【佳学基因检测】酪氨酸血症不同亚型的准确诊断案例

 

酪氨酸血症基因检测介绍

III 型遗传性酪氨酸血症（酪氨酸血症III型，MIM #276710）是一种极其罕见的常染色体隐性遗传疾病。基因解码基因检测收集的病例可以追溯到1982 年。致病基因鉴定基因解码明确酪氨酸血症III型 是由 HPD 基因 (MIM *609657) 的双等位基因突变引起的 4-羟苯基丙酮酸双加氧酶 (HPPD) 缺乏所致。这为佳学基因快速增加酪氨酸血症基因检测的准确性提供了确凿的证据。 该酶催化 4-羟基苯基丙酮酸转化为黑黑酸，这是酪氨酸分解代谢中的第二个步骤。 酶活性受损导致酪氨酸在血浆中积聚，以及酪氨酸衍生物（例如 4-羟苯基丙酮酸、4-羟苯基乳酸和 4-羟苯基乙酸酯）大量排泄到尿液中，成为酪氨酸血症的常规体检中的验证性依据。

虽然诊断病例数还不足以揭示全面的个体差异，酪氨酸血症III型 患者的临床表型显个着令人不能忽视的变化性。然而佳学基因总结到，特征性表现包括轻度精神发育迟滞、癫痫发作、发育迟缓和间歇性共济失调。 迄今为止，酪氨酸血症III型病例未能收集到基因检测机构的病例集中，佳学基因收集了21个案例，其中包括一名中国病例。 一些酶缺乏症患者没有接受基因检测分析，疾病诊断停留在疑似诊断的水平。 在没有基因解码基因检测结果的支撑下，酪氨酸血症III型 患者的基因型-表型关系不能得到确立。

在佳学基因的一个病例中，记录了一名患有 酪氨酸血症III型 的中国女孩的临床表型、生化特征和基因检测结果，该女孩携带 c.656C>T (p.T219M) 和 c.731C>T (p.119) 复合杂合突变。存在 HPD 基因A244V突变。 佳学基因还对病案集中 HPD 的基因变异和 酪氨酸血症III型 患者进行了总结性分析，使得该基因检测检机构可以更好地了解 酪氨酸血症III型 的基因型-表型的关系以及正确治疗必要性。

酪氨酸血症基因检测病例介绍

该案例中的女孩受检者是健康且非近亲结婚的来自中国江西的一个对中国夫妻的第一个孩子，也是唯一的孩子。母亲妊娠期间无致畸病原体或药物接触史。妊娠第 39 周时，出生身长为 51 厘米（第 75 个百分位），出生体重为 3900 克（第 95 个百分位），枕额周长为 35.3 厘米（第 90 个百分位）。她没有表现出任何畸形特征。第4天进行的新生儿筛查显示初始血浆酪氨酸浓度为667.76 μmol/L（正常范围：30-400 μmol/L），而所有其他氨基酸和琥珀酰丙酮均在正常范围内。随后的对照样品显示酪氨酸水平持续升高（第18天为1113.04 μmol/L，第24天为1034.48 μmol/L，第28天为856.44 μmol/L）。通过 GC/MS 分析，尿有机酸谱显示 4-羟基苯基丙酮酸和 4-羟基苯基乳酸水平升高，而琥珀酰丙酮没有明显升高。酪氨酸水平持续升高提示酪氨酸血症。1 个月大时，女孩接受了不含苯丙氨酸和酪氨酸的配方奶粉。佳学基因医学记录提供了有关患者血浆酪氨酸浓度、尿液中相关代谢物和配方奶粉摄入量的全面信息 。体检未发现眼睛、肝脏或皮肤受累的证据。肾功能和肝功能正常。未发现喂养困难或吞咽困难。1岁时，她被怀疑感染了COVID-19，但仅发烧4天，最高体温为41°C。14 个月大时，她接受了儿童神经心理和行为量表（CNBS-R2016）的评估。她的语言发展表现出轻微的滞后（DQ = 72），而她的粗大运动技能、精细运动技能、适应行为和个人社交能力均在正常范围内（DQ 分别为 85、87、90 和 86） ）。患者20个月大时，因反复发烧1个月入院，原因为尿路感染。在此期间，她一直没有表现出任何发育问题的迹象。

