該疾病的要點
腦迴狀萎縮 (GA)是一種由OAT基因突變導致鳥胺酸氨基轉移酶缺乏引起的體染色體隱性遺傳 疾病。
血漿鳥氨酸升高至正常的10~20倍,導致脈絡膜 和視網膜 進行性萎縮。
兒童後期出現夜盲和高度近視 ,常在40~60歲失明。
部分患者對維生素B6(吡哆醇)有反應,反應性決定治療策略。
限制精氨酸飲食可降低血漿鳥氨酸,可能延緩視網膜 變性進展。
可能合併黃斑部 視網膜 劈裂(foveoschisis),影響視力 。
包括基因治療 在內的新療法研究正在進行中。
腦回狀萎縮(脈絡膜 和視網膜 的腦回狀萎縮,GACR)是一種代謝性視網膜 營養不良,由鳥氨酸氨基轉移酶(OAT)缺乏引起。OAT以維生素B6(吡哆醛磷酸;PLP)為輔酶,將鳥氨酸轉化為谷氨酸半醛。該缺乏導致血漿鳥氨酸升高至正常的10~20倍,引起脈絡膜 和視網膜 進行性萎縮。
流行病學
世界發生率 :約1:1,500,000~1:2,770,0004, 5)
芬蘭 :由於創始者效應,發生率高達1:50,0005)
致病基因
OAT基因 :位於染色體10q26.13,編碼439個胺基酸5)
已知變異 :ClinVar中登記了44個可能致病和82個致病變異5)
遺傳模式
體染色體隱性遺傳 :需要來自父母雙方的突變等位基因
攜帶者 :異型合子攜帶者有時也可能表現出輕度表現型4)
OAT基因已報導多種致病性變異,但基因型與表現型的關聯尚未確立5) 。對維生素B6有反應的患者比例,據報導從估計的5%到系統性回顧中的30%不等5) 。
Q
腦迴狀萎縮會遺傳嗎?
A
由於是體染色體隱性遺傳 ,若父母雙方皆為帶因者,子女發病機率為25%。異型合子攜帶者的OAT mRNA約為正常的46%,有時可能表現出輕度表現型4) 。若擔心遺傳問題,建議進行遺傳諮詢 。
按年齡層顯示症狀的經過。
年齡層 主要症狀 兒童期後期 夜盲、高度近視 10~20歲 視野狹窄、白內障 40歲以後 黃斑 病變/失明
夜盲 :最早出現的主觀症狀,常在兒童後期(約10歲前)發病。
高度近視 :平均等效球鏡屈光 度報告為-8.96 D,與其他遺傳性視網膜 疾病相比呈現顯著的高度近視 5) 。
視野狹窄 :隨著周邊萎縮的進展,出現環形暗點和視野狹窄。
視力 下降 :由黃斑 病變進展或白內障 引起。幾乎所有患者在20歲前出現後囊下白內障 。
早期,視網膜 中周邊部到遠周邊部出現散在的邊界清晰的圓形至橢圓形脈絡膜 視網膜 萎縮斑。這形成了「腦迴狀」外觀。根據Takki分類,疾病分期為I至IV期 7) 。
從20歲左右開始,單個萎縮斑擴大並融合,呈扇貝形邊界向後極部進展。視網膜色素上皮 (RPE )和脈絡膜微血管層 均受影響。
黃斑 劈裂是本疾病的重要併發症 1, 6, 7) 。與CME 不同,螢光素 眼底血管造影無滲漏。
Guan等人報告了一例6歲女童,在開始維生素B6治療後,中心凹厚度從645 μm改善至554 μm 6) 。該病例提示維生素B6可改善黃斑 劈裂。
Jena等人對三兄弟進行了5年的超廣角眼底攝影 (UWFI)追蹤,記錄了中心凹厚度的變化和按分期的萎縮進展 7) 。
認知功能障礙 :已有輕度認知功能障礙和MRI上腦萎縮的報告。
肌酸缺乏 :腦部和肌肉可能發生繼發性肌酸缺乏5) 。神經症狀僅限於不到10%的患者5) 。
懸韌帶脆弱 :支撐水晶體 的懸韌帶變得脆弱,可能導致假性水晶體 震顫1) 。
已有被誤診為視網膜色素變性 (RP )的病例報告1) ,血漿鳥氨酸測定對於確診至關重要(參見診斷與檢查方法 )。
Q
疾病進展有多快?
