1.一般检验:血常规、尿常规、肝肾功能、血气分析等检查有助于评估病情及脏器功能,典型患儿常见巨幼红细胞性贫血,蛋白尿、血尿提示肾损害,血液尿素氮、肌酐增高提示肾功能不全。一些患儿在急性期发生代谢性酸中毒、高氨血症等代谢紊乱[1,6, 7]。
2.血浆或血清总同型半胱氨酸浓度:显著增高(>15.0 µmol/L)[1,6, 7]。
3.血氨基酸、酰基肉碱谱及尿有机酸分析:可以采用液相色谱-串联质谱法检测血液氨基酸及酰基肉碱谱,采用气相色谱-质谱联用分析法检测尿有机酸。cblC型MMA患儿血丙酰肉碱增高(>5.0 µmol/L)或正常,游离肉碱正常或降低(<10.0 µmol/L),丙酰肉碱/游离肉碱比值增高(>0.25),丙酰肉碱/乙酰肉碱比值增高(>0.25)。部分患儿血蛋氨酸降低(<10.0 µmol/L),丙酰肉碱/蛋氨酸比值增高(>0.25)。尿甲基丙二酸、甲基枸橼酸、总同型半胱氨酸等代谢产物显著增高[1,6, 7]。
4.基因分析:可采用Sanger测序或高通量测序分析患儿及其父母的MMACHC基因,cblC型MMA患儿MMACHC基因存在复合杂合或纯合致病变异。MMACHC c.609G>A是我国cblC型MMA患者最常见的致病变异,合并脑积水患儿也最常见c.609G>A变异[9, 10,16],也有c.658_660del、c.567dupT和c.217C>T等其他变异[10, 11,16]。
1. 头颅影像学检查
(1)颅脑超声:对于前囟未闭合的cblC型MMA婴儿,在代谢干预的同时每2~4周进行一次颅脑超声检查,如无异常,监测到半岁。如发现侧脑室增宽等脑积水征象,每2周进行颅脑超声检查,并转神经外科进一步确诊[22, 23, 24]。
(2)头颅MRI或CT:cblC型MMA合并脑积水患儿的影像学异常与其他疾病导致的脑积水患儿表现相似,可见脑室系统增宽、蛛网膜下腔增宽、脑实质变薄、脑室周围白质受压,还可见胼胝体变薄、髓鞘化延迟或硬膜下积液等异常[14, 15,22]。
(3)影像学检查诊断脑积水的依据[15,23]:①经前囟颅脑超声脑室指数:达同胎龄儿第97百分位+4 mm、前角宽度>6~10 mm[24];②CT片上额角最大宽度与同一水平颅骨的内板内径之比:<0.4为正常,0.4~0.5为临界状态,>0.5提示脑积水[15,23, 24];③ Evan比(又称Evan指数):同一CT层面上额角最大宽度与最大双顶径之比>0.3[15,23, 24]。
2.脑室或腰椎穿刺测压和脑脊液检查:颅内压力高于正常值上限(儿童40~110 mmH2O)可诊断脑积水。脑脊液常规、生化、涂片、培养,相关微生物检查,以及脑脊液总同型半胱氨酸检测,可协助脑积水的病因诊断,并判断是否合并颅内出血及中枢神经系统感染[14, 15,22]。
3.鉴别其他原因导致的脑积水:通过临床、生化代谢、影像学检查和基因分析,鉴别其他遗传及非遗传性疾病引起的脑积水。
(1)颅内出血和颅内感染:是导致脑积水的主要非遗传性病因,可通过病史、脑脊液检查、头颅影像学检查进行鉴别诊断[15,22,24]。
(2)先天性脑积水:活产儿先天性脑积水的发生率为0.5/1 000~0.8/1 000[14,22],遗传缺陷是导致先天性脑积水的主要病因,已知多种基因变异,如L1CAM、MPDZ、CCDC88C、AP1S2等基因,通过家族史、生化代谢及基因检测可鉴别[13, 14,25]。
(3)其他遗传代谢病导致的脑积水:如黏多糖贮积病Ⅰ型和Ⅱ型[26]、Dandy-Walker综合征[27]、蛋白质糖基化异常[27]。
专家共识二
重视cblC型MMA合并脑积水的早期识别和诊断。
(1)对于可疑cblC型MMA患儿,需进行以下检查鉴别诊断:①血常规、尿常规、肝肾功能、维生素B12、叶酸、血气分析等一般实验室检查;②血浆或血清总同型半胱氨酸浓度;③血氨基酸、酰基肉碱谱及尿有机酸分析;④基因检测。
