一、概述
苯丙酮尿癥是一種常見的氨基酸代謝病,是由于苯丙氨酸代謝途徑中的酶缺陷,使得苯丙氨酸不能轉變成為酪氨酸,導致苯丙氨酸及其酮酸蓄積并從尿中大量排出。臨床主要表現為智能低下,驚厥發(fā)作和色素減少。本病屬常染色體隱形遺傳。其發(fā)病率隨種族而異,美國約為1/14000,日本1/60000,我國1/16500。
該疾病是先天代謝性疾病的一種,由于染色體基因突變導致肝臟中苯丙氨酸羥化酶(PAH)缺陷從而引起苯丙氨酸(PA)代謝障礙所致,引起中樞神經系統(tǒng)的損傷。神經系統(tǒng)異常體征不多見,可有腦小畸形,肌張力增高,步態(tài)異常,腱反射亢進,手部細微震顫,肢體重復動作等。由于黑色素缺乏,患兒常表現為頭發(fā)黃、皮膚和虹膜色淺?;純耗蛞褐谐S辛钊瞬豢斓氖竽蛭丁M瑫r,患兒易合并有濕疹、嘔吐、腹瀉等。低苯丙氨酸飲食療法是目前治療經典型PKU的惟一方法,治療的目的是預防腦損傷。對于非典型苯丙酮尿癥的治療除了飲食治療以外,還應補充多種神經介質,如BH4、多種神經介質,如BH4、多巴、5-羥色胺、葉酸等。
1.病因:苯丙氨酸(PA)是人體必需的氨基酸之一。正常小兒每日需要的攝入量約為200~500mg,其中1/3供合成蛋白,2/3則通過肝細胞中苯丙氨酸羥化酶(PAH)的轉化為酪氨酸,以合成甲狀腺素、腎上腺素和黑色素等。苯丙氨酸轉化為酪氨酸的過程中,除需PAH外,還必須有四氫生物蝶呤(BH4)作為輔酶參與。人體內的BH4是由鳥苷三磷酸(GTP),經過鳥苷三磷酸環(huán)化水合酶(GTP-CH)、6-丙酮酸四氫蝶呤合成酶(6-PTS)和二氫生物蝶呤還原酶(DHPR)等一系列酶的催化而合成,PAH、GTP-CH、DHPR三種酶的編碼基因分別定位于12q24.1、14q11,4p15.1-p16.1;而對6-PTS編碼基因的研究尚在進行中,上述任一編碼基因的突變都有可能造成相關酶的活性缺陷,致使苯氨酸發(fā)生異常累積。
2.病理生理:分為典型和BH4缺乏型兩類:①典型PKU是由于患兒肝細胞缺乏PAH,部分將苯丙氨酸轉化為酪氨酸,因此苯丙氨酸在血、腦脊液、各種組織和尿液中的濃度極度增高,同時經旁路代謝產生大量的苯丙酮酸、苯乙酸、苯乳酸和對羥基苯乙酸,并從尿中排出。由于酪氨酸生成減少,致使甲狀腺素、腎上腺素和黑色素等合成不足,而蓄積的高濃度的苯丙按散及其旁路代謝產物導致細胞受損。②BH4缺乏型是由于GTP-CH、6-PTS或DHPR等任何一種酶缺乏所導致,BH4是苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等芳香氨基酸在羥化過程中所必須的共同的輔酶,BH4的缺乏不僅苯丙氨酸不能轉變成酪氨酸,而且造成酪氨酸不能轉變成多巴胺,色氨酸不能轉變成5-羥色胺、5-羥色胺均勻為重要的神經遞質,其缺乏可加重神經系統(tǒng)的損害,故BH4缺乏型PKU的臨床癥狀更重,治療亦不易。
該疾病絕大多數為典型PKU,約1%左右為BH4缺乏型,其中約半數系6-PTS缺乏所致。
二、臨床表現
出生時患兒正常,隨著進奶以后,一般在3~6個月時,即可出現癥狀,1歲時癥狀明顯。
1.神經系統(tǒng):早期可有神經行為異常,如興奮不安、多動或嗜睡、萎靡、少數呈現肌張力增高,腱反射亢進,出現驚厥(約25%),繼之智能發(fā)育落后日漸明顯,80%有腦電圖異常。BH4缺乏型的神經系統(tǒng)癥狀出現較早且較嚴重,常見肌張力減低、嗜睡、驚厥,如不經治療,常在幼兒期死亡。
2.外貌:因黑色素合成不足,在生后數月毛發(fā)、皮膚和虹膜色澤變淺。皮膚干燥,有的常伴濕疹。
3.其他:由于尿和汗液中排出苯乙酸,呈特殊的鼠尿臭味。
三、醫(yī)技檢查
該疾病為少數可治性遺傳性代謝病之一,上述癥狀經飲食控制治療后可逆轉,但智能發(fā)育落后難以轉變,應力求早期診斷治療,以避免神經系統(tǒng)的不可你損傷。由于患兒早期無癥狀不典型,必須借助實驗室檢測。
1.新生兒期篩查:新生兒喂奶3日后,采集足根末梢血,吸收再生厚濾紙上,晾干后郵寄到篩查中心,采用Guthrie細菌生長抑制試驗半定量測定,其原理是苯丙氨酸能促進已被抑制的枯草桿菌重新生長,以生長圈的范圍測定血中苯病氨酸的含量,亦可在苯丙氨酸脫氫酶的作用下進行比色定量測定,其假陽性率較低。當苯丙氨酸含量>0.24mmol/L(4mg/dl)即兩倍于正常參考值時,應復查或采靜脈血定量測定苯丙氨酸和酪氨酸。正常人苯丙氨酸濃度為0.06~0.18mmol/L(1~3mg/dl)而無患兒血漿苯丙氨酸可高達1.2mmol/L(20mg/dl)以上,且血中酪氨酸正?;蛏缘汀?
