髓過(guò)氧化物酶缺乏癥示圖 髓過(guò)氧化物酶缺乏癥是一種遺傳性吞噬細(xì)胞內(nèi)髓過(guò)氧化物酶缺陷的免疫缺陷病,該病罕見(jiàn)。1967年和1968年,Gjone和Norum最早報(bào)道了一種以蛋白尿、貧血、高脂血癥和角膜混濁為特點(diǎn)的家族性疾病。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)患者血漿膽固醇和三酰甘油水平增高,溶血卵磷脂水平降低,游離膽固醇磷脂酰膽堿水平增高,但測(cè)不到血漿磷脂酰膽堿-膽固醇;D(zhuǎn)移酶活性。這些發(fā)現(xiàn)是磷脂酰膽堿-膽固醇;D(zhuǎn)移酶缺乏這一家族性代謝性疾病的主要表現(xiàn)。本病常累及腎臟。最初報(bào)道的患者都是斯堪的那維亞人,后來(lái)證實(shí)本病在世界范圍內(nèi)廣泛存在,本病組織病理特點(diǎn)均一,損害模式恒定。
髓過(guò)氧化物酶體樣 MPO是一種遺傳性疾病,故新生兒即有髓過(guò)氧化物酶缺乏癥,因未進(jìn)食,有害的代謝產(chǎn)物濃度不高,故出生時(shí)無(wú)臨床表現(xiàn)。主要臨床表現(xiàn)有:
1.生長(zhǎng)發(fā)育遲緩除軀體生長(zhǎng)發(fā)育遲緩?fù),主要表現(xiàn)在智力發(fā)育遲緩。表現(xiàn)在智商低于同齡正常嬰兒,生后4~9個(gè)月即可出現(xiàn)。重型者智商低于50,約14%以上兒童達(dá)白癡水平,語(yǔ)言發(fā)育障礙尤為明顯。這些表現(xiàn)提示大腦發(fā)育障礙。限制新生兒攝入苯丙氨酸可防止智力發(fā)育障礙,重型患兒智力發(fā)育障礙比輕型者血中苯丙氨酸濃度高,據(jù)此可以認(rèn)為智力發(fā)育障礙與苯丙氨酸毒性有關(guān),更為詳細(xì)的病理生理機(jī)制仍不清楚。
2.神經(jīng)精神表現(xiàn)由于有腦萎縮而有小腦畸形,反復(fù)發(fā)作的抽搐,但隨年齡增大而減輕。肌張力增高,反射亢進(jìn)。常有興奮不安、多動(dòng)和異常行為。
3.皮膚毛發(fā)表現(xiàn)皮膚常干燥,易有濕疹和皮膚劃痕癥。由于酪氨酸酶受抑,使黑色素合成減少,故患兒毛發(fā)色淡而呈棕色。
4.其他由于苯丙氨酸羥化酶缺乏,苯丙氨酸從另一通路產(chǎn)生苯乳酸和苯乙酸增多,從汗液和尿中排出而有霉臭味(或鼠氣味)。臨床表現(xiàn)與基因突變的類(lèi)型與臨床表型的嚴(yán)重性相關(guān),輔因子缺乏比PAH蛋白異常的臨床表型較輕。
髓過(guò)氧化物酶影像 正常人髓過(guò)氧化物酶蛋白有折疊,并有鐵結(jié)合位點(diǎn)。鐵結(jié)合位點(diǎn)結(jié)構(gòu)的保持與位于與活性位點(diǎn)相關(guān)的3D結(jié)構(gòu)中的第349位的絲氨酸有關(guān),這個(gè)位點(diǎn)的絲氨酸與酶蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性聚合和髓過(guò)氧化物酶的催化性質(zhì)也具重要性。Fusetti等測(cè)定了人酶蛋白(殘基118~452)的結(jié)晶結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)此酶與組成催化和四聚體化區(qū)的每個(gè)單聚體以四聚體結(jié)晶出現(xiàn)。在四聚體化區(qū)的特性是存在與其他單聚體相互作用的交換臂,因而形成一反平行的盤(pán)旋卷,而且明顯的不對(duì)稱(chēng),這是由于在導(dǎo)致盤(pán)旋卷螺旋的螯合區(qū)有兩個(gè)交替構(gòu)形所引起。最常見(jiàn)的PAH突變中的某些突變即發(fā)生于催化區(qū)和四聚體區(qū)的交界處。不同的PAH基因的突變使PAH活性受影響的程度不同,對(duì)酶蛋白結(jié)構(gòu)的影響也不一樣。Camez等用不同的表達(dá)系統(tǒng)揭示酶蛋白突變:Leu348Val、Ser349Leu、Val388Met引起PAH蛋白有折疊缺陷。