【佳学基因检测】鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症基因解码基因检测

鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症基因检测是对英文疾病名称为orniithine  transcarbamylase deficiency的疾病进行的各类基因检测的总称。该病简写为OTCD,OMIM代码为311250。基因解码表明，鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症是因鸟氨酸氨甲酰转移酶基因突变导致的一种以高氨血症为主要表现的遗传性代谢病，又称“高氨血症2型”。患者主要有慢性氨中毒及智能发育迟缓，肝细胞活检OTC活性极低。

根据佳学基因长期进行的鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症基因检测得到的大数据表明，鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症是尿素循环障碍中最常见的类型，平均发病率约为7.1/10万，男女发病率大致相同，具有种族和地区差异。美国约为5.9/10万，日本约为1.3/10万，芬兰约为1.6/10万，意大利约为1.4/10万。
 

OTC是一种线粒体酶，仅在肝脏和小肠黏膜细胞中表达，在细胞质中合成，然后转入线粒体，在线粒体中催化鸟氨酸与氨甲酸磷酸反应生成瓜氨酸，后者被转运到胞质，继续参与尿素循环的其他生化反应。

OTCD是因编码OTC的基因发生突变，导致OTC活性丧失或低下，瓜氨酸合成受阻，尿素循环中断，因而出现血氨增高、低瓜氨酸血症；另一方面，线粒体中大量氨甲酰磷酸溢入胞质，增加了嘧啶的生物合成，导致磷酸核糖焦磷酸耗竭，抑制了乳清酸磷酸核糖焦磷酸转移酶活性及其催化的反应，最终导致乳清酸蓄积，过量的乳清酸随尿液排出致尿乳清酸排泄增加。NH3对神经系统有较大毒性，干扰脑细胞的能量代谢，可引起脑内兴奋性神经递质减少，抑制性神经递质增多，是该病患者中枢神经系统损伤的基础。
 

OTCD属X连锁不完全显性遗传， 具有显性基因的女性纯合子和男性半合子发病，杂合子女性携带者也有发病，但临床表现一般较男性轻。致病基因OTC定位于Xp2.1，全长约73kb,包含10个外显子和9个内含子，编码354个氨基酸，经转录后修饰形成含322个氨基酸的鸟氨酸氨甲酰转移酶。该基因绝大部分在肝脏表达，很小一部分在小肠黏膜中表达。自Horwich等和Hata等对OTC基因进行克隆和测序成功以来，国外学者OTC基因突变进行了大量研究，目前已报道了400多种突变和29个多态位点，其中约84%的突变类型为单个碱基的替代突变，12%为小片段缺失或插入突变，4%为大片段缺失突变。42%的突变与新生儿期发病有关，21％突变与迟发类型有关，37%突变与女性发病有关。国外许多研究表明，尽管OTC基因突变分布于整个编码序列，但突变往往集中于已知的有功能的区域，如90-94密码子（氨甲酰磷酸盐结合区域）、302-395密码子（鸟氨酸结合位点）等。此外，OTC基因突变具有明显的家族性和地域性，不同家族和地区的突变热点不同，而不同的突变类型可能对患者的临床表现产生一定影响。OTC基因突变的位点与OTCD起病年龄和病情严重程度有一定联系，突变位于蛋白质表面或者远离活性位点时，引起酶活性部分丧失，起病年龄较晚，症状较轻，而突变位于蛋白质内部或者活性位点时，引起酶活性大部分甚至完全丧失，往往在新生儿时期发病，症状重。如OTC基因的第8外显子的第785个碱基置换(785C→T),使262编码区发生错义突变，苏氨酸突变为异亮氨酸，仅影响了OTC与鸟氨酸（底物）的结合。国外文献报道该突变患者多为迟发型，临床症状较轻。而OTC基因第5外显子上的516C→G纯合突变引起酶内部结构域的构象发生改变，酶很难与鸟氨酸结合，酶的活性几乎丧失，具有该突变的患者常表现为新生儿期起病，症状较重。
 

