【佳學基因檢測】酪氨酸血癥(TYROSINEMIA)基因解碼基因檢測

 

酪氨酸血癥基因檢測概述

酪氨酸血癥基因檢測是對英文疾病名稱為tyrosinemia的疾病進行的質(zhì)量不一的基因檢測的總稱?；蚪獯a表明：該病是由于酪氨酸分解代謝途徑中酶的缺陷，所導致的血漿酪氨酸明顯增高。根據(jù)酶缺陷的種類不同，分為三型：酪氨酸血癥Ⅰ型(tyrosinemia type 1, HT-Ⅰ, 0MIM 276700)又稱為肝-腎型酪氨酸血癥，是由于延胡索酰乙酰乙酸水解酶（fumarylacetoacetate hydrolase,FAH）缺陷，導致延胡索酰乙酰乙酸不能分解為延胡索酸和乙酰乙酸，從而引起以肝、腎和周圍神經(jīng)病變?yōu)樘卣鞯拇x性疾?。焕野彼嵫YⅡ型，又稱眼-皮膚型酪氨酸血癥，是由于酪氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(tyrosine aminotransferase,TAT）缺陷，所導致的以角膜增厚、掌跖角化、發(fā)育落后為特征的代謝性疾病；酪氨酸血癥Ⅲ型是由于4-羥基苯丙酮酸雙加氧酶(4-Hydroxyphenylpyruvate dioxygenase，4-HPPD )缺陷所導致的一類以神經(jīng)精神癥狀為主要表現(xiàn)的臨床綜合征，輕者可無臨床癥狀，重者可表現(xiàn)為嚴重的精神發(fā)育遲緩等神經(jīng)系統(tǒng)異常。此外，餐后采血、各種原因引起的肝功能衰竭也可以出現(xiàn)血漿酪氨酸水平增高；在牛奶喂養(yǎng)的未成熟新生兒中也可出現(xiàn)一過性的酪氨酸血癥，是由于4-HPPD暫時性的功能不成熟所致，一般不會出現(xiàn)臨床癥狀，通常無需處理即可自行緩解，緩解后也不遺留任何功能損害。

在酪氨酸血癥中，HT-Ⅰ由于其臨床和病理表現(xiàn)多樣，病例報道數(shù)量眾多，而受到廣泛關(guān)注。本章將重點介紹HT-Ⅰ的病因、發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)及診斷和治療。1956年，英國學者BaberMD報道了一例9個月大的男性患兒，表現(xiàn)為肝脾大、肝硬化和范可尼綜合征，被認為是對HT-Ⅰ的新穎描述，但作者并未推測該患兒病因與酪氨酸代謝異常有關(guān)。1957年日本學者描述了一例2歲大患兒，臨床及生化特征為高酪氨酸血癥、酪氨酸尿癥、肝硬化和腎性佝僂病，新穎提出病因是先天性酪氨酸分解代謝通路中酶的障礙，并推測缺陷可能來自4-HPPD。1977年瑞典學者Lindblad B等發(fā)現(xiàn)患者肝臟和紅細胞中的δ-氨基酮戊酸（δ-Amino levulinic acid）脫水酶被異常增高的琥珀酰丙酮（succinylacetone）和琥珀酰乙酰乙酸(succinylacetoacetate）所抑制，從而推斷FAH缺陷是HT- Ⅰ的病因。這一推斷在1979年和1981年分別被瑞典和荷蘭學者以酶活性測定法證實。20世紀90年代初，科學家們成功克隆人類FAH基因，定位于染色體15q25.1。

酪氨酸血癥基因檢測的大數(shù)據(jù)分析

根據(jù)佳學基因所進行的酪氨酸血癥的大數(shù)據(jù)分析，該病的發(fā)生率為1/100 000-1/120 000。

酪氨酸血癥基因檢測的基因解碼基礎(chǔ)

