脑叶酸缺乏综合征的早期诊断、干预和治疗策略

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Cerebral Folate Deficiency Syndrome: Early Diagnosis, Intervention and Treatment Strategies




脑叶酸缺乏综合征的早期诊断、干预和治疗策略


由文森特·拉迈克斯1,*和爱德华·夸罗斯2
1自闭症参考中心， 列日大学， 4000 列日， 比利时
2SUNY Downstate Medical Center， 布鲁克林， NY 11203， 美国
*通信应收件人的作者。
营养素 2022， 14（15）， 3096;https://doi.org/10.3390/nu14153096
收到意见书：2022 年 6 月 20 日 / 修订日期：2022 年 7 月 18 日 / 录用日期： 2022-07-22 / 发布日期：2022 年 7 月 28 日
（本文属于特刊叶酸和其他 B 族维生素在大脑健康和疾病中的应用)
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抽象
脑叶酸缺乏综合征 （CFDS） 被定义为任何神经精神或发育障碍，其特征是在神经系统外存在正常叶酸状态的情况下，脑脊液叶酸水平降低。具体的临床特征似乎在很大程度上取决于是否存在宫内叶酸缺乏症以及发生脑叶酸缺乏症的出生后年龄。CFDS 的主要原因被确定为血清叶酸受体-α （FRα） 自身抗体的存在损害了叶酸通过脉络丛到大脑的运输，而在少数情况下，确定了线粒体疾病、先天性代谢缺陷和 FRα （FOLR1） 基因的功能丧失突变。CFDS 的早期识别和诊断以及及时干预对于改善预后并获得成功结果非常重要。在本文中，我们重点介绍 FRα 自身免疫及其不同的年龄依赖性临床综合征、诊断标准和要考虑的治疗方法，包括该高危人群的预防策略。
关键词：叶酸转运;叶酸受体自身抗体;脑叶酸缺乏症;叶酸代谢的先天性缺陷;产前叶酸缺乏症
1. 引言
叶酸是一种水溶性维生素 B9，代表叶酸的氧化形式，叶酸是一个由超过 25 种结构相关且可相互转化的化合物组成的家族。叶酸的共同骨架是未还原的 2-氨基-4-羟基蝶啶分子的核心结构，该分子通过 C6 位的亚甲基碳连接到对氨基苯甲酰基，该基团连接到单谷氨酸或聚谷氨酸链上。在 5,6,7,8 个碳位置的蝶呤环减少导致叶酸形式减少，叶酸形式参与中间代谢。在 N 之间5-蝶啶基团的位置和 N10-位于对氨基苯甲酰基上，以甲基、亚甲基、甲苯基或甲酰基的形式连接在不同氧化态的一碳基团。具有生理活性的四氢叶酸在蝶呤环的 5,6,7,8 位点减少 [1]（见图 1）。

图 1.叶酸的结构式。它由一个未还原的 2-氨基-4-羟基蝶啶分子组成，该分子通过亚甲基（C6 位）与对氨基苯甲酰基一谷氨酸连接，而 R 以甲基、乙烯基、亚甲基或甲酰的形式代表不同氧化态的一碳基团，连接到 N5 和/或 N-10 位点，如图所示。代谢活性形式的四氢叶酸在蝶呤环的 5,6,7,8 位处减少。
叶酸和叶酸是一组可相互转化的维生素 B9 形式，对生育能力、胚胎/胎儿发育和出生后神经发育至关重要，并在中间代谢和表观遗传印记中发挥多种作用，包括基因表达的调节（见图 2）。应该注意的是，维生素 B2、B6 和 B12 是各种酶相互作用不同叶酸形式的辅助因子，例如叶酸依赖性同型半胱氨酸降解、再甲基化循环、蛋氨酸循环（蛋氨酸和 SAM 产生）、转硫化循环以及嘌呤和胸苷酸合成。因此，需要足够的这些辅助因子（维生素 B2、B6、B12）和正常的酶功能来相互转化不同的叶酸形式，因为每种特定形式的叶酸都参与蛋氨酸、再甲基化和转硫循环以及胸苷和嘌呤的产生，导致叶酸依赖性细胞增殖、同型半胱氨酸分解代谢、多种 SAM 介导的甲基转移反应、神经递质合成和表观遗传机制 [2]。

