王彦云 孙 云 程 威 张志蕾 蒋 涛

南京市妇幼保健院 南京医科大学附属妇产医院（江苏南京 210004）

脯氨酸（prolline）是人体非必须氨基酸之一，分布于多种蛋白质中，随着遗传代谢病筛查的普及，当前脯氨酸从营养指标成为一个疾病指标而备受关注。南京市新生儿筛查中心从2013 年起开始引进串联质谱（tandem mass spectrometry，MS/MS）检测技术进行新生儿遗传代谢病的扩大筛查，检测指标包括31种酰基肉碱，一种琥珀酰丙酮和11种氨基酸，脯氨酸是其中一种氨基酸筛查指标。国内文献报道，当前MS/MS首要筛查病种中与脯氨酸密切相关的疾病为高脯氨酸血症[1-4]。高脯氨酸血症I型（hyperprolinemia type I，HPI）和高脯氨酸II型（hyperprolinemia type II，HPII）均是常染色体隐性遗传性疾病，最早针对HPI的研究大都认为其为良性病程，但是随着病例积累、对确诊患者随访时间延长和对22q11微缺失综合征研究的深入显示，部分HPI 可出现不同程度的精神症状、生长发育障碍和肾脏损伤[5-10]，而HPII较HPI患者更易出现神经系统症状和生长发育障碍[11-14]，如热惊厥等。本研究结合遗传代谢病筛查结果，探讨HPI和HPII临床表型、预后及治疗的必要性。

1 临床资料

选择2013 年11 月—2019 年4 月在南京市妇幼保健院新生儿筛查中心，至少2次MS/MS检测脯氨酸＞400 μmol/L的患儿为研究对象。本研究采用干血斑非衍生化MS/MS 方法检测血脯氨酸。新生儿经足跟采集末梢血，非新生儿经无名指采集末梢血，滴于专用采血滤纸上，制成干血斑样本。经萃取预处理后采用MS/MS系统，包括MS/MS仪器ACQUITY TQD、高效液相色谱仪1525 和自动进样器2777 C进行检测，并采用Masslynxv4.1软件对数据进行处理。

研究期间共约20 万例新生儿接受MS/MS 筛查，并且在筛查出疑似遗传代谢病后，若家里有年长儿童一并带回复查。本组15例患儿均有至少2次血脯氨酸＞400 μmol/L，其中3例结合基因检测确诊为高脯氨酸血症，I型1例，II型2例，见表1；余12例疑似患儿中，6 例在3～6 个月随访中脯氨酸逐步降至正常范围，另外6例随访中断，并拒绝完善基因检测，见表2。

3例确诊患儿中，例1和例2均为新生儿，诊断时均无临床症状。例1 末次随访年龄为1岁1个月、例2末次随访年龄为9个月，仍均未见临床症状及发育异常。

例3是例2的姐姐，因例2新生儿筛查发现脯氨酸异常升高，进行家系检测时被诊断。例3足月分娩，出生于上海市，因父母工作变动频繁多次更换居住地址，因此儿童保健体检及随访资料缺如。末次随访年龄11岁，体质量50 kg，身高138 cm。体格、运动发育正常。患儿1岁半会叫“妈妈”，但3岁时只能说少量单词，无法表达简单的句子，未就诊。3岁半后开始表达简单的句子，学习成绩中等，患儿家属拒绝完善韦氏智力测试，暂无发育商和智商等测试数据。患儿无睡眠障碍、行为障碍、幻听、脾气暴躁等精神异常。

2 讨论

脯氨酸存在于大量常见的食物当中，机体可以通过饮食途径外源性摄入脯氨酸。同时，在生理系统中，脯氨酸可以通过谷氨酸或鸟氨酸途径进行代谢转换，内源性合成脯氨酸。机体通过一整套高效率的调节机制，精细地控制着脯氨酸的来源和去路，使之达到动态平衡，以保持脯氨酸在较低的浓度范围。文献指出，脯氨酸通常波动于51～271μmol/L[15]。不同种族、人群、地区和实验室检测方法，使脯氨酸浓度范围存在着一定的地区性差异。根据南京市20 万筛查量的数据积累，南京地区正常新生儿全血干血斑中脯氨酸的浓度范围是86～330μmol/L。

当基因突变引起脯氨酸代谢通路上的某种酶功能异常而导致先天性代谢紊乱时，可检测到脯氨酸浓度的变化。脯氨酸异常增高时称为高脯氨酸血症。脯氨酸的代谢主要与6种酶有关[16-18]，分别为P5C还原酶、脯氨酸氧化酶（proline oxidase，POX）、P5C脱氢酶、P5C合成酶、鸟氨酸氨基转移酶和脯氨酸肽酶。因此，根据不同代谢通路，脯氨酸在体内蓄积需要相应的对6种遗传代谢性疾病进行鉴别诊断，分别为P5C还原酶缺乏症、HPI、HPII、P5C 合成酶缺乏症，鸟氨酸氨基转移酶缺乏症和脯氨酸肽酶缺乏症、但是这6 种疾病中，仅有HPI和HPII被包括在我国首要筛查的27种遗传代谢性疾病中。

表1 确诊的3例高脯氨酸血症患儿诊断及随访资料

表2 疑似高脯氨酸血症12例患儿基因检测及脯氨酸随访资料

HPI 是POX 酶缺陷，POX 位于线粒体内膜上，由于是脯氨酸生成谷氨酸的第一步酶，脯氨酸通过POX首先转化为P5C，POX酶缺陷导致HPI的患儿无法生成P5C。因此HPI患儿尿液中P5C检测阴性，而仅仅表现为高脯氨酸血症。POX酶的致病基因为PRODH，位于22 q 11.21，该基因较为复杂，突变和缺失可导致不同的疾病。PRODH基因的突变与疾病HPI 和schizophrenia 4（SCZD4）相关；PRODH基因所在的染色体片段缺失与疾病22q11微缺失综合征和DiGeorge综合征相关。

