Deficit di piruvato chinasi
Introduzione
Introduzione alla carenza di piruvato chinasi La carenza di piruvatekinase (PK) è un enzima eritrocitario che si presenta secondo solo alla carenza di G-6-PD. Conoscenza di base La percentuale di malattia: 0,0005% - 0,001% Persone sensibili: nessuna persona specifica Modalità di infezione: non infettiva Complicanze: colelitiasi
Patogeno
Causa del deficit di piruvato-chinasi
(1) Cause della malattia
1. La variante biochimica PK è un tetramero con un peso molecolare di 60 kD costituito da subunità identiche o sostanzialmente identiche Vi sono quattro isomerasi nei tessuti dei mammiferi: L, R, M1 e M2, isomeria di tipo R. L'enzima (R-PK) è presente solo nei globuli rossi maturi. R-PK è separato in due componenti mediante elettroforesi su gel di poliacrilammide. Rl-PK è un omotetramero (L2L2) e R1-PK è presente principalmente nell'originale. Globuli rossi e reticolociti, mentre R2-PK si trova principalmente nei globuli rossi maturi, la PK di tipo L è presente nel fegato, molto simile ma non identica all'R-PK, il tipo M1 è presente nei muscoli, nel cuore e nel cervello, M2-PK esiste in Globuli bianchi e piastrine, M2-PK nelle cellule naive e presenza di M2-PK nei globuli rossi di alcuni pazienti con deficit di PK, l'eterogeneità dei mutanti di PK può spiegare l'ampia gamma di variabilità del fenotipo di deficit di PK, La carenza di PK "classica", fatta eccezione per la riduzione dell'attività enzimatica, non presenta anomalie nelle caratteristiche degli altri enzimi. Inizialmente, si pensava che solo gli enzimi con struttura normale fossero prodotti troppo poco, ma ulteriori studi hanno dimostrato che ci sono cambiamenti strutturali nelle molecole di enzimi che incidono solo sull'attività catalitica, ovviamente La maggior parte delle mutazioni della PK sono accompagnate da proteine strutturali anomale e Queste proteine differiscono per velocità dell'elettroforesi, attività residua, affinità del substrato, caratteristiche cinetiche, stabilità termica, specificità dei nucleotidi, inibizione dell'ATP, attivazione allosterica o pH ottimale.
2. Il deficit di pattern genetico della PK è autosomico recessivo, ma occasionalmente riportato come famiglia autosomica dominante.In generale, solo eterozigoti omozigoti o complessi svilupperanno una malattia emolitica, pazienti eterozigoti nonostante i globuli rossi C'è un cambiamento negli intermedi del glucosio, ma nessuna anemia.La percentuale di rilevazione della carenza di PK eterozigoti va dallo 0,24% al 2,20% La maggior parte dei pazienti con carenza di PK sono eterozigoti composti e ci sono pochi omozigoti veri.
3. Biologia molecolare Il gene PK di tipo M2 è localizzato a 15q22-qter e i geni PK di tipo L e di tipo R si trovano a 1q21. L e R sono isoforme regolate dallo stesso gene con due promotori specifici del tessuto. Il tipo L codificato e il tipo R differiscono solo nei primi due esoni; anche M1 e M2 sono codificati dallo stesso gene e due mRNA tradotti rispettivamente in questo PK sono prodotti a causa di diversi splicing. Recentemente, Kanno et al. Il cDNA del gene PK di tipo R umano è costituito da 2060 bp e codifica per una proteina costituita da 574 aminoacidi.La carenza di PK è causata dalla mutazione puntuale del gene PK. Finora sono state trovate più di 130 mutazioni diverse, principalmente mutazioni missenso. Una piccola percentuale di pazienti presenta una cancellazione o un inserimento.