患者的血清和尿液生化标志物以及饮食来源（常规临床分析）。

年龄	5天	20天	1个月	1.5个月	3个月	6个月	12个月	14个月	18个月	20个月	正常范围
酪氨酸水平（μmol/L）	667.76	1113.04	856.44	301.39	276.92	404.00	404.94	/	235.67	176.30	30–400
4-羟基-苯基乳酸	/	/	636.79	/	/	260.75	/	/	190.98	/	1.80–12.51
4-羟基-苯基丙酮酸	/	/	131.08	/	/	89.21	/	/	58.42	/	0.20–1.90
重量（公斤）	3.9	/	4.6	/	6.5	8.3	10.5	11.5	12.1	12.3	/
身高（厘米）	51.3	/	54.5	/	61.7	68.6	77.2	80.0	83.7	85.1	/
饮食	母乳喂养	母乳喂养	配方：1.5克/公斤/天 母乳喂养：1.5克/公斤/天				配方：0.8克/公斤/天 母乳喂养：1.5克/公斤/天				/

基因检测结果

1 个月大时，该患者在罕见病诊断联盟的推荐下，在佳学工基因进行了以全外显子致病基因鉴定基因解码为基础的遗传性代谢疾病遗传诊断靶向下一代测序 (NGS)，结果显示 HPD 基因存在两个变异，c.656C >T (p.T219M) 和 c.731C >T (p.A244V)。她的父母正常，但是各自携带了这个两个突变中的一个。如果在结婚、生育前进行了基因区配基因检测，有可能在不生育病孩的情况下，揭示这种风险。突变位点p.T219M 在GnomAD数据库中的频率为 4/152,108 ，而突变位点p.A244V还没有数据库中没有记录。因此，该病例如果不通过基因解码技术，无法得到明确诊断，并且在普通人群中不存在。VarSome 的计算机致病性评分，包括 p.T219M 的组合注释依赖性缺失评分 (CADD) 28.7 和 p.A244V 的 CADD 28.4，说明这两种突变都具有致病性。基因解码采用结构分析方法，进一步证实突变位点引起的氨基酸变化位于邻位氧螯合物 (VOC) 结构域 2（残基 180-338），预计会通过 I-Mutant3.0 降低 HPD 蛋白的稳定性。突变位点p.T219M 破坏了原来的氢键并破坏了氨基酸相互作用的稳定性。基因突变位点p.A244V改变了残基A244和S223之间氢键的长度和角度。这些变异可能会破坏正确的折叠并废除VOC结构域2的功能。此外，这两个错义突变位于物种间高度保守的位点上。这些发现表明这两种变异可能导致 HPD 功能障碍。尽管根据ACMG的变异分类指南，这两种变异目前都被归类为意义不确定的变异（PM2_supporting+PP3），但基因解码有令人信服的理由相信这些变异与酪氨酸血症III型有关，这一诊断结果得到了受检者的常规临床结果支持。

酪氨酸血症亚型分型基因检测的共识性意见

通过新生儿筛查检测到酪氨酸水平升高的新生儿面临多种潜在病症的风险，包括新生儿短暂性酪氨酸血症以及 I、II 和 III 型 HT 以及其他与肝脏相关的疾病。鉴于围绕尼替西农和奥法丁等药物干预的复杂程度，诊断和治疗经验不足的医师、部分主任医师很难进行正确的诊断与治疗。重要的是，根据诊断指南所使用的这些药物会导致 酪氨酸血症III型 患者出现不良反应。本病例的初步诊断为 酪氨酸血症III型，琥珀酰丙酮水平正常且没有眼皮肤表现，有效排除了 HT I 和 II。这凸显了在对高酪氨酸血症患者进行鉴别诊断时进行细致的生化评估和全面的临床评估的重要性。此外，这促使人们考虑采取更谨慎的方法，包括在治疗初期控制酪氨酸的摄入量，需要全面基因检测所获得的遗传分析的明确结果。这种务实的方法旨在防止正常诊断与治疗过程中出现的不必要的不​​利影响。

