2023新生儿苯丙酮尿症筛查诊断方法与治疗现状.docx

《2023新生儿苯丙酮尿症筛查诊断方法与治疗现状.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023新生儿苯丙酮尿症筛查诊断方法与治疗现状.docx（8页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、2023新生儿苯丙酮尿症筛查诊断方法与治疗现状摘要苯丙酮尿症(pheny1ketonuria,PKU)是一种常染色体隐性遗传性疾病，主要由苯丙氨酸羟化酶或其辅酶四氢生物瞟岭缺陷引起苯丙氨酸(Phe)代谢障碍所导致。其临床表现不一，主要表现为发育迟缓、智力低下、小脑萎缩、湿疹、毛色浅淡、鼠气味等症状。如能得到及早筛查诊断，并给予积极治疗，则可避免上述临床表现发生。文章主要就当前PKU的筛查诊断方法与治疗现状进行阐述，以期为临床医生进一步认识该病提供指导。苯丙酮尿症(pheny1ketonuria,PKU)是由于苯丙氨酸(pheny1a1anine,Phe)代谢途径中的关键酶苯丙氨酸羟化酶(phe

2、ny1a1anininHydroxv1ase,PAH)或其辅酶四氢生物瞟吟(BH4)缺陷导致的一种先天性遗传代谢疾病。根据血液中Phe水平不同，PAH缺乏型PKU可分为经典型(1200mo11)、轻度型(360-1200mo11)和轻度高苯丙氨酸血症(Kyperpheny1a1aminemia,HPA,120-360mo11X因PKU患者血液中的Phe不能被代谢为酪氨酸(tyrosine,Tyr),进而在血液、脑脊液和大脑中大量积累，若不及时治疗，会导致不同程度且不可逆的神经认知及行为障碍11PKU最初于1934年在两个挪威智障兄妹中被鉴定21自发现以来，多数国家已开展新生儿PKU筛查项目，据

3、估计,全球每23930例新生儿中有1例患PKU,影响约45万人，其中至少2/3需治疗3o我国早在1981年即开启PKU筛查,据20132017年中国新生儿筛查信息系统的数据统计,我国PKU流行率为1/15924,明显高于全球平均发病率(1/23930)3z且南北方发病率差异有统计学意义4通过新生儿筛查，PKU患儿通常在出生后不久即被发现，因此可及早实施治疗及管理。通过采取低Phe的饮食可降低血液Phe水平，从而最大限度地改善PKU患儿的预后，对减少出生缺陷及提高出生人口素质有极其重要的意义。本文主要对当前PKU筛查方法与治疗现状做进一步阐述。1病因及发病机制Phe是一种人体内不能合成的必需氨基

4、酸，需从日常膳食中获取。正常生理状态下，除小部分用于合成各种蛋白质，大部分在肝脏内经PAH催化作用转化为Tyr,而此代谢途径中还需其辅酶BH4参与。PAH或其辅酶BH4的缺乏可造成体内Phe的异常累积，多余的Phe则通过脱氨作用形成苯乳酸、苯丙酮酸等有害物质5,引起Phe代谢紊乱，最终导致PKU的发生。1.1 病因PKU是一种常染色体隐性遗传性疾病。大多数PKU患者是由PAH基因突变导致PAH活性降低或缺失，该基因位于12号染色体长臂(12q24.1),全长90kb,含13个外显子。目前全球已报道PAH基因突变类型超过IoOO个，且大多数为错义突变(58.3%)30我国常见PAH变异位点为R2

5、43Q、R413P和Y356Xo除PAH遗传性缺陷，少数PKU是因BH4合成或再生障碍引起PAH功能性缺陷所致。与BH4合成或再生相关的6-丙酮酰四氢蝶吟合酶(6-pyruvoy1tetrahydropterin)合成酶(PTPS1GTP环水解酶1(GTPCyc1ohydro1ase1,GTPCHPCBD1及二氢蝶岭还原酶(dihydropte-ridinereductase,DHPR)等基因的变异被报道可引起BH4遗传性缺陷6o止匕外，近期研究显示分子伴侣DNAJC12基因变异也可通过破坏PAH的正确折叠影响Phe代谢701.2 发病机制Phe代谢障碍可导致几种生化异常，包括Phe在体内的积

