【佳学基因检测】非酮性高甘氨酸血症基因解码、基因检测

非酮性高甘氨酸血症基因检测是英文疾病名称non-ketotic hyperglycinemia进行的各类基因检测的部称。该病的英文简写为NKH，又称甘氨酸脑病（glycine encephalopathy，GE，MIM 605899)。基因解码表明，该病是由于甘氨酸裂解酶系统(glycine cleavage system，GCS)缺陷导致甘氨酸降解障碍，在体内各器官组织，尤其是脑脊液中异常蓄积而引起脑病症状。
 

根据佳学基因的基因解码、基因检测大数据分析，中国的发病率在1/55 000和1/63 000之间。
 

本病为常染色体隐性遗传疾病。丝氨酸经甲基转移酶（SHMT)催化产生甘氨酸（可逆反应），SHMT作用下使甲基化受体四氢叶酸（THF）转变为甲基四氢叶酸（MTHF）。甘氨酸也是主要的抑制性神经递质，经线粒体甘氨酸裂解酶系统(GCS)贼终产生NH3+CO2。甘氨酸的降解对维持正常的生长发育和大脑、脊髓的神经细胞功能具有重要作用。GCS是分布于人体肝、脑、肾、睾丸组织的一种由四种蛋白（P、H、T、L）组成的线粒体多酶复合体:P蛋白即甘氨酸脱羧酶(glycine decarboxylase, GLDC),T蛋白即四氢叶酸依赖的氨甲基转移酶(aminomethyltransferase, AMT）、H蛋白即甘氨酸裂解酶系统H蛋白（glycine cleavage system Hprotein, GCSH)（载体蛋白）及L蛋白即二氢硫辛酰胺脱氢酶。P、 T、 H蛋白为GCS内在蛋白,mRNA存在于胶质样细胞和神经元中，这二种蛋白的缺陷是导致本病的主要病因；而L蛋白还存在于其他代谢系统中如α-酮酸脱氢酶复合体和支链酮酸脱氢酶复合体。
 

非酮性高甘氨酸血症属于常染色体隐性遗传。编码P蛋白的CLDC基因(MIM 238300)定位于9p24.1, NKH中80%是由于此基因突变所致。目前已发现40多种突变，其中Ser56411e、F756de1,ARG515SER、GLY761ARG、ALA802VAL、ALA389VAL、ARG739HIS、2607C-A等突变导致甘氨酸脱梭酶活性降低或无活性。在芬兰人中贼常见的突变为Ser56411e，占CLDC突变的70%。

编码T蛋自的AMT基因〔MIM 238310)定位于3p21.31,其基因缺陷改变了AMT的结构和功能，占甘氨酸脑病的10%-15%。目前报道的突变有G269D、G47R、R320H、H42R、183de1C、ASP276HIS、Q792X、IVS7，G→A，-1、N1451、C95V、E211K、H 14R、G19R、Y197C、V 184A。

编码H蛋白的基因GCSH(MIM 238330)定位于16q23.2,突变报道极少。
 

临床上分两型：新生儿型和迟发型

1.新生儿型  贼常见，一般出生后不久出现神经系统症状。典型表现有进行性乏力、喂养困难、肌张力减低、肌阵挛、偏身颤搐、窒息、嗜睡和昏迷。大多数患儿几周内死亡，幸存者病情进展为严重的精神运动发育迟缓、难治性癫痫。男性患儿比女性患儿更易存活，生长发育影响更小。

2.迟发型  在新生儿期可无症状和体征，新生儿期后可出现不同程度的神经系统症状，也可在童年和成人期出现症状。其中贼常见的一种为婴儿型，患儿在出生6个月后出现生长迟缓和癫痫，进而发展为智障、运动和行为问题。
 

  1.血浆及脑脊液甘基酸测定  患者血甘氨酸浓度增高，新生儿型血甘氨酸范围460-2580μmol/L,迟发型者340-920μmo1/L（正常值：120-375μmol/L）；患者脑脊液浓度不同程度增高33-440μmo1/L（正常：3-l0μmol/L)。脑脊液／血浆甘氨酸浓度比值>0.08（正常<0.02），新生儿型患者该比值范围0.09-0.25，迟发型0.06-0.10；一些变异酶缺陷也可导致脑脊液甘氨酸与血浆甘氨酸之比0.02-0.08。

 2.尿气相色谱分析  阴性，无酮体排出。

3.肝脏活检或淋巴母细胞中GCS活性测定  确诊性检查，患者GCS活性降低或缺乏。

  4.头颅MRI胼胝体T1加权像高密度，T2加权像低密度，DWI高信号.

5.基因检测  GLDC、AMT, GCSH基因检测以确诊，GLDC基因突变为疾病的主要原因。联合MLPA(multiplex ligation-dependent probe amplification)分析技术提高了基因突变检测率。

  6.13C-甘氨酸呼气检查  快速非侵袭性酶活性检查方法，口服13C-甘氨酸1 Omg/kg（贼大剂量为100mg）后15、30、45、60、90、120、180、240、300分钟分别收集150-250m1的气体，用红外线13CO2分析机检测呼吸样本中13CO2量，从而推测GCS的活性。健康新生儿在5小时后133CO2恢复21.5%士4.3%,有报道NKN患儿5小时后13CO2,恢复仅8.3%±2.3%。
 

1.诊断  血浆和脑脊液中甘氨酸水平增高，且脑脊液／血浆甘氨酸比升高，尿酮体阴性，GCS活性下降，可诊断非酮性高甘氨酸血症。非典型患者保留一定程度的GCS活性，且脑脊液／血浆甘氨酸比值上升比较缓和，确诊则依赖于肝脏或淋巴细胞中的GCS活性测定

2.鉴别诊断

（1）酮症性高甘氨酸血症：酮症性高甘氨酸血症由于其他有机酸代谢病如丙酞辅酶A羧化酶、甲基丙二酰辅酶A变位酶、β-酮硫解酶或异戊酰辅酶A脱氢酶缺陷所致，间歇性酮症酸中毒和高氨血症，但脑脊液甘氨酸浓度正常。原淋巴细胞GCS活性和脑脊液／血浆甘氨酸比值有助鉴别。

(2)一过性高甘氨酸血症：出生时高甘氨酸血症，脑脊液／血浆甘氨酸比值增高，但GCS活性正常。一段时间后血甘氨酸浓度可降低至正常范围，大多数此型患儿生长发育正常，但也有些患儿即使甘氨酸水平正常，仍可出现智力落后和癫痫发作。
 

缺乏有效的治疗方法。控制蛋白质饮食无效；吗啡类镇静药右美沙芬5-20mg/ (kg·d），苯甲酸钠250-750mg/(kg·d),可降低血浆甘氨酸浓度；四氢叶酸15mg/d。
 

1.产前诊断  测定绒毛膜GCS活性，进行产前诊断。

2.新生儿串联质谱筛查早期发现血甘氨酸增高以及早诊断和治疗，改善预后。