Fenylketonurie
Úvod
Úvod do fenylketonurie Fenylketonurie (PKU) je dědičné onemocnění způsobené nedostatkem fenylalaninhydroxylázy (PAH) nebo sníženou aktivitou fenylalaninhydroxylázy, což je genetická porucha v dědičném metabolismu aminokyselin. Je běžnější. Genetický vzorec tohoto onemocnění je autozomálně recesivní dědičnost a klinické projevy nejsou jednotné. Mezi hlavní klinické příznaky patří mentální retardace, mentální a neurologické příznaky, ekzém, známky poškrábání kůže a ztráta pigmentu a zápach potkana a abnormální EEG. Pokud je k dispozici včasná diagnóza a včasná léčba, nemusí se výše uvedené klinické projevy objevit, inteligence je normální a mohou být obnoveny abnormality EEG. Základní znalosti Podíl nemoci: 0,002% Vnímaví lidé: více než děti Způsob infekce: neinfekční Komplikace: mentální retardace
Patogen
Etiologie fenylketonurie
Genetické faktory (90%):
Toto onemocnění je autozomálně recesivní a mutovaný gen je umístěn na dlouhém rameni chromozomu 12 (12q24.1). Malá mutace tohoto genu může způsobit onemocnění, nikoli v důsledku delece genu, a je způsobena sňatkem dvou heterozygotů. Sexuální choroby, potomci blízkých příbuzných jsou častější, asi 40% dětí se sourozenci, kvůli mutaci genu pro fenylalaninhydroxylázu, což má za následek nedostatek fenylalaninhydroxylázy v játrech, je to Základní biochemické abnormality nemoci, pokud jsou páry bází mutací odlišné, způsobují vážné rozdíly v klinických projevech, které se mohou projevit jako typická PKU nebo mírná hyperfenylalaninémie.
Patogeneze
Fenylalanin (PA) je esenciální aminokyselina, která se podílí na tvorbě různých proteinových složek, ale nemůže být syntetizována v lidském těle.V normálních případech se asi 50% požité PA používá k syntéze různých druhů. Protein složky, zbytek, je změněn na tyrosin působením fenylalaninhydroxylázy, a pak přeměněn na dopa, dopamin, adrenalin, norepinefrin a melanin jinými enzymy, fenylalaninem Kyselina hydroxyláza je komplexní enzymový systém, který kromě samotné hydroxylázy zahrnuje také dihydropterin reduktázu a koenzym tetrahydrobiopterin. Jakýkoli nedostatek enzymů může způsobit zvýšení hladiny fenylalaninu v krvi.
Když je PA hydroxyláza deficitní, fenylalanin, který se nepodílí na syntéze proteinu prvního kroku, je uložen v plazmě a uložen v tkáních celého těla včetně mozku a fenylalanin v krvi je vypouštěn za renální práh, čímž se produkují fenylalaninové aminokyseliny. Moč.
Po zablokování hlavní cesty PA (hydroxylace) je sekundární metabolická cesta PA kompenzačně hyperaktivní a měrná hmotnost PA je převedena na fenylpyruvát, fenyllaktát, kyselinu n-hydroxyfenyloctovou a kyselinu fenyloctovou. Metabolický bypass je prováděn velmi málo, takže obsah těchto metabolitů je velmi malý: když je PA hydroxyláza deficitní, tyto metabolity dosáhnou abnormálně vysoké úrovně, hromadí se v tkáních, plazmě a mozkomíšním moku a velké množství z moči. Vylučuje se za vzniku fenylketonurie.
1. Podle rozdílu biochemických vad lze rozdělit na:
(1) Typický PKU: vrozený deficit fenylalaninhydroxylázy.
(2) perzistující hyperfenylalaninémie: nalezená u deficience fenylalaninhydroxylázy isomerázy nebo heterozygotní fenylketonurie, zvýšená hladina fenylalaninu v krvi.
(3) přechodná mírná hyperfenylalaninémie: častější u předčasně narozených dětí je způsobena zpožděnou splatností fenylalaninhydroxylázy.
(4) Deficit fenylalaninaminotransferázy: Ačkoli je obsah fenylalaninu v krvi zvýšen, fenylpyruvát a kyselina hydroxyfenyloctová v moči se nemusí zvýšit a po perorálním podání dávky fenylalaninu se nezvyšuje krevní tyrosin.
