HealthFrom

фенилкетонурия

Вступление

Введение в фенилкетонурию

Фенилкетонурия (ФКУ) - это наследственное заболевание, вызванное дефицитом фенилаланин-гидроксилазы (ПАУ) или снижением активности фенилаланин-гидроксилазы, которая является генетическим нарушением в наследственном метаболизме аминокислот. Это чаще встречается. Генетическим паттерном этого заболевания является аутосомно-рецессивное наследование, а клинические проявления неодинаковы, основными клиническими признаками являются умственная отсталость, психические и неврологические симптомы, экзема, царапины на коже, потеря пигмента и запах крысы, а также аномальная ЭЭГ. Если ранняя диагностика и раннее лечение доступны, вышеупомянутые клинические проявления могут не возникать, интеллект нормальный, и нарушения ЭЭГ могут быть восстановлены.

Базовые знания

Доля заболеваний: 0,002%

Восприимчивые люди: больше, чем дети

Режим заражения: неинфекционный

Осложнения: умственная отсталость

патогенный микроорганизм

Этиология фенилкетонурии

Генетические факторы (90%):

Заболевание является аутосомно-рецессивным, и мутированный ген расположен на длинном плече хромосомы 12 (12q24.1). Небольшая мутация этого гена может вызывать заболевание не из-за делеции гена, а из-за брака двух гетерозигот. Сексуальные заболевания у потомков близких родственников встречаются чаще, около 40% детей с братьями и сестрами, из-за мутации гена фенилаланин-гидроксилазы, что приводит к недостатку фенилаланин-гидроксилазы в печени, это Основные биохимические аномалии заболевания, если пары оснований мутаций различны, вызывают серьезные различия в клинических проявлениях, которые могут проявляться в виде типичной ФКУ или легкой гиперфенилаланинемии.

патогенез

Фенилаланин (ПА) является незаменимой аминокислотой, которая участвует в образовании различных белковых компонентов, но не может быть синтезирована в организме человека. При нормальных обстоятельствах около 50% принятой внутрь РА используется для синтеза различных видов. Белок компонента, остальное превращается в тирозин под действием фенилаланин-гидроксилазы, а затем превращается в допа, дофамин, адреналин, норэпинефрин и меланин с помощью других ферментов, фенилаланина Кислотная гидроксилаза представляет собой сложную ферментную систему.Кроме самой гидроксилазы, она также включает дигидроптеринредуктазу и кофермент тетрагидробиоптерин.Неправильный дефицит фермента может вызвать увеличение фенилаланина в крови.

Когда PA гидроксилаза является дефицитной, фенилаланин, который не участвует в синтезе белка первой стадии, накапливается в плазме и откладывается в тканях всего тела, включая мозг, а фенилаланин в крови выводится за пределы почечного порога для образования фенилаланиновых аминокислот. мочи.

После того, как основной путь PA (гидроксилирование) заблокирован, вторичный метаболический путь PA является компенсаторно гиперактивным, и удельный вес PA превращается в фенилпируват, фениллактат, н-гидроксифенилуксусную кислоту и фенилуксусную кислоту. Метаболический обход осуществляется очень мало, поэтому содержание этих метаболитов очень мало: при недостаточности ПА гидроксилазы эти метаболиты достигают аномально высокого уровня, накапливаясь в тканях, плазме и спинномозговой жидкости, а также в большом количестве из мочи. Экскретируется с образованием фенилкетонурии.

1. По разнице биохимических дефектов можно разделить на:

(1) Типичный ФКУ: врожденный дефицит фенилаланин гидроксилазы.

(2) персистирующая гиперфенилаланинемия: обнаруживается при дефиците изомеразы фенилаланин-гидроксилазы или гетерозиготной фенилкетонурии, повышенный уровень фенилаланина в крови.

(3) преходящая легкая гиперфенилаланинемия: чаще встречается у недоношенных детей, обусловлена ​​задержкой зрелости фенилаланин-гидроксилазы.

(4) Дефицит фенилаланинаминотрансферазы: хотя содержание фенилаланина в крови увеличивается, фенилпируват и гидроксифенилуксусная кислота в моче могут не увеличиваться, а тирозин в крови не повышается после перорального приема фенилаланина.

