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Ⅰ型高脯氨酸血症（hyperprolinemia type I, HP1）是一种由PRODH双等位基因变异引起的罕见常染色体隐性遗传病，PRODH编码黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide, FAD）依赖性酶脯氨酸脱氢酶（p
Ⅰ型高脯氨酸血症（hyperprolinemia type I, HP1）是一种由PRODH双等位基因变异引起的罕见常染色体隐性遗传病，PRODH编码黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide, FAD）依赖性酶脯氨酸脱氢酶（proline dehydrogenase, POX）。尽管持续性高脯氨酸血症已被证实与神经发育及神经精神表型相关，但目前尚无公认的有效治疗手段。研究人员报道了一例携带PRODH c.1397C>T p.(Thr466Met)纯合变异的HP1患者，通过临床与细胞层面证据证实该变异对核黄素存在反应性。该患者血浆脯氨酸水平显著升高（530–625 μmol/L；参考范围78–273 μmol/L），在开始包含核黄素的复合维生素治疗后下降（治疗3个月为291 μmol/L，8个月为277 μmol/L），单用核黄素（12 mg/d）后进一步降至251 μmol/L。尿Δ¹-吡咯啉-5-羧酸（Δ¹-pyrroline-5-carboxylate, P5C）在核黄素补充期间呈弱阳性，停药后转为阴性。患者来源成纤维细胞内脯氨酸水平高于对照，经核黄素处理后从40.32 pmol/200 μL PBS降至14.85 pmol/200 μL PBS（对照为21.65 pmol/200 μL PBS）。成纤维细胞中PRODH mRNA在核黄素作用下呈轻度上调趋势。受技术条件限制未能可靠测定直接酶活性，但上述多层次结果支持核黄素可作为部分PRODH错义变异的潜在共因子定向治疗策略，并为开展伴随生化监测的治疗试验提供了依据。
该研究发表于《Molecular Genetics and Metabolism》，针对Ⅰ型高脯氨酸血症（HP1）缺乏有效治疗的现状展开。HP1由22q11.21的PRODH基因缺陷引起，PRODH编码线粒体酶脯氨酸脱氢酶（POX），催化脯氨酸转化为Δ¹-吡咯啉-5-羧酸（P5C），此反应依赖FAD作为共因子。HP1患者血浆脯氨酸持续升高，临床表现异质性显著，部分个体可伴癫痫、智力障碍、孤独症谱系障碍或精神分裂症等神经精神症状，但致病机制未完全阐明，且无标准化治疗方案，既往尝试的脯氨酸饮食限制疗效不明确。由于PRODH为FAD依赖酶，核黄素作为FAD前体，成为潜在的靶向干预候选物，尤其在保留残余酶活性的错义变异中可能通过改善共因子结合提升酶功能。本研究旨在整合临床撤药/再给药生化轨迹、尿液P5C变化及患者来源成纤维细胞实验数据，验证特定PRODH变异对核黄素的反应性，为HP1提供可监测的治疗路径。
研究人员采用的关键技术方法包括：单中心病例的临床生化纵向监测，记录血浆、脑脊液及尿液中脯氨酸与P5C的动态变化；建立患者皮肤活检来源成纤维细胞系，以正常人成纤维细胞和HEK293细胞为对照；通过长片段PCR联合Sanger测序完成PRODH变异鉴定与排除假基因干扰；应用气相色谱-质谱法（GC/MS）定量细胞及体液代谢物；采用qPCR与Western blot分别检测PRODH mRNA与蛋白表达水平；利用统计学方法比较组间差异。
研究结果如下：
3.1 病例报告：HP1由PRODH纯合c.1397C>T p.(Thr466Met)变异所致。患者自幼运动与语言发育迟缓，喜碳水、厌蛋白，3岁半发现身材矮小，7岁时呕吐伴疑似低血糖，血浆脯氨酸持续升高（530–625 μmol/L）。10岁6个月开始含核黄素的复合维生素治疗，3个月及8个月后血浆脯氨酸分别降至291 μmol/L与277 μmol/L，单用核黄素后进一步降至251 μmol/L。停药1个月后回升至273 μmol/L，重启核黄素治疗维持在260–400 μmol/L。治疗期间脑脊液脯氨酸低于检测限，尿P5C仅在用药期可检出。多次智力评估显示，随年龄增长与核黄素维持，全量表智商（FSIQ）从73提升至78，知觉推理指数（PRI）由91升至118，神经认知功能逐步改善。
3.2 成纤维细胞PRODH变异检测：患者成纤维细胞仅携带致病变异c.1397C>T p.(Thr466Met)，对照细胞无此变异，排除了假基因扩增干扰，验证了细胞模型的基因型准确性。
3.3 核黄素对培养成纤维细胞的作用：
3.3.1 对脯氨酸水平的影响：患者成纤维细胞内脯氨酸为40.32 pmol/200 μL PBS，显著高于对照的21.65 pmol/200 μL PBS，经100 μmol/L核黄素处理后降至14.85 pmol/200 μL PBS。
3.3.2 对PRODH mRNA表达的影响：患者成纤维细胞PRODH mRNA表达低于对照，核黄素处理使其上调约1.3倍，但差异未达统计学意义。
3.3.3 对PRODH蛋白表达的影响：Western blot显示PRODH存在两种亚型条带，核黄素处理后对照与患者成纤维细胞的PRODH蛋白水平均呈上升趋势，亦未达统计学显著性。
讨论与结论部分指出，核黄素可有效降低该患者的血浆脯氨酸，并改善神经认知表现。脑脊液脯氨酸始终低于检测限，尿P5C仅在用药期出现，提示核黄素可能通过提升细胞内FAD可用性增强残余PRODH活性，而非单纯促进尿脯氨酸排泄。体外实验支持核黄素可稳定PRODH功能，结构模型提示p.Thr466Met变异特异性损害FAD结合，核黄素补充可使酶活性恢复至野生型的约30%。该变异在日本人群中等位频率约为0.04，杂合携带率可达7.7%，但临床确诊HP1病例极少，可能存在漏诊。研究局限性在于为单病例概念验证，缺乏大样本验证与脑组织特异性模型，最佳剂量与长期安全性尚未明确。结论认为，核黄素是针对PRODH p.Thr466Met变异所致HP1的合理共因子治疗策略，并可能为其他保留残余活性的PRODH错义变异提供借鉴，值得在脯氨酸代谢病与神经精神疾病领域开展更广泛的临床与转化研究。
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