(2)对于可疑脑积水的患儿,需完善:①影像学检查(颅脑超声、头颅MRI或CT);②脑室或腰椎穿刺测压和脑脊液检查,分析脑积水的原因,并判断是否合并颅内出血及中枢神经系统感染。
cblC型MMA合并脑积水在发病原因、病理生理改变等方面都与其他原因引起的脑积水有很大差异,因此在治疗上也与其他疾病不同。cblC型MMA合并脑积水的治疗需要多学科参与,内科以针对MMA的代谢干预、康复训练和对症治疗为主,外科主要针对脑积水治疗。
1.cblC型MMA的内科治疗:钴胺素、左卡尼汀、甜菜碱等药物治疗为主要策略,可正常饮食,保证氨基酸、脂肪、碳水化合物等营养素的需求。理想的治疗目标是将血总同型半胱氨酸浓度控制在30 μmol/L以下,血游离肉碱浓度维持在30~100 μmol/L,丙酰肉碱浓度控制在5 μmol/L以下,丙酰肉碱/乙酰肉碱比值<0.3,蛋氨酸浓度维持在正常水平,尿甲基丙二酸浓度明显降低[1,6]。部分患儿经药物治疗后脑积水可得到控制并且逐渐好转[6,16]。
(1)钴胺素(羟钴胺、腺苷钴胺、甲钴胺、氰钴胺):为甲基丙二酰辅酶A和同型半胱氨酸代谢相关的辅酶,补充钴胺素可以降低甲基丙二酸和同型半胱氨酸的水平。首选羟钴胺,肌肉注射为主,起始剂量1~10 mg/次,初始治疗每天1次肌肉注射,可连用5 d至2周,病情稳定后减量,根据复查后的血总同型半胱氨酸、丙酰肉碱/乙酰肉碱比值及尿甲基丙二酸水平,每周1~3次肌肉注射,长期维持[1,6,10]。
(2)甜菜碱:可以促进同型半胱氨酸甲基化形成蛋氨酸,常用剂量100~300 mg/(kg·d),甜菜碱的有效半衰期很短,应分2~4次口服,同时监测血总同型半胱氨酸和血浆蛋氨酸浓度[1,6,10]。
(3)左卡尼汀:可促进甲基丙二酸等有机酸的代谢,剂量为30~200 mg/(kg·d),急性期可以静脉注射或肌肉注射,稳定后口服,长期维持[1,6,10]。
(4)亚叶酸:不作为长期治疗药物,仅用于合并巨幼红细胞贫血患儿。常用口服剂量为3.75~15 mg/d,可分次口服[1,6,10]。
(5)对症治疗:急性期以纠正代谢性酸中毒和补液治疗为主;对于合并高氨血症的患儿可给予精氨酸200~500 mg/(kg·d)、苯丁酸钠250~500 mg/(kg·d)等治疗。对于合并严重代谢性酸中毒的患儿可考虑血液净化治疗,尽快清除体内有毒代谢产物。根据患儿个体情况给予其他对症治疗,如抗感染、止惊、护肝、降血压、心肌保护和营养支持等[1,6, 7]。
2. 脑积水的外科治疗:cblC型MMA引起的脑积水属于脑脊液吸收障碍所形成的交通性脑积水,目前最常用的手术方式是脑室-腹腔分流术,少数患儿经内镜三脑室底造瘘术也可能有效[14, 15,28]。
(1)脑室-腹腔分流术适应证:①脑室系统扩大并伴有颅内压增高、脑功能损害等临床表现,经内科治疗改善不明显;②脑室扩张达到中-重度水平,或者脑室呈进行性扩张,甚至出现脑室旁水肿[14, 15,28]。
(2)脑室-腹腔分流术禁忌证:①颅内出血急性期;②颅内感染;③头皮、颈部、胸部、腹部皮肤感染;④腹腔内感染;⑤脑脊液蛋白含量过高(>2 g/L);⑥有凝血功能障碍并有明显出血倾向[14, 15,28]。
(3)脑室-腹腔分流术方式:脑室-腹腔分流术是cblC型MMA引起脑积水患儿的首选,放置抗虹吸可调压分流泵,通过压力预设阀门控制脑脊液经分流泵从脑室单向流向腹腔。分流泵阀门压力可在体外通过压力调节器进行调节。部分品牌的分流泵为磁敏感性,如果做MRI检查,会影响设定的压力阈值,需要在检查完成后重新进行阀门压力阈值设定[14, 15,28]。对于脑室明显扩张、脑皮质菲薄的重度脑积水患儿,需适度提高分流阀门的压力,以免术后大脑皮层塌陷而导致颅内出血。
(4)麻醉注意事项:避免使用氧化亚氮吸入麻醉。氧化亚氮对于cblC 型MMA患儿有潜在毒性,会消耗体内的维生素B12储备,抑制蛋氨酸合成酶活性[29, 30]。
3.围手术期的管理:由于常合并代谢紊乱、营养不良、免疫功能下降及手术应激,患儿术中术后有发生心力衰竭、呼吸衰竭及各种感染的风险,术前应联合遗传代谢、麻醉及重症医学多学科会诊,评估患儿情况,加强术中和术后监护,预防性应用抗生素,必要时术后转重症监护室治疗。