(5) Дефицит дигидроптерин редуктазы: полное или частичное отсутствие активности фермента, помимо воздействия на развитие мозга, может вызвать кальцификацию базальных ганглиев.

(6) Дефекты синтеза дигидроптерина: недостаток метанол-аммиачной дегидратазы или других различных ферментов.

Типичные ФКУ дети имеют нормальную нервную систему при рождении. Из-за отсутствия нейропротективных мер у детей с гомозиготами нервная система подвергается воздействию фенилаланина в течение длительного времени. Если мать гомозиготна, уровень фенилаланина в крови высокий. Дети гетерозиготны, и повреждение матки может происходить в матке, что проявляется умственной отсталостью при рождении.

Обычная ФКУ и некоторые легкие и тяжелые варианты, ранняя стадия заболевания может быть умственно разложена без лечения, предположительно аллельная мутация, проявляющаяся как гиперфенилаланинемия, отсутствие фенилкетонурии И в нервной системе участвует, кроме того, даже небольшое количество (около 3%) пациентов, контролирующих гиперфенилаланинемию, не может предотвратить прогрессирование неврологических заболеваний.

2. Исследования молекулярной биологии. Нормальный белок ПАУ человека имеет складку и сайт связывания с железом. Сохранение структуры сайта связывания железа связано с серином в положении 349, расположенном в трехмерной структуре, связанной с активным сайтом. Стабильная полимеризация структур серина и ПАУ и каталитические свойства ПАУ также важны.Фузетти и др. Определили кристаллическую структуру ПАУ человека (остатки 118-452) и обнаружили, что каждый из этих ферментов и составляющие зоны каталитической и тетрамеризации Мономеры появляются в виде кристаллов тетрамера, а зона тетрамеризации характеризуется наличием обменных плеч, которые взаимодействуют с другими мономерными компонентами, образуя таким образом спиральную спираль антипараллельно, и является значительно асимметричной из-за Хелатообразующая область, которая вызывает спираль спирали, вызвана двумя чередующимися конфигурациями, некоторые из которых встречаются на стыке каталитической и тетрамерной областей.

Мутации в разных генах PAH по-разному влияют на активность PAH и по-разному влияют на структуру PAH. Camez и др. Выявили мутации PAH с различными системами экспрессии: Leu348Val, Ser349Leu, Val388Met вызывают дефекты сворачивания в белке PAH, которые будут мутировать. Экспрессия белка PAH в Escherichia coli показала нестабильность при нагревании по сравнению с белком PAH дикого типа, и время деградации было разным. Bjorgo и др. Изучали 7 типов миссенс-мутаций PAH, а именно R252G / Q, L255V / S, A259V. / T и R270S, другой мутацией является G272X. Когда эти мутантные белки PAH коэкспрессируются с мальтазой в виде гибридного белка в Escherichia coli, доказано, что человеческий белок PAH свернут и полимеризован в тот же тетрамер / Способность димеров является дефектной, большинство из них являются неактивными агрегатами, R252Q и R252G восстанавливают каталитически активные тетрамеры и димеры, R252G восстанавливает некоторые димеры, и указанные три мутации вызывают активность ПАУ Только 20%, 44% и 4,4% активности дикого типа, когда они экспрессируются in vitro с помощью связанной системы транскрипции-трансляции, все мутантные ПАУ извлекают нефосфор с низкой аллоспецифической активностью Смесь хемокинов и фосфорилированных форм, все варианты белков PAH, экспрессируемых мутациями в гене PAH, являются дефектными при олигомеризации, повышенной чувствительностью к рестрикционному лизису белков in vitro и сниженной стабильностью в клетках. Каталитическая активность также снижается в различной степени. Все вышеперечисленные эффекты, по-видимому, связаны с нарушением структуры мономера. Согласно кристаллической структуре каталитической области ПАУ человека, влияние мутации на фолдинг и олигомеризацию мономера обеспечивает анализ. ,

