3例赖氨酸尿性蛋白耐受不良患儿的临床特点及SLC7A7基因突变分析

Abstract

赖氨酸尿性蛋白耐受不良（LPI）是由SLC7A7基因突变引起的一种常染色体隐性遗传病，常常累及多个系统病变，肺部受累较为常见，儿童患者预后差。该文总结3例经SLC7A7基因分析确诊为LPI患儿的临床表现和基因突变特点。3例患儿均表现为断乳后不喜蛋白饮食、生长发育落后、贫血、肝脾肿大、骨质疏松等，均有尿乳清酸增高。2例表现有间质性肺炎、弥漫性肺间质病变。SLC7A7基因检测结果显示3例患儿中共检测出3种致病突变：c.1387delG（p.V463CfsX56）、c.1215G > A（p.W405X）和纯合c.625+1G > A。3例患儿诊断明确后，予低蛋白饮食，口服瓜氨酸100 mg/（kg·d）、蛋白琥珀酸铁4 mg/（kg·d）、葡萄糖酸钙锌10 mL/d、维生素D 400 IU/d，例3还予醋酸泼尼松5 mg/d治疗，症状和体征均有不同程度改善。LPI的氨基酸和有机酸代谢特点与尿素循环障碍较难鉴别，SLC7A7基因分析是LPI确诊的依据。

赖氨酸尿性蛋白耐受不良（lysinuric protein intolerance, LPI）由Perheentupa于1965年首次报道^[1]，是阳离子氨基酸转运体缺陷导致尿中赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸排泄增高，属常染色体隐性遗传。芬兰发病率最高，为1/76 000；其次日本、意大利较多报道，世界各地散发^[2-4]。该病常累及呼吸、血液、肾脏和消化等多个系统，临床医生因对该病的认识不足，常常孤立分析各个系统的临床表现，进而发生误诊。该病虽然临床表现复杂，但仍有规律可循，肺间质病变常常是该病突出的临床表现及主要死因之一^[5]。如出现肺间质病变并伴生长发育落后、贫血、肝脾肿大等症状和体征，同时实验室检查如血清铁蛋白、血氨、尿乳清酸等指标升高，血赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸降低，应高度怀疑本病。尽早检测相关基因明确诊断，尽早治疗是改善患儿预后的关键。本文通过两家系3例患儿的临床及基因诊断资料分析，以加深临床医生对该病的认识。

1. 资料与方法

1.1. 研究对象

病例1：女，8岁8月。因面色苍白、发热伴加重1 d于2017年6月5日入院。患儿系第2胎第2产，足月顺产，出生体重2.15 kg，出生时有缺氧，于当地医院住院3 d（具体不详），生长发育同正常同龄儿。既往史：患儿自幼进食母乳及配方奶无明显异常，断奶后进食肉类、奶制品，易呕吐，喜食青菜和米饭。6年前外院诊断“贫血”，曾输血1次，2年前曾左侧膝部骨折。家族史：父亲39岁，体健；母亲33岁，幼时有过敏性紫癜病史；姐姐同为该病患儿（见病例2）。查体：身高110 cm（< -3 SD），体重15 kg（< -3 SD）。面色苍白，双下肢散见瘀斑，双侧颈部淋巴结肿大，左下颌腺肿痛。双肺呼吸音粗，未闻及干湿啰音。心脏查体未见异常。肝右肋下2 cm，脾左肋下5 cm，质地较硬，边界清楚。神经系统查体未见异常。辅助检查：血常规示WBC 1.8×10⁹/L（参考值：5.0~12.0×10⁹/L），Hb 61 g/L（参考值：110~160 g/L），PLT 81×10⁹/L（参考值：100~300×10⁹/L）。C反应蛋白（CRP）19.8 mg/L（参考值：0~10.0 mg/L）。肝功能：白蛋白（ALB）28.3 g/L（参考值：35.0~55.0 g/L），余正常。心肌酶：乳酸脱氢酶（LDH）1 327 IU/L（参考值：140~280 IU/L），余正常。电解质：血钙1.86 mmol/L（参考值：2.25~2.75 mmol/L），余正常。贫血七项：铁蛋白（FER）706 ng/mL（参考值：10~291 ng/mL），促红细胞素（EPO）107.87 mIU/mL（参考值：1.48~31.88 mIU/mL），叶酸（FA）7.24 ng/mL（参考值：8.86~96.24 ng/mL），可溶性转铁蛋白受体（sTFR）39.88 nmol/L（参考值：12.16~27.25 nmol/L）。血淀粉酶1 108 U/L（参考值：28~100 U/L），尿淀粉酶1 612 U/L（参考值：0~450 U/L）。血氨、血乳酸、可提取性核抗原抗体谱（ENA）、抗双链DNA抗体、抗核抗体、血管炎三项均正常。骨髓涂片示骨髓增生明显活跃，中性粒系成熟障碍伴巨幼样变，红系及巨核系未见明显异常，血小板减少，全片见少量组织细胞，偶见噬血细胞。彩超示左侧腮腺、颌下腺炎性增大，肝脏、脾脏弥漫性增大。左腕关节X线示骨质疏松。