(5) Deficit dihydropterin reduktázy: úplný nebo částečný nedostatek enzymatické aktivity, kromě ovlivnění vývoje mozku, může vést ke kalcifikaci bazálních ganglií.
(6) Defekty syntézy dihydropterinu: nedostatek methanolu amoniak dehydratázy nebo jiných různých enzymů.
Typické děti PKU mají při narození normální nervový systém. Vzhledem k tomu, že u dětí s homozygotem nejsou neuroprotektivní opatření, je nervový systém vystaven fenylalaninu po dlouhou dobu. Pokud je matka homozygotní, je hladina fenylalaninu v krvi vysoká. Děti jsou heterozygotní a v děloze se může vyskytnout poškození centrálního nervového systému, které se při narození projevuje jako mentální retardace.
Obyčejný PKU a některé mírné a těžké varianty, časné stádium nemoci může být mentálně degradováno bez léčby, pravděpodobně alelická mutace, projevující se jako hyperfenylalaninémie, bez fenylketonurie A nervový systém je zapojen, navíc i malé množství (asi 3%) pacientů ovládá hyperfenylalaninémii, nemůže zabránit progresi neurologických onemocnění.
2. Molekulární biologické studie Normální lidský protein PAH má záhyb a má vazebné místo pro železo Retence struktury vazebného místa pro železo souvisí se serinem v poloze 349 umístěné ve 3D struktuře spojené s aktivním místem. Důležitá je také stabilní polymerace serinových a PAH struktur a katalytické vlastnosti PAH.Fusetti et al. Určil krystalovou strukturu lidského PAH (zbytky 118-452) a zjistil, že každý z těchto enzymů a složek katalytické a tetramerizační zóny Monomery se objevují jako krystaly tetrameru a tetramerizační zóna je charakterizována přítomností výměnných ramen, která interagují s jinými monomerními druhy, čímž tvoří antiparalelní spirálovou cívku, a je výrazně asymetrická v důsledku Chelatační oblast, která způsobuje spirálu spirály, je způsobena dvěma alternativními konfiguracemi, z nichž některé se vyskytují na spojení katalytických a tetramerických oblastí.
Mutace v různých genech PAH mají různé účinky na aktivitu PAH a mají různé účinky na strukturu PAH. Camez et al. Odhalil mutace PAH s různými expresními systémy: Leu348Val, Ser349Leu, Val388Met způsobují skládání defektů v proteinu PAH, který bude mutován. Exprese PAH proteinu v Escherichia coli vykazovala tepelnou nestabilitu ve srovnání s PAH proteinem divokého typu a časový průběh degradace byl odlišný.Bjorgo et al. Studovali PAH 7 druhů mutací missense point, jmenovitě R252G / Q, L255V / S, A259V. / T a R270S, další mutace je G272X. Když jsou tyto mutantní PAH proteiny koexprimovány s maltázou jako fúzní protein v Escherichia coli, je prokázáno, že lidský PAH protein je složen a polymerizován do stejného tetrameru / Schopnost dimerů je vadná, většina z nich jsou neaktivní agregáty, R252Q a R252G regenerují katalyticky aktivní tetramery a dimery, R252G regeneruje některé dimery a výše uvedené tři mutace způsobují aktivitu PAH Pouze 20%, 44% a 4,4% aktivity divokého typu, pokud jsou exprimovány in vitro systémem vázané transkripce a translace, všechny mutantní PAH získaly nefosfor s nízkou alošpecifickou aktivitou Směs chemokinů a fosforylovaných forem, všechny variantní proteiny PAH exprimované mutacemi v genu PAH jsou defektní v oligomerizaci, zvýšená citlivost na lýzu restrikčních proteinů in vitro a snížená stabilita v buňkách. Katalytická aktivita je také snížena v různé míře. Zdá se, že všechny výše uvedené účinky jsou způsobeny poruchou monomerní struktury. Podle krystalové struktury lidské PAH katalytické oblasti poskytuje účinek mutace na skládání a oligomerizaci monomerů analýzu. .