Это корреляции между структурой белка ПАУ и изменением активности, вызванным некоторыми мутациями гена ПАУ. 99% гиперфенилаланинемии или ФКУ вызваны мутацией гена ПАУ, только 1% обусловлен биосинтезом кофактора или Регенерация вызвана нарушениями. Мутации гена ЛАГ могут включать экзоны и интроны. Они могут быть ошибочными мутациями или бессмысленными мутациями. Типы мутаций немного видоизменены, вставлены или удалены, кодирование прекращается рано, сплайсинг и полиморфизм, а также мутации. Генотипы являются гомозиготными, гетерозиготными и сложными гетерозиготами. Scriver эквивалентен мутации гена PAH, рассмотренной в 1996 году. В 26 странах мира 81 исследователь проанализировал 3986 мутантных хромосом и выявил 243 различных мутации. К марту 1999 г. Зекановский и др. Указали в статье, что в мире существует более 350 мутаций гена ПАУ, и автор изучил регуляторную область фермента ПАУ: часть мутации экзона 3 может вызывать классическую ФКУ, мягкую ФКУ. А при легкой гиперфенилаланинемии последняя мутация часто локализуется в аминокислотных остатках 71-94, Ван Нин отметил, что к апрелю 1998 года глобальная мутация гена ПАУ увеличилась до 390, в нашей стране 1996 Сюй Лин В других отчетах было выявлено более 20 мутаций ПАУ, на которые приходится около 80% мутантного гена ПАУ. Большинство ученых считают, что существует корреляция между генотипом мутации ПАУ и фенотипом, за исключением нескольких пациентов. Guldberg et al. Несоответствия между генотипами и фенотипами мутаций ЛАГ могут быть связаны с методами, использованными для изучения мутаций, или из-за различий в фенотипической классификации.

Мутации гена PAH у пациентов с ФКУ в разных странах и регионах различны. Распределение типов мутаций гена PAH в северном и южном Китае также противоречиво. Наиболее распространенной мутацией в подгруппе турецких предков является IVS1O-11 G → A (согласно анализируемым аллелям). 38% генов); мутации гена ЛАГ у румынских пациентов с ФКУ были в основном Arg408Trp (47,72% аллелей), Lys363fsdelG (13,63%) и Phe225Thr, составляющие 6,81%, и 3 мутации составляли 70% мутантных аллелей; Мутация Arg408Trp у пациентов с ФКУ составила 54,9%. Распределение типов мутаций гена PAH в разных регионах может отражать множественные механизмы мутации гена PAH, включая эффект основателя, генетический дрейф и чрезмерный обмен. Гипермутируемость и отбор.

Выше приведены структура гена ПАУ, природа, а также мутации и мутации, вызванные аномалиями белка ПАУ Белок ПАУ экспрессируется в тканях, не относящихся к печени, включая почку, поджелудочную железу и мозг, и уровень ПАУ в почке. Структура согласуется с таковой в печени, за исключением того, что ее регуляция отличается от ПАУ в печени, но в фенилаланиновом балансе организма ПАУ почки может играть роль.

Помимо отсутствия или снижения активности ПАУ в печени может вызывать ФКУ, также имеются изменения в кофакторах ЛАГ, и основным кофактором, участвующим в действии ЛАГ, является 5,6,7,8-тетрагидробиоптерин (5,6). (7,8-тетрагидробиоптерин), вещество, необходимое для гидроксилирования фенилаланина, тирозина и триптофана. Ген, ответственный за кодирование этого вещества, - 6-пирувилтетрагидроптеринсинтаза (6- Ген пирувоилтетрагидроптерин) синтазы (PTPS), если ген фермента мутирован, PTP является дефицитным, активность ПАУ может вызывать ФКУ, даже если она нормальная, и другим ферментом, вызывающим ФКУ, является дигидроптерин редуктаза. Патогенез ФКУ включает по крайней мере три гена фермента, один из которых может вызвать дефицит или снижение активности ПАУ, что приводит к ФКУ.

3. Патологические изменения в мозге

Он характеризуется неспецифическими изменениями, обычно изменения белого вещества очевидны, и есть примерно следующие случаи.

(1) Нарушение зрелости головного мозга, у плода начинается аномальное развитие мозга на поздних сроках беременности, белое вещество мозга, расслоение серого вещества неясно, и в белом веществе имеется внематочное серое вещество.