酪氨酸是體內(nèi)的半必需氨基酸，來源為必需氨基酸苯丙氨酸羥化或組織蛋白分解是合成兒茶酚胺、甲狀腺素和黑色素的起始物質(zhì)，也可在TAT、4-HPPD、FAH等酶的催化下最終生成延胡索酸和乙酰乙酸，參與糖和脂肪酸代謝。HT-Ⅰ是一種常染色體隱性遺傳病，先天性FAH缺陷是HT-Ⅰ的病因，F(xiàn)AH基因的純合突變或復合雜合突變均可致病。FAH是含有419個氨基酸殘基的二聚體，主要在肝臟和腎臟表達。

由于先天性FAH缺陷，延胡索酰乙酰乙酸（fumarylacetoacetate, FAA)不能分解為延胡索酸和乙酰乙酸，F(xiàn)AA及其上游產(chǎn)物馬來酰乙酰乙酸（maleylacetoacetate, NIAA）堆積，F(xiàn)AA和MAA及其衍生物琥珀酰丙酮和琥珀酰丙酮A構(gòu)成了主要的毒性中間代謝產(chǎn)物。主要表現(xiàn)為：①抑制△-氨基酮戊酸脫水酶活性，使膽色素合成受阻，△-氨基酮戊酸堆積，引起類似卟啉癥樣改變，可導致神經(jīng)軸突變性，甚至脫髓鞘改變；②琥珀酰丙酮A可能通過其不穩(wěn)定的羰基對DNA的烷化作用，及其對DNA連接酶的抑制作用，誘發(fā)細胞癌變；③琥珀酰丙酮和琥珀酰丙酮A與蛋白的巰基結(jié)合，導致細胞損傷。

酪氨酸血癥基因檢測結(jié)果的臨床表現(xiàn)驗證

HT-Ⅰ一般依發(fā)病年齡可分為急性型、慢性型和亞急性型。不同類型的臨床表現(xiàn)差異較大。急性型最常見，約占全部HT-Ⅰ病例的80%，多在生后幾天至幾周內(nèi)起病，以急性肝功能衰竭為主要表現(xiàn)，臨床上可見肝大、黃疽、貧血、出血傾向、厭食、嘔吐及生長遲緩。如不經(jīng)治療常在生后1歲以內(nèi)死亡。亞急性和慢性型在6個月-2歲起病，除肝功能損害表現(xiàn)外，還表現(xiàn)為腎小管功能損害及神經(jīng)系統(tǒng)功能損害。臨床上可見肝硬化、腎性糖尿、氨基酸尿、低磷血癥性佝僂病、易激惹或嗜睡、角弓反張伴劇烈疼痛等。部分患者可出現(xiàn)以嚴重出血傾向為主要表現(xiàn)的“肝病危象”，以痛性伸肌張力增高、嘔吐和腸梗阻、肌無力和自殘為表現(xiàn)的“神經(jīng)危象”。肝病危象和神經(jīng)危象常間歇發(fā)作，嚴重時可危及生命。神經(jīng)危象可繼發(fā)呼吸道感染，常需要借助機械輔助通氣治療。神經(jīng)危象緩解期一般不遺留功能損害。慢性型患者尚可在肝硬化基礎(chǔ)上，逐漸進展為肝細胞癌。在已知的遺傳代謝病中，HT-Ⅰ是肝癌風險最高的疾病，40%的患者可在2歲前發(fā)現(xiàn)肝細胞癌變。其他如心肌病、特殊氣味也有報道。

酪氨酸血癥基因檢測結(jié)果的臨床檢驗驗證

1.常規(guī)實驗室檢查血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶常輕度或中度增高，部分患者可無改變，而凝血功能障礙表現(xiàn)突出；轉(zhuǎn)氨酶明顯增高常提示急性肝損害。AFP增高極為常見，慢性患者AFP明顯增高，常提示肝細胞癌可能。貧血、血小板減少、堿性磷酸酶增高、低磷血癥也較常見。尿液常規(guī)檢查可見糖尿、蛋白尿。24小時尿磷測定可見尿磷排出增加。大部分患者腎小球濾過率降低。