图 2.FRα 后叶酸代谢途径介导的 5-甲基-四氢叶酸 （5-methyl THF） 通量穿过脉络丛进入 CSF，然后进入大脑。在神经元内部，大多数甲基 THF 将被储存，同时有一部分积极参与新陈代谢。甲基-THF 将其甲基转移到 B12 依赖性蛋氨酸合酶 （MS） 上，将同型半胱氨酸转化为蛋氨酸。在蛋氨酸循环中，蛋氨酸是通用甲基供体 SAM 的前体，用于 100 多种甲基化反应。在再甲基化循环中，四氢叶酸 （THF） 从丝氨酸接收一个单碳基团并转化为 5,10-亚甲基 THF。5,10-亚甲基 THF 的一部分被亚甲基-THF 还原酶 （MTHFR B2） 还原为 5-甲基-THF，而另一部分用于生产胸苷或转化为嘌呤合成所需的 10-甲酰 THF。在图片的左侧，嘌呤代谢物 GTP 作为 GTP-环水解酶 I 酶 （GTPCH） 产生四氢生物蝶呤 （BH4） 的底物，四氢生物蝶呤是产生多巴胺、血清素和 NO 的酶的辅助因子。图右上角显示了转硫途径。它将积累的同型半胱氨酸转化为抗氧化剂谷胱甘肽，以改善氧化应激。缩写： BH4： tetrahydrobiopterin;D2： 多巴胺-2 受体;GTP： 鸟苷三磷酸酯;NO： 一氧化氮;NOS： 一氧化氮合酶;RFC1：减少的叶酸载体-1;ROS： 活性氧;TH： 酪氨酸羟化酶;TPH2： 神经元色氨酸羟化酶;5HT2a： 5-羟色胺 2A 受体;SAM： S-腺苷甲硫氨酸;SAH： S-腺苷同型半胱氨酸。
叶酸吸收主要发生在空肠中，由肠上皮细胞上表达的质子偶联叶酸转运蛋白 （PCFT） 介导，而一小部分通过还原叶酸载体 （RFC1） 吸收。在肠上皮细胞中，叶酸被二氢叶酸还原酶 （DHFR） 还原成四氢叶酸 （THF） 形式，然后进入亚甲基-THF 池，最终转化为 N5-甲基四氢叶酸 （MTHF）。在较高剂量下，一些叶酸或亚叶酸未被转运到循环中，但肝脏和其他组织可能会进一步转化为 MTHF [3]。叶酸可以通过连接 5 至 8 个谷氨酸残基的聚谷氨酸链在细胞内储存。血浆中主要的循环叶酸形式是 MTHF，它代表能够通过脉络丛的还原叶酸形式。将四氢叶酸再循环为 MTHF 需要通过几个酶促步骤添加一个单碳基团，其中碳单元由氨基酸组氨酸、丝氨酸和甘氨酸的单碳交换池提供。
MTHF 是主要的循环叶酸形式，通过 GPI 锚定膜叶酸受体-α （FRα） 和 PCFT 利用内吞囊泡运输过程的联合作用，穿过脉络丛的血脑屏障运输到脊髓液隔室。脉络丛是生理叶酸转运到 CNS 的主要部位。随后，MTHF 可以穿过室管膜屏障进入脑实质，最终掺入神经元和其他细胞中 [4]。
类似的 FRα 介导的运输过程似乎在胎盘屏障处起作用，以使叶酸通过胎儿。FRα介导的内吞作用在生理性叶酸运输中发挥作用的其他部位是雄性和雌性性腺，以及子宫内和出生后最初几个月的甲状腺[5,6,7]。
2. 遗传性叶酸吸收不良和脑叶酸缺乏症 （CFD）
1931 年，Lucy Wills 报道了印度一种不寻常的大细胞性贫血，可以用 Marmite 治疗，Marmite 是一种酵母提取物，表明这是营养缺乏的结果 [8]。后来，酵母提取物提供的活性物质被鉴定为叶酸 [9]。
妊娠期宫内叶酸缺乏与胎儿神经管缺陷和发育缺陷（包括自闭症）的易感性有关[10,11,12,13]。严重的全身性叶酸缺乏与大细胞性贫血和额外的全血细胞减少症、免疫功能障碍和神经系统疾病有关。证明系统性叶酸缺乏症后果的最佳例子是质子偶联叶酸转运蛋白 （PCFT） 的基因缺陷导致的遗传性叶酸吸收不良，位于小肠和脉络丛，导致肠道叶酸吸收受损，以及通过脉络丛向大脑的运输受损 [14]].这种罕见的遗传病具有常染色体隐性遗传伴生长迟缓、口腔溃疡、喂养不良、腹泻、叶酸吸收不良、对感染的易感性增加、叶酸反应性巨幼红细胞性贫血、血小板减少症、中性粒细胞减少症和免疫球蛋白低。中枢神经系统的神经系统表现包括易激惹、头滞后和肌张力减退、智力低下、共济失调、癫痫发作、手足徐动症、运动障碍和周围神经病变。脑部 CT 扫描显示基底神经节钙化。实验室检查结果显示血清和脑脊液 （CSF） 叶酸减少、血浆蛋氨酸水平降低和尿中福酰谷氨酸 （FIGLU） 排泄增加。早期诊断和肌内注射亚叶酸治疗可避免神经系统后遗症[15,16]。
2004 年，我们引入了脑叶酸缺乏症 （CFD） 这一总称，以定义在神经系统外存在正常叶酸、维生素 B12 和同型半胱氨酸的情况下，与脑脊液中低 MTHF 浓度相关的任何神经精神或神经发育障碍 [1]。因此，为了准确诊断 CFD，有必要测量脊髓液中的 MTHF，因为血中叶酸和代谢物状态并不反映 CNS 叶酸缺乏症。
CFD 有五种潜在机制（见表 1）：
表 1.差价合约的五种潜在机制。


我。
减少叶酸通过血脑屏障进入 CSF 和穿过室管膜进入大脑的运输。
第二。
减少叶酸储存和从细胞内叶酰聚谷氨酸库中释放。
第三。
神经系统内减少的叶酸的利用和消耗增加，导致叶酸库耗尽
四。
神经系统内叶酸减少的分解代谢增加
V.