Toto jsou korelace mezi strukturou proteinů PAH a změnami aktivity způsobenými některými mutacemi genu PAH. 99% hyperfenylalaninémie nebo PKU je způsobeno mutací genu PAH, pouze 1% je způsobeno biosyntézou kofaktorů nebo Regenerace je způsobena poruchami. Mutace genu PAH mohou zahrnovat exony a introny. Mohou to být missense mutace nebo nesmyslové mutace. Typy mutací jsou trochu mutované, vložené nebo deletované, kódování se zastaví brzy, sestřih a polymorfismus a mutace. Genotypy jsou homozygotní, heterozygotní a komplexní heterozygoti. Scriver je ekvivalentní mutaci genu PAH přezkoumané v roce 1996. V 26 zemích po celém světě 81 vědců analyzovalo 3986 mutantních chromozomů a identifikovalo 243 různých mutací. V březnu 1999 Zekanowski a kol. V práci zdůraznili, že ve světě existuje více než 350 mutací PAH genu. Autor studoval regulační oblast enzymu PAH: část mutace exonu 3 může způsobit klasickou PKU, mírnou PKU. A mírná hyperfenylalaninémie, druhá mutace se často nachází v aminokyselinových zbytcích 71-94, Wang Ning zdůraznil, že do dubna 1998 se globální mutace genu PAH zvýšila na 390, v naší zemi 1996 Xu Ling Jiné zprávy identifikovaly více než 20 mutací PAH, což představuje asi 80% mutantního genu PAH. Většina vědců se domnívá, že existuje korelace mezi genotypem mutace PAH a fenotypem, s výjimkou několika pacientů. Guldberg et al. Nesrovnalosti mezi genotypy a fenotypy mutací PAH mohou být způsobeny metodami používanými ke zkoumání mutací nebo v důsledku rozdílů ve fenotypové klasifikaci.
Mutace genu PAH u pacientů s PKU v různých zemích a regionech jsou odlišné, distribuce typů mutací genu PAH v severní a jižní Číně je také nekonzistentní. Nejběžnější mutací v podskupině tureckých předků je IVS1O-11 G → A (podle analyzovaných alel). 38% genů): Mutace genu PAH u rumunských pacientů s PKU byly většinou Arg408Trp (47,72% allel), Lys363fsdelG (13,63%) a Phe225Thr představovaly 6,81% a 3 mutace představovaly 70% mutovaných alel; Mutace Arg408Trp u pacientů s PKU představovala 54,9%. Distribuce typů mutací genu PAH v různých regionech může odrážet rozmanité mechanismy mutace genu PAH, včetně zakladatelského účinku, genetického driftu a nadměrného výměny. Hypermutabilita a výběr.
Výše uvedené jsou struktura PAH genu, povaha a mutace a mutace způsobené abnormalitami proteinu PAH. PAH protein je exprimován v ne-jaterních tkáních, včetně ledvin, slinivky břišní a mozku, a hladiny PAH v ledvinách. Struktura je v souladu s strukturou v játrech, kromě toho, že její regulace se liší od PAH v játrech, ale v tělesné rovnováze fenylalaninu může hrát roli PAH ledvin.
Kromě nedostatku nebo snížení aktivity PAH v játrech může způsobit PKU, existují také změny v kofaktorech PAH a hlavním kofaktorem zapojeným do působení PAH je 5,6,7,8-tetrahydrobiopterin (5,6). , 7,8-tetrahydrobiopterin), látka nezbytná pro hydroxylaci fenylalaninu, tyrosinu a tryptofanu. Genem zodpovědným za kódování této látky je 6-pyruvyltetrahydropterin syntáza (6- Gen pyruvoyltetrahydropterin) syntázy (PTPS), je-li enzymový gen mutovaný, PTP je deficientní, aktivita PAH může způsobit PKU, i když je normální, a dalším enzymem, který způsobuje PKU, je dihydropterin reduktáza. Patogeneze PKU zahrnuje alespoň tři enzymové geny, z nichž jeden může způsobit nedostatek nebo snížení aktivity PAH, což vede k PKU.
3. Patologické změny v mozku
Je charakterizována nespecifickými změnami, obvykle jsou zřejmé změny bílé hmoty a vyskytují se zhruba následující případy.
(1) Porucha zralosti mozku, plod začíná mít v pozdním těhotenství abnormální vývoj mozku, bílá hmota mozku, stratifikace šedé hmoty je nejasná a v bílé hmotě je ektopická šedá hmota.
