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第一节 苯丙酮尿症
一、疾病概述
苯丙酮尿症（phenylketouria，PKU）是由于苯丙氨酸代谢障碍引起的一种临床上较为常见的遗传性代谢疾病，为常染色体隐性遗传病。各国发病率有所不同，我国各地区之间的发病率也有较大差别。近年统计表明，我国患病率为1／11000。
【遗传学和发病机制】
苯丙氨酸是人体必需氨基酸之一，机体吸收后一部分被利用合成蛋白质，一部分转化为酪氨酸，后者是多巴胺、去甲肾上腺素、甲状腺素、黑色素等物质的前体。此过程需要苯丙氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase，PAH）及其辅酶四氢生物蝶呤（BH4）的参与，PAH及BH4的缺陷或缺乏均可使反应不能进行，造成苯丙氨酸在体内的蓄积，引起一系列临床表现。临床上常分为两种类型：经典型和非经典型。
1．经典PKU
PAH缺乏主要原因是PAH基因的突变。PAH基因位于12q22－24，全长90kb，包括13个外显子，12个内含子。患者肝PAH活性仅为正常人的1%，甚至完全消失。
2．非经典PKU
代谢过程中，经苯丙氨酸羟化作用形成酪氨酸，从酪氨酸形成多巴胺、色氨酸形成5－羟色胺都需要BH4作为辅酶。BH4缺乏主要分为：
（1）BH4合成缺陷：
①三磷酸鸟苷环水解酶（GTP－CH）缺乏；②6－丙酮酰四氢蝶呤合成酶（6－PTS）缺乏，是导致BH4缺乏症的主要原因。
（2）BH4再生缺陷：
①蝶呤－4－α甲醇氨脱水酶（PCD）缺乏；②二氢蝶呤还原酶（DHPR）缺乏。
【临床表现】
苯丙酮尿症（PKU）最主要的危害是神经系统损害。未经治疗的患儿初生时正常，在生后数月内可早期出现呕吐、烦躁、易激惹及程度不同的发育落后，生后4～9个月开始有明显的智力发育迟缓，语言发育障碍尤甚，近半数合并有癫痫发作，其中约1／3为婴儿痉挛症，多在生后18个月以前出现。约80%有脑电图异常，可表现为高峰节律紊乱、灶性棘波等，癫痫发作可随年龄增长而变换发作形式，绝大多数患儿有抑郁、多动和孤独症倾向等精神行为异常，如不进行及时合理的治疗最终将造成中度至极重度的智力低下。
神经系统异常体征不多见，可有脑小畸形，肌张力增高，步态异常，腱反射亢进，手部细微震颤和肢体重复动作等。由于黑色素缺乏，患儿常表现为头发黄、皮肤和虹膜色浅。血液中蓄积的苯丙氨酸经旁路代谢后转化为苯丙酮酸、苯乙酸，自尿中大量排出，因此，患儿尿液中常有令人不快的鼠尿味。同时，患儿易合并有湿疹、呕吐、腹泻等。
由BH4缺乏造成的非经典型苯丙酮尿症的临床表现在生后数月与经典型不易区分，不同的是即使很早开始饮食治疗，神经系统症状2～3月后仍可出现，且进行性恶化。
【诊断和鉴别诊断】
苯丙酮尿症是最早提出可治疗的遗传代谢性病之一，如果早期诊断，及早治疗，可以使患儿免遭智力损伤，能像正常人一样的生活。患儿的确诊主要依据血苯丙氨酸的测定，患儿血苯丙氨酸多在20mg／dl以上（表3－1）。
表3－1 苯丙酮尿症的类型及其血苯丙氨酸含量
二、检验诊断
【常规项目】
苯丙氨酸含量检测
1．Guthrie法
（1）标本来源：
人血清或尿液。
（2）检测方法：
枯草杆菌（ATCC－6633）的生长需要苯丙氨酸，在含有β－2－噻吩丙氨酸（抑制剂）培养基上，枯草杆菌不能生长，当放入血（尿）滤纸片标本时，血（尿）中的苯丙氨酸与培养基中的抑制剂相拮抗，使血（尿）滤纸片周围出现明显的细菌生长环，我们可以根据细菌生长环的大小，测定血（尿）滤纸片中苯丙氨酸浓度。
（3）临床诊断价值及评价：
此法是应用最早，最经济实用的血苯丙氨酸半定量方法。新生儿的筛查在欧美国家广泛地进行，因为有2%左右的PKU病例并不是由于PAH缺乏所致，而是由于生物蝶呤合成所需的酶缺乏所致。评估应包括尿中生物蝶呤和新蝶呤的测定，有时可能还要测定其血清含量。
2．串联质谱（tandem mass sepetrometry，MS／MS）法
（1）标本来源：
新生儿喂奶72h，足跟干血滤片纸。
（2）检测方法：
串联质谱（MS／MS）法。
（3）临床诊断价值及评价：
分析结果和传统的荧光免疫方法相比假阳性率明显下降，若同时定量Phe／Tyr比，假阳性率下降2／3，并能够区分经典PKU、BH4缺乏引起的PKU、一过性Phe升高和肝损伤性Phe升高等不同情况。MS／MS筛查的主要挑战是最小化假阳性和避免假阴性分析临界值的建立。临界值需要根据新生儿的不同“亚群”进行优化，要平衡好疾病诊断的需要和假阳性的可接受程度，还要考虑到可能造成假阳性的各种因素：如早产、低出生体重、全母乳喂养、营养修饰等。
【分子遗传学检验】
PAH、GTP－CH、6－PTS、DHPR 和PCD检测。
（1）标本来源：
外周血（EDTA－K 2抗凝全血）、绒毛、羊水、脐血（EDTA－K 2抗凝全血）。
（2）检测方法：
PCR－寡核苷酸探针斑点杂交（PCRASO）探针法，基因测序法。
PCR－ASO主要是利用PCR技术扩增靶基因的适当片段，然后用人工合成的含突变位点的标记寡核苷酸探针，逐一筛查，检测PKU患者的点突变。杂交：将PCR扩增产物点于杂交膜上，然后与上述的ASO探针杂交，根据杂交的结果判断分析，以确定突变位点。反向斑点杂交（RDB）改变传统的杂交途径，它是将一系列的标记ASO探针固定在膜上，然后用PCR扩增产物与之进行杂交。但是当一个基因有多种突变等位基因时，ASO探针的应用价值就会下降，还有操作复杂、放射性核素污染等缺点，此外约30%左右的PAH基因突变尚未被确定。
测序法：PAH基因突变具高度异质性，已发现400多种突变，中国人群约30余种，Arg234Gln、Arg413Pro、Tyr356X和Tyr204Cys是较常见突变。
（3）临床诊断价值及评价：
PCR－ASO技术的优点：快速，使检测程序大大简化，使产前基因诊断正确率达到80%～90%。上述PAH等基因全序列测序是突变检测金标准。对有家族史的孕妇可行基因产前诊断。