查询《人体基因序列变化及疾病表征》数据库，遗传病部分的数据库仅记录了 21 名患者被明确诊断为 酪氨酸血症III型。其中，57.14%（12/21）出现神经系统表现，如智力障碍、癫痫发作等。值得注意的是，在六个月前接受干预的患者中，智力障碍的情况显着减少（11.1% vs. 58.33%）（p  = 0.0349），表明低酪氨酸疗法可能对 酪氨酸血症III型 的发育过程产生积极影响。此外，有 7 例病例没有表现出明显的临床症状，主要通过新生儿筛查发现并进行系统治疗。在本次案例中，患者在第一个月开始时接受了限制酪氨酸和苯丙氨酸的饮食。经过这种饮食干预后，患者的血清酪氨酸水平始终保持在可接受的正常范围内。虽然尿液中 4-羟基-苯基乳酸和 4-羟基-苯基丙酮酸的存在继续超过既定基准，但与治疗开始前的水平相比，这些浓度显示出明显下降。当患者接近 20 个月大时，没有发现进一步的异常。根据这些集体发现以及临床观察，基因检测结果指导了在婴儿期启动干预措施的关键作用，并建议在整个儿童期实施针对酪氨酸和苯丙氨酸摄入量的饮食限制。

为准确进行酪氨酸血症各种亚型的准确检测，在酪氨酸血症III型患者（包括本例患者）中总共鉴定出11个变异，其中有6个错义突变、3个剪接位点突变和2个无义变异（图2 ）。大多数患者的基因突变彼此不同，这应证了早期期待病例重复观点和看法是不正确的，至少是限制了检测病例的阳性患者的快速确定。只在两个家族中仅观察到一种变异——p.Y160C。值得注意的是，大多数突变位点（9/11，81.82%）集中在可能影响 VOC 域 2 的区域，VOC 域 2 是酶功能的关键组成部分。在佳学基因所从事的研究中，找到了两种 HPD 新的突变位点：p.T219M 和 p.A244V，它们预计会阻碍正确折叠并消除 VOC 域 2 功能，因此是有害的。然而，这一基因检测结果也使得合作医院创新性的提出了进一步研究疾病发病机制新药研究的引领性课题。

基因解码揭示酪氨酸血症致病基因突变谱

致病基因鉴定基因解码显示了HPD基因的内含子-外显子结构以及已经通过临床病例验证的致病性突变位点。本病例中的变异位点在外显子 10 内以紫色显示。其他与疾病相关的变异以红色显示，而杂合或不确定变异以棕色显示。ClinVar数据库中记录的与 酪氨酸血症III型 特异性相关的致病性或可能致病性变异以红色斜体表示，而其他变异则以蓝色显示。

酪氨酸血症III型 是常染色体隐性遗传；然而，包括 c.248delG (p.G83Afs5)、c.460G>A (p.G154S) 和 c.784G>A (p.A262T) 在内的杂合变异同样可以提高血液酪氨酸水平。存在以下几种可能性： (i) 靶向 NGS 可能遗漏了相反等位基因上的有害突变，例如内含子变异或较大片段删除/重复；(ii) 某些 HPD 变化可能会导致酶活性降至阈值以下，从而导致血液酪氨酸水平升高；(iii) 酪氨酸血症III型 可能以显性和隐性方式遗传，类似于高蛋氨酸血症。不幸的是，本病例的家庭成员拒绝接受更为详细的生化检测，从而限制了获得相应的的酪氨酸水平的能力。由于家人的拒绝而无法获得这些数据，这代表了深入诊断的局限性。随着全球范围内采用通用新生儿筛查计划，更多的 酪氨酸血症III型 患者群体可以检验这一想法。

总之，佳学基因通过新生儿筛查确定了一名 酪氨酸血症III型 患者，并通过低苯丙氨酸和低酪氨酸饮食成功治疗。在HPD基因中检测到一种新的错义变异 p.A244V ，扩大了临床医学界对与 酪氨酸血症III型 相关的遗传变异的理解。此外，这项研究提供了对已知HPD基因变异的见解，有助于了解基因型和表型之间的相关性以及潜在的潜在致病机制。然而，为了充分阐明遗传机制并更好地描述这种异常罕见的疾病，需要进行更大的基因检测和多中心病例的深入合作分析。佳学基因是这一动议的提出者和推动者。

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