6、累，Tyr的相对缺乏及苯丙酮酸、苯乙酸、苯乳酸等相关代谢产物的积累。Tyr可进一步代谢为多巴胺、肾上腺素、甲状腺素及黑色素等，在大脑氨基酸平衡及神经递质缺乏中发挥重要作用，因此Tyr的缺乏可能与神经功能受损有关。有研究表明在无任何其他治疗的情况下，简单补充Tyr饮食并不能预防PKU患者的严重认知障碍8o此外,研究表明大脑中Phe大量积累可能导致脑白质异常，脑糖代谢紊乱，大量中性氨基酸缺乏及神经递质缺乏，从而造成不可逆的神经认知及行为障碍，然而其具体机制仍不完全清楚9-10o2临床特征PKU患者的主要临床特征为神经功能损伤表现，但其临床表现的严重程度不一。PKU患儿刚出生时多无临床症状，在34个

7、月即会出现生长与智力发育迟缓等典型症状，重型PKU患儿则表现出明显的语言发育障碍及智力低下，且因脑萎缩出现多动不安、反复抽搐等异常精神表现。此外,一些PKU患儿出现湿疹，毛发颜色浅淡及汗液或尿液中散发鼠臭气味等症状。如果PKU患儿在出生后立即开始低Phe饮食治疗，可预防这些临床症状11o若长期治疗不足，患PKU的成年人可能出现下肢痉挛、小脑性共济失调、震颤、脑病和视觉异常等临床症状12o3筛查与诊断方法PKU患儿出生时表型和功能均正常，然而当症状出现时往往已造成不可逆的神经功能及行为损伤。因此，PKU的及早筛查及诊断对新生儿出生缺陷防控至关重要。我国于2009年6月1日实施的新生儿疾病筛查管理

8、办法明确提出PKU是新生儿筛查必检项目之一。目前，PKU实验室筛查诊断方法众多，其主要检测指标为血液中Phe浓度,通常判定PKU阳性的Phe临界值为120mo11,Phe与Tyr比值为2.0o3.1 化学荧光分析该方法主要通过荧光检测方式评估干血片Phe浓度,其原理是Phe可与苗三酮反应生成荧光物质，该物质可在二肽物质添加及PH值严格控制在(5.80.1)的条件下，形成更为稳定的荧光复合物，且荧光强度大大增强，最终通过检测紫外荧光换算得到Phe浓度。该方法适于大规模筛查，相比细菌抑制法其敏感性更好，但未能同时检测血液Tyr水平，不可计算Phe/Tyr比值13o3.2 酶定量检测利用Phe合成或

9、代谢相关的酶定量检测Phe浓度也是PKU筛查的方法之一，目前主要包括苯丙氨酸脱氨酶141苯丙氨酸脱氢酶15及苯丙氨酸解氨酶(pheny1a1anineammonia-1yase,PA1)16定量检测。Phe在这些酶的催化作用下可生成不同的代谢物，通过酶标仪或分光光度计检测实现Phe的定量分析。3.3 高效液相色谱（HP1C）检测待测血液样本经去蛋白后进行HP1C检测，样本中Phe和Tyr经色谱柱分离后可在不同紫外波长下被检测，并获得相应的液相色谱图，随后通过与标准品的比较即可测得待测样本中的Phe和Tyr浓度及其比值。该检测方法优势是检测时效短，敏感度及特异性较好，但因检测流程复杂，且设备及耗

10、材昂贵,不适用于PKU的大规模筛查。3.4 串联质谱检测（MS/MS）1990年，Mi11ington等首次将MS/MS应用于新生J1疾病筛查。利用MS/MS技术筛查诊断PKU主要基于不同氨基酸离子质荷比不同通过扫描获得质谱图中Phe和Tyr对应的质谱峰,后与内标比较计算得出Phe和Tyr的浓度及比值170MS/MS技术具有较高的检测特异度及灵敏度，可在2min内实现对1个样本同时进行几十种代谢产物的分析，扩展筛查疾病谱的同时提高检测效率18,已经成为新生儿遗传代谢病筛查的主要方法之一。3.5 尿液代谢物检测该方法主要检测PKU患儿尿液中5种标志性代谢物的含量，包括苯乳酸、苯乙酸和苯丙酮酸。因

11、具有非侵入性，检测时效短、检测准确度高的特点,因此也可作为PKU辅助诊断的一种方法。3.6 尿蝶岭分析检测为鉴别典型PKU与BH4缺乏引起的高苯丙氨酸血症，应用高压液相层析进行尿蝶吟图谱分析，主要检测新蝶岭和生物蝶岭的含量。若尿液检测显示蝶岭总含量升高，新蝶岭与生物蝶岭比值正常,则鉴别为典型PKU患儿；若生物蝶吟含量增加，则可能为DHPR缺乏患儿；若新蝶畛含量增加，且其与生物蝶岭比值升高，则可能为PTPS缺乏患儿；若蝶岭总含量减低，则可能为GTPCH缺乏患儿19o3.7 基因检测PAH基因突变是大多数PKU的致病原因。检测PAH基因突变的方法众多，目前多采用PCR联用其他检测方法对常见PAH基

