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遗传代谢性疾病（inherited metabolic diseases, IMD）是指由于基因突变引起酶缺陷、细胞膜功能异常或受体缺陷，从而导致机体生化代谢紊乱，造成中间或旁路代谢产物蓄积或终末代谢产物缺乏而引起一系列临床症状的一组疾病，多属常染色体隐性遗传，单一病种发病率较低，但因种类较多，所以总体发病率较高，据报道 IMD 群体患病率已经达到1/100 或以上。 IMD的许多种类都是在人生第一阶段即新生儿期内起病，其急性期的发病多表现为急性代谢性脑病，临床表现主要取决于代谢成分的蓄积和因此而引起的神经系统中毒症状。新生儿期急性发病的IMD若没有获得产前的诊断,常常因难以得到及时准确的诊断和早期救治而死亡，或遗留严重的神经系统后遗症。 目前随着影像学技术的不断提高，核磁共振成像（MRI）特别是磁共振频谱（MRS）已成为诊断遗传代谢脑病的重要方法。由于不同的代谢紊乱、神经损伤（病理改变）的易损性不同，特征性的MRI或MRS表现有望成为快速诊断遗传代谢脑病的首选方法。与其他神经影像学检查方法，如计算机断层摄影（CT）、发射型计算机断层显像（ECT）、正电子发射计算机断层显像（PET）等相比，其具有清晰的软组织对比、多参数成像以及避免脑干和小脑伪影干扰等诸多优势，弥散加权成像技术（DWI）可以明确损伤急性期的性质。 核磁共振波谱（MRS）是惟一一种活体检测细胞水平代谢变化的无创性、功能性成像检查法，可提供活体脑内代谢物的化学信息，为遗传代谢脑病的诊断及其预后评估提供帮助。 在这里主要阐述几种常见的新生儿期发生的IMD脑病的影像学特征： 1.枫糖尿症（maple syrup urine disease，MSUD），为常染色体隐性遗传病，总体发病率约为1/18.5万左右，但在某些近亲通婚率高的地区或国家中，如美国的Mennonite族，发病率可高达1/176。 发病机制是由支链必需氨基酸代谢异常所致，由于支链酮酸脱氢酶缺陷致使亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，特别是支链α-酮酸在体内堆积，从而造成严重的代谢性酸中毒，神经变性，以及枫糖尿症典型的焦糖气味。 该病一般有5种类型, 分别为：经典型；中间型；间隙型；硫胺（维生素B1）有效型；二氢硫辛酰胺酰基脱氢酶（E3）缺乏型。其中最后一种极为少见，而经典型 MSUD最为常见，常发生于新生儿第 1 周末，以拒乳，呼吸异常等为首发症状，有时伴有特殊焦糖气味，随着病情加重，可出现痉挛性瘫痪、惊厥，甚至昏迷。有研究表明，其神经系统后遗症的严重程度取决于新生儿期急性中毒期的持续时间。 在影像学检查上，CT及MR成像均显示为弥漫性的脑白质水肿，尤其是小脑深部白质区、脑干背侧、大脑脚、内囊后肢、半卵圆中心后部区，主要是由于MSUD的代谢异常易累及髓鞘发育成熟或快速区域，而超声也同样表现为受累部位尤其是脑室旁白质、基底节以及丘脑部位对称性的高回声，个别病例也会表现为急性脑积水，这是由于迅速的颅压升高而造成的失代偿性的脑脊液吸收。 这里主要阐述MR表现： ①上述区域呈长Tl长T2信号。 ②DWI急性期表现为高信号，急性期过后DWI可恢复正常。 ③MRS：在急性期，多表现为NAA下降以及Lac升高，在0.9ppm处可发现一个相对特异性的宽峰，这是由于氧化脱羧作用异常所造成的支链氨基酸和支链α-酮酸上甲基质子聚集所形成。 有研究表明Lac峰以及NAA峰的可逆性改变往往与线粒体功能的代偿能力有关。