苯丙酮尿症(PKU)可能发生在所有种族群体中,但不同地理区域的患病率差异很大。遗传方式为常染色体隐性遗传;白种人和东亚人群中发病率约为1/10,000(1)。
有关其它相关的氨基酸疾病的信息,请参阅表苯丙氨酸和酪氨酸代谢紊乱。也可参考可疑遗传性代谢病的诊断程序。
参考文献
1.van Spronsen FJ, Blau N, Harding C, Burlina A, Longo N, Bosch AM.Phenylketonuria. Nat Rev Dis Primers.2021;7(1):36.Published 2021 May 20.doi:10.1038/s41572-021-00267-0
PKU的病理生理
正常情况下,过多摄入的苯丙氨酸(非用于蛋白质合成)经苯丙氨酸羟化酶作用化成酪氨酸,四氢生物蝶呤(BH4)是参与这个反应的辅助因子。当几个基因突变之一导致苯丙氨酸羟化酶缺乏或缺失时,膳食中的苯丙氨酸积累;大脑是受影响的主要器官,这可能是由于髓鞘形成干扰有关。
部分过量的苯丙氨酸经代谢作用转变为苯丙酮酸从尿中排出,故名苯丙酮尿症。苯丙氨酸羟化酶缺陷的程度、高苯丙氨酸血症的严重程度随患儿特定的基因突变情况而不同。
不同形式
大多数(98%~99%)PKU的病例是因为苯丙氨酸羟化酶缺陷,BH4合成障碍也可使苯丙氨酸浓度升高,这是因为二氢生物蝶呤合成酶缺陷或由于二氢生物蝶呤还原酶BH4再生障碍。因为BH4是参与酪氨酸羟化酶反应的辅助因子,影响多巴胺和5-羟色胺的合成,BH4缺陷改变了神经递质的生物合成,也引起和苯丙氨酸聚集无关的神经系统症状。
PKU的症状和体征
大多数患有苯丙酮尿症的儿童在出生时是正常的,但随着苯丙氨酸积累,在几个月内缓慢出现症状和体征。未经治疗的苯丙酮尿症的标志是严重的智力障碍。
患儿还表现出极度多动、步态障碍和精神症状,并且由于尿和汗液中有苯乙酸(苯丙氨酸的分解产物),常带有令人不快的鼠尿样臭味。儿童也比未受影响的家庭成员具有更浅的皮肤,头发和眼睛颜色,并且一些可能发展类似于婴儿湿疹的皮疹。如果不及早开始治疗,儿童可能会出现极度多动和难治性癫痫。
PKU的诊断
常规新生儿筛查
苯丙氨酸水平
(参见 the American College of Medical Genetics and Genomics Therapeutic Committee's 2013 diagnosis and management guidelines for phenylalanine hydroxylase deficiency.)
在美国及许多其他国家,所有新生儿在出生后24至48小时均需通过多种中的任意一种进行苯丙酮尿症筛查,异常结果需通过直接测定苯丙氨酸水平以确诊。经典苯酮尿症新生儿的苯丙氨酸水通常 > 20mg/dL(1.2 mM/L)。那些有部分缺陷的患者,在正常饮食下,其血苯丙氨酸水平通常在< 8~10 mg/dL之间(水平>6 mg/dL需要治疗);与经典PKU的区别需要通过基因突变分析来识别基因中的轻度突变,或者较少的情况下,通过肝苯丙氨酸羟化酶活性测定显示活性在正常的5%~15%之间确认。
BH4缺乏与其他PKU形式的区别在于尿液、血液、脑脊液或3者中生物蝶呤或新蝶呤浓度升高,基因检测亦可辅助诊断。鉴别诊断非常重要,因标准PKU治疗不能预防神经损伤,故应在初次诊断时常规检测尿生物蝶呤谱。
有阳性家族史的家庭,患儿可通过绒毛膜取样或羊水穿刺后进行直接基因突变检测,实现产前诊断。
PKU的治疗
限制苯丙氨酸饮食
治疗苯丙酮尿是终身饮食苯丙氨酸限制。所有天然蛋白质含有约4%的苯丙氨酸。因此饮食主食包括
低蛋白天然食品(例如水果,蔬菜,某些谷物)
处理过的蛋白质水解物可去除苯丙氨酸
不含苯丙氨酸的要素氨基酸混合物
市面上有许多不含苯丙氨酸的产品。一些苯丙氨酸是生长和代谢所必需的;这一需求可通过精确计量的牛奶或低蛋白食物中的天然蛋白质来满足。
需要经常检测患儿的血浆苯丙氨酸水平;所有儿童的建议目标为2mg/dL~6mg/dL(120~360micromol/L)。育龄期女性需要在妊娠前开始膳食计划和管理,以保证孩子的健康发育。酪氨酸补充剂正越来越多地被使用,因为它是PKU患者的必需氨基酸。此外,所有患有苯丙氨酸羟化酶缺乏症的患者都应试用沙丙蝶呤(一种 BH4 的合成制剂),以确定其益处。
对于那些有BH4缺乏的患者,治疗包括每天3次口服四氢生物蝶呤,剂量为1至5 mg/kg;左旋多巴、卡比多巴和5-羟色氨酸;每天1次口服10至20 mg亚叶酸以预防二氢蝶呤还原酶缺乏。治疗目的和方法与PKU一样。
PKU的预后
在出生后的最初几天开始充分治疗可防止本病严重症状的发生。然而,即使饮食控制良好,轻度认知缺陷和心理健康问题仍可能发生。2~3岁后开始的治疗,可能仅对控制极端的好动和顽固性惊厥有效。
孕期苯丙酮尿症控制不佳(即苯丙氨酸水平高)的母亲所生的儿童,患小头畸形和发育缺陷的风险较高。
关键点
PKU是由导致苯丙氨酸羟化酶缺乏或缺失的几种基因突变之一引起的,导致膳食苯丙氨酸积累;大脑是受影响的主要器官,可能是由于髓鞘化的干扰。
PKU导致智力障碍伴认知和行为异常的临床综合征;如果不进行治疗,会导致严重的智力障碍。
在美国和许多其他国家,所有新生儿在出生后24至48小时均需通过多种血液检测中的一种接受苯丙酮尿症筛查,异常结果需通过直接测定苯丙氨酸水平来确诊。
治疗方法为终身限制膳食中的苯丙氨酸;在生命最初几天开始的充分治疗可预防疾病的多种表现。
虽然经治疗后预后良好,但是仍需要经常检测患儿的血浆苯丙氨酸水平;所有儿童的建议目标为2 mg/dL~6 mg/dL(120~360 micromol/L)。
更多信息
以下英语资源可能会有用。 请注意,本手册对这些资源的内容不承担任何责任。
American College of Medical Genetics and Genomics Therapeutic Committee: Diagnosis and management guidelines for phenylalanine hydroxylase deficiency (2013)
Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) database: Complete gene, molecular, and chromosomal location information