12、因突变进行检测，包括PCR-短串联重复、PCR-限制性内切酶片段长度多态性、PCR-单链构形多态性、PCR-突变位点特异性寡核苜酸探针、PCR-变性梯度凝胶电泳、PCR-变性HP1C分析等。随着分子基因检测技术的发展,高通量测序也已被应用于新生儿基因筛查领域20o通过多重PCR或靶向捕获测序可对更多PAH基因变异位点进行检测，显著降低PKU筛查假阴性及假阳性率。此外，该方法可1次检测几十种甚至几百种疾病，且出生后即可检测。因此，基于NGS的基因筛查在未来有望被更广泛地推广到临床实践中，成为新生儿筛查的重要方法之一2014治疗策略PKU治疗的目标是使患者保留最佳的神经认知发育和功能，以及正常的生

13、长、营养状况、生活质量和心理健康。大量研究证实，将PKU患者的血Phe浓度维持在120360mo11可获得最佳的临床结局210因此,维持血Phe水平在这一范围内仍是所有治疗方式的主要目标。5饮食治疗低Phe饮食是目前PKU最主要的治疗方法。饮食治疗包括3个方面，即限制天然蛋白质的摄入,补充不含Phe的氨基酸混合物和食用低蛋白食品3.8 o限制Phe只能通过限制天然蛋白质的摄入实现，但减少Phe摄入量的同时，其他必需的氨基酸和天然蛋白质的其他成分的摄入量也会减少。因此，PKU患者需补充不含Phe的氨基酸混合物。此外，PKU患者还需食用低蛋白质食物，为患者提供足够能量的同时，可使患者在某种程度上模

14、拟正常的饮食习惯。经典PKU患者对Phe的耐受性因年龄而异，需根据PKU不同年龄段调整Phe.Tyr及蛋白质的摄入量。此外，PKU患者在食用不含Phe配方食品时,必须定期监测血Phe,若出现嗜睡、厌食、腹泻、皮疹、贫血等症状，应及时就诊，避免发生低苯丙氨酸血症。5.1 药物治疗2007年美国食品药品监督管理局(FDA)批准二盐酸沙丙蝶岭用于治疗PKUo二盐酸沙丙蝶吟是一种人工合成的BH4,可作为PAH的辅因子促进Phe的正常代谢，降低血液中Phe浓度。然而，该药物通常只对部分PKU患儿有反应，且低Phe饮食仍是必要的。轻度PKU患者因保留部分PAH活性,更有可能对沙丙蝶岭治疗有反应，但是该药物

15、对于可完全抑制PAH活性的致病性变异人群则可能无反应230在1020mg(kgd)的剂量下，二盐酸沙丙蝶吟在至少4%的患者中可能出现不良反应，包括咽痛、腹泻、咳嗽、鼻塞等2315.2 酶替代疗法2018年FDA批准一种可注射的聚乙二醇化PA1,该药物作为一种酶替代疗法，可部分替代PAH在Phe代谢中的功能。临床研究已证实PA1可在大多数PKU患者中有效降低Phe浓度，摆脱饮食管理24o但是，一些不良反应，包括局部或全身的皮肤反应，关节痛和极少的过敏反应等，通常在用药后的前6个月较为频繁地出现,轻微过敏反应可通过抗组胺药物预处理得到缓解，急性、严重过敏反应可通过类固醇治疗进行管理24o此外，有研

16、究者开发出一种可口服的高表达PA1的益生菌大肠埃希氏菌(SYNB1618),试图在肠道循环中代谢Phe25o临床研究发现，给健康志愿者及患有PKU的个体服用该益生菌后，可检测到反式肉桂酸的产生，但Phe的浓度未降低25o未来试验需探索更有效或更高剂量的益生菌。5.3 基因治疗治愈PKU最理想的方法是恢复PAH在肝脏中的活性。有研究使用基因编辑技术(CrisprCas9)修复PAH常见突变进行基因校正治疗，可有效地在Pahenu2小鼠中提供足够的PAH活性，恢复血液Phe浓度26o在小鼠中进行基因校正也可通过腺病毒相关病毒(AAVs)实现，该技术的优势是经过校正的基因可传递到新的肝细胞，且即使在肝细胞增殖的情况下也能保持PAH活性27o另有研究将功能性PAH基因插入到一个失活的双等位致病变异的基因组中，最初动物实验