(due) patogenesi
L'esatto meccanismo di emolisi dei pazienti con carenza di PK non è chiaro: quando la PK è carente, la produzione di ATP è ridotta La carenza di ATP è la principale causa di emolisi nella carenza di PK. A causa della carenza di ATP, provoca la perdita di K e acqua nei globuli rossi e i globuli rossi si restringono. Le cellule spinali, che hanno una ridotta deformabilità e vengono trattenute nella milza, che vengono distrutte, portando alla comparsa di anemia espettorata, deficit di PK, eritrociti adenosina difosfato (ADP) e sintesi di coenzima ossidato (NAD) alterata, ADP e NAD Aggraverà la diminuzione del metabolismo del glucosio causata dalla carenza di PK, aggravando così la PK, la mancanza di emolisi nei pazienti e l'accumulo di 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG) nei globuli rossi della carenza di PK e 2, Il 3-DPG è un inibitore della hexokinase, che aggrava anche la diminuzione della quantità di metabolismo del glucosio causata dalla carenza di PK e riduce ulteriormente la quantità di ATP prodotta per aggravare l'emolisi nei pazienti con carenza di PK.
Prevenzione
Prevenzione della carenza di piruvato chinasi
Fai consulenza genetica, verifica la presenza di portatori di geni patogeni e fornisci assistenza medica su problemi di fertilità.
Complicazione
Complicanze da carenza di piruvato chinasi Complicazioni colelitiasi
1. La colelitiasi è una complicazione più comune.
2. Complicanze meno comuni includono encefalopatia bilirubinica, ulcere croniche alle gambe, pancreatite acuta secondaria a patologie del tratto biliare, ascesso della milza, compressione del midollo spinale del tessuto ematopoietico extramidollare e flebite migratoria.
3. L'infezione acuta o la gravidanza possono esacerbare il processo di emolisi cronica e persino una "crisi emolitica", che può richiedere trasfusioni di sangue.
Sintomo
Sintomi di carenza di piruvato chinasi Sintomi comuni Tratto biliare urinario dei globuli rossi aumentato anemia emolitica Aumento della bilirubina di astragalo
L'emolisi principalmente cronica e le sue comorbilità, la gravità della malattia può essere un grave ittero neonatale, un piccolo numero di pazienti fino a quando un adulto o una vecchiaia non hanno riscontrato anemia e alcuni a causa della completa compensazione della funzionalità del midollo osseo, di solito potrebbe non essere ovvio Anemia e altre manifestazioni, ma spesso presentano ittero e milza nell'esame, generalmente anemia o ittero si verificano per la prima volta nei neonati o nei bambini, a differenza dei pazienti con deficit di G-6-PD, i neonati con deficit di PK sono sempre accompagnati da anemia quando si verifica l'ittero E spesso hanno splenomegalia, il grado di anemia è di solito più grave rispetto ai pazienti con sferocitosi ereditaria, che spesso richiedono trasfusioni di sangue.
La diagnosi dipende dall'attività della PK eritrocitaria. Si deve prestare attenzione quando si considera la diagnosi di carenza di PK:
1 Standardizzazione di saggi fluorescenti per lo screening dell'attività PK;
2 Ad eccezione della possibilità di deficit di PK secondario, i seguenti criteri sono i criteri diagnostici per il deficit di PK.
Esaminare
Esame del deficit di piruvato chinasi
1. L'emoglobina del sangue periferico è generalmente superiore a 50 ~ 60g / L, la conta dei reticolociti è per lo più del 2,5% ~ 15,0%, dopo che la milza può raggiungere il 40% ~ 70%, si può vedere nel sangue periferico si possono vedere globuli rossi e globuli rossi nucleati Il test di emolisi autologa non è specifico e questo test non è più utilizzato come strumento diagnostico sperimentale per la malattia dell'enzima eritrocitario.Alcuni prodotti intermedi della via della glicolisi nei globuli rossi presentano cambiamenti caratteristici, come 2,3-DPG due volte più grande. L'aumento di cui sopra, l'ATP è diminuito, il 3-PG aumentato e simili.
