甲基丙二酸血症（MMA）是我国最常见的有机酸代谢病，患儿多在一岁内发病，在应激、感染、预防接种、饥饿或药物等诱因刺激下，极易引发患儿急性代谢危象，多脏器损伤，病情进展迅速，诊治不及时可导致死亡，致死率很高。本病临床表现缺乏特异性，个体差异显著，需通过生化代谢及基因分析确诊，并根据诊断的疾病类型进行个体化饮食干预与药物治疗。
早前一则“罕见病患儿被‘困’武汉”的新闻牵动着不少人的心，因疫情影响，他赖以生存的药物和特殊配方奶粉所剩无几，而他得的便是MMA，且其曾有过一个姐姐，仅出生5天就不幸夭折，后经医生推断，可能也是因为甲基丙二酸血症……
MMA作为常见的遗传代谢病，行业内对其的研究从未停止过，目前已被纳入国家卫健委第一批罕见病目录。
近期，医院儿科杨艳玲教授团队便在JOURNALOFINHERITEDMETABOLICDISEASE上发表重要文章。通过对例单纯型MMA患者的临床、生化和遗传特征进行回顾性分析，扩展了我国单纯型MMA患者的临床表型谱和基因型谱。同时鉴于MMA是可治可防的遗传代谢病，通过新生儿筛查可以早期发现，早期治疗，减少不可逆转的并发症，降低病死率，因此推广新生儿筛查是防控的关键。针对新生儿取样难的困境，贝瑞基因业内领先的干血斑痕量DNA全外显子组检测技术为该项研究提供了坚实的技术保障，本期小编带你快速了解该研究的重点。
研究目的
总结单纯型甲基丙二酸血症的临床表型及分子遗传学特点,探讨诊断、治疗及预防对策。
研究方法
回顾性收集年1月到年12月确诊的例MMA患者，从外周血或者干血片中提取患儿及其父母的基因组DNA。采用Sanger测序、靶向捕获二代测序或者全外显子测序分析、多重连接依赖探针扩增技术、定量PCR等技术进行基因诊断。根据发病年龄，分为早发型(发病年龄≤12月龄)和晚发型(发病年龄12月龄)。根据个体情况，给予钴胺素、左卡尼汀、特殊饮食及对症治疗。
干血斑痕量DNA全外显子组检测技术：
由于干血斑DNA量少，且存在降解可能，一直很难实现高质量的WES检测。贝瑞基因通过研发创新的建库方法，使DNA起始量从1ug降低到50ng，实现干血斑痕量DNA与外周血WES数据的覆盖度、均一性相当。为新生儿遗传病的WES快速检测奠定了坚实的技术基础。
研究结果
1.临床表现
在例有详细临床资料的MMA患者中，例（72.6%）早发型（1岁以前发病），64例（27.4%）晚发型，主要表现为代谢危象（67.1%）、神经系统损害（65.4%）、血液系统异常（31.6%）、消化系统异常（16.2%），肾损害（8.5%）。其中运动障碍、贫血、昏迷和喂养困难等微表型在早发型和晚发型患者之间存在差异（表1）。
表1：例单纯型MMA患者临床特征
2.遗传学特征
在例患者中有例（72.4%）检测到MMUT、MMAA、MMAB、MMADHC、SUCLG1和SUCLA2基因变异，例为MMUT变异（mut型），7例为SUCLG1变异（线粒体DNA耗竭综合征9型），3例为MMAA变异（cblA型），1例为MMAB变异（cblB型），1例为MMADHC变异（cblD型），2例为SUCLA2变异（线粒体DNA耗竭综合征5型）（图1）。
图1：例单纯型MMA患者中基因突变情况
从例单纯型MMA患者中检测到45个新发现变异和77个已报道变异（表2），45个新发现变异情况（详见原文，表3略）。
表2：例单纯型MMA患者中检测到的45个新突变和77个已报道突变
3.MMUT基因变异情况
在MMUT基因中共发现99个变异，包括75个错义、19个缺失/插入变异，以及5个剪接位点变异，位于MMUT基因的2号-13号外显子之间（图2）。主要变异位点位于3号外显子（30.4%）、6号外显子（15.2%）和2号外显子（10.0%）（图3），71.2%变异位点位于编码底物结合区的N端结构域（图4）。
