短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症
【概述】
短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（short-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency，SCADD；MIM 201470）是由于短链酰基辅酶A脱氢酶(short-chain acyl-CoA dehydrogenase,SCAD,或ACADS)基因缺陷造成血丁酰肉碱和尿中乙基丙二酸蓄积的一种脂肪酸氧化代谢障碍疾病。由Amendt等1987年报道了首例SCADD患者，早期认为是SCADD相对严重的疾病，近年来随着串联质谱(MS/MS)新生儿疾病筛查的广泛开展，多数通过新生儿筛查诊断的患者无明显临床症状。
【流行病学】
SCADD的发病率有种族和地区的差异，以丁酰肉碱(C4)作为SCADD筛查指标的美国、德国、澳大利亚的串联质谱新生儿疾病筛查资料提示其发病率约为1/95000。在串联质谱进行扩大新生儿疾病筛查开展之前，患者一般由于发育迟缓、低血糖、癫痫和行为异常等临床表现进行选择性检查而获得诊断。目前我国 SCADD发病率尚未明确。
【发病机制】
短链酰基辅酶A脱氢酶(SCAD)为线粒体β氧化代谢通路酰基辅酶A脱氢酶家族中一个重要酶，SCAD结构上和中链脂酰辅酶A脱氢酶（MCAD)以及极长链脂肪酸脱氢（VLCAD)的序列有高度同源性。在体内主要可催化C4-C6的短链辅酶A脱氢，但其活性最强的底物为丁酰(C4)辅酶A,其辅酶为黄素腺嘌吟二核苷酸(FAD),由FAD将电子转移至电子转运黄素蛋白(ETF)和电子转运黄素蛋白脱氢(ETFDH),进入线粒体呼吸链进行氧化磷酸化产生ATP供能。SCAD是一个同型四聚体的线粒体黄素酶蛋白，每个SCAD单体包含一个FAD辅基，FAD与SCAD的结合，对SCAD蛋白活性，折叠修饰及稳定性具有重要作用。SCAD首先细胞质中形成蛋白前体，转运入线粒体基质中经过修饰折叠形成活性蛋白。SCAD缺陷导致丁酰基辅酶A蓄积，丁酞辅酶A旁路代谢生成丁酰基肉碱、丁酞基甘氨酸，丁酸盐或通过丙酸辅酶A羧化酶作用生成乙基丙二酸(EMA),因此SCAD的生化学标志性代谢物为血中丁酰肉碱和尿中的乙基丙二酸升高。但乙基丙二酸同时也可以在另外一个线粒体呼吸链缺陷疾病乙基丙二酸脑病和多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症中升高。目前认为乙基丙二酸是SCAD酶缺陷非特异的生化指标，与SCAD酶活性的缺乏程度不相关。
【遗传学】
SCAD缺乏症呈常染色体隐性遗传，致病基因ACADS基因位于染色体12q24.31，长约13k6，含10个外显子，编码412个氨基酸。1989年随着ACADS的cDNA明确，基因诊断了首个SCAD缺乏症患者，迄今国际上已经报道70余种ACADS基因突变类型，大部分为错义突变。
研究发现SCAD缺乏症患者中常见的2个突变c.625G→A (G209S)及c.511C→T(R147W),这两种突变的纯合子或杂合子中69%伴有乙基丙二酸尿，14%为正常人。对694例美国新生儿的干血滤纸片分析这两个常见突变显示，c.625G→A突变占所有检测的等位基因的22%，c.511C→T突变占3%。另一项对荷兰1036例新生儿的研究提示5.5%为c.625G→A突变的纯合子，31.3%为c.625G→A突变杂合子。多数SCAD缺乏症患者是这两个常见突变的纯合子或复合杂合子（c.625G→A/c.625G→A，c.511C→T/c.511C→T, c.625G→A/c.511C→T)或两者之一与其他致病突变的复合杂合子。