专家共识三
正确选择cblC型MMA合并脑积水的治疗方案。
(1)cblC型MMA的内科治疗:①稳定期以钴胺素、左卡尼汀、甜菜碱等药物治疗为主,正常饮食;②急性期以纠正代谢性酸中毒和补液治疗为主,对于合并严重代谢紊乱的患儿,可考虑血液净化治疗;③个体化对症治疗。
(2)cblC型MMA合并脑积水的外科治疗:脑室-腹腔分流术为这类患儿外科治疗的首选术式,对于少数交通性脑积水患儿可考虑经内镜三脑室底造瘘术。
对于脑室-腹腔分流术后的患儿,应密切监测营养代谢状况、生长发育及脏器功能,发现问题及时干预,常规于术后1、3、6、12个月各随访一次,以后每半年或1年随访一次。生长发育监测包括患儿体重、身长/身高、头围、前囟张力、智力及运动发育评估。营养代谢监测包括血常规、白蛋白、血氨基酸及酰基肉碱谱、总同型半胱氨酸及尿液有机酸[14, 15]。
颅脑影像学检查主要采用颅脑超声、头颅CT或MRI检查,动态观察患儿的脑室系统变化及对分流装置的适应性,根据脑室变化及脑发育情况调整分流阀门的压力[14, 15,24]。
专家共识四
重视cblC型MMA合并脑积水患儿的长期随访。
(1)内科随访:在术后1年内密切监测营养、代谢、体格生长及神经精神发育情况。
(2)外科随诊:监测颅脑影像学变化,根据年龄和恢复情况,于术后1、3、6、12个月各随访一次,以后每半年或1年随访一次,及时调整分流阀门压力。
MMA是可预防的遗传代谢病,通过新生儿筛查、产前诊断及遗传咨询,可有效降低本病导致的出生缺陷及死亡。
1.新生儿筛查及高危筛查:通过新生儿筛查可以在症状出现前或疾病早期发现MMA患儿,早期治疗可以避免或减少脑积水等并发症的发生。采用液相串联质谱法检测血氨基酸及酰基肉碱谱,可以检出绝大多数cblC型MMA患儿[1, 2],通过气相色谱-质谱联用分析法检测尿有机酸谱[31],结合血清或血浆总同型半胱氨酸和基因分析,可进一步确诊[1,7,10]。随访中监测MMA患儿头围、体重、身长及智力运动发育动态,1岁内每1~3个月复诊,1岁后每3~6个月复诊,必要时采用头颅彩超、CT或MRI检查评估脑发育情况,及早发现脑积水等异常。
2.家族成员的患病风险及携带者筛查:绝大多数cblC型MMA患儿的父母为MMACHC基因杂合变异携带者,同胞有1/4的患病几率,1/2的可能性为杂合变异携带者,1/4的可能未携带致病变异。因此,患儿的父母、同胞等家族成员应进行基因筛查及代谢分析,及早发现携带者及无症状和症状早期的患者,早期干预[1,7,10]。
成年cblC型MMA患者在准备生育之前,需检测配偶的MMACHC基因,若配偶未携带MMACHC基因的致病变异,则后代患病风险较低;若配偶携带MMACHC基因致病变异,则后代有50%的可能性为cblC型MMA患者,应进行产前诊断。
3. 产前诊断:cblC型MMA产前诊断的必要条件是家族中的先证者临床和(或)MMACHC基因检测已明确致病变异。通常在母亲妊娠9~14周获取胎盘绒毛,或于妊娠16~20周通过羊膜腔穿刺获取羊水,检测胎儿MMACHC基因。羊水同型半胱氨酸检测与质谱技术联合应用有助于产前诊断,若胎儿为cblC型MMA患儿,羊水中总同型半胱氨酸、甲基丙二酸、甲基枸橼酸、丙酰肉碱增高。该方法方便快捷,有助于弥补基因诊断不明的家庭先证者胎儿的产前诊断,但同时需注意羊水甲基丙二酸、甲基枸橼酸检测存在假阴性的可能[32, 33]。
胚胎植入前诊断将辅助生殖与遗传诊断相结合,在先证者MMACHC基因诊断明确的基础上,父母再生育时,通过对植入前胚胎的MMACHC基因进行检测,挑选正常的胚胎移植,防止家族中cblC型MMA再发。
4.胎儿期治疗:如果胎儿确诊为cblC型MMA,母亲需在妊娠期间服用左卡尼汀及钴胺素,以保护胎儿免受有机酸造成的多系统损害。