图2：MMUT基因变异位点的分布
图3：MMUT基因变异位点在不同外显子中的分布
图4：MMUT基因变异位点在不同结构域中的分布
MMUT基因中62个变异在人类基因变异数据库（HGMD）报道过（详见原文，表4略），37个新的变异为新发现变异，包括23个错义变异，12个缺失/插入，2个剪接位点变异（详见原文，表3略）。本研究中，MMUT基因c._insTT变异是中国人群中最常见的变异，变异频率达14.2%，其次为c.GA（p.RH）和c.TC（p.LS），分别占所有等位基因的7.6%和5.4%（表5），早发型患者c._insTT变异频率高于晚发型患者。
表5：本研究与欧美研究关于MMUT基因常见变异的等位基因频率差异
4.SUCLG1、MMAA基因变异情况
在SUCLG1基因中发现了10个变异位点，其中6个是已报道位点。4个新变异包括c.delA微小缺失和三个错义变异c.Tc（p.F63S）、c.CT（p.QX）和c.AG（p.DG）。c.delA缺失引起移码变异导致蛋白合成提前终止，三个错义变异在人、鼠和猕猴的保守区域，4个新变异在ExAC、G和gnomAD数据库中没有等位基因频率，除一个无义变异被MutationAssessor预测具有很大的影响，其他三个变异被认为影响不大（详见原文，表3、表4略）。
在三名患者中发现了六种MMAA基因变异，包括四种错义变异（c.CT，c.TA，c.CT，c.CT）和两种微缺失（c.delC和c._del），这些变异影响蛋白质的表达，3名患者均为MMAA基因的复合杂合变异。
5.SUCLA2、MMAB和MMADHC基因变异情况
在SUCLA2基因中检测到4个变异，3个变异为新发现的，包括两个错义变异和一个剪接位点变异。尽管错义变异c.GA（p.RH）和c.GA（p.GD）为新发现变异，但它们影响的氨基酸与已报道的致病变异p.RC和p.GS相同，这增加了两种新变异致病的可能性，这两个新的变异被预测为致病的。
只有1例患者存在MMAB基因复合杂合变异，两种变异位点c.GA和c.GA均被报道为致病性。
在MMADHC基因中存在一个新的纯合子变异c.2TG，为起始密码子变异，根据ACMG指南，该位点被鉴定为致病性变异。
6.MMA基因型与表型的相关性
对例有详细临床资料和遗传学分析结果的患者进行表型与基因型之间相关性研究。表6总结了mut型和其他类型患者中三种最常见的临床症状频率，mut型患者的代谢危象发生率明显高于其他类型的MMA患者（p0.），而神经系统受累和血液系统异常无显著差异。
表6：单纯型MMA患者不同亚型之间常见临床特征的比较
讨论
本研究通过对中国名患者进行系统分析，探讨中国人群中单纯型MMA的临床、生化和遗传特性并扩展了中国人群的遗传变异谱。
19.3%（58/）为新生儿筛查发现的患儿，他们的早期诊断对于后续治疗及预防严重并发症和死亡是有益的，说明新生儿筛查是单纯型MMA患者的早期诊断、指导治疗、改善预后的关键。
例进行基因检测的单纯型MMA患者中，95.5%的患者携带MMUT、MMAA和MMAB基因变异，MMUT最常见。本研究检测到45个为新发现变异和77个为已报道变异，且鉴定出了SUCLG1基因4个新的变异位点和SUCLA2基因3个新的变异位点，极大地丰富了中国人群的基因变异谱。
本研究检测到99个MMUT基因变异，37个为未报道变异，最常见的变异是c._insTT、c.GA和c.TC，其中c._insTT变异频率明显高于欧美人群，c.Tc的变异频率也高于欧美人群，二者可能是中国人群中独有的变异，表明我国单纯型MMA患者基因谱不同于欧美国家。