將突變的酶蛋白在大腸埃希桿菌中表達(dá)顯示比野生型酶蛋白有對(duì)熱不穩(wěn)定,降解的時(shí)間過(guò)程也不相同。Bjrgo等研究了酶蛋白7種錯(cuò)義點(diǎn)突變,即R252G/Q、L255V/S、A259V/T及R270S。另外還有一種突變?yōu)镚272X。當(dāng)將這些突變的酶蛋白與麥芽糖酶以融合蛋白形式共同表達(dá)于大腸埃希桿菌中,證明人酶蛋白折疊和聚合為同種四聚體/二聚體的能力有缺陷,大多數(shù)回收為無(wú)活性聚集型。R252Q和R252G回收到具有催化活性的四聚體和二聚體,R252G回收到一些二聚體。前述3種突變使PAH活性分別只有野生型活性的20%、44%和4.4%。當(dāng)在體外以耦聯(lián)的轉(zhuǎn)錄-翻譯系統(tǒng)表達(dá)時(shí),所有突變的PAH均回收到具有低同種特異性活性的非磷酸化和磷酸化型的混合物。所有這些基因突變所表達(dá)的變異的人酶蛋白在寡聚化方面均有缺陷,在體外實(shí)驗(yàn)對(duì)限制性蛋白溶解的敏感性增加,在細(xì)胞中的穩(wěn)定性減低,催化活性也有不同程度的減低。所有前述作用看來(lái)是由于單聚體結(jié)構(gòu)紊亂的結(jié)果。根據(jù)人催化區(qū)的晶體結(jié)構(gòu),突變對(duì)折疊和單聚體寡聚體化的影響提供一種解析。以上是一些肝基因突變所引起的酶蛋白結(jié)構(gòu)和活性變異的相關(guān)性。99%的高苯丙氨酸血癥或PKU都是由于髓過(guò)氧化物酶基因突變引起,只有1%是由于輔因子生物合成或再生有障礙所致。
髓過(guò)氧化物酶基因突變可累及外顯子和內(nèi)含子,可為錯(cuò)義突變或無(wú)義突變。突變類(lèi)型有點(diǎn)突變、插入或缺失、提前停止編碼、剪接和多態(tài)性。突變的基因型有純合子、雜合子和復(fù)合性雜合子。Scriver等于1996年綜述了酶蛋白基因突變,在全世界26個(gè)國(guó)家,81位研究者分析了3986突變的染色體,確定了243種不同的突變。到1999年3月Zekanowski等在論文中指出:世界上髓過(guò)氧化物酶基因突變已達(dá)350種以上。該作者研究了編碼酶蛋白酶調(diào)節(jié)區(qū):部分的外顯子3突變可引起經(jīng)典的PKU、輕度的PKU和輕度的高苯丙氨酸血癥,后者的突變常位于71~94位的氨基酸殘基。汪寧指出到1998年4月止全世界酶蛋白基因突變已增加到390種。1996年徐陵亭等報(bào)道確定PAH基因突變有20多種,約占酶蛋白突變基因的80%。學(xué)者認(rèn)為突酶蛋白變的基因型與表型之間有相關(guān),只少數(shù)病人例外。Guldberg等人認(rèn)為:部分病人突酶蛋白變的基因型與表型之間的不一致可能是由于用以檢查突變的方法或者由于表型分類(lèi)不同所致。不同的國(guó)家和地區(qū)PKU患者酶蛋白基因突變有所不同,北方和南方人群PAH基因突變類(lèi)型分布也不一致。土耳其祖先病人的亞組中最常見(jiàn)突變?yōu)镮VS1O-11G→A(占分析的等位基因的38%);羅馬尼亞PKU病人中酶蛋白基因突變以Arg408Trp居多(占等位基因47.72%),Lys363fsdelG(13.63%)和Phe225Thr占6.81%,3種突變占突變等位基因的70%;在捷克PKU病人中Arg408Trp突變占54.9%。對(duì)各地區(qū)人群基因突變類(lèi)型的分布的不同可能反映過(guò)氧化物酶酶蛋白基因突變有多種機(jī)制,包括拓荒者作用(foundereffect)、遺傳漂流(geneticdrift)、過(guò)度互換性(hypermutability)和選擇(selection)。以上是肝臟基因結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和突變及突變所引起的蛋白的異常。酶蛋白除了在肝臟細(xì)胞中表達(dá)外,在非肝臟組織中也有表達(dá),包括腎臟、胰腺和腦。腎臟中PAH一級(jí)結(jié)構(gòu)與肝臟中的一致,只是其調(diào)節(jié)不同于肝臟中的髓過(guò)氧化物酶,但在機(jī)體苯丙氨酸平衡中,腎臟的髓過(guò)氧化物酶可能起作用。