患者可于任何年龄发病，主要表现为高氨血症的一系列症状，血氨水平、酶活性缺失程度和基因型决定临床表现的严重程度。主要分为两型：新生儿期急性起病型和迟发型。大多数男性杂合子患者由于肝细胞内OTC酶活性缺乏，常于新生儿期发病，病情凶险，多表现为生后数天内出现并迅速进展的代谢性脑病。患儿出生时可无异常，数天内开始出现易激惹、喂养困难、呼吸急促和昏睡等表现，并迅速发展为痉挛、昏迷和呼吸衰竭，若不及时治疗，常在1周内死亡，幸存者多遗留严重的智力损害。部分患儿表现为迟发型．多于婴幼儿期起病，症状相对较轻，临床表现多样，如肝大、反复发作的癫痫、生长发育障碍及行为异常等；儿童和成人期发病者常表现为慢性神经系统损伤，以各种行为异常、精神错乱、烦躁易怒和发作性呕吐为特征。环境应激、丙戊酸、高蛋白摄入和慢性疾病等因素会诱发间歇的高氨血症发作。

杂合子女性携带者多数终身无症状，少数发病，发病年龄及临床表现个体差异性明显，与基因突变类型、等位基因异质性及携带突变基因的X染色体的残存活性有关。既可表现为严重的新生儿期急性起病型，又可表现为成年期发病型，大多数初次发病之前并无特异性症状，或仅表现为厌食高蛋白质食物，常以发作性呕吐、癫痫和脑水肿等起病，极少数以急性肝衰竭为首发症状。发热、饥饿、高蛋白饮食、感染、手术等应激状态时，由于肌肉蛋白分解增加，可能导致患者高氨血症的急性发作。
 

1.常规检查  血氨升高（正常血氨水平<33μmol/L）。新生儿期起病的OTCD患儿急性发病时血氨水平常超过300μmol/L，并可继续增高。迟发型患者及有症状的女性杂合子携带者，在高氨血症发作时氨水平多高于15μmol/L，发作间期病情缓解时则可恢复正常。

2.尿有机酸检测  气相色谱质谱检测尿乳清酸排出明显增加（正常时<5μmol/mol 肌酐)。

3.血氨基酸测定  血瓜氨酸水平降低，谷氨酸水平增高，部分患者血瓜氨酸水平正常。

4.酶活性分析及基因突变分析  鸟氨酸氨甲酰转移酶在肝组织和小肠黏膜中表达，因此酶活性分析有助于诊断，通常男性患者及女性发病者酶活性为正常人的5%-25%。基因突变分析有助于诊断及与CPS的鉴别诊断，能够发现杂合子女性和无症状的男性患者。部分患者为自发突变，非遗传于母亲。

1.诊断 OTCD的诊断主要依据临床症状、生化检测、血氨基酸及尿有机酸分析测定等结果进行综合分析确定。血氨测定是早期诊断的关键。临床上，对具有神经系统症状及肝损害，血氨水平升高，尿气相色谱质谱有机酸分析可见尿乳清酸排出增多，血氨基酸分析谷氨酸水平亦升高，精氨酸及瓜氨酸水平降低，影像学检查有脑水肿或脑萎缩等改变者，应高度怀疑OTCD。血氨增高、血瓜氨酸降低、尿乳清酸增高可确诊此病。若血瓜氨酸及尿乳清酸正常，则需要肝细胞活检酶学测定及外周血基因突变分析，确诊此病。

2.鉴别诊断  本病需要与其他引起高氨血症的疾病鉴别，如尿素循环障碍中其他疾病，包括氨甲酰磷酸合成酶缺乏症、精氨酸缺乏症、精氨酰琥珀酸合成酶缺乏症等；有机酸血症，如丙酸血症、甲基丙二酸血症及多种羧化酶缺乏症等；脂肪酸氧化代谢病，如中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症及原发性肉碱缺乏症等，会出现血氨升高。此外，感染、Reye综合征、肝病等会导致血氨升高或暂时升高。详细的病史和实验室检查包括反复的血氨测定、血氨基酸、酰基肉碱及尿乳清酸、有机酸检测有助于鉴别。