影响神经系统内叶酸代谢的代谢条件
表 2 提供了迄今为止确定或假设的导致全身性叶酸耗竭和 CFD 综合征 （CFDS） 的机制列表。
表 2.全身性叶酸耗竭和与 CNS 中孤立性 5MTHF 丢失相关的 CFD 状况概述。

第一种描述的CFD临床综合征称为婴儿期CFD，就其神经系统特征而言类似于遗传性叶酸吸收不良，但临床表现较轻，没有遗传性叶酸吸收不良所见的血液学、肠道或免疫学异常，因为后者代表全身性叶酸缺乏状态[17,18]。
婴儿 CFDS 患儿在 4-6 个月起病时被发现表现出睡眠问题、不安和激动，并在接下来的两年内发展出完整的临床表型。在出现激动和失眠的第一个症状和体征后，头部生长减慢，精神运动性迟缓伴肌张力减退和共济失调，发生远端锥体体征，并且在三分之一的患者中，出现运动障碍（舞蹈手足徐动症，肌张力障碍，偏半球症）和/或癫痫发作。在未经治疗的患者中，视力丧失从 3 岁开始发展，双侧听力损失从 6 岁开始发展。与遗传性叶酸吸收不良相反，婴儿 CFD 综合征的脑部扫描缺乏基底神经节钙化。一半未经治疗的 CFD 病例的 MRI 脑部扫描显示髓鞘形成延迟，皮质下和脑室周围区域脱髓鞘，大脑和小脑萎缩。实验室检查结果正常，包括血液学、叶酸、B12、同型半胱氨酸、免疫球蛋白、氨基酸和遗传性代谢缺陷的筛查 [1,17,18,19]。
3. 全身性叶酸缺乏症的原因
世界范围内系统性叶酸缺乏症经常发生，这是由于营养不良所致 [20]。营养不良也可能与酗酒中的喂养不良有关，并且发生在许多患有精神疾病和进食障碍的人中[21,22,23,24]。麸质肠病、慢性肠道炎症性疾病（如克罗恩病）和复发性慢性肠道感染和羊痉病可发生吸收不良伴空肠叶酸吸收减少[25,26,27]。
癌症化疗中使用的抗叶酸药物，如甲氨蝶呤 （MTX）、5-氟尿嘧啶 （5FU） 和培美曲塞，会直接干扰叶酸的利用 [28]。其他干扰叶酸代谢和细胞叶酸摄取的药物包括止结核药物异烟肼、磺胺类药物（对氨基苯甲酸类似物，干扰敏感细菌中 THF 合成）、抗惊厥药物，如丙戊酸、苯妥英和卡马西平（毒性药物代谢物和形成的自由基氧，干扰细胞叶酸摄取）和卡比多巴（抑制芳香族氨基酸脱羧酶，从而导致 SAM 和 5MTHF 过量消耗）[29,30,31,32,33]。
先天性叶酸吸收不良是一种罕见的遗传性常染色体隐性遗传病，由PCFT基因突变引起，具有上述特征性临床特征[14,15,16]。
先天性代谢缺陷包括遗传性亚甲基-THF 还原酶 （MTHFR） 缺陷，这是由于 MTHFR 酶活性非常低的罕见突变或由于 MTHFR 酶活性降低约 50-60% 的常见突变，这可能在没有症状的情况下出现，但在某些情况下也会影响叶酸的相互转化，因为血浆中的反应产物 MTHF 会因此减少，并容易降低可用的 MTHF 水平以穿过血脑屏障。与极低的 MTHFR 酶活性相关的先天性代谢错误表现为高同型半胱氨酸血症和高胱氨酸尿症、发育迟缓、眼部疾病、血栓形成和骨质疏松症 [34]。在辅因子核黄素水平较低的情况下，常见的纯合子（C677T）突变或复合杂合子（C677T和A1298C）突变预计会导致MTHFR酶活性更低[35,36]。
二氢叶酸还原酶 （DHFR） 缺乏症是一种罕见的常染色体隐性传播疾病，伴有巨幼红细胞性贫血、红细胞叶酸减少和脑脊液 MTHF 偏低。临床神经系统表现范围广泛，让人想起婴儿 CFD [37,38]。
谷氨酸甲酰基转移酶缺乏症是一种遗传性常染色体隐性遗传病，是由于组氨酸衍生的一碳基团向四氢叶酸 （THF） 的递送缺陷所致，临床表现可变，在某些情况下，表现为巨幼红细胞性贫血、身体发育迟缓和精神不正常。代谢性尿液筛查显示福尔酰氨基谷氨酸尿症 [39]。
最近描述的常染色体隐性遗传病亚甲基四氢叶酸脱氢酶-1 （MTHFD1） 缺乏症表现为巨幼红细胞性贫血、可变高同型半胱氨酸血症、非典型溶血性尿毒症综合征、联合免疫缺陷，在某些情况下还表现为智力低下和癫痫发作。它是由 MTHFD1 基因突变引起的，导致含有 5,10-亚甲基四氢叶酸脱氢酶、5,10-甲烷基四氢叶酸环水解酶和 10-甲酰四氢叶酸合成酶活性的三功能酶缺乏 [40]。
4. 脑叶酸缺乏症 （CFD） 的原因