2.尿三氯化鐵試驗:用于較大嬰兒和兒童的篩查。將三氯化鐵滴入尿液,如立即出現綠色反應,則為陽性,表明尿中苯丙氨酸濃度增高。此外,二硝基苯肼試驗也可以測尿中苯丙氨酸,黃色沉淀為陽性。
3.血漿氨基酸分析和尿液有機酸分析:可為本病提供生化診斷依據,同時,也可鑒別其他的氨基酸、有機酸代謝病。
4.尿蝶呤分析:應用高壓液相層析(PHLC)測定尿液中新蝶呤和生物蝶呤的含量,用以鑒別各型PKU。典型PKU患兒尿中蝶呤總排出量增高,新蝶呤與生物蝶呤比值正常。DHPR缺乏的患兒蝶呤總排出量增加,四氫生物蝶呤減少,6-PTS缺乏的患兒則新蝶呤排出量增加,其與生物蝶呤的比值增高,GTP-CH缺乏的患兒其蝶呤總排出量減少。
5.酶學診斷:PAH僅存在于肝細胞、需經肝活檢測定,不適用于臨床診斷。其他3種酶的活性可采用外周血中紅、白細胞或皮膚成纖維細胞測定。
6.DNA分析:改變技術近年來廣泛用于PKU診斷,雜合子檢出的產前診斷。但由于基因的多態(tài)性、分析結果務須謹慎。
四、治療原則
診斷一旦明確,應盡早給予積極治療,主要是飲食療法。開始治療的年齡愈小,效果愈好。
1.低苯丙氨酸飲食:主要適用于典型PKU以及血苯丙氨酸持續(xù)高于1.22mmol/L(20mg/dl)的患者。由于苯丙氨酸是合成蛋白質的必需氨基酸,完全缺乏時亦可導致神經系統(tǒng)損害,因此對嬰兒可喂給特制的低苯丙氨酸奶粉,到幼兒期添加輔食時應以淀粉類、蔬菜、水果等低蛋白食物為主。苯丙氨酸需要量,2個月以內約需50~70mg/kg.d,3~6個月約40mg/kg.d,2歲均約為25~30mg/kg.d,4歲以上約10~30mg/kg.d,以能維持血中苯丙氨酸濃度在0.12~0.6mmol/L(2~10mg/dl)為宜。飲食控制至少需持續(xù)到青春期以后。
2.BH4、5-羥色胺和L-DOPA:主要用于BH4缺乏型PKU,除飲食控制外,需給予此類藥物。
五、預防
免近親結婚。開展新生兒篩查,以早期發(fā)現,盡早治療。對有本病家族史的孕婦必須采用DNA分析或檢測羊水中蝶呤等方法對其胎兒進行產前診斷。
目前,我國PKU患兒中約80%基因突變已明確,還有約20%的基因突變機制未明。每個PKU家庭存在兩個突變基因,因此基因診斷可有三種結果:
1.兩個突變基因均能診斷清楚。
2.一個突變基因診斷清楚、另一個突變基因診斷不清。
3.兩個突變基因均不能診斷清楚。
前兩種結果可提供產前診斷,第三種結果在鑒別非經典型PKU的前提下,通過連鎖分析可以做間接基因診斷時也可進行產前診斷。
由于PKU是遺傳性疾病,進行基因診斷時需要患兒和父母同時留取血樣,同時因突變基因的種類繁多,分析復雜,因此基因診斷應提前在再次懷孕前半年到一年的時間進行,這樣才能在妊娠時依據基因診斷結果進行有針對性的產前診斷。