1993年，Fetal等首先提出了在0.9-1.0ppm处发现一个可逆性的甲基序列峰同时伴有Lac峰升高，进而，Heindel等在TE=136ms，MR未有改变时探测到0.9ppm处的异常甲基峰，并有研究表明较长的TE可以提高探测敏感度，同时对异常氨基酸的探测往往受制于波谱中的噪音水平。 然而，在临床上累及神经基底节部位的脑病也较多，比如线粒体病，甲基丙二酸血症，丙酸血症等，要与这些疾病相鉴别，仅仅依赖影像学上的特异表现是不够的，同时要结合临床表现，相关实验室检查，甚至遗传代谢检查以及酶学基因学上的诊断予以鉴别。
下面为我院2010年收治的2例MSUD患儿的基本资料，2例均完成了血液和尿液的串联质谱分析检查，其中例1完成了头MRI及单体、多体素MRS，例2完成了头MRI、单体素MRS及基因学诊断。 例1：女，日龄13天，因“拒乳、嗜睡2天”入院，出生史无异常，足月剖宫产娩出，入院前一天出现反应差、嗜睡、四肢松软，吸吮差，血糖低，代酸，纠酸后无明显缓解，血糖正常，转入我院。 入院查体：嗜睡，反应差，深大呼吸，心肺腹未及异常，四肢肌张力减低，入院后患儿出现频繁呼吸暂停，予机械通气治疗，后退院。实验室检查存在血氨升高，持续代酸，完善遗传代谢检查及MRI、MRS（生后15天），串联质谱检查结果为枫糖尿症，MRI表现为半卵圆中心，侧脑室旁，基底节区，脑干，小脑在T2WI及DWI上的对称性高信号影（见图1-A），MRS在0.9ppm处可发现一个相对特异性的宽峰，含甲基支链酮酸（BCAA/BCKA）的特征性峰（见图1-B）。
例2：女，生后5天，因“拒乳2天”入院，出生史无异常，足月剖宫产娩出，入院前一天出现反应差、吃奶差收入院。 入院查体：嗜睡，反应差，颈软，心肺腹未及异常，四肢肌张力略减低，入院后完善相关实验室检查，存在代酸、低血糖，串联质谱检查提示为枫糖尿症，头MRI（生后8天）亦表现为侧脑室旁，基底节区，脑干，小脑T2WI及DWI上的高信号影，MRS在0.9ppm处可发现一个相对特异性的宽峰，同时基因检测回报检测到BCKDHA基因的一个杂合突变：2号外显子c.117dupC为致病突变（见图2）。
2例患儿均为新生儿期发病，出现拒乳，嗜睡等症状，有神经系统受累，考虑为经典型，同时MRI及MRS表现亦与上述描述相似，因此早期考虑到枫糖尿症的可能，遗传代谢检查亦支持。 2.非酮症性高甘氨酸血症（nonketotic hyperglycinemia，NKH），为常染色体隐性遗传病，因甘氨酸裂解系统缺陷使甘氨酸堆积，直接导致中枢神经系统受累，常称为甘氨酸脑病。超过80%患儿在新生儿期发病，称为经典型，多数患儿于生后6h至8d出现反应低下、嗜睡、肌张力减低、呕吐、惊厥、呃逆或呼吸暂停等症状，在短期内进行性加重。该型约30%患儿在新生儿期死亡，幸存者也多存在严重脑发育障碍。 此病在急性期的MR上往往无特异性表现，除非存在较严重的临床症状，Press等针对7名NKH患儿进行研究报道，发现MR表现为幕上区的白质髓鞘发育障碍，脑萎缩和胼胝体变薄，而这些也往往都是早期代谢性脑损伤的后遗症期出现，其MRS的特征表现主要是在3.55 ppm处发现异常升高的甘氨酸峰（见图3），同时伴有Gly/Cho，Gly/Cr升高。
Heindel等研究表明，MRS探测到的Gly的浓度以及临床表现与Gly/Cho，Gly/Cr的比值密切相关，因此MRS不仅可以为疾病诊断提供信息，同时也可以作为一种监测工具。（待续） |
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