HPII 是由于P5C 脱氢酶缺陷，导致P5C 向谷氨酸代谢被阻断，P5C在体内蓄积所致。正常机体的线粒体内，脯氨酸在POX介导下降解为P5C，P5C脱氢酶的致病基因为ALDH4A1，位于1p36.13。HPII患儿体内过量的P5C致使脯氨酸降解受阻，脯氨酸异常增高。同时，过量的P5C经尿液排出。因此HPII患者尿液中能检测到大量的P5C。此外，鸟氨酸经由酶OAT降解为glutamic-γ-semialdehyde，HPII患者的P5C脱氢酶缺陷导致上游物质glutamic-γ-semialdehyde的蓄积，影响鸟氨酸的进一步代谢降解。因此HPII患儿通常表现为血脯氨酸合并鸟氨酸增高。

部分确诊的高脯氨酸血症患儿在后期的生长发育中会出现较为严重的临床症状，但大部分高脯氨酸血症仍然表现为良性病程。因此，对于无临床症状的患儿给予密切的临床随访格外重要。建议定期进行发育评估，并复查头颅核磁共振、脑电图、脯氨酸和P5C检测等。我国最早于2000年首次引进MS/MS检测技术，疑似高脯氨酸血症病例大多由新生儿筛查发现，因此当前确诊的病例尚缺乏长期随访的临床资料。此外，尚有部分患儿失访。因为当患儿短期生长发育基本正常时，家属容易放松警惕而拒绝进一步随访。

本组1 例11 岁的女性患儿，临床表现基本正常，病史回顾中仅发现其语言发育迟缓，余无特殊。既往文献认为，HPII的严重临床症状均与精神障碍密切相关[22-23]。但是亦有文献指出，HP与儿童期（＜13岁）精神障碍关系不大[24]。虽然当前患儿的临床表现基本正常，但是可能在成年后出现精神障碍。因此对其及弟弟（例2）的后期随访格外重要。

筛查、诊断、治疗是遗传代谢病的三大要素。对于高脯氨酸血症的治疗，主要分为饮食治疗和药物治疗。当前文献指出，饮食治疗（包括低脯氨酸特殊营养治疗和低蛋白质饮食治疗）虽然能降低患儿血脯氨酸的检测值，但是对于有明显抽搐等临床症状的患儿无明显缓解和改善，因此不推荐对高脯氨酸血症患儿使用饮食治疗方法[25]。药物治疗分为抗氧化剂（维生素C、维生素E 和谷胱甘肽）和维生素B6，尤其是对于合并癫痫的高脯氨酸血症患儿，维生素B6可以有效降低癫痫的严重程度和发作次数[25]。此外，还有研究认为Guanosine可能对于高脯氨酸血症也有治疗效果[26]，但是该研究中使用的动物模型造模是高浓度脯氨酸直接静脉注射，不能区分高脯氨酸血症I 型和II型，II 型多伴有鸟氨酸指标的升高，因此该造模方法与实际体内代谢途径可能存在较大差异，故Guanosine的具体治疗效果还有待商榷。

当前，对于遗传代谢病诊断的金标准存在分歧，是基因、酶学，还是生化学检查。但是随着对基因分析技术的认识逐步加深，生化学检测在遗传代谢病诊断中的重要性日益突出，生化诊断的缺点就是致病基因未明，分型存在瑕疵。对于疑似患儿（表2的例7～12），若后期随访中血脯氨酸持续增高则仍可以诊断高脯氨酸血症。表2的例1与例6患儿已完善全外显子检测，基因检测阴性且随访中脯氨酸已逐步降至正常，可排除高脯氨酸血症。此外，例2至例5患儿在出生后2～6个月的随访中血脯氨酸逐步下降，其中1 例患儿脯氨酸最高值943.35 μmol/L，5 月龄时降至382 μmol/L。综合这6例患儿数据和文献报道，可以认为HPI的遗传模式实际上更为复杂，血脯氨酸水平异常升高的个体可能不仅仅是PRODH基因的单杂合突变或复合杂合突变，而是可能携带多个DNA 变异簇（DNA variations），每个DNA变异簇对酶活性都具有轻微的影响[19-20]。另外，还有研究指出，PRODH基因第11号外显子（PRODH基因有15个外显子，其中1号外显子无编码功能，因此本文的11号外显子按照当前命名规则实际为12号外显子）的突变是因为PRODH基因和与DGCR区域的无功能性假基因碱基互换导致[21]。鉴于基因检测费用较高，且数据分析繁琐，选择性进行基因检测可以降低患儿和实验室的负担，当血脯氨酸＜1 000 μmol/L时，暂时性脯氨酸升高可能性较大，可密切随访；若患儿6 月龄时血脯氨酸仍持续偏高，或初筛时血脯氨酸≥1 000 μmol/L 就应尽快完善基因检测。高脯氨酸血症是否仍应该继续被纳入新生儿遗传代谢病筛查病种范围，这个问题在国内外都存在争议。但是随着高脯氨酸血症患者合并严重临床症状的报道逐步增加，临床医师对高脯胺酸血症的重视也在逐步加深，但是由于具体发病机制尚未完全明确，治疗手段也比较有限，另外，女性高脯氨酸血症患儿成年后面临生育问题，体内过高的血脯氨酸水平是否会对胎儿造成类似母源性苯丙酮尿症的影响也未得知，这都需要更多的数据和更长时间的随访来探讨。