2．血漿氨基酸分析可見酪氨酸、琥珀酰丙酮濃度明顯增高。新生兒早期可無酪氨酸增高，部分患者可表現(xiàn)為高蛋氨酸血癥。

3.尿有機酸分析可見琥珀酰丙酮排出明顯增多。此外，4-羥基苯復合物，如4-羥基苯丙酮酸、4-羥基苯乳酸、4-羥基苯乙酸也常檢出。尿素酶前處理法可見以酪氨酸為主的多種氨基酸排泄。

4.酶學及基因突變分析淋巴細胞、紅細胞、皮膚成纖維細胞、肝、腎組織均可檢測FAH活性，但是由于肝臟“鑲嵌現(xiàn)象”的存在，僅檢測肝組織FAH酶活性可能導致漏診。對患者血樣進行基因突變分析可獲得確診。

5.影像學檢查B超可見肝大、肝內(nèi)密度不均或局灶樣損害，脾大、腎臟增大或回聲增強也很常見。對于亞急性或慢性型HT-Ⅰ患者，腹部CT或MRI有助于發(fā)現(xiàn)早期肝細胞癌病變。頭顱CT或MRI有助于發(fā)現(xiàn)神經(jīng)脫髓鞘病變。長骨X線攝片可見典型佝僂病樣改變。

6.其他急性神經(jīng)危象發(fā)作時，可見尿卟啉、△-氨基酮戊酸明顯增高。

酪氨酸血癥基因解可以區(qū)分的疾病類型

診斷HT-Ⅰ有賴于臨床表現(xiàn)和實驗室檢查。HT-Ⅰ以肝大及肝功能損害、腎性佝僂病和多神經(jīng)病變?yōu)榕R床特征。急性型HT-Ⅰ以生后早期出現(xiàn)急性肝損害甚至肝功能衰竭為主要表現(xiàn)，可表現(xiàn)為出血傾向、黃疸及喂養(yǎng)困難。生化檢查常見與輕度至中度增高的轉(zhuǎn)氨酶和膽紅素不一致的顯著的凝血功能異常，伴AFP明顯增高。尿液分析可見糖尿、蛋白尿等小管損害表現(xiàn)，由于起病時間早，佝僂病體征和多神經(jīng)病變可不明顯。亞急性型HT-Ⅰ患兒肝大及腎小管損害顯著，多神經(jīng)病變常反反復作。慢性型以肝硬化、生長遲緩、顯著的佝僂病體征、早期出現(xiàn)肝細胞癌為臨床特征。血、尿琥珀酰丙酮檢測，特別是血漿氨基酸分析檢測琥珀酰丙酮是目前實驗室診斷HT-Ⅰ的“金標準”，有條件的實驗室還可以開展酶學及基因分析以明確診斷。特別對于急性型HT-Ⅰ，如果發(fā)現(xiàn)臨床難以解釋的肝大、出血傾向，又合并腎小管功能異常的患兒，應(yīng)盡快行血漿氨基酸分析和尿有機酸分析，以免誤診。

急性型HT-Ⅰ要注意與其他可能導致早期急性肝損害的疾病鑒別，如先天或后天獲得性感染性肝病、其他以肝損害為主要表現(xiàn)的代謝性疾病，如citrin缺陷所致新生兒肝內(nèi)膽汁淤積癥(NICCD),遺傳性果糖不耐受、半乳糖血癥、線粒體疾病、脂肪酸氧化缺陷等。亞急性和慢性型HT-Ⅰ的佝僂病體征及腎小管功能不全表現(xiàn)突出，應(yīng)注意與原發(fā)性范可尼綜合征、腎小管性酸中毒、抗維生素D性佝僂病、胱氨酸尿癥、眼-腦-腎綜合征、肝豆狀核變性等鑒別。