Pedersen等报道了基于乙基丙二酸尿、丁酰肉碱升高和（或）肌肉或成纤维细胞的SCAD酶活性降低而诊断的114例SCAD缺乏症患者，除了4例外其他均有临床症状，c.625G →A和c.511C→T突变分别占所有检查的等位基因的67%和8%，相比在对照100个丹麦等位基因分别占21%和8%。114例患者中11例的两个等位基因携带罕见突变，39例为一个罕见突变和上述两个常见突变之一的杂合子，64例为两个常见突变的纯合子或复合杂合子。SCAD缺乏症亚洲人群的发病率明显低于白种人，c.625G →A突变在西班牙裔中携带率高达30%，明显高于非洲-美国的9%和亚洲的13%。这些常见突变在SCAD缺乏症发病中作用和机制尚不明确，但其在正常人群中也占有相当比例，提示它们不足以单独引起SCAD缺陷的发病，可能需要联合其他遗传和环境因素才能致病，例如在特殊的代谢压力条件下（温度升高）或与其他一个致病突变组合或有其他基因调控因素参与作用等方导致SCAD酶活性降低和发病。
【临床表现】
SCADD患者发病年龄新生儿到成人不等，多数起病于5岁以内，Pedersen等所报道114例SCADD患者中，25%患者生后第一天发病，61%患者生后1岁内发病，4%患者10岁以后发病。起初报道的确诊患者多为新生儿起病，随着患者增多，临床表现轻型者逐渐增多，临床过程不可预测，有的患者临床为暂时性表现，随着时间延长症状渐改善。临床表现与基因型及SCAD酶活性缺乏程度均无明显相关性，许多新生儿疾病筛查检出患者可多年无症状。
SCADD患者的临床表现不同于其他脂肪酸氧化代谢（低酮性低血糖、脂肪肝以及心肌病等），主要表现为神经系统方面，发育迟缓是最常见的表现。其他常见的症状有语言发育落后和肌张力低下、惊厥、肌病、生长迟缓和喂养困难、昏睡和行为问题。有时可见到患者有畸形、心肌病、宫内发育迟缓和呼吸抑制，偶见急性酸中毒发作报道。曾有研究提示SCADD与孕母的急性脂肪肝和HELLP综合征（以溶血、肝酶升高和血小板减少为特点的妊娠疾病）相关。2006年,Van Maldegenm等对31例荷兰SCADD患者研究发现其临床表现主要为发育落后、癫痫、行为异常和低血糖等，且大部分临床表现较重患者均携带c.625G→A纯合突变。来自三组较大例数的患者研究显示，20%存在生长发育迟缓、喂养困难及肌张力减退，25%表现为发育落后和抽搐。
随着美国和澳大利亚对SCADD进行新生筛查，其新生儿临床表现多变。2002年Rhead等对17例新生儿筛查诊断的SCADD患儿进行了出生后2年临床随访并未发现任何临床症状。一项由16个代谢中心发布关于44例新生儿SCADD可表现为反复发作短暂性酮症低血糖，随着疾病进展可发展为语言发育迟缓、智力低下等。大部分无临床症状SCADD婴幼儿通过新生儿筛查诊断。
【实验室检查】
1.血串联质谱酰基肉碱谱分析 血丁酰基肉碱（C4)升高是SCADD患者主要的生化指标，有时也可有C5酰基肉碱升高。
2.尿气相质谱有机酸分析 可发现尿中特异性的乙基丙二酸（EMA)升高，但EMA升高并非SCADD的特异性改变，EMA也可在戊二酸血症Ⅱ型、线粒体病中出现。在有代谢压力时，尿中同时可有甲基琥珀酸、丁酰甘氨酸、丁酰肉碱等升高。在不发病时，尿中可无相应有机酸检出。尿丁酰肉碱升高需与正常人中的异丁酰肉碱相鉴别，同时也尿丁酰肉碱可在异丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症、乙基丙二酸脑病和支链酰基辅酶A氧化障碍疾病中检出。
- SCAD酶活性测定 检测SCAD酶活性的方法多样，可对患者的皮肤成纤维细胞、骨骼肌细胞等组织进行酶活性测定，其酶活性减低可明确诊断。
