中国人群全羧化酶合成酶缺乏症临床与基因新发现：c.1505A>G新突变扩展致病谱

本研究针对全羧化酶合成酶缺乏症(HLCS deficiency)这一罕见遗传代谢病，通过对四例中国患儿的临床特征、生化指标及基因突变分析，发现了一个新型错义突变c.1505A>G(p.Gln502Arg)和一个移码突变c.2159delT，不仅扩展了HLCS基因的突变谱系，更为早期诊断和精准治疗提供了重要依据。

在遗传代谢病领域，全羧化酶合成酶缺乏症(holocarboxylase synthetase deficiency, HLCS deficiency)犹如一个隐藏的杀手，这种常染色体隐性遗传病由于HLCS酶活性缺陷，导致生物素无法正常羧化四种关键羧化酶，引发严重代谢紊乱。患者往往出现难以纠正的代谢性酸中毒、皮肤损害、呕吐、呼吸困难甚至发育迟缓等症状，若不及时诊治，可能危及生命。尽管新生儿筛查技术日益普及，但由于临床表现异质性强且基因突变谱系尚未完全明确，许多患者仍面临诊断延迟或误诊的风险。

近日发表在《Orphanet Journal of Rare Diseases》的研究论文，由郑珍珠等研究人员开展了针对中国人群HLCS缺乏症的深入探索。研究团队通过对四例中国患儿的系统性分析，不仅揭示了该疾病的临床特征和生化改变规律，更重要的是发现了新的致病突变，为完善基因诊断谱系提供了关键证据。

研究人员采用了几项核心技术方法：首先利用干血斑标本进行液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析，检测3-羟基异戊酰肉碱(C5OH)等酰基肉碱水平；通过新一代测序技术(NGS)对HLCS基因全部外显子及相邻非编码区进行测序分析；使用多种生物信息学工具(SIFT、PolyPhen-2、PROVEAN、MutationTaster)对新发现突变进行致病性预测；并采用同源建模技术构建HLCS蛋白的三维结构模型，分析突变对蛋白功能的影响。所有患儿均来自中国医疗机构，研究经泉州儿童医院伦理委员会批准。

临床特征与生化表现

四例患者（2男2女）临床表现各异但均存在代谢性酸中毒。发病年龄从1天到2岁不等，其中三例为迟发型。所有患儿干血斑酰基肉碱谱均显示C5OH显著升高，C5OH/C0、C5OH/C8和C3/C0比值远超临界值，游离肉碱(C0)水平明显降低。血浆氨基酸分析显示亮氨酸和缬氨酸水平升高，这与HLCS缺乏影响支链氨基酸代谢的病理机制相符。

基因突变分析

研究共鉴定出HLCS基因的6种突变，包括3个已知错义突变[c.1088T>A(p.Val363Asp)、c.1522C>T(p.Arg508Trp)、c.1741G>A(p.Gly581Ser)]，1个已知 Frameshift 突变[c.1006_1007delGA(p.Glu336Thrfs15)]，1个新型错义突变[c.1505A>G(p.Gln502Arg)]和1个新型 Frameshift 突变[c.2159delT(p.Leu720Profs31)]。其中p.Arg508Trp是中国患者的热点突变，出现频率达37.5%。

新型突变c.1505A>G(p.Gln502Arg)分析

该突变位于HLCS基因的502密码子，导致谷氨酰胺被精氨酸取代。多种生物信息学软件预测其为可能致病性突变。三维结构模型显示，该突变增加了Gln502与Ser515间的氢键，但消除了与Thr478的氢键连接，可能影响HLCS蛋白的结构和功能。进化保守性分析表明，Gln502在不同物种中高度保守，进一步支持其功能重要性。

新型突变c.2159delT(p.Leu720Profs*31)分析

该移码突变导致HLCS蛋白C末端最后7个氨基酸被错误序列替代，产生延长蛋白(p.Leu720Profs*31)。Leu720在不同物种中高度保守，但由于缺乏功能研究证据，目前该突变被归类为意义未明。患者4是该突变的首例报道病例。

基因型-表型关联

携带p.Arg508Trp突变的三例患者均表现为迟发型，这与既往报道一致。p.Arg508Trp突变导致酶对生物素的亲和力降低但Km值升高，而p.Val363Asp突变位于生物素结合区外，表现为正常或更高的生物素亲和力但Vmax降低。这些生化特性解释了为何这些突变携带者往往对生物素治疗反应良好。

本研究系统阐述了中国人群HLCS缺乏症的临床和分子特征，强调了代谢性酸中毒作为核心临床表现的重要性。研究发现c.1522C>T(p.Arg508Trp)是中国患者的热点突变，且与迟发型表现相关。新发现的c.1505A>G(p.Gln502Arg)突变经多种预测工具证实为可能致病性，扩展了HLCS基因的突变谱系。首次报道的c.2159delT(p.Leu720Profs*31)突变为该疾病的基因诊断提供了新依据。

研究的重要意义在于：为中国人群HLCS缺乏症的基因诊断和遗传咨询提供了重要参考资料；强调了新生儿筛查结合基因检测在早期诊断中的价值；新突变的发现完善了HLCS基因的突变数据库；为理解基因型-表型关联提供了新的证据。这些发现将有助于提高临床医生对该疾病的认识，实现早期诊断和及时干预，最终改善患者预后。

值得注意的是，生物素治疗对大多数HLCS缺乏症患者有效，早期诊断和及时治疗可以预防严重并发症的发生。因此，加强新生儿筛查、提高临床警惕性以及完善基因诊断能力，是改善这种罕见遗传代谢病预后的关键措施。