枫糖尿症的临床表现与诊断依据(内分泌学 蛋白质与氨基酸代谢性疾病)

本病的临床表现与BCKD复合体活性降低的程度有关，而BCKD复合体活性是由E1、E2和E3基因突变所决定。

枫糖臭味最具诊断意义

从典型表现到只有轻微症状，典型型出生后即可发病，患者的尿、汗和耵聍中有特殊的枫糖臭味。

典型型枫糖尿症

此型在Mennonite人群中常见。出生后24小时内婴儿正常，1周后则出现酮酸中毒症状，表现为喂食困难、呕吐、代谢性酸中毒及神经系统受损表现，如惊厥、肌张力增高，甚至肌强直，呈角弓反张状，也可肌张力增高与松弛交替出现，嗜睡或昏迷。患者可有低血糖症，且低血糖纠正后惊厥和昏迷症状并无改善，故并非低血糖所致。如果未得到正确诊断和治疗，患者常在数周或数月内死亡。有的新出生婴儿可发生急性呼吸衰竭和严重肺水肿。本型是枫糖尿症中最严重和最常见的类型。即使经治疗而存活，也可有智力低下和神经系统受损的后遗症。

间歇型枫糖尿症

此型患者常在应激如手术、感染和频繁呕吐等情况下诱发。发作时临床表现与典型型相似，并有共济失调，但这型患者BCKD复合体活性残留比典型型者高，约8%～10%的患者可接近正常，故症状较轻，有的患者可在发作中死亡。

轻型枫糖尿症

在新生儿期尿中也有枫糖臭味和轻微症状，以后在患其他疾病时而诱发枫糖尿症，主要是神经系统受累的症状和体征。与典型型相同，但较轻，对大剂量维生素B₁治疗有反应。

硫胺素反应型枫糖尿症

焦磷酸硫胺素（维生素B₁）是BCKD复合体的辅酶。当BCKD复合体因E1、E2和E3基因突变而活性降低时，则需要大量以焦磷酸硫胺素为主组成的辅酶。此型临床表现也较轻，大剂量（200mg/24h）维生素B₁治疗3周才显示出疗效，但也有婴儿患者只要用维生素B₁ 10mg即有效。

E3缺陷型枫糖尿症

此型由于BCKD复合体特异性激酶缺陷所致。这种激酶为所有α-酮酸脱氢酶复合体所共有，故除BCKD复合体活性降低外，还有丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶功能受损而引起新生儿发生有机酸中毒，肌张力低下，进行性共济失调和严重的神经系统受损症状和体征，可在儿童期死亡。

辅助检查协助诊断

用高压液相荧光法同时测定支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸）及其代谢物α-酮酸（alpha-keto acids）、α-酮异缬氨酸（α-ketoiso valeric acid，KIV）、α-酮异己酸（α-ketoisocaproic acid，KIC）、α-酮甲基缬氨酸（α-ketomethylvaleric acid，KMV）、甲硫氨酸（methionine，Met）、丙苯氨酸（phenylalanine，Phe）和酪氨酸（tyrosine，Tyr）是目前诊断和筛选枫糖尿症、高蛋氨酸血症（hypermethioninemia）、丙苯酮尿症（phenylketonuria，KU）和酪氨酸血症（tyrosinemia）的经典方法。标本可以是血浆、血清甚至干枯的血斑。

尿液检查

1. 4，5-二甲基-3羟-2［⁵H］-呋喃酮：患者尿中由于排出由支链氨基酸代谢所产生的α-酮酸，故有枫糖臭味。尿中有臭味的物质为4，5-二甲基-3羟-2［⁵H］-呋喃酮（4.5dimethyl-3-hydroxy-2 ［⁵H］-furanone），又名sotolone。
2. 支链氨基酸代谢的相应酮酸：测定支链氨基酸（包括亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和别异亮氨酸）从尿中排出的相应酮酸［即2-酮酸-4-甲基-2酮戊酸（2-oxoacid 4-methyl-2-oxopentenoate，KIC）、3-甲基-2-酮丁酸（3-methyl-2-oxobutanoate，KIV）、（S）-（S-KMV）、和（R）-3-甲基-2-酮戊酸［（R）-3-methyl-2-oxopantanoate，R-KMV］］。Schadewaldt等对10例典型型枫糖尿症患者的血和尿分别测定其中的各组分浓度，结果表明前述各支链氨基酸从尿中排出的相应代谢产物从低到高依次为KIC（0.1%～25%）、KIV（0.14%～21.3%）、S-KMV （0.26%～24.6%）和R-KMV（0.1%～35.9%），尿中排出的游离支链氨基酸则很少。
3. 尿酮酸定性测定：新鲜尿标本加入几滴二硝基苯肼和0.1N HCl可产生黄色二苯肼（diphenylhydrazine）沉淀即为阳性。

