先天性能量代谢缺陷Inborn errors of energy metabolism

关键词

先天性能量代谢缺陷的临床与医学定义及病因说明

临床与医学定义

先天性能量代谢缺陷，也称为遗传性能量代谢紊乱或先天性能量代谢错误（Inborn errors of energy metabolism），是一组由于基因突变导致酶活性异常、细胞膜功能障碍或受体缺陷所引发的疾病。这些基因变异影响了人体正常能量产生和利用过程中的关键步骤，从而干扰正常的生理功能。该类疾病通常属于单基因遗传病，主要归因于父母遗传而来的致病基因，部分类型涉及线粒体DNA突变。

病因学特征

1. 基因突变机制：

   • 先天性能量代谢缺陷的根本原因在于参与能量代谢途径中特定酶编码基因发生突变。这可能涉及丙酮酸盐代谢、三羧酸循环、线粒体氧化磷酸化以及肌酸代谢等多个方面。
   • 依据不同的遗传模式，可以是常染色体显性遗传、隐性遗传、X连锁遗传或线粒体遗传。突变导致相应酶活性降低甚至完全丧失，进而影响到整个能量代谢网络的功能。

2. 生物化学基础：

   • 丙酮酸盐代谢紊乱：当涉及到丙酮酸脱氢酶复合物（PDHc）缺陷时，会导致乙酰辅酶A生成减少，阻碍糖类物质向能量转化的过程。
   • 线粒体氧化磷酸化紊乱：电子传递链或ATP合酶缺陷可引起ATP合成障碍，同时增加活性氧生成。
   • 三羧酸循环紊乱：包括延胡索酸酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合物等缺陷，会妨碍有机酸代谢，导致毒性中间产物堆积。
   • 肌酸代谢紊乱：肌酸生物合成相关酶（如AGAT、GAMT）缺陷将影响高能磷酸盐缓冲系统，导致神经系统和肌肉功能障碍。

病理机制

1. 细胞水平改变：

   • 酶活性下降导致代谢通路受阻，造成毒性中间产物积累（如乳酸、酰基肉碱）和ATP生成不足。线粒体功能障碍时，电子传递链异常可产生过量活性氧，引发氧化应激。
   • 某些脂溶性代谢产物可透过血脑屏障，导致神经元凋亡和髓鞘形成异常。

2. 系统性影响：

   • 能量依赖性器官（脑、心肌、骨骼肌）最易受累。急性代谢失代偿可引发多器官衰竭，慢性病程常表现为进行性神经退行性变和心肌病。

临床表现

1. 症状特征：
   • 新生儿期：部分患儿表现为喂养困难、呕吐、代谢性酸中毒，严重病例可出现呼吸窘迫。
   • 儿童期：特征性表现为运动不耐受、发作性低血糖、高乳酸血症。部分病例伴随心肌肥厚、肝肿大。
   • 神经系统损害：进行性肌张力障碍、共济失调、癫痫性脑病，部分类型伴随视神经萎缩或感音神经性耳聋。
   • 特殊体征：某些线粒体疾病相关类型可能出现特征性面容（如前额突出、眼睑下垂）和矮小症。

参考文献：上述内容综合整理自权威医学网站资料，包括但不限于《丁香园》关于先天性代谢病急诊识别与处理指南、《A+医学百科》中相关章节描述等。