4.基因检测 检测ACADS基因突变情况是确诊SCADD的金标准，对于新生儿筛查出C4升高和尿EMA异常升高者，可进行基因诊断，可针对ACADS基因热点突变c.625G→A、c.511C → T进行基因筛查，若无热点突变可通过对ACADS基因的10个外显子设计引物进行聚合酶链反应(PCR)和DNA测序寻找突变以明确诊断。
【诊断和鉴别诊断】
1.诊断 对临床表现疑似脂肪酸氧化代谢障碍患者行血尿质谱检测发现尿EMA及丁酰基甘氨酸升高，血C4升高者，并通过对患者成纤维细胞或者骨骼肌行SCAD酶学检查，发现其酶活性降低。由于SCAD酶活性检测复杂，可活检患者皮肤组织培养后，进行酰基肉酰谱分析，也可反映其SCAD酶活性高低。而临床上对疑似SCADD患者常行基因检测明确诊断。在基因诊断中可先对常见的热点突变进行分析，在排除热点突变后对ACADS基因全外显子进行聚合酶链反应(PCR)及测序寻找基因突变明确诊断。目前SCADD基因型及表型的相关性尚未明确，携带双等位基因突变SCADD患者的生化指标及SCAD酶活性较仅携带多态位点患者改变更显著。
2.鉴别诊断 尿中的EMA升高不能诊断SCADD，与戊二酸血症Ⅱ型、乙基丙二酸脑病相鉴别。尿丁酰肉碱升高需与正常人中的异丁酰肉碱相鉴别，同时也可在异丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症、乙基丙二酸脑病和支链酰基辅酶A氧化障碍疾病中检出。
【治疗】
对SCADD治疗资料少且对该病尚无统一的治疗共识，目前主要处理措施是改善临床症状，低脂饮食，可适当补充肉碱或维生素B2（核黄素），避免长时间禁食。
1.对于反复性发作的SCADD 患者可与其他脂肪酸氧化代谢障碍疾病的治疗方法类似，主要是减少分解代谢同时增加其他途径供能来源。急性发作期，可静脉给予10%葡萄糖溶液［速率为8-l Omg/(kg·min)]或者口服葡萄糖液抑制分解代谢，尤其对于恶心呕吐的不能口服口服葡萄糖的患者。低血糖不是常见症状，但可给予类似治疗。这些处理措施似不能明显改善其临床病程，但患者症状会随年龄好转。预防性的措施主要为避免长时间的空腹。
2.左旋肉碱 对于肉碱补充治疗脂肪酸β氧化障碍疾病一直存有争议。通过摄入左旋肉碱增加丁酰基肉碱代谢物，减少尿中EMA排出。在SCAD（-/-）缺陷小鼠的动物研究中发现，增加肉碱的摄入降低血及组织中的丁酰肉碱水平，与患者的研究结果并不一致。
3.维生素B2（核黄素）FAD为SCAD蛋白的辅助因子，对SCAD蛋白功能发挥重要作用，核黄素作为分子伴侣可修饰突变蛋白及稳定突变蛋白构象。核黄素治疗有效性只有散在报道，1995年Kmoch及Dawson等对SCADD患儿使用低脂饮食、左旋肉碱【50mg/(kg·d)】及核黄素(200mg/d)进行治疗，其临床症状得到改善。2010年,Van Maldegem等对核黄素【1Omg/(kg·d)】治疗16例SCADD患者研究中发现，高剂量治疗后尿中EMA排出减少，临床症状改善，停止摄入核黄素后症状复现，提示高剂量的核黄素治疗SCADD可改善临床及生化指标。也有核黄素治疗无效的报道。使用左旋肉碱和维生素B2治疗SCADD的可行性及有效性仍需被证实。
【预防】
1.遗传咨询及产前诊断 对SCADD高危家庭产前诊断是优生优育，防止同一遗传病在家庭中重现的重要措施。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，进行遗传咨询。
2.新生儿筛查无症状患者的存在，早期诊断的益处就显得不明确，自然病程也不太清楚，包括最佳治疗方法也不明确，因此美国ACMG组织中部分专家建议将SCAD缺乏症排除出核心筛查疾病之外，也有人建议将其作为次级筛查疾病。在英国、丹麦、荷兰，该病均未被新生儿疾病筛查范围。