血液检查

一、血支链氨基酸测定

测定血中别异亮氨酸水平具有诊断意义。用自动氨基酸分析仪或离子交换色层析或串联质谱法（tandem mass spectrometry）可直接测定血中支链氨基酸浓度，包括亮氨酸、异亮氨酸、别异亮氨酸（alloisoleucine）和缬氨酸。由于BCKD复合体活性减低或缺如，这些支链氨基酸在血中浓度都升高，其中特别是亮氨酸升高比其他3种支链氨基酸更明显，且伴有高氨血症（hyperammonemia）。在正常人血中别异亮氨酸的量很少，在本病中则有升高。别异亮氨酸是异亮氨酸的立体异构体，不参与体内蛋白质合成，在体内由异亮氨酸衍化而来。

Schadewaldt等检查2453个未经选择的血标本，包括酮性低血糖、苯丙酮尿和本病基因突变杂合子的父母，其中患典型型枫糖尿症者7例，并有624例正常人作对照。方法：给受试者在饮食中以小剂量（38μmol/kg）和大剂量异亮氨酸（1527μmol/kg）作口服耐量试验，测定血中别异亮氨酸水平变化。结果所有7例典型型和9例变异型本病患者血浆别异亮氨酸浓度均大于5μmol/L，而其他患者与健康对照组均明显低于此值，作者建议血浆别异亮氨酸浓度以5μmol/L作为正常与异常的分界线。作者建立的正常参考值为：健康成人（1.9±0.6）μmol/L，3～11岁儿童（1.6±0.4）μmol/L，小于3岁婴儿（1.3±0.5）μmol/L。

也可测血清支链氨基酸总量，正常值为77μmol/L，一般而言，超过100μmol/L对中枢神经系统即有损害。

二、血支链氨基酸代谢产物测定

用敏感方法测定S-和R-3-甲基-2-酮戊酸对聚体（enantiomer）［KMV，α-酮-β-甲基戊酸（alpha-keto-beta-methylvarelerate）］。血浆用酸提取后，用阳离子-交换色层析把2-酮酸（2-oxoacid）与干扰的氨基酸分离，再用左旋-亮氨酸脱氢酶使支链2-酮进行还原性氨基化则得到相应的左旋氨基酸。从S-和R-3-甲基-2-酮戊酸形成的左旋-异亮氨酸和左旋别异亮氨酸分别用氨基酸分析法作定量测定。此方法可测定出R-和S-3-甲基-2-酮戊酸在枫糖尿症血浆中的比值。并且可用富含¹³C标记的气相色谱-质量分光分析法（gas chromatographic-mass spectrometric analysis）测定血浆中S-3-甲基-酮戊酸来证明上述方法。本病血浆中S-和R-3-甲基-2酮戊酸对聚体是升高的。

三、支链α-酮酸脱氢酶复合体测定

此方法用高效液层析法测定从2-酮异己酸（2-ketoisocaproic acid）产生的异戊酰-辅酶A（isovaleryl-CoA）的产量来评估支链α-酮酸脱氢酶复合体的水平，枫糖尿症患者水平降低，这是简单快速筛查的方法。

CT和MRI检查

本病CT检查有脑白质低密度，特别是小脑白质深部、脑干、大脑脚、丘脑和内囊后支。这些神经系统改变在用饮食治疗后有进步，且同时有水肿消失。这一现象可与其他大脑器质性疾病鉴别。1例间发型本病婴儿伴呆笨和代谢性酸中毒，作脑部MRI检查时双侧苍白球在T2相有高信号。但这些CT和MRI的所见并不能作为诊断本病的依据。脑白质营养不良症（leukodystrophy）主要见于氨基酸和脂类代谢性疾病，弥散加权成像（diffusion-weighted imaging）可发现其基本病理特征和过程（如髓鞘水肿）提高了诊断的特异性和敏感性。

根据枫糖臭味/酸中毒/代谢酶突变确立诊断

本病常发生于婴儿期，且临床表现极不均一，从无症状到有严重临床表现，故诊断不易。如能在新生儿中用串联式分光计进行筛查，则可获得早期诊断。本病虽为遗传性疾病，但遗传方式为常染色体隐性遗传，故家族史对诊断帮助较小。新生儿尿、汗有枫糖臭味或出现不明原因的代谢性酸中毒应高度疑及本病。典型型者多见，主要临床表现为中枢神经系统功能受损，如肌张力增加、惊厥、嗜睡和昏迷，同时有代谢性酸中毒。如果血浆支链氨基酸及其代谢产物2-酮酸（2-oxoacid）升高支持诊断，特别是别异亮氨酸浓度升高更具诊断意义，或测定尿中支链氨基酸的代谢产物也有助于诊断。但确诊必须用分子生物学技术证实E1、E2或E3有基因突变。

产前1次取样筛选多种代谢性疾病和遗传性疾病已经成了常规的一级预防项目，筛查单（screening fact sheets）于1996年做了修改（www.pediatrics.org/cgi/content/full/118/3/e934），包括了生物素酶缺乏症、先天性肾上腺皮质增生症、先天性失听、先天性甲状腺功能减退、囊性纤维化、半乳糖血症、高胱氨酸血症、枫糖尿症、中链乙酰辅酶A脱氢酶缺陷症、丙苯酮尿症、镰状细胞病、血红蛋白病和酪氨酸血症等。筛查条款分为5个方面：①新生儿筛查项目；②异常结果的处理和追踪；③诊断试验；④疾病处理；⑤筛查系统的评价和改进。目前仍存在一定的假阳性和假阴性。