(2) Poruchy tvorby myelinu, nejzřetelnější je tvorba myelinu optického traktu, kortikospinálního traktu, kortikálních-ponsálních-cerebelárních svazků.
(3) šedá hmota a cystická degenerace bílé hmoty, kromě toho existuje mozek substantia nigra, zmizí pigmentace modré skvrny a sníží se hmotnost mozku.
Prevence
Prevence fenylketonurie
(1) Postupně a komplexně podporovat screening fenylketonurie v novorozeneckém období. V heterozygotních rodinách bylo zjištěno včasné odhalení dětí s fenylketonurií, aby nedošlo k manželství blízkých příbuzných, heterozygot by neměl být ženatý a mělo by být provedeno genetické poradenství. Vedení plánování rodiny a snížení porodnosti pacientů s fenylketonurií. U rodin s existujícími dětmi by měla být prenatální diagnostika provedena, když se znovu narodí, tj. Villi plodu nebo plodová voda je odebrána v časné nebo střední části těhotenství a genetická diagnostika se provádí technologií rekombinantní DNA k diagnostice, zda je plod normálním dítětem, nosičem nebo dítětem. Tím se rozhoduje o pokračování nebo ukončení těhotenství.
(2) těhotné ženy by měly omezit příjem fenylalaninu, pokud by měla být léčena koncentrace fenylalaninu v krvi vyšší než 726,4 - 908 / μmol / l, aby koncentrace v krvi byla udržována na 363,2 - 484,3μmol / l, koncentrace je příliš nízká Nedostatek fenylalaninu může také způsobit poškození plodu. Zajistěte dostatek bílkovin během těhotenství, minimální denní množství je 75–80 g.
(3) Propagujte kojení, najděte co nejdříve nosiče a děti s fenylketonurií a začněte s léčbou brzy, abyste zabránili mentální retardaci. Popularizujte opatření, jako jsou plenky z chloridu železitého.
Komplikace
Komplikace fenylketonurie Komplikace, mentální retardace
Asi 2/3 dětí měly mírné malé lebeční malformace, normální fundus, žádné zvětšení visceral nebo abnormální kosti.
Příznak
Příznaky fenylketonurie časté příznaky fenylalaninová metabolická porucha mentální retardace vlasy bledá a hnědá opakovaně škubání mozkový malformace ekzém
PKU je dědičné onemocnění, takže novorozenci mají hyperfenylalaninémii, protože nejsou krmeni, koncentrace fenylalaninu v krvi a jeho škodlivých metabolitů není vysoká, takže při narození nedochází k žádným klinickým projevům. Děti nebyly podrobeny screeningu na fenylketonurii. S prodloužením doby krmení se fenylalanin a jeho metabolity v krvi postupně zvyšovaly a postupně se objevovaly klinické příznaky. Hlavní klinické projevy byly:
1. Retardace růstu: Kromě somatického růstu a retardace vývoje se projevuje hlavně mentální retardací, která se projevuje v nižším IQ než normální kojenci stejného věku. Může se vyskytovat 4 až 9 měsíců po narození a IQ těžkých je méně než 50, asi 14%. Výše uvedené děti dosahují úrovně idiotů, zejména poruchy vývoje jazyka, které naznačují poruchy vývoje mozku, omezují novorozenecký příjem fenylalaninu k prevenci mentální retardace a poruchy mentálního vývoje u dětí s těžkou PKU ve srovnání se světlejším fenylalaninem. Vysoká koncentrace, podle které lze považovat mentální retardaci, souvisí s toxicitou fenylalaninu, ale podrobný patofyziologický mechanismus zůstává nejasný.
2. Neuropsychiatrické projevy: Existují mozkové malformace způsobené mozkovou atrofií, opakujícími se křečemi, ale s rostoucím věkem se zvyšuje svalové napětí, hyperreflexie, často mají vzrušení, hyperaktivitu a abnormální chování.
3. Účinky na kůži a vlasy: Kůže je často suchá, náchylná k ekzémům a škrábancům na kůži.V důsledku inhibice tyrosinázy je syntéza melaninu snížena, takže vlasy dítěte jsou bledé a hnědé.