在婴儿期发病的CFDS患儿中，目前最普遍的原因似乎是存在针对脉络丛膜附着GPI锚定FRα（FRαAb）的血清自身抗体，从而导致MTHF结合受损，并受损通过脉络丛到达脊髓液隔室和大脑[41]。可以区分两种类型的 FRαAb：在 FRα 的叶酸结合位点或附近结合的所谓阻断自身抗体，以及在远离叶酸结合位点的位点与 FRα 结合的所谓结合 FRα 自身抗体。这两种类型的抗体都可以产生补体介导的炎症，然后破坏 FRα-自身抗体复合物 [42]，从而导致叶酸向大脑的整体运输减少。在其他在儿童期、青春期或成年期较晚出现的 CFD 综合征中，许多患者也存在血清 FRα 自身免疫 [2,3,43,44,45,46]。
我们的研究表明，人类 FRα 蛋白抗原与所有动物源性牛奶和奶制品中存在的 FRα 抗原具有约 90% 的氨基酸序列同源性。在遗传易感患者中，出生后摄入牛奶会使肠道免疫系统产生针对牛奶中存在的可溶性 FRα 抗原的抗体，这些抗原可以进入循环并与附着在脉络丛、甲状腺和性腺上的 FRα 抗原发生交叉反应。动物源性无奶饮食可以在三个月内下调这些交叉反应 FRα 自身抗体的产生，而再次暴露会再次激发这些抗体的产生 [47]。
此外，FRα 自身抗体的滴度与 CSF MTHF 水平之间存在负相关。在 CFD 患者中的另一项观察结果是，FRα 自身抗体滴度可能在 5-7 周内周期波动，其中一次 FRα 抗体显示阴性或低滴度，随后在几周后显示高 FRαAb 滴度 [47]。
CFD综合征的另一组原因是线粒体脑病基础上与核或线粒体编码的DNA突变相关的线粒体缺陷、Kearns-Sayre综合征（线粒体DNA的大缺陷[48,49]）和Alper病（由POLG基因编码的DNA聚合酶-γ酶的DNA复制失败导致线粒体DNA耗竭;[50]）。由于这些线粒体疾病会干扰氧化磷酸化和 ATP 的产生，因此脉络丛中 ATP 依赖性活性叶酸转运和需要 ATP 的叶酰聚谷氨酸合成酶在细胞内储存叶酸将减少 [51]。
许多 CSF MTHF 水平非常低的病例是由于编码常染色体隐性 FOLR1 突变的 FRα 蛋白导致 FRα 功能丧失。临床特征让人想起FRα自身抗体介导的婴儿期CFD综合征，但症状和体征更明显[52]。对 48 名散发性 CFD 患者作为验证队列进行评估，确定了 capicua 转录抑制基因 （CIC） 的四种罕见的从头变异，它们是推定的有害突变。功能分析表明，CIC 与叶酸转运基因启动子区的八聚体序列结合：FOLR1、PCFT 和 RFC1。CIC 功能丧失变异可通过下调 FOLR1 表达来促进 CFD 的遗传病因 [53]。
有几种先天性错误会影响 CNS 中的叶酸代谢和 MTHF 稳态。CNS 中的一碳池缺陷是常染色体隐性遗传性 3-磷酸甘油酸脱氢酶缺乏症，这是一种导致低丝氨酸池的丝氨酸合成障碍。由于丝氨酸与组氨酸和甘氨酸一起作为叶酸的一碳供体参与，它将通过 B6 依赖性丝氨酸羟甲基转移酶影响 CNS 中四氢叶酸的一碳单位附着 [54]。
另一种罕见的常染色体隐性遗传性遗传错误是甲苯基 THF 合成酶缺乏症，导致 5-甲酰基 THF 转化为 5-10-甲酰基 THF 缺陷，导致细胞内 5-甲酰基 THF 水平升高，MTHF 脊髓液水平降低在正常低范围内。亚叶酸（5-甲酰基-THF）治疗会加重这种CFD综合征的临床和生化特征[55]。
在常染色体隐性遗传性二氢蝶呤还原酶 （DHPR） 缺乏症中，底物二氢生物蝶呤积累，因为它不能被还原为四氢生物蝶呤，四氢生物蝶呤是芳香族氨基酸羟化酶、NO-合酶和苯丙氨酸羟化酶的活性辅因子，导致 CNS 单胺、一氧化氮 （NO） 产生不足，同时血浆苯丙氨酸（苯丙酮尿症）升高[56].在大脑中，二氢叶酸还原为 THF 完全由 DHPR 介导，因为二氢叶酸还原酶 （DHFR） 酶在人脑中极低 [57]。这就解释了为什么在 DHPR 缺乏症患者中，大脑中 THF 和 MTHF 池随之而来的减少会导致 CFD 并进行治疗，需要减少叶酸类似物。