除了肝活性缺如或降低可引起PKU外,還有髓過(guò)氧化物酶的輔因子發(fā)生變化也可引起。參與髓過(guò)氧化物酶作用的主要輔因子有5,6,7,8-四氫生物蝶呤(5,6,7,8-tetrahydrobiopterin),此物質(zhì)為苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸羥化必須的輔因子。負(fù)責(zé)編碼此物質(zhì)的基因?yàn)?-丙酮酰四氫蝶呤合酶(6-pyruvoyltetrahydropterin)合成酶(PTPS)基因。
髓過(guò)氧化物酶缺乏癥檢查 診斷:本病診斷應(yīng)強(qiáng)調(diào)早期診斷,以便得到早期治療,以避免智力發(fā)育障礙。要得到早期診斷必須在新生兒中進(jìn)行苯丙酮尿癥的篩查。1.篩查方法國(guó)際上公認(rèn)的常規(guī)篩查方法為Guthrie發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌抑制法。已有篩查試劑盒供應(yīng)。此方法是根據(jù)患兒血對(duì)培養(yǎng)的變異性枯草桿菌生長(zhǎng)帶的大小來(lái)估計(jì)血中苯丙氨酸的水平。如果估計(jì)的的水平在0.24mmol/L則為陽(yáng)性。此方法可用于出生后3~5天的嬰兒。對(duì)有家族史的新生兒更應(yīng)進(jìn)行新生兒期篩查。2.苯丙氨酸負(fù)荷試驗(yàn)此試驗(yàn)可以直接了解PAH的活性。負(fù)荷劑量為口服苯丙氨酸0.1g/kg,連服3天。患兒血中苯丙氨酸水平在1.22mmol/L以上,輕型者則常在1.22mmol/L以下,后一種結(jié)果提示這些患兒可能是無(wú)髓過(guò)氧化物酶缺乏癥
。3.病因診斷引起苯丙酮尿癥的基因是髓過(guò)氧化物酶基因,病因診斷就是檢測(cè)PAH基因突變。髓過(guò)氧化物酶基因突變的檢測(cè)不僅可以對(duì)患者做出病因診斷,而且對(duì)胎兒可做出產(chǎn)前診斷;蛐团c表型之間在大多數(shù)病人中存在相關(guān)性。不同的突變類(lèi)型對(duì)活性的影響程度也不相同,因此檢測(cè)PAH基因突變對(duì)判定預(yù)后和指導(dǎo)治療也有指導(dǎo)意義。
實(shí)驗(yàn)室檢查:1.尿髓過(guò)氧化物酶缺試驗(yàn)由于患兒尿中排出髓過(guò)氧化物酶增多,可作定性試驗(yàn)。方法有:(1)三氯化鐵試驗(yàn):將5%三氯化鐵滴入5ml尿中立即出現(xiàn)綠色反應(yīng)則為陽(yáng)性。新生兒尚未喂食,此試驗(yàn)呈陰性。楓糖尿病者尿也可呈陽(yáng)性,故此試驗(yàn)特異性較差。(2)2,4-硝基苯肼試驗(yàn):如果產(chǎn)生黃色混濁沉淀則為陽(yáng)性。2.血苯丙氨酸測(cè)定正常人血中苯丙氨酸為60~180μmol/L,PKU患者可高達(dá)600~3600μmol/L。如果以258μmol/L為正常人與PKU病人的分界點(diǎn),則有高達(dá)4%的假陽(yáng)性。用色層析法則在生后幾天的新生兒中可出現(xiàn)假陰性。MS/MS法可減少假陽(yáng)性率,此方法可同時(shí)測(cè)定血苯丙氨酸和酪氨酸,并可計(jì)算苯丙氨酸/酷氨酸比值。如果以比值2.5為正常兒童與患PKU者的分界點(diǎn),則可將假陽(yáng)性減少到1%。故多用此方法來(lái)篩選新生兒苯丙酮尿癥。此方法還可用來(lái)篩選半乳糖血癥、楓糖尿病、同型胱氨酸尿癥和先天性甲狀腺功能減低癥,一次檢查可以篩選多種先天性疾病。
其他輔助檢查:1.CT和MRI檢查可有腦萎縮。2.腦電圖檢查對(duì)有抽搐或震顫臨床表現(xiàn)者常有高度節(jié)律不齊(hyperarrhythmia),即表現(xiàn)為原發(fā)性高電壓的徐波和棘波。