病例2：女，11岁6月，病例1之姐姐。患儿系第1胎第1产，足月顺产，出生体重2.82 kg，出生情况可，生长发育正常。既往史：自幼不喜肉类、奶类，进食高蛋白食物后出现呕吐，平时易疲劳。查体：身高122 cm（< -2 SD），体重20.5 kg（< -3 SD）。面色苍白，心肺查体未见明显异常。肝右肋下2 cm，脾左肋下2 cm，质地较硬，边缘清楚。神经系统检查未见异常。辅助检查：血常规示WBC 3.1×10⁹/L，Hb 103 g/L，PLT 104×10⁹/L，余正常。肝功能：ALB 30.9 g/L，余正常。心肌酶：LDH 969 IU/L，余正常。电解质：血钙1.93 mmol/L，余正常。血脂：甘油三酯（TG）2.5 mmol/L（参考值： < 1.7 mmol/L），余正常。贫血七项：FER 1 826 ng/mL，余正常。血氨正常。左腕关节X线示骨质疏松。

病例3：女，1岁10月，因气促、纳差半年，加重伴咳嗽、发热1周于2018年2月21日入院。半年前无明显诱因出现气促，伴纳差，体重下降约2 kg，门诊多次Hb波动在65~75 g/L之间，无显著活动受限，未予特殊治疗。近1周患儿出现发热、咳嗽、气促、乏力和精神欠佳，无抽搐、无昏迷、无呕吐、无腹泻。患儿系第3胎第2产，足月顺产，出生体重3.1 kg，出生情况可。3月龄会抬头，5月龄会翻身，6月龄认人，10月龄会独坐，12月龄说话，14月龄会走。既往史无特殊。父母体健，无家族遗传病史。查体：体温38.7℃，脉搏192次/分，呼吸68次/分，血压102/70 mm Hg，身高76 cm（< -2 SD），体重9 kg（< -2 SD），神志清，精神反应差，贫血貌，口唇面色苍白，呼吸急促，三凹征（+），双肺呼吸音粗，双肺可闻及湿罗音、喘鸣音，心脏查体未见异常，腹软，肝右肋下2 cm，质软，脾左肋下3 cm，质硬。神经系统查体未见异常。双足轻度杵状趾。辅助检查：血常规示WBC 4.5×10⁹/L，Hb 75 g/L，PLT 172×10⁹/L，余正常。肝功能：门冬氨酸氨基转移酶（AST）129 IU/L（参考值：0~40 IU/L），ALB 28.6 g/L，余正常。心肌酶：LDH 2 244 IU/L，余正常。电解质：血钙2.11 mmol/L，余正常。血氨71.8 μmmol/L（参考值：14.0~65.0 μmmol/L）。血脂：TG 7.23 mmol/L，余正常。贫血七项：FER 7 842 ng/mL，EPO 186.87 mIU/mL，sTFR 74.31 nmol/L，余正常。乳酸正常。左腕关节X线示骨质疏松，彩超示肝、脾弥漫性增大，心脏无异常。纤维支气管镜示气管内膜炎症，取肺泡灌洗液做细胞病理，可见10%中性粒细胞，其余为组织细胞，含铁血黄素染色（-）。双肺CT示两肺纹理增多，两肺大片状模糊片絮影，双肺下叶为著，局部与相邻胸膜分界不清，双侧叶间胸膜增厚，双肺可见胸膜下线，考虑两肺弥漫性间质病变。