常染色体隐性遗传芳香族 L-氨基酸脱羧酶缺乏症导致 L-多巴和 5-羟色氨酸分别脱羧为多巴胺和血清素。CNS 中积累的 L-多巴将使用儿茶酚胺甲基转移酶 （COMT） 转化为 3-O-甲基-多巴，该酶使用普遍激活的甲基供体 S-腺苷甲硫氨酸 （SAM）。因此，L-dopa 的这种分解代谢途径利用了大量的 SAM，这取决于足够的 MTHF 储备 [33]。因此，MTHF 及其活化的甲基供体 SAM 过量消耗（见蛋氨酸循环途径）。芳香族氨基酸脱羧酶是一种 B6 依赖性酶，可被卡比多巴或苄丝肼抑制，用作治疗帕金森病的外周脱羧酶抑制剂。因此，帕金森病的 L-多巴/卡比多巴联合治疗很可能会导致 SAM 和 MTHF 的过量消耗，并伴有继发性全身性叶酸缺乏和 CFD。在这些情况下，可能推荐补充MTHF [32,58]。
CFD 与 X 连锁 MECP2 突变引起的 Rett 综合征有关，可通过非功能性 FR 假基因的表达来解释，这些假基因被怀疑是 FRα 蛋白的竞争性非功能性抑制剂 [59]。CFD也与Aicardi-Goutières综合征的一种变异型有关，但该变异型CFD的机制尚不清楚[60]。
活性氧 （ROS） 浓度升高易导致血浆 MTHF 池的分解代谢增加，并通过 ROS 介导的化学反应影响 FRα 和 RFC1 蛋白的功能完整性，下调细胞内叶酸摄取和跨细胞叶酸转运机制 [31]。此外，ROS 在不同水平上进行干扰，导致服务于中间叶酸代谢的各种酶（蛋氨酸合酶）和神经元色氨酸羟化酶功能障碍，并导致 DNA 氧化 [61,62,63,64,65]。
5. FRα 自身抗体相关不同 CFD 综合征的临床分类
第一种描述的 CFD 综合征，现在称为婴儿 CFDS，在生命的前三年发展成全面的情况，从 4-6 个月大开始，出现激动、睡眠问题和不安的早期症状，这不能用儿童早期出现的其他情况来解释（例如胃食管反流， 牛奶过敏、乳糖不耐症）。其次是神经发育迟缓、头部生长减慢、肌张力减退和共济失调、下肢锥体体征，如果不及时治疗，可能会上升为四痉挛状态，在三分之一的病例中，会出现癫痫发作和运动障碍。进行性视力丧失可发生在3岁以后，听力损失可发生在6岁以后[1,3,17,18]。少数婴儿期发病的CFD综合征患儿发展为孤独症[19,45]。在一半未经治疗的 CFD 病例中，MRI 脑部扫描显示髓鞘形成延迟，皮质下和脑室周围区域脱髓鞘，大脑和小脑萎缩 [1]。实验室检查结果正常，包括血液学、叶酸、B12、同型半胱氨酸、免疫球蛋白、氨基酸和筛查先天性代谢缺陷。然而，脊椎穿刺会发现CSF叶酸水平较低，并且大多数血清FRα自身抗体检测呈阳性[41]。在这些情况下，怀疑婴儿 CFD 很重要，因为早期诊断和亚叶酸治疗对于防止进一步进展或神经功能恶化至关重要。在两岁之前接受治疗的儿童可以康复，有时可以完全康复。
与婴儿发病的 CFDS 相比，表现为低智商自闭症和婴儿发病 CFDS 典型神经系统特征的儿童的脑脊液 MTHF 水平和血清 FRα 自身抗体滴度同样低 [45]。除了明显的自闭症外，我们没有发现两组婴儿 CFDS 之间有任何其他差异。进一步的调查显示，婴儿发病 CFDS 患儿的父母没有 FRα 自身抗体，而 FRα 自身抗体存在于低智商自闭症和 CFDS 特征患儿的母亲、父亲或父母双方中 [41,43]。由于精子和卵母细胞都依赖于 FRα 介导的叶酸运输，因此自闭症体征和症状可能与父母一方或双方 FRα 自身免疫的后果有关。叶酸缺乏会对雄性精子或卵母细胞内的 DNA 产生影响，从而决定扰乱叶酸依赖性代谢、基因沉默/表达的表观遗传编程和神经发育的异常途径 [66]。此外，母亲体内 FRα 自身抗体的存在会进一步损害正常的胚胎和胎儿发育，并易患神经管缺陷 （NTD） 和婴儿自闭症 [67]。其他研究证实，妊娠早期膳食叶酸缺乏与后代 NTD 和自闭症相关 [10,11,12,13]。
随后对一组没有神经功能缺损的婴儿自闭症儿童进行了研究，结果显示 CSF MTHF 水平不如婴儿 CFD 或有神经功能缺损的低智商自闭症低，但仍较低或处于正常参考范围内，与健康对照中的正常 CSF 叶酸参考范围相比存在统计学差异（图 3).他们的 FRα 自身抗体滴度与患有婴儿 CFD 或伴有神经系统异常的低智商自闭症儿童的滴度相同。与年龄匹配的健康对照儿童及其父母几乎完全没有 FRα 自身免疫相比，婴儿自闭症儿童的父母在很大一部分家庭中具有 FRα 自身免疫 [2,43]。因此，在婴儿自闭症儿童中，FRα 自身免疫可以在孩子出生后获得，并且可以不存在或存在于父母一方或双方。对于每个家庭，每个三胞胎（孩子、父亲、母亲）存在或不存在 FRα 自身免疫的 8 种不同情况 [43]。