由于多数患者以肝脏和神经系统损害为主，临床表现无特异性，易被误诊为消化系统疾病、脓毒血症、其他精神疾病及脑炎等，应注意鉴别。女性杂合子携带者可有蛋白质不耐受等表现，需与食物过敏鉴别。
 

目前该病尚无特效治疗方法，主要的治疗方法是饮食控制，减少蛋白质摄入，降低血氨产生，利用药物促进血氨的代谢。

1.急症治疗  患者出现进行性脑病和高氨血症（血氨>200μmol/L）时需耍给予紧急治疗。

(1)清除体内毒性产物：静脉应用苯甲酸钠(0.25g/kg）或苯丁酸钠(0.25g/kg)及精氨酸(0.36g/kg)等降氨药物，左旋肉碱100mg/kg。血氨超过500μmmol/L需要血液透析或腹膜透析治疗。

(2)抑制NH3生成：立即停止蛋白质摄入，禁食蛋白质48小时；尽力做到能量供给，可口服10%-20%的葡萄糖水，严重者可经静脉输注，若血糖升高可应用胰岛素。为减少肠道产氨，应注意通便，或给予适量抗生素口服，抑制肠道细菌的繁殖。

(3)纠正电解质紊乱，维持酸碱平衡：密切监测病情变化，预防患儿脱水、电解质紊乱水平、去除诱因，丙戊酸钠、阿司匹林等药物可能诱发或加重高氨血症，治疗应避免使用。

 2.长期治疗  主要以低蛋自饮食治疗为主，尽力做到热量供给，减少氨的生成；同时予降氨药物应用，并补充精氨酸及瓜氨酸；药物不能控制的高氨血症，则需进行透析治疗及肝移植等。具体方法如下：

(1)饮食治疗：低蛋白质、高热量饮食，减少氨的产生。具体的蛋白质摄入量主要依据患者年龄和疾病严重程度而定。目标是既能纠正患者的生化异常，又能满足其生长发育所需营养。急性发作期则需禁食蛋白质48小时。

(2）药物降氨：利用旁路代谢途径，促进氨的排出。常用的药物有苯甲酸钠、苯丁酸钠、精氨酸及瓜氨酸等，口服或静脉应用均可。苯甲酸钠和苯丁酸钠用量通常均为250mg/ (kg·d),急性发病时可分别增加到500mg/ (kg·d)和600mg/ (kg·d );精氨酸及瓜氨酸剂量为100-250mg/(kg·d)。由于苯甲酸钠和苯乙酸钠可引起体内肉碱缺乏，故患者需补充左旋肉碱，用量为50-100mg/(kg·d)。

 3．血液透析或腹膜透析  若药物不能有效控制患者血氨水平，则应考虑尽快进行透析治疗。

 4.活体肝移植治疗  前述各种办法并不能从根本上解决患者的高氨血症，要彻底治疗OTCD患者，最有效的方法是进行肝移植。活体肝移植可纠正患者的尿素循环障碍，明显降低血氨水平，极大改善患者的生活质量，但不能逆转已经发生的神经系统损伤。
 

1.避免近亲结婚。

 2.产前诊断  对于先证者基因突变已经证实者的母亲再次妊娠时，可行产前基因诊断，判断胎儿是否为OTCD基因携带者。对有本病家族史的夫妇及先证者可进行DNA分析，并对其胎儿进行产前诊断。家族成员DNA分析也可检出杂合子携带者。

3.新生儿疾病筛查  可及早发现OTCD患儿，尽早开始治疗，防止发生智力低下。但部分患儿，在出生后10天内血瓜氨酸水平并不低，故新生儿筛查血瓜氨酸正常，并不能排除此病。