1.2. 遗传代谢病筛查

应用液相-串联质谱仪（API3200）行血氨基酸和酰基肉碱分析，尿有机酸分析在岛津气质联用仪（GP2020）上完成。

1.3. SLC7A7基因检测

抽取3例患儿及父母静脉血2 mL，应用DNA抽提试剂盒（GentraPuregene Blood Kit）提取全基因组DNA。送至北京金准医学检验所，应用二代测序技术检测遗传代谢病相关基因Panel（包含947个基因）寻找致病突变。高通量测序采用IDT公司的xGen Exome研究芯片，经Illumina Hiseq 2500平台完成测序，覆盖度不低于99%。找到突变位点后，用Sanger法进行验证。

1.4. 基因突变位点致病性分析

根据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）遗传变异分类标准与指南^[6]评判基因变异致病性。

2. 结果

2.1. 遗传代谢病筛查

例1、例3血精氨酸降低和血谷氨酰胺升高，3例尿乳清酸均升高，见表 1。

1.

三例赖氨酸尿性蛋白耐受不良患儿辅助检查资料

项目	参考值	例1				例2			例3
		治疗前	治疗6月后	治疗1年后		治疗前	治疗后		治疗前	治疗后
注：-示未测。
血常规
白细胞(×109/L)	5.0~12.0	1.8	4.2	4.1		3.1	3.4		4.5	9.0
血红蛋白(g/L)	110~160	61	86	92		103	117		75	104
血小板(×109/L)	100~300	81	117	123		104	140		172	405
生化检查
白蛋白(g/L)	35.0~55.0	25.6	25.7	23.2		30.9	31.8		28.6	30.4
乳酸脱氢酶(IU/L)	140~280	1 327	420	258		969	1 011		7 842	1 492
铁蛋白(ng/mL)	10~291	706	510	334		1 826	1 691		1 382	1 272
甘油三脂(mmol/L)	< 1.7	1.6	1.5	1.6		2.5	7.9		7.2	6.8
淀粉酶(U/L)	28~100	1 108	114	168		128	116		-	-
血钙(mmol/L)	2.25~2.75	1.86	1.91	2.06		1.93	2.14		2.11	2.18
血氨(μmol/L)	14.0~65.0	55.2	42.4	81.8		45.5	49.4		71.8	57.2
遗传代谢病筛查
血精氨酸(μmol/L)	1.0~70.0	0.8	1.2	2.5		2.4	5.9		0.9	5.0
血鸟氨酸(μmol/L)	7.0~100.0	12.3	13.0	17.9		10.4	17.5		9.2	14.9
血瓜氨酸(μmol/L)	5.5~45.0	15.3	22.1	20.1		23.1	36.6		12.1	62.9
血谷氨酰胺(μmol/L)	1.0~50.0	57.6	28.3	17.6		38.0	20.2		45.4	15.1
尿乳清酸(mmol/molCr)	0~2.0	11.7	0	0		4.7	0		184.2	0

2.2. 基因突变分析

发现例1、例2在SLC7A7基因存在c.1387delG(p.V463CfsX56)和c.1215G > A(p.W405X)复合杂合突变，分别来自父母，见图 1；例3在SLC7A7基因Intron 4处存在c.625+1G > A纯合剪接突变，分别源自父母，见图 2。c.1215G > A为新发突变，检索万方、中国知网、人类基因突变数据库（HGMD）、千人基因组和dbSNP数据库，均未见SLC7A7基因c.1215G > A突变。根据ACMG指南，c.1215G > A为无义突变（PVS1），这个变异不属于多态性变化，在人群中发生频率极低（PM2），认为c.1215G > A突变为致病性突变。

1.

患儿例1、例2（例1之姐）及其父母SLC7A7基因的Sanger测序图

红色箭头示碱基发生突变的位置。例1、例2 SLC7A7基因均检出c.1387delG和c.1215G>A复合杂合突变，父母分别携带c.1387delG、c.1215G>A杂合突变。

2.