A
視網膜電圖 振幅據說以約16年的半衰期下降。Jena等人透過5年的UWFI追蹤記錄了萎縮的進展7) ,雖然存在個體差異,但總體進展緩慢。早期飲食介入可能延緩進展。
該病由OAT基因(10q26.13)的兩個等位基因均發生致病性變異引起。OAT是一種PLP(吡哆醛磷酸,維生素B6的活性形式)依賴性酶,因此某些變異可透過補充維生素B6恢復OAT活性。
以下為主要報告的變異示例。
c.425-1G>A (剪接位點變異):在對維生素B6有反應的病例中發現3)
c.1186C>T / c.748C>T :雜合攜帶者表現出輕度表型的病例4)
c.251C>T / c.648+2T>G :合併中心凹劈裂的兒童病例6)
c.991C>T :新生兒期表現為高氨血症的病例8)
在異合子攜帶者中,OAT mRNA降至正常值的約46%,可能表現出輕度表現型4) 。有指出無義介導的mRNA降解(NMD)可能是GACR發病機制的因素之一4) 。
血漿鳥胺酸值是診斷和治療效果監測的指標。
狀態 鳥胺酸值 正常 25~115 μM 典型GA 400~1500 μM 新生兒期 低值→高值
GA患者的實測值有報導為1463.2 μM3) 、1180 μM6) 、1063 nmol/mL1) 等。
重要的是,OAT的生理功能因年齡而異。
新生兒期 :在腸道中,OAT朝鳥胺酸合成方向作用。缺乏會導致低鳥胺酸血症和高氨血症8) 。
嬰兒期後 :OAT功能轉向鳥氨酸分解方向。缺乏會導致鳥氨酸蓄積,引起GA特有的高鳥氨酸血症。
GA診斷的核心是確認血漿鳥氨酸顯著升高(正常值的10~20倍)。對於有夜盲、高度近視 和特徵性周邊萎縮斑的患者,必須進行胺基酸分析。
血漿胺基酸分析 :血漿鳥氨酸顯著升高是診斷的基礎。特徵性表現為正常值的10~20倍(400~1500μM以上)。
眼底檢查 :確認從周邊向後極進展的邊界清晰的萎縮斑。
超廣角眼底攝影 (UWFI) :有助於顯示周邊病變的全貌,對監測進展有用7) 。
光學同調斷層掃描 (OCT ) :用於檢測黃斑 劈裂和監測中心凹厚度6) 。
視網膜電圖 (ERG ) :全視野視網膜電圖 定量評估桿狀和錐狀細胞功能下降。
基因分析(WES/WGS) :鑑定OAT基因的致病性變異,從而確診3, 4) 。
血漿鳥胺酸測定是鑑別GA與這些疾病最重要的檢查。已有誤診為RP 的報告1) ,對於出現周邊萎縮斑的患者,務必檢查鳥胺酸值。
Q
如何與視網膜色素變性區分?
A
血漿鳥胺酸測定是關鍵。GA表現為顯著的高鳥胺酸血症(正常值的10~20倍),而RP 的鳥胺酸值正常1) 。眼底所見方面,骨小體樣色素沉著是RP 的特徵,而GA則以邊界清晰的萎縮斑為主。
GA的治療目標是降低血漿鳥胺酸水平,從而延緩視網膜 變性的進展。
飲食療法
低蛋白、限制精胺酸飲食 :限制鳥胺酸的前驅物——精胺酸的攝取,以降低血漿鳥胺酸水平。
遵從性 :長期持續往往困難6, 7) 。需要營養師的持續支持。
維生素B6
劑量 :在B6反應性病例中,高劑量維生素B6(例如500毫克/天)已被報導可降低鳥胺酸並改善卵黃樣劈裂6) 。
反應率 :範圍為5%至30%5) 。由突變類型決定。
肌酸補充
目的 :OAT缺乏抑制AGAT ,導致大腦和肌肉繼發性肌酸缺乏5) 。
效果 :肌酸補充旨在糾正全身併發症。
限制精胺酸飲食(低蛋白飲食) :限制鳥胺酸前體精胺酸。長期堅持有望降低血漿鳥胺酸並延緩視網膜 變性進展。維持遵從性是最大挑戰6, 7) 。
L-賴胺酸10-15克/天 :給予與精胺酸競爭轉運體的L-賴胺酸,據報導可降低鳥胺酸21-31%5) 。
維生素B6(吡哆醇)是OAT輔酶PLP的前體。在B6反應性突變的患者中,給予維生素B6可恢復OAT活性。
一名攜帶剪接位點突變c.425-1G>A的患者接受低蛋白飲食和維生素B6治療3個月,血漿鳥胺酸降低44%3) 。
一名攜帶c.251C>T/c.648+2T>G突變的6歲女童接受飲食療法和維生素B6治療9個月,鳥胺酸水平從257.92 μM降至132.71 μM。此外,OCT 顯示中心凹厚度從645 μm改善至554 μm6) 。
並非所有患者都對維生素B6有反應。反應率範圍為5%至30%5) 。首先給予高劑量維生素B6數週,通過血漿鳥胺酸水平的變化判斷反應性。
白內障 手術 :當後囊下白內障 進展時,手術為適應症。通常在20歲後期進行。手術時需特別注意睫狀小帶 的脆弱性1, 5) 。
碳酸酐酶抑制劑 :對於合併囊樣黃斑水腫 的病例,有時使用乙醯唑胺 250mg每日三次1) 。
治療注意事項
維生素B6的反應性因突變類型而異。對於未確認反應性的患者,應避免長期持續使用高劑量B6。
限制精胺酸飲食應在專家管理下進行,因為維持營養平衡很困難,尤其是在生長的兒童。
白內障 手術時,應牢記睫狀小帶 的脆弱性,並做好術中併發症的應對準備1) 。
Q
維生素B6對所有人都有效嗎?