(2) Нарушения миелинового образования, наиболее очевидным является миелиновое образование зрительного тракта, кортикально-спинномозгового тракта, кортикально-пояснично-мозжечкового пучка волокон.

(3) кистозная дегенерация серого вещества и белого вещества, кроме того, имеется черная субстанция головного мозга, исчезает пигментация синего пятна и уменьшается вес мозга.

профилактика

Профилактика фенилкетонурии

(1) Постепенно и всесторонне содействовать скринингу фенилкетонурии в неонатальном периоде. Раннее выявление детей с фенилкетонурией было выявлено в гетерозиготных семьях, избегая брака близких родственников, гетерозиготных не следует вступать в брак, и следует проводить генетическое консультирование. Руководить планированием семьи и снизить рождаемость пациентов с фенилкетонурией. Для семей с уже имеющимися детьми пренатальная диагностика должна проводиться, когда они рождаются заново, то есть ворсинки плода или амниотическая жидкость берут в начале или в середине беременности, а генетическая диагностика выполняется с помощью технологии рекомбинантной ДНК, чтобы определить, является ли плод нормальным ребенком, носителем или ребенком. Это принимает решение о продолжении или прерывании беременности.

(2) беременные женщины должны ограничивать потребление фенилаланина, если концентрация фенилаланина в крови превышает 726,4-908 / мкмоль / л, чтобы концентрация в крови поддерживалась на уровне 363,2 - 484,3 мкмоль / л, концентрация слишком низкая Или дефицит фенилаланина также может вызвать повреждение плода. Обеспечить достаточное количество белка во время беременности, минимальное суточное количество составляет 75-80г.

(3) Содействовать грудному вскармливанию, найти носителей и детей с фенилкетонурией как можно раньше и начать лечение на ранней стадии, чтобы предотвратить умственную отсталость. Популяризировать меры, такие как подгузники из хлорида железа.

усложнение

Осложнения фенилкетонурии Осложнения, умственная отсталость

Приблизительно у 2/3 детей были небольшие небольшие пороки развития черепа, нормальное глазное дно, отсутствие висцерального расширения или аномальные кости.

симптом

Симптомы фенилкетонурии, общие симптомы, нарушение обмена веществ фенилаланина, умственная отсталость, волосы бледные и коричневые, многократно дергающиеся, пороки развития мозжечка, экзема.

ФКУ является наследственным заболеванием, поэтому у новорожденных наблюдается гиперфенилаланинемия. Поскольку их не кормят, концентрация фенилаланина в крови и его вредных метаболитов невысока, поэтому при рождении клинических проявлений нет. Дети не проходили скрининг на фенилкетонурию.После продления времени кормления фенилаланин и его метаболиты в крови постепенно увеличивались, и клинические симптомы постепенно проявлялись. Основные клинические проявления были следующими:

1. Задержка роста: в дополнение к соматическому росту и задержке развития, она в основном проявляется в умственной отсталости, которая проявляется в более низком IQ, чем у нормальных детей того же возраста. Это может происходить через 4-9 месяцев после рождения, а IQ у тяжелых составляет менее 50, около 14%. Вышеупомянутые дети достигают уровня идиотов, особенно нарушения языкового развития.Эти проявления предполагают нарушения развития мозга, ограничение потребления фенилаланина новорожденными для предотвращения умственной отсталости и нарушения психического развития у детей с тяжелой ФКУ по сравнению с более легким фенилаланином. Высокая концентрация, согласно которой можно считать, что умственная отсталость связана с токсичностью фенилаланина, но детальный патофизиологический механизм остается неясным.

2. Нейропсихиатрические проявления. Имеются пороки развития мозжечка из-за атрофии головного мозга, периодические судороги, но с увеличением возраста мышечное напряжение увеличивается, гиперрефлексия, часто имеют возбуждение, гиперактивность и ненормальное поведение.

3. Характеристики кожи и волос: кожа часто сухая, склонна к экземе и царапинам на коже. Из-за ингибирования тирозиназы синтез меланина снижается, поэтому волосы ребенка бледные и коричневые.

4. Прочие: из-за отсутствия фенилаланин-гидроксилазы фенилаланин производит фениллактат и фенилуксусную кислоту по другому пути, который выводится из организма с потом и мочой и имеет запах плесени (или запах крысы).

