苯丙酮尿症(PKU)是由于苯丙氨酸代谢途径中酶缺陷所导致的较为
常见的常染色体隐性遗传病,其发病率随各民族而异,我国的发病率约为1/16500。
【发病机制】 苯丙氨酸是人体必需的氨基酸之一,正常小儿每日需要量为200~500mg,其中1/3供机体合成组织蛋白;2/3则通过肝细胞中苯丙氨酸-4-羟化酶(PAH)的作用转化为酪氨酸,供合成甲状腺素、多巴胺、肾上腺素和黑色素等之用。在苯丙氨酸的羟化过程中,除了PAH之外,还必须有辅酶四氢生物蝶呤(BH4)的参与,人体内的BH4来源于鸟苷三磷酸(GTP),在其转化和再生过程中参与作用的酶有鸟苷三磷酸环化水合酶(GTP-CH)、6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶(6-PTS)、二氢生物蝶呤还原酶(DHPR)和甲醇胺脱水酶(CD)等。 PAH、GTP-CH、6-PTS、DHPR和CD等酶的编码基因分别位于12q22~24。1、14q22。1~22。2、llq22。3~23。3、4p15。3和10q22,任一上述编码基因的突变都有可能导致相关酶的活力缺陷,致使体内苯丙氨酸代谢发生紊乱。
本病按酶缺陷的不同可大致分为典型和BH4缺乏型两种。典型PKU是由于患儿肝细胞缺乏苯丙氨酸-4-羟化酶所致。因此,苯丙氨酸不能转化为酪氨酸,而在血、脑脊液、各种组织和尿液中浓度极度增高。这种高浓度的苯丙氨酸竞争性地阻抑脑细胞代谢所必需的酪氨酸、色氨酸和支链氨基酸等通过脑实质细胞质膜,使脑细胞不能正常合成神经递质;高浓度的苯丙氨酸还阻抑多核糖体的聚合,扰乱了脑组织中蛋白合成和髓鞘形成过程。由于酪氨酸来源减少,因而甲状腺素、肾上腺素和黑色素等的合成也不足。由于苯丙氨酸的大量累积,苯丙氨酸转氨基作用增强,产生了大量苯丙酮酸、苯乙酸、苯乳酸和羟基苯乙酸等旁路代谢产物并自尿中排出。BH4缺乏型PKU是由于GTP-CH、6-PTS、CD或DHPR等酶缺乏所致;BH4是苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等芳香氨基酸在羟化过程中所必需的辅酶,缺乏时不仅苯丙氨酸不能氧化成酪氨酸,而且造成多巴胺、5-羟色胺等重要的神经递质缺乏,加重神经系统的功能损伤。故BH4缺乏型PKU的临床症状更重,治疗亦不易。
绝大多数本病患儿为典型PKU病例,仅约1~3%属BH4缺乏型,后者中约半数系6-PTS缺陷所致。
临床表现:患儿初生时都正常,通常在3~6个月时出现症状,l岁时症状明显。
1、神经系统 在婴儿期逐渐出现智能发育落后,以认知发育障碍为
主;可有多动、行为异常等,少数呈现肌张力增高和腱反射亢进。约1/4未经治疗的患儿随着年龄增长发生癫痫;智能明显落后,半数以上病例IQ<35,仅5%患儿IQ>68。BH4缺乏型PKU患儿的神经系统症状出现较早且较严重,常见肌张力减低,嗜睡和惊厥,智能落后明显;如不经治疗,常在幼儿期死亡。
2、外貌 患儿在出生数月后因黑色素合成不足,毛发、皮肤和虹膜色泽变浅。
3、其他 婴儿期常有呕吐、皮疹等表现,年长后消失;患儿尿液和汗液因含有大量苯乙酸而有鼠尿臭味。
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