髓過(guò)氧化物酶缺乏癥發(fā)病 應(yīng)與其他高苯丙氨酸血癥者進(jìn)行鑒別。一過(guò)性高苯丙氨酸血癥雖然引起此癥的病因也是由于髓過(guò)氧化物酶缺有缺陷,但不是由于基因突變,而是髓過(guò)氧化物酶未成熟,導(dǎo)致血中苯丙氨酸濃度升高達(dá)1.22mmol/L,但隨時(shí)間的推移,血苯丙氨酸濃度可降至正常,通過(guò)隨訪(fǎng)血中苯丙氨酸水平可以鑒別。轉(zhuǎn)氨酶性高苯丙氨酸血癥是由于苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶缺乏所引起。此癥不引起苯丙酮尿癥,一般情況下血中苯丙氨酸水平正常,只是在進(jìn)食高蛋白飲食時(shí)血苯丙氨酸濃度升高,苯丙氨酸代謝產(chǎn)物水平也正常,故與高苯丙氨酸血癥不難鑒別。輕型也只有高苯丙氨酸血癥與輔因子引起的的鑒別,可通過(guò)基因診斷和測(cè)定血中酪氨酸水平或苯丙氨酸負(fù)荷試驗(yàn)測(cè)定苯丙氨酸和酪氨酸的比值進(jìn)行鑒別。
髓過(guò)氧化物酶缺乏癥治療藥 髓過(guò)氧化物酶缺乏癥是遺傳性疾病,髓過(guò)氧化物酶基因突變是無(wú)法根治的。但可避免高苯丙氨酸血癥所帶來(lái)的嚴(yán)重后果(即對(duì)大腦的損害)。治療方法主要是飲食中限制苯丙氨酸攝入量。人的大腦發(fā)育在出生后頭1年(特別是頭半年)是最重要的時(shí)期,故飲食治療應(yīng)從新生兒開(kāi)始。飲食治療的原則是:既要限制飲食中苯丙氨酸攝入量,又要給予足量的生長(zhǎng)發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。飲食治療如果在出生后5個(gè)月才開(kāi)始,則大部分患兒有智力低下;4~5歲時(shí)才開(kāi)始飲食治療,則只能使抽搐發(fā)作和行為異常得到減輕。新生兒隨著年齡的增大,苯丙氨酸用于蛋白質(zhì)合成的量將逐漸減少,需要代謝清除的量則逐漸增多,如果有PAH活性缺乏,苯丙酮酸也日益增多,因此飲食中的苯丙氨酸的量應(yīng)隨年齡增長(zhǎng)而逐漸減少。一般2個(gè)月新生兒苯丙氨酸攝入量為50~70mg/(kg/d);3~6個(gè)月40mg/(kg/d);2歲25~30mg/(kg/d);4歲以上10~30mg/(kg/d)。飲食治療的目的是使血中苯丙氨酸保持在0.24~0.6mmol/L。國(guó)內(nèi)供應(yīng)的低苯丙氨酸食品有苯酮康和苯酮寧代奶粉。患兒可以在此種低苯丙氨酸食品喂養(yǎng)的基礎(chǔ)上輔以母乳和牛奶。每100ml母乳含苯丙氨酸約40mg,每30ml牛乳含50mg。限制苯丙氨酸攝入的特制食品價(jià)貴,操作起來(lái)有一定困難。至于飲食中限制苯丙氨酸攝入的飲食治療到何時(shí)可停止尚無(wú)統(tǒng)一意見(jiàn),一般認(rèn)為要堅(jiān)持10年。因?yàn)榻邮艿捅奖彼犸嬍持委熣哐斜奖彼崴奖任磭?yán)格或放松飲食中苯丙氨酸攝入者比較,血中苯丙氨酸水平較低,智商也高(12個(gè)月治療結(jié)果),精神神經(jīng)病變也得到改善,至于治療到什么時(shí)候飲食治療可以放松則沒(méi)有肯定。在限制苯丙氨酸攝入飲食治療的同時(shí),聯(lián)合補(bǔ)充酪氨酸或用補(bǔ)充酪氨酸取代飲食中限制苯丙氨酸的飲食治療,較多學(xué)者認(rèn)為不需要也不可能替代。飲食中補(bǔ)充酪氨酸可以使毛發(fā)色素脫失恢復(fù)正常,但對(duì)智力進(jìn)步無(wú)作用。在限制苯丙氨酸攝入的飲食治療過(guò)程中,應(yīng)密切觀(guān)察患兒的生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)狀況及血中苯丙氨酸水平及副作用。副作用主要是其他營(yíng)養(yǎng)缺乏,可出現(xiàn)腹瀉、貧血(大細(xì)胞性)、低血糖、低蛋白血癥和煙酸缺乏樣皮疹等。
預(yù)后:本病如早發(fā)現(xiàn)、早治療,一般預(yù)后良好。
預(yù)防:本病因系遺傳性疾病,對(duì)本病發(fā)生目前尚無(wú)有效措施,但對(duì)已患病者應(yīng)積極對(duì)癥治療,預(yù)防病情發(fā)展及并發(fā)癥發(fā)生。[1]