溶酶体贮积症

遗传性代谢疾病

溶酶体贮积症（LSD）是一组遗传性代谢疾病，是由于基因突变致溶酶体中有关酸性水解酶缺陷，导致机体中相应的生物大分子不能正常降解而在溶酶体中贮积，引起细胞组织器官功能的障碍。

疾病简介

溶酶体贮积症的特点是基于贮积物的复杂性及其组织分布与积聚速度的不同。

溶酶体贮积症既可导致多种系统的病变，也可仅限于神经系统，自出生至成年期均可发病。临床表现变异大，病情呈进行性加重。绝大多数溶酶体贮积症以常染色体隐性方式遗传，其中的每一种病发病率虽低，但作为一组病来说就是常见的人类遗传病之一。

这组疾病多数无有效的治疗方法，但可以通过测定溶酶体酶的活性进行病例诊断和产前诊断，防止患儿出生。

我国常见的溶酶体贮积症

黏多糖贮积症

本病是由于酸性黏多糖这种大分子降解过程中所需要的酶缺乏所致，临床上分为7型，一共有11种酶，除MPS-ⅢC、MPS-ⅢD和MPS-IX外均可检测，MPS-Ⅱ为X-连锁隐性遗传，其余为常染色体隐性遗传。

黏脂质贮积症

黏脂质贮积症是由于溶酶体酶磷酸化及定位缺陷而不能转运入溶酶体导致多种溶酶体酶分泌到细胞外所引起的疾病，是少见的常染色体隐性遗传疾病，临床可分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三种亚型。实验室酶学检测可见多种溶酶体酶活性显著升高，是正常人酶活性10～30倍。

神经鞘脂贮积症

是指鞘脂降解所需的溶酶体酸性水解酶缺陷或缺少了神经鞘脂激活蛋白，造成了不同的鞘脂如脑苷脂、神经节苷脂或鞘磷脂在溶酶体中贮积，引起中枢神经系统及其他组织病变。法布雷病为X-连锁隐性遗传，其余为常染色体隐性遗传。

寡糖贮积症

是由于糖蛋白和糖脂中的碳水化合物降解所需的溶酶体酸性水解酶缺乏，造成不同的糖苷脂的贮积所致。

糖原贮积症Ⅱ型

临床上分为11个亚型，只有糖原贮积症Ⅱ型属于溶酶体贮积症，是由酸性alpha;-葡糖苷酶缺乏所致。此病采用皮肤活检，培养皮肤成纤维细胞，检测皮肤成纤维细胞中的alpha;-葡糖苷酶活性来诊断，是溶酶体贮积症实验室检测中唯一不能采用外周血检测的类型（外周血的该酶检测方法正在建立中）。

实验室检查

溶酶体贮积症的实验室检测方法包括：

（1）尿甲苯胺兰筛查：作为MPS的初筛，若阳性则进行MPS相关的缺陷酶检测；若阴性可排除MPS，结合临床应考虑ML的可能。

（2）酶学检测：这是诊断的金标准，具体酶与疾病的关系见上述。

（3）基因分析：寻找基因突变的情况，可用于检测杂合子，同时基因分析结合酶学检测可提高产前诊断的准确性。

产前诊断

由于溶酶体贮积症多数无有效的治疗方法，这种患儿的出生无疑给社会和家庭带来了沉重的经济和精神负担，特别是有些患儿发病早，病情进展快，存活期短。这样的家庭就迫切需要再生育，但再生育又有很高的风险，如何避免风险，对他们进行必要的生育指导，成为溶酶体贮积症患儿家属的急迫需求。

产前诊断的要求包括两方面：

（1）先决条件：准确的诊断必须明确到哪一种酶的缺陷。另外，还应注意部分病例的致病原因是与酶活性有关的激活蛋白的缺陷，这种情况下不能用测酶的方法进行产前诊断，只能通过基因分析解决。

（2）取材时间：孕早期11～13周取绒毛（MPSⅠ、ML除外），直接检测，2周出报告；孕中期16～20周取羊水，经培养后检测，3周出报告

国内有多家实验室能够提供溶酶体酶的检测，包括北京协和医院、上海新华医院、北京中科医学检验所等单位。临床医生可以推荐溶酶体贮积症的患者到上述医院检测。总之，产前诊断是防止患儿出生的唯一有效措施，也是提高我国的人口素质的一项重要工作。

溶酶体贮积症病例诊断及产前诊断

(一)概述：溶酶体是一种细胞器，即细胞内的超微结构，为单层包被的囊泡，外面是一层脂蛋白膜。它是细胞的处理与回收系统。内部液体呈酸性，含有60多种酸性水解酶，可降解各种生物大分子，如核酸、蛋白质、脂质、粘多糖及糖原等。组成细胞的各种生物大分子都处于动态平衡中，不断被分解又不断被再合成。通过内吞作用摄入的生物大分子也需要分解成不同的组分后，才能被利用。这些大分子的分解都是在溶酶体中进行的。

溶酶体中的每一种酶皆有各自的编码基因。每一种酶的缺陷直接导致某一特定的生物大分子不能正常降解而在溶酶体中贮积。其共同结果都是溶酶体随之发生肿胀，细胞也变得臃肿失常，细胞功能受到严重影响，最终导致疾病，称为溶酶体贮积症(Lysosomal storage disease, LSD)。酶缺陷的直接原因是编码基因的突变，绝大多数为常染色体隐性遗传，是一组较常见的遗传性代谢疾病。据统计，每1万个新生儿中将近5例为此病患儿。尚无有效的治疗方法。在遗传性代谢疾病产前诊断中此病所占的比例最大。因此，对高危孕妇进行产前诊断是防止患儿出生的唯一有效措施。