图 3.婴儿 CFD、自闭症伴神经功能缺损 （自闭症 + ND）、婴儿自闭症和健康对照中 CSF 甲基叶酸水平和 FRα 自身抗体的比较。
1-2岁儿童出生后FRα抗体的出现导致与学习缺陷相关的痉挛性共济失调CFD综合征[68]。
在 2 至 5 岁之间，在患有注意力缺陷多动障碍 （ADHD）、学习缺陷，有时还伴有行为异常的儿童中观察到 FRα 自身免疫。神经系统检查显示步态共济失调的离散体征和 Romberg 试验阳性（个人观察）。
在青春期或成年期，FRα 自身免疫易导致严重的精神病发作和难治性精神分裂症，其特征是在 5-7 周的周期内出现明显的 FRα 抗体滴度波动，这是 FRα 抗体滴度正常或降低的基础脊椎穿刺时 FRα 抗体滴度的函数。首例报道的儿童患有紧张性精神分裂症 [69]。我们的研究报告了 20 例难治性精神分裂症患者中 FRα 自身抗体阳性率高达 85% [46]。
其他与 FRα 自身免疫相关的精神疾病易患 CFD，表现为严重的难治性重度抑郁症，其中 9 名研究患者中有 16 名 （56%） 发现了 FRα 自身抗体。在这些病例中，亚叶酸治疗显示出一定的疗效 [2]。
对于对常规治疗无反应的与精神障碍相关的严重肌张力障碍或帕金森综合征患者，由于已观察到散发病例，因此在病情检查和鉴别诊断中应高度怀疑FRα自身免疫引起的CFD[70]。
有一份报告称，一名成年女性患有痴呆和肌阵挛，其中发现了CFD综合征[71]。文献中没有研究或报道关于不同形式痴呆状况的其他报告。
总之，FRα 自身免疫引起的与 CFD 相关的特定神经或精神疾病的发生取决于这些 FRα 自身抗体产生的发病年龄以及父母 FRα 自身免疫的存在与否，特别是在有自闭症谱系障碍儿童的家庭中（图 4）。

图 4.CFDS 的年龄依赖性分类。
6. 诊断性检查
根据患者的年龄、病史和体格检查，可以确定临床诊断或病情分类。在这个初始阶段，进一步的神经学、精神病学和心理测试通常有助于得出明确的诊断。如果怀疑上述CFD综合征之一，或者有难治性肌张力障碍、精神分裂症或重性抑郁病史，且常规治疗后无改善，则应增加进一步的特异性检查，如脑成像、脑电图和神经生理学检查[2,3]。
如果怀疑 CFD 综合征，诊断第一步是测定全血细胞计数、血清和红细胞叶酸、维生素 B12、同型半年半氨酸、乳酸和其他特异性测试，以及全面的代谢筛查，然后进行脊椎穿刺以测量 MTHF、单胺（多巴胺、血清素）的中间代谢物和终末代谢物、蝶呤代谢物、新蝶呤和生物蝶呤，以及在某些情况下，乳酸和氨基酸。在确诊患有 CFD 综合征的患者中，应进行一次或多次阻断和结合型 FRα 自身抗体的血清检测，因为 FRα 抗体可能会随着时间的推移而波动。初始样本可能为阴性，但随后检测为阳性[46]。应注意避免在 FRα 自身抗体检测前 3 天服用含有叶酸的维生素补充剂。如果 FRα 抗体检测呈阴性，则应进一步检查排除线粒体缺陷、FOLR1 基因突变、MTHFR 基因突变，并在特定情况下检测是否存在氧化应激生物标志物和最常见的抗氧化清除维生素以及抗氧化酶过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的辅助因子铁、铜、锌、硒和锰。
在这种情况下，应该强调的是，例如在婴儿 CFD 或自闭症中，并不总是需要脊椎穿刺，应首先检测血清以确定是否存在 FRα 自身抗体，FRα 自身抗体在这些疾病中普遍存在，并且已被证明与 CSF MTHF 水平呈负相关 [47]。
医生可以根据最可能的疑似诊断相应地调整确定全身性叶酸缺乏症或 CFDS 原因所需的完整检查清单，因为可以根据患者的个体病史和体格检查排除多种情况（图 5）。

图 5.婴儿 CFD 和自闭症综合征的诊断 alghorhytm。