В целом, клинические проявления и типы мутаций гена ЛАГ связаны с серьезностью клинических фенотипов, а дефицит кофактора менее клинически фенотипичен, чем аномалии белка ЛАГ.

исследовать

Исследование фенилкетонурии

1. Мочевой тест фенилпирувата: Из-за увеличения фенилпирувата в моче детей, могут быть выполнены качественные тесты. Методы следующие:

(1) Тест на хлорное железо: 5% хлористого железа закапывали в 5 мл мочи, и зеленая реакция сразу становилась положительной. Новорожденного не кормили, и тест был отрицательным. Моча диабетика также может быть положительной, поэтому тест Плохая специфика.

(2) 2,4-нитрофенилгидразиновый тест: положительный, если образуется желтый мутный осадок.

2. Определение фенилаланина в крови: нормальный фенилаланин в крови человека составляет 60 ~ 180 мкмоль / л, у пациентов с ФКУ может быть до 600 ~ 3600 мкмоль / л, если 258 мкмоль / л является точкой разделения между нормальными пациентами и пациентами с ФКУ, тогда Количество ложных срабатываний составляет до 4%. Цветная хроматография может вызывать ложные отрицательные результаты у новорожденных через несколько дней жизни. МС / МС может снизить частоту ложноположительных результатов. Этот метод позволяет одновременно измерять фенилаланин и тирозин в крови. Кислота, и может рассчитать соотношение фенилаланин / тирозин.Если отношение 2,5 является точкой отсечения для нормальных детей и детей с ФКУ, ложноположительный результат может быть уменьшен до 1%. Поэтому этот метод в настоящее время используется для скрининга бензола новорожденных. Acetoneuria, этот метод также может быть использован для скрининга на галактоземию, кленовый диабет, гомоцистинурию и врожденный гипотиреоз.Одно одно обследование может отследить различные врожденные заболевания.

3. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ): в основном медленная волна позвоночника, иногда нарушение ритма с высокой амплитудой, последующее исследование ЭЭГ показало, что с увеличением возраста аномальные показатели ЭЭГ постепенно увеличивались, а аномалии ЭЭГ постепенно снижались после 12 лет.

4. Пренатальное обследование: поскольку клетки ворсинок и амниотической жидкости не могут обнаружить активность фенилаланин-гидроксилазы, проблема пренатальной диагностики не может быть решена в течение длительного времени. В настоящее время в Китае было выявлено 25 генных мутаций, вызывающих заболевания ФКУ в Китае, что составляет около 80% гена-мутанта фенилаланин-гидроксилазы в Китае успешно используются для выявления мутаций и пренатальной диагностики у пациентов с ФКУ.

5. Рентгенологическое исследование: видимая микроцефалия, КТ и МРТ могут обнаружить неспецифические изменения, такие как диффузная атрофия коры.

диагностика

Диагностическая идентификация фенилкетонурии

Диагностические критерии

Диагноз этого заболевания должен подчеркивать раннюю диагностику, чтобы получить раннее лечение, чтобы избежать умственной отсталости, и скрининг на фенилкетонурию должен быть выполнен у новорожденных для ранней диагностики.

1. Метод скрининга: международно-признанный метод рутинного скрининга - это метод бактериального ингибирования, открытый Гатри. Доступен отечественный набор для скрининга ФКУ. Этот метод основан на росте вариабельности полосы роста B. subtilis. Чтобы оценить уровень фенилаланина в крови, если предполагаемый уровень фенилаланина в крови положительный на уровне 0,24 ммоль / л, этот метод можно использовать для детей от 3 до 5 дней после рождения, для новорожденных с семейным анамнезом. Больше неонатального скрининга должно быть выполнено.

2. Нагрузочный тест на фенилаланин: Этот тест может непосредственно понять активность ЛАГ, нагрузочная доза составляет пероральный фенилаланин 0,1 г / кг, и даже подается в течение 3 дней, классические ФКУ дети с уровнем фенилаланина в крови на 1,22 Выше ммоль / л, легкие случаи часто ниже 1,22 ммоль / л. Последний результат предполагает, что у этих детей может быть гиперфенилаланинемия без ФКУ.