4. Ostatní: Kvůli nedostatku fenylalaninhydroxylázy produkuje fenylalanin fenyllaktát a kyselinu fenyloctovou z jiné cesty, která se vylučuje potem a močí a má zápach plísní (nebo zápach potkana).
Obecně jsou klinické projevy a typy mutací genu PAH spojeny se závažností klinických fenotypů a nedostatek kofaktorů je méně klinicky fenotypový než abnormality proteinů PAH.
Přezkoumat
Vyšetření fenylketonurie
1. Test močového fenylpyruvátu: Kvůli vzestupu fenylpyruvátu v moči dětí lze provádět kvalitativní testy. Metody jsou následující:
(1) Test s chloridem železitým: 5% chlorid železitý se vlila do 5 ml moči a zelená reakce se okamžitě stala pozitivní. Novorozenec nebyl krmen a test byl negativní. Moč diabetika může být také pozitivní, takže test Špatná specifičnost.
(2) Zkouška 2,4-nitrofenylhydrazinu: pozitivní, pokud se vytvoří žlutá zakalená sraženina.
2. Stanovení fenylalaninu v krvi: normální lidský krevní fenylalanin je 60 ~ 180μmol / L, pacienti s PKU mohou být až 600 ~ 3600μmol / L, pokud je 258μmol / L dělicí bod mezi normálními a PKU pacienty, pak Existují až 4% falešně pozitivní výsledky. Barevná chromatografie může u novorozenců po několika dnech života způsobit falešně negativní výsledky. MS / MS může snížit falešně pozitivní rychlost.Tato metoda může současně měřit fenylalanin a tyrosin v krvi. Kyselina a může vypočítat poměr fenylalaninu / tyrosinu. Pokud je poměr 2,5 mezní bod mezi normálními dětmi a dětmi s PKU, falešně pozitivní lze snížit na 1%, proto se tato metoda v současnosti používá ke screeningu neonatálního benzenu. Acetoneurie, tato metoda může být také použita pro screening na galaktosémii, javorový diabetes, homocystinurii a vrozenou hypotyreózu. Jediné vyšetření může skrínovat vrozená onemocnění.
3. Elektroencefalogram (EEG): hlavně pomalá vlna páteře, občasná porucha rytmu s vysokou amplitudou, následná studie EEG ukázala, že se vzrůstajícím věkem se abnormální výkonnost EEG postupně zvyšovala a abnormality EEG se postupně snižovaly po 12 letech.
4. Prenatální vyšetření: Vzhledem k tomu, že buňky vilusu a plodové vody nemohou detekovat aktivitu fenylalaninhydroxylázy, problém prenatální diagnostiky nelze vyřešit dlouhou dobu. V současné době bylo v Číně identifikováno 25 mutací genu způsobujících čínské PKU onemocnění, které představují 80% mutovaného genu fenylalaninhydroxylázy v Číně bylo úspěšně použito v detekci mutovaných mutací a prenatální diagnostiky u pacientů s PKU.
5. Rentgenové vyšetření: viditelná mikrocefálie, CT a MRI mohou najít nespecifické změny, jako je difúzní kortikální atrofie.
Diagnóza
Diagnostická identifikace fenylketonurie
Diagnostická kritéria
Diagnóza tohoto onemocnění by měla zdůraznit včasnou diagnózu, aby bylo možné získat včasnou léčbu, aby se zabránilo mentální retardaci, a u novorozenců je nutné provést screening na fenylketonurii, aby byla včasná diagnóza.
1. Screeningová metoda: Mezinárodně uznávanou rutinní screeningovou metodou je metoda bakteriální inhibice objevená Guthrie. K dispozici je domácí screeningový kit PKU, který je založen na růstu variability růstového pásma B. subtilis. Pro odhad hladiny fenylalaninu v krvi, pokud je odhadovaná hladina fenylalaninu v krvi pozitivní na 0,24 mmol / l, lze tuto metodu použít pro kojence 3 až 5 dnů po narození, pro novorozence s rodinnou anamnézou Měl by být proveden více novorozeneckého screeningu.
2. Fenylalaninový zátěžový test: Tento test může přímo pochopit aktivitu PAH, zátěžová dávka je perorální fenylalanin 0,1 g / kg, a dokonce sloužil po dobu 3 dnů, klasické PKU děti s hladinou fenylalaninu v krvi na 1,22 Nad mmol / L jsou mírné případy často nižší než 1,22 mmol / l. Posledně uvedený výsledek naznačuje, že těmito dětmi může být hyperfenylalaninémie bez PKU.