如果母亲为cblC型MMA患者,妊娠期间需坚持规范治疗,将自身营养代谢状况控制在良好的状态,并密切监测胎儿发育情况,减少母源性MMA导致的流产、早产、胎儿畸形及脑损害[34]。
专家共识五
应重视MMA的预防及产前诊断。
(1)积极进行MMA的新生儿筛查,对发育落后、代谢紊乱、贫血的患儿及早进行遗传代谢病筛查,争取早期诊断,早期治疗。
(2)对家族成员进行筛查,早期发现无症状或轻症患者及携带者。
(3)对于先证者基因诊断明确的家庭,母亲再次妊娠时进行产前诊断。
cblC型MMA患儿容易在新生儿期到婴儿期发生脑积水,早期诊断、早期代谢干预、积极治疗脑积水是改善预后的关键。一旦患儿出现cblC型MMA不易解释的症状、发育倒退或前囟膨隆等颅高压表现,应警惕脑积水的发生,及早进行头颅影像学检查。早期手术可以达到较好的效果。一旦出现脑萎缩,则手术效果差,预后不良。
随着临床识别能力及新生儿筛查技术的普及,MMA患儿的早期诊断率逐步提高,但仍需注意脑积水等严重并发症的防治。为进一步提升cblC型MMA合并脑积水的诊断、治疗与预防策略,来自我国51家医疗机构的儿内科、儿外科、神经外科、重症医学科、遗传科、康复科、检验科专家进行讨论,形成本共识。
(张宏武 张尧 王华 姚红新 杨艳玲 执笔)
参与本共识讨论的专家(按单位及姓名汉语拼音排序):保定市妇幼保健院(曹会茜、顾芳);北京大学第一医院(董慧、侯新琳、熊晖、姚红新、张宏武、张尧);北京大学人民医院(刘玉鹏、秦炯);长沙市妇幼保健院(贺骏);成都市第一人民医院(董小丽);重庆市妇幼保健院(苗静琨);重庆医科大学附属儿童医院(郭艺、何晓燕、余朝文);东莞市妇幼保健院(刘彦慧);复旦大学附属儿科医院(陆炜、罗飞宏);甘肃省妇幼保健院(郝胜菊);赣州市妇幼保健院(刘诗贤、张峰);广东省妇幼保健院(江剑辉);广州市妇女儿童医疗中心(黄永兰);海南医学院第一附属医院(顾硕);河北医科大学第二医院(张会丰、张亚男);河南省儿童医院(陈永兴、冯书彬、李东晓、卫海燕);河南中医药大学第一附属医院(马丙祥、郑宏);湖南省儿童医院(王华、吴水华);湖南省妇幼保健院(刘静);华中科技大学同济医学院附属同济医院(罗小平、万锋);华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院(陈晓红、杜浩、刘智胜);吉林大学白求恩第一医院(陈儇、杜红伟、梁建民、吕国悦、张一宁);济南市第二妇幼保健院(韩炳娟);济南市妇幼保健院(邹卉);江西省儿童医院(杨玉);山东大学附属儿童医院(王广宇、谢仕刚);山东第一医科大学附属省立医院(商晓红);山西省儿童医院(关函洲、阎亚琼);山西医科大学第一医院(武师润);上海交通大学医学院附属儿童医院(李嫔);上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心(王剑);上海交通大学医学院附属新华医院(顾学范、韩连书、马杰、邱文娟、余永国、赵阳);深圳市罕见病代谢组学精准医学工程中心(姜盼盼、吴莉萍、杨江涛、杨旭);首都儿科研究所附属儿童医院(王琳);首都医科大学附属北京儿童医院(巩纯秀、贺薷萱);首都医科大学附属北京妇产医院(孔元原、庄太凤);四川省妇幼保健院(罗泽民);苏州大学附属儿童医院(冯建华、王杭州);天津医科大学总医院(郑荣秀);厦门大学附属第一医院(刘登礼);厦门市妇幼保健院(陆妹);徐州市妇幼保健院(顾茂胜、索峰);浙江大学医学院附属第二医院(冯建华、胡未伟);浙江大学医学院附属儿童医院(高志刚、黄新文、杨茹莱);郑州大学第三附属医院(贾天明、杨继学、赵德华、朱登纳);郑州大学第一附属医院(郭付有、王怀立);中国科学院大学深圳医院(陈哲晖、吴本清);中国人民解放军总医院第五医学中心(何玺玉);中国人民解放军总医院第一医学中心(邹丽萍);中国医科大学附属盛京医院(王华、于奇);中日友好医院(李晓雯、刘怡、张知新)
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