7. 治疗
在诊断出由 FRα 自身免疫引起的 CFD 综合征后，应立即开始使用高药理剂量的 dl-亚叶酸（日剂量为 0.5-1 mg/kg 体重 dl-5-甲酰四氢叶酸，可增加至 2 mg/kg/天，最大日剂量为 50 mg）、左旋亚叶酸（日剂量为 0.25-0.50 mg/kg 体重）， 或等效剂量的左旋-5-甲基-四氢叶酸：后者尚未在欧洲获批用于医疗用途[1,18]。应注意在第一个月缓慢开始亚叶酸治疗，使用最终所需剂量的一半，因为大脑中叶酸的增加太突然会导致四氢生物蝶呤以及神经递质多巴胺和血清素的产生增加，从而导致多巴胺和血清素突触的过度刺激。大约需要 6 周的时间，才能在增强的神经递质产生和先前下调的多巴胺和血清素受体之间建立新的平衡。明显的激越和攻击性的临床症状发生在亚叶酸剂量过突然增加时。如果在引入亚叶酸治疗后仍然出现明显的激越或攻击性，则可以暂时使用低剂量的抗精神病药利培酮 2 至 3 个月。
另一种可与亚叶酸治疗联合治疗的治疗选择是引入严格的无动物奶饮食，使用植物奶和产品，以避免暴露于动物源性奶制品中的可溶性FR[47]。在等待血清 FRα 抗体检测结果的同时，一旦完成诊断性检查（腰椎穿刺、血液检查和血清 FRα 抗体检测），就可以采取饮食措施。在无动物奶饮食后，FRα 抗体将在 3-6 个月后显着下降。然而，引入饮食措施并不总是可能的，因为特别是患有自闭症谱系障碍的儿童不会接受或容忍如此严格的饮食。
FRα 自身免疫引起的婴儿 CFD 综合征有时可表现为严重的运动障碍、频繁发生的癫痫发作，或者在极少数情况下表现为顽固性癫痫状态。在这种紧急情况下，皮质类固醇治疗可用于在亚叶酸和无牛奶饮食的治疗效果出现之前下调 FRα 自身免疫。已经尝试了静脉注射 γ-球蛋白治疗，但缺乏足够的证据来确定其短期和长期有益效果。
对接受亚叶酸治疗的婴儿 CFD 综合征患儿的随访表明，早期治疗可产生更好的结局。在 2 岁之前开始诊断和治疗甚至可以治愈体征和症状并导致完全康复 [45]。因此，诊断应依赖于临床医生的高度怀疑，以便尽早识别和治疗婴儿发病的 CFD 综合征。
同样，也应及早识别与 FRα 自身免疫相关的婴儿发病自闭症儿童，尽早开始亚叶酸治疗和饮食，以改善最终预后。然而，自闭症儿童和父母中的任何一方同时存在 FRα 抗体会阻碍亚叶酸治疗后神经系统恢复和核心自闭症体征和症状的消退。最后，尽管接受了亚叶酸和饮食治疗，但父母双方都存在 FRα 抗体，对不良结局和预后有负面影响 [43]。因此，如果亚叶酸治疗后4个月后患儿没有明显恢复，应考虑对父母双方进行血清FRα抗体检测，以阐明治疗效果不佳[43]。如果治疗没有导致任何改善，应考虑进一步的代谢和基因检测，因为在自闭症谱系障碍中已经确定了 1000 多种不同的遗传原因 [72]（另见 SFARI 基因数据库）。如果在存在器官畸形、父母血缘关系或其他受影响的一级亲属的情况下发现畸形特征，则应在初始诊断过程的早期考虑对先天性代谢缺陷和自闭症谱系障碍的遗传原因进行额外检查。使用新的遗传技术（芯片CGH和WES分析）可能有助于诊断这组遗传性疾病[72]。
由于 FOLR1 突变功能丧失，CFD 综合征导致 CSF MTHF 值非常低，低于 10 nmol/L;因此，需要更高的日剂量，最高可达 5-7 mg/kg 来恢复脑叶酸并减少临床表现 [73]。在 PCFT 基因突变引起的遗传性叶酸吸收不良中，需要类似的高剂量亚叶酸肌内注射来纠正低血浆和 CSF 叶酸 [16]。
与线粒体缺陷相关的CFD综合征，如Alpers病或Kearns-Sayre综合征，在一定程度上对亚叶酸有反应，但结局不同，或者至少病情稳定下来[48,49,50,51]。添加抗氧化剂可以进一步帮助对抗氧化应激，但仍然缺乏显着改善的证据 [51]。
在许多患有自闭症的儿童中，可以发现选择性喂养障碍、营养不良以及缺乏维生素和微量元素，因此应将对这些参数的系统筛查纳入诊断检查。已经认识到许多婴儿自闭症病例，孩子和父母中缺乏 FRα 自身抗体，其中维生素 B 缺乏12，存在多种维生素、金属和微量元素[62]。由于维生素 C、E 和 γ-生育酚、辅酶 Q10 以及铁、铜、锌、锰和硒充当自由基清除剂或抗氧化酶的辅助因子，活性氧会增加并干扰中间叶酸代谢和 FRα 和 RFC1 提供的叶酸转运机制。因此，在成功治疗和管理 CFD 综合征的情况下，必须提供这些缺陷参数 [62,74]。