基因型与表型关系：MMA患者主要表现为代谢危象（67.1%）、神经系统损害（65.4%）、血液系统异常（31.6%）。代谢危象在mut型MMA患者中更为常见，对于mut型患儿，应及时给予积极治疗，预防代谢危象的发生。头颅影像异常和贫血在不同基因型间无差异。这些发现提高了对基因型和表型关系的认识。
全外显子组测序是一种灵敏、经济的检测方法，帮助临床对更多的病例进行明确诊断。干血斑不仅可以用于MS/MS的生化检测，还可用于基因组检测分析，无需重新采血，帮助患者快速诊断。
总结
本次研究收集了来自我国例单纯型甲基丙二酸血症患儿的临床资料，并对其临床和遗传学特征进行分析，为我国单纯型甲基丙二酸血症的临床表型与基因型研究以及防控策略探索提供了基础。
随着新生儿筛查技术的普及，越来越多的新生儿在症状出现之前确诊,在症状前开始治疗的患儿可避免发病，延误治疗则可能引起多系统损伤。建议针对常见基因变异进行携带者筛查，将单纯型甲基丙二酸血症防控关口前移，促进疾病早发现、早诊断、早治疗，进一步提升出生缺陷防控水平，提高出生人口素质。
贝瑞小讲堂
一
甲基丙二酸血症病因及分型
甲基丙二酸是人体内的一种代谢产物。正常情况下，体内产生的少量甲基丙二酸能及时排出体外，不会造成任何危害。而遗传性甲基丙二酸血症患者由于甲基丙二酰辅酶A变位酶(mut)缺陷或其辅酶钴胺素(维生素B12)代谢缺陷，正常的代谢途径被破坏，使甲基丙二酸大量产生，蓄积到身体的各个器官。
目前根据酶缺陷的类型可以将其分为MUT缺陷型及其辅酶钴胺素代谢障碍两大类。MUT缺陷型中无活性mut0型患者起病最早，80%在生后数小时至1周内发病。辅酶钴胺素代谢障碍包括6大类，其中cblC、cblD、cblF这3种类型患者合并同型半胱氨酸血症，这是中国患者中常见类型。
二
临床表型复杂多样
甲基丙二酸蓄积在脑、血液、肾脏等脏器后，会对脏器产生毒性作用，从而产生一系列复杂的临床症状。患儿多在一岁内发病，致死率可达36%。经治疗存活的患者，也可能存在不同程度的智力和运动残疾。
三
治疗及预后
治疗原则为减少甲基丙二酸及其旁路代谢产物的生成和加速其清除。
1.急性期治疗
应以补液、纠正酸中毒及电解质紊乱为主，同时限制蛋白质摄入，供给充足的热量，避免静滴氨基酸。
2.长期治疗
（1）饮食治疗：维生素B12无效或部分有效的单纯型MMA患者以饮食治疗为主，可食用特殊配方营养粉或蛋白粉，而大部分合并同型半胱氨酸血症不需要严格控制天然蛋白质摄入。
（2）药物治疗：
a.维生素B12：用于维生素B12有效型的长期维持治疗。
b.左旋肉碱：调节辅酶A的稳态，促进甲基丙二酸和丙酰肉碱排泄，增加机体对天然蛋白的耐受性。
c.甜菜碱、叶酸：用于MMA合并同型半胱氨酸血症患者。
（3）康复训练：部分运动神经受损的患者需要进行感觉、运动、语言等康复运动。
四
预后判断
患者的预后主要取决于疾病类型、发病早晚以及治疗的依从性。维生素B12有效型预后较好，其中cblA型预后最好；维生素B12无效型预后不佳，mut0型预后最差。发病早的患者，病情重、预后差，但发病晚及部分筛查患者预后较好，大部分经过治疗后生长发育正常，少部分出现运动落后。近年来随着诊断技术的提高和新生儿疾病筛查的普及，甲基丙二酸血症的诊断越来越早，有利于早期有效的治疗并改善长期预后。
参考文献：
[1]KangL,LiuY,ShenM,etal.AstudyonacohortofChinesepatientswithisolatedmethylmalonicacidemia[J].JournalofInheritedMetabolicDisease,,43(2).