3. Этиологический диагноз: геном, вызывающим фенилкетонурию, является ген PAH. Этиологическим диагнозом является обнаружение мутации гена PAH. Обнаружение мутации гена PAH может не только диагностировать причину пациента, но также ставить пренатальный диагноз для плода, генотипа. Существует корреляция между фенотипом и фенотипом у большинства пациентов. Различные типы мутаций по-разному влияют на активность ЛАГ, поэтому обнаружение мутаций гена ЛАГ также полезно для определения прогноза и направления лечения.

Существует много методов обнаружения мутаций гена PAH, но одним из них является полимеразная цепная реакция (ПЦР) в сочетании с одним или двумя из следующих методов обнаружения, включая однонитевой конформационный полиморфизм (SSCP), и длина фрагментов рестрикционных ферментов велика. Уровень техники (RFLP), денатурирующий градиентный гель-электрофорез (DGGE), прямое секвенирование ДНК, специфичный для сайта мутации олигонуклеотидный зонд (ASO), электрофорез в ПЦР-полиакриламидном геле, окрашивание серебром, дидезокси-фингерпринтинг система амплификационной рефрактерной мутации (ARMS), метод расщепления по несоответствующим ферментам и т. д. может анализировать амплифицированную ДНК, также может выполнять анализ SSCP на РНК, анализировать лимфоциты периферической крови на наличие образцов, пренатальную диагностику Полярное тело (продукт гаметы) можно анализировать, а полярное тело и ASO можно использовать для пренатальной диагностики. Ген PAH известного сайта мутации также можно исследовать методом ASO. В Китае существует пять видов мутаций гена PAH: R243Q, Y204C, V399V, Y356X, R413P, эти 5 мутаций гена PAH составляли 56,7%, наиболее распространенные точечные мутации в мутации, на которые приходится 77,4% мутационного типа, Хуан Шанчжи предложил процедуру быстрой диагностики мутации гена PAH: Шаг 1 для точки мутации Анализ специфического олигонуклеотидного зонда, уровень диагностики До 66%; на шаге 2 для анализа SSCP экзона 4 частота диагностики увеличилась до 80%; на шаге 3 используется анализ SSCP для выявления нескольких общих сайтов мутаций, а именно R243Q (экзон 7), V339V и Y356X (Экзон 11), уровень диагностики может достигать 87%.

Метод обнаружения гена PTPS также основан на ПЦР и комбинируется с методом DGGE для скрининга шести кодирующих последовательностей гена и сайтов сплайсинга всех генов PTPS.

Дифференциальный диагноз

Пациенты с ФКУ, вызванные дефицитом классического и кофактора, имеют гиперфенилаланинемию, но пациенты с гиперфенилаланинемией не обязательно вызывают ФКУ, поэтому ФКУ следует отличать от других пациентов с гиперфенилаланинемией. ,

Временная гиперфенилаланинемия, хотя причина этого заболевания также связана с дефицитом ЛАГ, но не с мутацией гена ЛАГ, но с незрелой ЛАГ, что приводит к повышению концентрации фенилаланина в крови до 1,22 ммоль / л, Однако со временем концентрация фенилаланина в крови может быть снижена до нормального уровня, что можно определить по последующим уровням фенилаланина в крови.

Гиперфенилаланинемия трансаминаз вызывается отсутствием фенилаланинаминотрансферазы, это заболевание не вызывает фенилкетонурии, в целом уровень фенилаланина в крови нормальный, только при употреблении в пищу высокобелковых диет в крови бензол Концентрация аланина повышена, а уровень метаболитов фенилаланина в норме, поэтому его нетрудно идентифицировать с ФКУ.

Легкий ФКУ также имеет только идентификацию ФКУ, вызванную гиперфенилаланинемией и кофакторами. Отношение фенилаланина к тирозину можно определить с помощью генетической диагностики и определения уровня тирозина в крови или теста нагрузки фенилаланином. Они были идентифицированы.

Эта статья была вам полезна?

Материалы на этом сайте предназначены для общего информационного использования и не предназначены для предоставления медицинских консультаций, вероятного диагноза или рекомендуемого лечения.