(二)溶酶体酶的共同特性：

1. 皆为酸性水解酶，是含甘露糖的糖蛋白。酶作用最适pH为3.5～5.5。溶酶体依靠质子泵的作用维持酸性环境（pH 5.0～5.5）。

2. 是一种端切酶。溶酶体内的大分子降解时，酶从大分子的末端起，一个个切除糖基、硫酸基、脂及酸残基等。

3. 以多种形式存在于溶酶体中。多数溶酶体酶存在于可溶性基质中，实验步骤中不需使用去污剂；少数是溶酶体膜的组成部分（如葡萄糖脑苷脂酶、酸性磷酸酶），因此测酶活性时需用去污剂。

(三)溶酶体贮积症的特点：

1. 绝大部分为常染色体隐性遗传病。即父母双方皆为表型正常的杂合子，所生子女出现疾病的风险为四分之一。已发现有30多种疾病。

2. 多种组织或器官受累。主要临床表现为智力低下、骨骼及神经系统发育障碍。严重影响患者的生命力。

3. 临床病情呈进行性加重。如粘多糖贮积症、GM1及GM2神经节苷脂贮积症、异染性脑白质营养不良等疾病，表现为神经系统损害进行性加重。

4. 贮积物为单层溶酶体膜所包裹。

5. 贮积物成分多样化。

6. 酶活性测定是最后确诊本病的可靠依据。

7. 有的病可用酶补充治疗。如戈谢病（Gaucher disease）；多数疾病无有效的治疗方法，但可通过酶活性测定做出诊断及产前诊断。

由于溶酶体贮积症病情严重，多数疾病无有效治疗方法，预后不良。患儿的出生给社会和家庭带来沉重的经济和精神负担。这种疾病虽无有效治疗方法，但多数可在产前清楚判明胎儿是否患病，有的还可在孕早期作出产前诊断，在优生上具有“预防”的意义。因可在临床上根据明确的产前诊断结果阻止胎儿出生，它不仅是唯一可行的优生措施，而且能减轻家庭及社会的负担，提高人口素质。

溶酶体贮积症所包括的疾病种类、分类及相应缺陷的水解酶列于表1。

表1　溶酶体贮积症及相应的水解酶缺陷

(四)溶酶体酶活性的测定方法：溶酶体贮积症的诊断是通过酶活性测定或测代谢产物进行的。过去测酶活性的方法与步骤比较复杂，底物用量较大。1980年后荷兰 Erasmus大学遗传代谢病试验室应用微量酶活性测定法获得成功。它使用了新的人工合成底物，提高了实验的灵敏度及准确性, 简化了实验步骤。1990年中国医学科学院基础医学研究所医学遗传研究室引进了该试验室的微量酶活性测定法, 先后建立了10种酶的测定方法。该室在进行以上10种酶活性测定时，将原来在试管中进行的实验，改在Eppendroff管中进行，并将各种酶活性测定方法规范化。其结果是简化了实验步骤、提高了准确性，能准确计算出加入的底物与酶源的量。如黑?性痴呆病是由于氨基已糖苷酶A(Hex A)缺乏所致,过去使用荧光底物4-甲基-β-D-N-乙酰葡胺（4MUG）先测出Hex 总活性后再测出Hex B活性, 并据此计算出Hex A活性。使用4-甲基-β-D-N-乙酰葡胺-6-硫酸（4MUGS）作底物, 可直接测出Hex A活性。又如MPS Ⅳ A是由于半乳糖-6-硫酸脂酶缺陷所致，过去使用同位素标记底物，现用新荧光底物，省略了同位素标记步骤。除芳基硫酸酯酶A及B两种酶用成色底物外，其他均用荧光底物。每种酶活性测定方法用统一的步骤,即20 μl细胞匀浆加入40 μl底物, 充分混匀, 置37℃水浴温浴1小时后,加入400 μl 0.5 mol/L 碳酸钠与碳酸氢钠缓冲液（pH 10.7）终止反应, 用荧光分光光度计测定酶活性, 激发波长为365 μm,发射波长为445 μm。以上方法的改进，都为在孕早期取绒毛做产前诊断打下基础。

协和医科大学医学遗传室1991～1997年在90例先证者的诊断基础上对28例高危孕妇进行了产前诊断(表2)，其中14例是于孕早期取绒毛进行的。检出患病胎儿5例，其中粘多糖贮积症2例，异染性脑白质营养不良、GM1、GM2神经节苷脂贮积症各1例。新方法测定的结果均经羊水细胞及出生后胎儿检查验证证实。以上实践结果说明孕早期产前诊断的可靠性。

表2　溶酶体贮积症的病例诊断及产前诊断例数(1991～1997)

(五)诊断注意事项：产前诊断的先决条件是对先证者弄清是哪一种酶缺陷。做到这一点需要临床与实验室紧密配合，先从临床表现分析最有可能是哪种酶缺陷病，才能有目的地测那种酶。虽然这组疾病的研究已达分子水平，但方法和步骤都比较复杂，需要时间比较长。因此基因诊断尚不能取代酶活性测定做产前诊断的位置。

值得注意的是部分病例相关的酶活性在正常范围，其致病原因是与酶活性有关的激活蛋白的缺陷，如异染性脑白质营养不良等。这种情况不能用测酶活性的方法做产前诊断。

产前诊断可在孕中期17～20周做羊膜腔穿剌取羊水，用经培养的羊水细胞做酶活性测定或35S掺入实验；近年来可于孕早期7～12周取绒毛做酶活性测定，但不能完全取代羊水细胞法。因为某些酶在绒毛中不表达或受绒毛标本中其他因素干扰。

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