维生素 D 缺乏症很常见，并且会降低 RFC1 基因表达，这为高血浆叶酸浓度提供了替代途径，使减少的叶酸能够通过血脑屏障。因此，纠正维生素 D 缺乏症并结合亚叶酸治疗 CFD 综合征至关重要 [75]。
在纯合 C677T 突变或复合杂合 C677T 和 A1298C 突变会降低 MTHFR 酶活性并增加同型半胱氨酸水平的情况下，需要高剂量的维生素核黄素补充剂来增加 MTHFR 酶活性。亚叶酸（5-甲酰基-THF）经过两个酶促步骤形成 5,10-亚甲基-THF 后，核黄素依赖性酶 MTHFR 会将 5,10-亚甲基-THF 还原为 5-甲基-THF。在这些 MTHFR 酶活性降低 50% 至 60% 的常见突变出现时，血浆叶酸库含有降低的 MTHF 浓度并损害叶酸进入大脑，因为 MTHF 是唯一穿过血脑屏障的还原叶酸形式。在这些情况下，应用等效的左旋甲基THF剂量代替部分亚叶酸剂量[76,77,78,79]。
难治性精神病或精神分裂症综合征患者经常被发现患有波动的 FRα 自身抗体滴度，其中高滴度的阶段导致 CFD，四氢生物蝶呤的产生下调，从而导致血清素、多巴胺和 NO 的产生减少，而 FRα 抗体滴度的降低与四氢生物蝶呤产生的增加和生物单胺刺激的增加有关。怀疑与临床病程有关，这可以解释出现阴性或阳性症状的时期[2,46]。
在重性抑郁患者中，可以检测到 FRα 自身免疫，随后应大剂量给予亚叶酸 [2]。
8. 透视
婴儿发病 CFDS 临床管理的一个重要方面是伴有神经功能缺损的自闭症或婴儿自闭症，需要高度的意识指数，尤其是在幼儿中，以便尽早诊断这些疾病，因为在这些疾病中患病率高的 FRα 自身免疫的早期亚叶酸治疗将大大改善结局 [74]。
此外，如果父母一方或双方对这些 FRα 自身抗体呈阳性，则预后会变得较差。大多数携带抗体的父母仍无症状[44]。对于受影响家庭的未来妊娠，携带这些自身抗体的父母应接受低剂量至每日 3.75 mg 左旋亚叶酸的亚叶酸，应在受孕前三个月开始，对于 FRα 自身免疫阳性的母亲，应在整个怀孕期间开始。来自三个家庭的初步结果显示，第一个孩子患有婴儿自闭症，父母的 FRα 自身抗体检测呈阳性，父母的亚叶酸治疗导致五个完全健康的兄弟姐妹的后代（图 6）。在计划第二次怀孕之前，遗传咨询应始终排除遗传决定的自闭症原因的可能性。

图 6.（A）. 对第一个自闭症儿童和父母进行遗传咨询 FRαAb 检测，以防止自闭症在以后的后代中再次发生。儿童和父母 FRα 自身抗体阳性的各种情况。
对于患有 CFD 综合征和罕见先天性代谢缺陷的儿童，应考虑影响 FOLR1、CIC 和常见 MTHFR 突变功能的遗传原因，以及线粒体缺陷和丰富的活性氧。为此，应考虑拟议的诊断算法，包括脊髓液分析。早期诊断和治疗是获得更有利结果的关键。应考虑筛查母体血和脐带血 FRαAb，随后在 6 、 12 和 24 个月时监测儿童的 FRαAb。如果在受孕前对潜在父母进行 FRαAb 和相关基因的筛查并用亚叶酸治疗，则预防后代 CFDS 和 ASD 是一种明显的可能性。这些建议需要进行适当的临床试验，以证明早期干预的成功。
我们已经开始在患者及其父母中使用全外显子序列筛查来分析婴儿 CFD 患儿。这些神经发育障碍和 FRα 自身免疫的可能遗传因素的结果正在等待中。
作者贡献
概念化、形式分析、调查、数据管理、V.T.R.;写作 — 原始草稿准备、写作 — 审阅和编辑、V.T.R. 和 E.V.Q.;所有作者均已阅读并同意手稿的已发表版本。
资金
这项研究没有得到外部资助。
机构审查委员会声明
不適用。
知情同意书
本研究报告的所有受试者均获得知情同意。
数据可用性声明
不適用。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
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