患儿例3及其父母SLC7A7基因的Sanger测序图

红色箭头示碱基发生突变的位置。例3 SLC7A7基因检出c.625+1G>A纯合突变，父母分别携带c.625+1G>A杂合突变。

2.3. 治疗与随访

3例患儿诊断明确后，予低蛋白饮食，补充瓜氨酸100 mg/(kg · d)、蛋白琥珀酸铁4 mg/(kg · d)、葡萄糖酸钙锌10 mL/d、维生素D 400 IU/d。例3还予醋酸泼尼松5 mg/d治疗。例1治疗6月和1年、例2治疗6月、例3治疗3月后随访，症状体征均有不同程度改善，辅助检查见表 1。3例患儿经治疗后精氨酸和乳清酸均恢复正常。例1在治疗6月后因发热咳嗽第2次入院，诊断为肺炎，肺部CT示两肺充气不均，可见散在斑点斑片状及细条片状高密度影，主动脉弓旁可见条片状致密影，边界较清，考虑两肺感染病变（实质+间质）。治疗1年后血氨稍高至81.8 μmol/L，白蛋白偏低，淀粉酶增高，胸片示肺纹理增强，但仍偶有单、双声咳嗽。三系减少明显改善。例2治疗6月后，无肺部症状体征，仅见胸片示肺纹理增强。贫血明显改善。LDH由969 IU/L升高至1 011 IU/L，TG由2.5 mmol/L升高至7.9 mmol/L。例1、例2肝脾回缩不明显但未继续增大。例3治疗3个月后血氨降至正常，LDH、FER、TG均有不同程度降低，贫血明显改善，仍有气促，需带氧生存。2018年5月21日复查肺部CT：与2018年2月23日对比，双肺下叶病变较前好转，左肺上叶及右肺中上叶病变较前增多。

3. 讨论

LPI是一种罕见的常染色体隐性遗传代谢病，由SLC7A7基因突变导致y⁺LAT1蛋白缺陷，影响小肠吸收和肾小管重吸收赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸。y⁺LAT1蛋白的功能是与细胞表面4F2HC（CD98）结合，负责阳性氨基酸转运。SLC7A7基因定位于14q11.2，包含11个外显子^[7]。截止至2018年4月，在HGMD专业版中检索SLC7A7基因突变，共报道67种突变，包括27种错义突变、7种无义突变、6种剪切突变、微缺失和微重复分别有10种和8种、大片段缺失9种，大多为纯合突变。

本文共发现3种突变：c.1387delG、c.1215G > A、c.625+1G > A。c.1387delG杂合突变仅日本报道一例，该突变为1 387位鸟嘌呤缺失，导致第463位缬氨酸被半胱氨酸替代后发生移码，认为c.1387delG突变与致病性相关^[8]。c.625+1G > A是发生在第4内含子和第3外显子拼接区的一个剪接突变，导致第4外显子缺失，该突变影响第4跨膜结构域到第3胞外结构域功能，引起y⁺LAT1蛋白构象改变^[3]。该位点为无义突变，会造成第405位色氨酸翻译提前终止，产生截短蛋白，从而影响蛋白功能。c.1215G > A为新发错义突变，根据ACMG指南分析为致病性突变。例2与例1为姐妹关系，例1却表现出间质性肺炎和全血细胞减少等更为严重的临床表现。因此，这两例含有相同突变的姐妹临床表型具有异质性，这与以往报道的观点一致^{[4, 9]}。

截至2018年12月，全球共有231例患者，其中儿童患者195例，我国仅有5例报道。LPI可在任何年龄发病，婴幼儿时期，大多无明显临床症状，断乳后会出现呕吐、腹泻、喂养困难等消化系统表现，常被误诊为消化不良和食物不耐受^[2]。儿童期，主要表现为生长发育落后、骨质疏松、全血细胞减少、肺间质病变等。部分患儿到成年才得到诊断，主要表现为慢性肺间质病变、肾脏病变等^{[5, 10]}。