2. Il metodo di analisi dell'attività del substrato PK comprende il metodo del punto di fluorescenza, il test di screening dell'attività PK e la determinazione quantitativa dell'attività PK raccomandata dal Comitato internazionale di standardizzazione dell'ematologia Il principio del test del punto di fluorescenza PK è di ridurre la produzione di coenzima I ridotto (NADH) nell'ultravioletto. La fluorescenza può essere emessa alla luce. Se testato, fosfoenolpiruvato, NADH e lattato deidrogenasi (LDH) vengono miscelati con il sangue per essere testati sulla carta da filtro e viene rilevata l'intensità della fluorescenza. Se il campione di sangue è carente, il NADH è carente Se non viene utilizzato, l'acido piruvico non verrà prodotto, la fluorescenza durerà per 45-60 minuti, il normale campione di sangue scomparirà dopo 15 minuti e la trasfusione di sangue porterà a falsi positivi. Nell'applicazione del test spot fluorescente PK, il test dovrebbe essere prima standardizzato, cioè quantificato. I risultati del metodo di calibrazione sono più affidabili: la determinazione quantitativa dell'attività PK viene determinata misurando quantitativamente la quantità di NADH convertita in NAD mediante spettrofotometro a temperatura standard, pH e concentrazione del substrato. Se necessario, è necessario rimuovere i globuli bianchi il più possibile, poiché i globuli bianchi contengono enzimi PK di tipo M1 e M2 e l'attività della PK nei globuli bianchi è 300 volte quella dei normali globuli rossi. Leucociti presenti nel campione in esame porterebbe a false contenuto positivo leucociti, è generalmente richiesto di <1,5 × 109 / L.
3. Attività del substrato della PK, attivazione dell'inositolo-1,6-difosfato e test di stabilità del calore. La maggior parte degli eterozigoti omozigoti o complessi con anemia ha mostrato un livello di attività enzimatica dal 5% al 40% del valore normale e clinico L'eterozigote normale ha un'attività enzimatica di circa il 50% del normale.Per casi di anemia emolitica eritrocitaria non sferica inspiegabile, se l'attività della PK è normale, l'attività del substrato della PK deve essere ulteriormente esaminata e il glicoside-1,6-II L'attivazione dell'acido fosforico e i test di stabilità termica possono rivelare anomalie.
Secondo manifestazioni cliniche, sintomi, segni possono scegliere ECG, ecografia B, raggi X e altri test.
Diagnosi
Diagnosi e identificazione del deficit di piruvato chinasi
Criteri diagnostici
1. Valore di riferimento normale per la determinazione dell'attività PK
(1) Test di screening dell'attività PK con metodo spot a fluorescenza:
L'attività di 1PK era normale: la fluorescenza è scomparsa entro 25 minuti.
Valore di mancanza intermedio dell'attività 2PK (valore ibrido): la fluorescenza è scomparsa da 25 a 60 minuti.
L'attività del 3PK era gravemente carente (valore omozigote): la fluorescenza non è scomparsa a 25 minuti.
(2) Determinazione quantitativa dell'attività PK [International Hematology Standardization Committee (ICSH)] Metodo Blume raccomandato:
1 Valore normale: (15,0 ± 1,99) U / gHb (37 ° C).
2 Valore normale bassa concentrazione del substrato (PEP): 14,9% ± 3,71% (37 ° C) dell'attività normale.
3 Valore normale dopo bassa stimolazione PEP + PDP: 43,5% ± 2,46% (37 ° C) di attività normale.
4 il valore omozigote è inferiore al 25% dell'attività normale e il valore eterozigote è dal 25% al 50% dell'attività normale.
(3) Valore normale dei metaboliti intermedi (37 ° C):
1ATP: (4,23 ± 0,29) μmol / g Hb, il deficit di PK è inferiore di oltre 2 deviazioni standard rispetto al normale.
22,3-difosfoglicerato (2,3-DPG): (12,27 ± 1,87) μmol / g Hb, il deficit di PK è aumentato di oltre 2 volte rispetto al normale.