3. Etiologická diagnostika: Gen způsobující fenylketonurii je gen PAH, etiologická diagnostika spočívá v detekci mutace genu PAH. Detekce mutace genu PAH může nejen diagnostikovat příčinu pacienta, ale také provést prenatální diagnostiku plodu, genotypu. U většiny pacientů existuje korelace mezi fenotypem a fenotypem. Různé typy mutací mají různé účinky na aktivitu PAH, proto je detekce mutací genu PAH také užitečná pro stanovení prognózy a vedení léčby.
Existuje mnoho metod pro detekci mutací genu PAH, ale jednou z nich je polymerázová řetězová reakce (PCR) kombinovaná s jednou nebo dvěma z následujících detekčních metod, včetně jednořetězcového polymorfismu konformace (SSCP), a délka fragmentů restrikčních enzymů je velká. Současný stav techniky (RFLP), denaturační gradientová gelová elektroforéza (DGGE), přímé sekvenování DNA, oligonukleotidová sonda specifická pro místo mutace (ASO), PCR-polyakrylamidová gelová elektroforéza - barvení stříbrem, dideoxy fingerprinting , amplifikační refrakterní mutační systém (ARMS), metoda štěpení enzymového nesouladu atd., může analyzovat amplifikovanou DNA, může také provádět analýzu SSCP na RNA, analyzovat lymfocyty periferní krve pro vzorky, prenatální diagnostiku Polární těleso (produkt gamete) může být analyzováno a polární těleso a ASO mohou být použity k prenatální diagnostice. Gen PAH známého místa mutace lze také zkoumat metodou ASO. V Číně existuje pět druhů mutací genu PAH: R243Q, Y204C, V399V, Y356X, R413P, těchto 5 mutací PAH genu představovalo 56,7%, nejběžnější bodové mutace v mutaci, což představuje 77,4% mutačního typu, Huang Shangzhi navrhl postup rychlé diagnostiky pro mutaci PAH genu: Krok 1 pro mutační bod Analýza specifických oligonukleotidových sond, rychlost diagnostiky Až 66%; Krok 2 pro SSCP analýzu exonu 4 se diagnostická rychlost zvýšila na 80%; Krok 3 používá analýzu SSCP k detekci několika společných míst mutace, konkrétně R243Q (exon 7), V339V a Y356X (Exon 11), diagnostická rychlost může dosáhnout 87%.
Způsob detekce genu PTPS je také založen na PCR a kombinován s metodou DGGE pro screening šesti kódujících sekvencí genu a míst sestřihu všech genů PTPS.
Diferenciální diagnostika
Pacienti s PKU způsobeným klasickým a kofaktorovým deficitem mají hyperfenylalaninémii, ale pacienti s hyperfenylalaninémií nutně PKU nezpůsobují, takže by se PKU mělo odlišit od ostatních pacientů s hyperfenylalaninémií. .
Přechodná hyperfenylalaninémie, ačkoli příčina tohoto onemocnění je způsobena také nedostatkem PAH, ale nikoli důsledkem mutace genu PAH, ale nezralé PAH, což vede ke zvýšené koncentraci fenylalaninu v krvi 1,22 mmol / l, V průběhu času však může být koncentrace fenylalaninu v krvi snížena na normální hodnotu, kterou lze identifikovat sledováním hladin fenylalaninu v krvi.
Transaminázová hyperfenylalaninémie je způsobena nedostatkem fenylalaninaminotransferázy, toto onemocnění nezpůsobuje fenylketonurii, obecně je hladina fenylalaninu v krvi normální, pouze při jídle s vysokým obsahem bílkovin v potravě krevní benzen Koncentrace alaninu je zvýšená a hladina metabolitů fenylalaninu je normální, takže není obtížné identifikovat se s PKU.
Světelný PKU má také pouze identifikaci PKU způsobenou hyperfenylalaninémií a kofaktory, poměr fenylalaninu k tyrosinu lze stanovit genetickou diagnostikou a stanovením hladiny tyrosinu v krvi nebo zátěžovým testem fenylalaninu. Identifikace.