LPI是一种多系统受累的疾病，肺部受累是其较为常见且严重的并发症。经检索发现已报道50例肺部受累患者，男34例，女16例，年龄2.9（产前~28）岁^{[5, 10-17]}。其中儿童患者45例，大多表现为肺间质病变，较易发展为肺泡蛋白沉积症，14例患儿死亡，均在15岁前死于肺泡蛋白沉积症、肺出血等。发病初期患者可无任何呼吸系统症状，高分辨率CT可提高无症状患者的检出率^[14]。据Parto报道^[15]，约有1/3无呼吸系统症状患者在数年后出现肺纤维化的影像学表现，肺部并发症的严重程度与影像学没有明显相关性，肺部病变出现越早，死亡率越高。近期研究表明SLC1A7/y⁺LAT1有抑制炎症反应的作用，当巨噬细胞和呼吸道上皮细胞SLC1A7/y⁺LAT1均缺陷时，会加剧LPI患者肺部炎症反应^[18]。

本文3例共性的临床表现：断乳后均有拒食高蛋白饮食，出现呕吐、腹泻和贫血，生长发育明显落后，肝脾肿大，骨质疏松，实验室检查均有多项巨噬细胞活化指标异常，如外周血细胞减少，LDH、FER、TG升高等。3例均表现为乳清酸增高，例1、例3血精氨酸降低，血鸟氨酸降低不明显，血氨正常或仅轻度增高，这些指标的改变会让医生怀疑是否有鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症（OTC）。但OTC患儿更多表现为神经系统的异常，血氨升高更明显，结合患儿病史和SLC7A7基因分析可明确诊断。3例患儿肺部病变的严重程度差别很大。例3在1岁4个月左右出现明显气促、咳嗽，在1岁10个月病情加重，肺CT提示弥漫性间质性肺病，肺泡灌洗液未见异常，并未发现肺泡蛋白沉积症的表现。例1确诊半年后出现间质性肺炎，1年后胸片仅表现为肺纹理增强，患儿偶有咳嗽。例2至今未出现呼吸系统症状和体征，仅胸片示肺纹理增多。3例患儿均在进一步随访观察中。

LPI以“控氨、营养、防并发症”为一般治疗原则^[2]。补充瓜氨酸可纠正细胞内精氨酸缺乏，控制血氨在正常水平，并予适当蛋白，以促生长发育。本文3例患儿予瓜氨酸、维生素D、葡萄糖酸钙锌、蛋白琥珀酸铁，低蛋白饮食，例3肺间质病变重，伴有明显咳喘，予醋酸泼尼松5 mg/d，分两次口服。3例患儿经3个月~1年治疗，贫血症状明显改善，红细胞、白细胞、血小板均有回升，肝脾回缩不明显但未继续增大。但例1偶有咳嗽，例1、例2血淀粉酶仍偏高116~168（28~100 U/L），例2血脂由2.5 mmol/L升高到7.9 mmol/L。Parenti ^[11]曾报道两例反复发作胰腺炎合并高血脂、淀粉酶增高的患者，腹腔镜观察到胰腺纤维化和脂肪坏死。这与我们这两例的生化特点类似，本病引起高脂和高淀粉酶的机理尚不清楚，是否高脂血症导致胰脏功能受损尚需进一步观察。例3虽然咳喘等症状稍有缓解，但仍存在低氧血症，肺部影像学表现未见改善，仍表现有明显的肺间质病变。目前，肺间质病变尚无有效、安全的治疗方案。以往报道^[19]，粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）雾化可以明显改善患儿的呼吸系统症状，但GM-CSF有诱发肺纤维化的危险。Santamaria^[20]报道了一例合并肺泡蛋白沉积症的患儿进行肺移植，18个月后患儿肺部症状得到缓解，然而26个月后因肺泡蛋白沉积症复发死亡。

综上，LPI是一种多系统受累的疾病，通过常规实验室检测诊断困难，确定诊断需要基因检测。目前的治疗方案并不能阻止病情进展，不会改善肺间质病变，但贫血、白细胞减少、血小板减少、骨质疏松、肝脾肿大等会得到不同程度地纠正和改善。优化并尝试新的治疗方案，是提高患儿生存质量的关键。

Biography

崔冬, 男, 硕士研究生

Funding Statement

深圳三名工程项目(SZSM201812005)