3 fosfoenolpiruvato (PEP): (12,2 ± 2,2) μmol / LRBC, i difetti di PK sono aumentati di oltre 2 deviazioni standard rispetto al normale.
42-fosfoglicerato (2-PG): (7,3 ± 2,5) μmol / LRBC, i difetti di PK sono aumentati di 2 deviazioni standard rispetto al normale.
2. Criteri diagnostici sperimentali per la carenza di eritrociti PK
(1) Il test spot fluorescente PK è una grave mancanza di intervallo di valori.
(2) Il test spot per fluorescenza PK è una mancanza intermedia di intervallo di valori con una storia familiare chiara e / o un aumento del 2x del contenuto di 2,3-DPG o altre modifiche intermedie del prodotto.
(3) La quantificazione dell'attività della PK è un intervallo omozigote.
(4) La quantificazione dell'attività della PK è un intervallo eterozigote: accompagnata da una chiara storia familiare e / o cambiamenti intermedi del metabolita.
In conformità con uno qualsiasi dei 4 punti precedenti, è possibile stabilire la diagnosi sperimentale del deficit di PK Se è presente il deficit di PK clinicamente altamente sospetto e l'attività di PK è normale, l'attività PK a basso substrato deve essere determinata quantitativamente per determinare la presenza o l'assenza di attività di PK. ridotto.
3. Criteri diagnostici per l'anemia emolitica causata da carenza di PK
(1) Iperbilirubinemia neonatale causata da deficit di PK eritrocitario:
1 Nel primo periodo postnatale (principalmente entro 1 settimana), è comparso l'ittero: la bilirubina sierica totale nei bambini maturi ha superato 205,2 μmol / L (12 mg%) e i bambini immaturi hanno superato 256,5 μmol / L (15 mg%), principalmente bilirubina indiretta. aumento;
2 altre prove di emolisi (come anemia, aumento del rosso reticolare, aumento delle vie biliari urinarie, ecc.);
3 I criteri diagnostici per la carenza di PK soddisfano i tre criteri di cui sopra ed escludono altre cause di ittero, possono essere diagnosticati; coloro che non hanno i precedenti 2 e / o hanno altri motivi, devono essere sospettati di carenza di PK eritrocitario Emolisi causata da esso.
(2) La carenza di PK provoca anemia emolitica cellulare congenita non sferica (CNSHA):
1 è un processo di emolisi cronica, con splenomegalia, ittero, anemia;
2 criteri diagnostici sperimentali in linea con difetti PK;
3 escludere altre malattie da enzimi eritrocitari ed emoglobinopatia;
4 L'esclusione della PKD secondaria, coerente con i precedenti 4 elementi, può essere diagnosticata come PKD ereditaria causata da anemia emolitica eritrocitaria non sferica congenita.
Valori di PK inferiori al normale comprendono leucemia acuta, MDS, anemia granulocitaria del ferro refrattario e stato post-chemioterapico. La causa della carenza di enzimi acquisiti può essere multifattoriale e in alcuni casi può essere accompagnata. Le cellule staminali del midollo osseo con una sintesi proteica anormale sono danneggiate, mentre in altri casi possono essere causate da modificazioni post-traduzionali dell'enzima.
La carenza di PK deve essere differenziata da altre malattie degli enzimi eritrocitari come la carenza di G-6-PD e la malattia di emoglobina, leucemia, anemia aplastica, sindrome mielodisplastica e chemioterapia possono causare carenza di PK secondaria, quindi ereditaria La carenza di PK (di solito eterozigote) dovrebbe essere differenziata dalla carenza di PK secondaria, ma a volte l'identificazione dei due è abbastanza difficile, poiché l'attività della PK eritrocitaria è da lieve a moderatamente ridotta, generalmente nessuna emolisi evidente Prestazioni, a volte è necessario seguire e analizzare attentamente.