A
反應率估計為5-30%,並非對所有患者都有效5) 。B6反應性取決於OAT突變的類型,例如剪接位點突變c.425-1G>A已顯示出反應性3) 。診斷後進行數週的給藥試驗,通過血漿鳥氨酸的下降來判斷反應性。
OAT是一種PLP依賴性酶,將鳥氨酸轉化為麩胺酸半醛。OAT缺乏導致血漿鳥氨酸顯著累積,但關於為什麼視網膜 和脈絡膜 特別受損,提出了多種假說5) 。
以下假說被提出來解釋視網膜 特異性損傷的原因5) 。
鳥氨酸直接毒性 :高濃度鳥氨酸對視網膜色素上皮 細胞有直接毒性。視網膜色素上皮 細胞通過陽離子胺基酸轉運體CAT-1攝取鳥氨酸。
脯胺酸缺乏 :OAT缺乏導致鳥胺酸轉化為脯胺酸受阻。RPE 與感光細胞 之間的脯胺酸代謝循環受到抑制。
多胺異常 :鳥胺酸累積改變多胺合成,影響細胞增殖與存活。
麩胱甘肽缺乏引起的氧化壓力 :OAT缺乏影響麩胱甘肽合成途徑,增加氧化壓力。
肌酸缺乏 :鳥胺酸累積抑制AGAT (精胺酸:甘胺酸脒基轉移酶),降低肌酸合成5) 。
存在高鳥胺酸血症但無眼部症狀的HHH症候群(高鳥胺酸血症、高氨血症、高瓜胺酸尿症)提示,僅鳥胺酸毒性無法解釋視網膜 損傷2) 。
OAT基因剔除小鼠在新生兒期出現致死性低鳥胺酸血症與高氨血症8) 。在人類,新生兒期OAT在腸道中發揮合成鳥胺酸的功能,因此OAT缺乏反而導致低鳥胺酸血症與高氨血症8) 。嬰兒期後,OAT功能轉向分解方向,從而過渡到鳥胺酸累積導致的GA典型病理狀態。
組織學上,RPE 是最先受損的部位,隨後損傷波及感光細胞 與脈絡膜微血管層 。從周邊部向後極部進展的模式被認為反映了RPE 與感光細胞 之間的代謝相互依賴關係。
目前,基因治療 作為最有前景的未來治療方法備受關注。
Bergen等人認為,使用AAV載體進行眼部局部基因治療 對GACR有前景。RPE 65基因治療 (Luxturna®)的臨床成功作為參考案例,並指出類似的方法可應用於GACR2) 。
眼部局部AAV基因治療 :正在研究向RPE 局部導入OAT基因2, 5) 。
肝臟靶向AAV基因治療 :通過恢復肝臟中的OAT表達來降低全身鳥氨酸水平。在小鼠模型中已確認效果2) 。
RPE 細胞替代療法 :正在研究使用iPSC來源的RPE 細胞進行替代療法2) 。
光遺傳學 :對於晚期病例,正在考慮使用光敏蛋白利用殘留視功能5) 。
預計臨床應用需要10年以上2) 。
Q
基因治療何時可以接受?
A
目前仍處於研究階段,尚未在一般臨床中提供。Bergen等人基於小鼠模型的成果討論了其前景,但預計應用於人類臨床需要10年以上2) 。建議在繼續當前標準治療(飲食療法、維生素B6、白內障 手術)的同時,等待研究的進展。
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