酪氨酸血癥基因檢測確證后的治療

治療的原則是減少酪氨酸的攝入和有毒代謝產(chǎn)物的堆積，治療并發(fā)癥，恢復和維持機體正常功能。

1.飲食治療低苯丙氨酸和低酪氨酸飲食可以降低血漿酪氨酸的水平，從而減少異常的中間代謝產(chǎn)物。但是單純飲食治療僅能改善患者的腎小管功能，而對肝臟病變和神經(jīng)系統(tǒng)病變無益，也不能降低肝細胞癌的發(fā)生率。而過度嚴格的限制蛋白飲食不僅不利于兒童的正常生長發(fā)育，而且由于組織蛋白分解增加，同樣也會使血漿酪氨酸水平增高。目前推薦對于嬰兒患者，每天天然蛋白攝入量約2g/kg；而對于1歲以上的兒童，每天天然蛋白攝人量約1g/kg。不含苯丙氨酸和酪氨酸的營養(yǎng)添加劑也推薦使用，使患兒蛋白攝入量能夠滿足生長發(fā)育需要，即2歲以下兒童，每天蛋白總量能達到3g/kg;3-5歲兒童，每天蛋白總量能達到2.5g/kg; 10歲以上兒童，每天蛋白總量能達到2g/kg。此外，由于飲食限制，患兒常缺乏多種維生素和礦物質(zhì)，也應(yīng)補充。同時還應(yīng)定期復查血漿酪氨酸水平，隨時調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)。

 2. 4-HPPD抑制劑的使用  尼替西農(nóng)(NTBC)是一種4-HPPD抑制劑，通過阻止4-羥基苯丙酮酸向尿黑酸轉(zhuǎn)化，減少異常中間代謝產(chǎn)物如琥珀酰丙酮A,琥珀酰丙酮的產(chǎn)生，而發(fā)揮治療作用。自1991年應(yīng)用以來，極大地改善了HT-Ⅰ患者的預(yù)后。HT-Ⅰ診斷一旦成立，應(yīng)立即給予NTBC治療。對急性型患兒，其肝、腎及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀常在數(shù)天內(nèi)即可明顯改善，尿琥珀酰丙酮消失，凝血功能常在1周內(nèi)恢復正常；對已經(jīng)并發(fā)肝硬化的饅性或亞急性患兒，肝功亦可趨于穩(wěn)定。臨床報道NTBC患兒耐受性好，副作用較少，較常見的不良反應(yīng)有皮疹及一過性的粒細胞及血小板減少等。目前推薦的初始劑量為每天1mg/kg，分2-3次服用。目標血藥濃度是使NTBC能維持在40-60μmol/L，能使99%的4-HPPD被有效抑制。但是也有少數(shù)患者在這一血藥濃度下仍可在尿中檢查到琥珀酰丙酮，提示可能需要更高的血藥濃度以抑制毒性中間代謝產(chǎn)物的生成。由于4-HPPD被抑制，使酪氨酸水平增高，長期隨訪顯示可能導致神經(jīng)心理受損如學習困難等，還可能導致眼科并發(fā)癥如角膜混濁。因此，在使用NTBC期間應(yīng)定期檢測血漿酪氨酸水平，使其穩(wěn)定在400-500μmol/L為宜。

3.肝移植  盡管NTBC為HT-Ⅰ的治療帶來了革命性的成果，使絕大多數(shù)患者不必進行肝移植也能長期存活，但是也有一部分患兒療效不佳特別是治療大于2歲時。一般出現(xiàn)以下情況時需考慮肝移植：①已經(jīng)確診患有肝細胞癌的患者；②暴發(fā)性肝功能衰竭患者；③飲食控制及NTBC治療失敗時，表現(xiàn)為：凝血功能異常無法糾正、腎小管功能不能改善、AFP持續(xù)增高、血或尿液檢測有毒代謝產(chǎn)物持續(xù)存在等。低白蛋白血癥、年幼、男性患兒是肝移植失敗的危險因素。

酪氨酸血癥基因檢測前的預(yù)防

1.避免近親結(jié)婚。

2.新生兒篩查新生兒期的HT- Ⅰ患兒血、尿酪氨酸水平可不增高，但臍血中顯著增高的AFP，提示肝損害在出生前就已經(jīng)發(fā)生。目前最高效的新生兒篩查方法是用琥珀酰丙酮法測定FAH活性或用干血濾紙片法測定血漿琥珀酰丙酮濃度。如果上述方法能作為新生兒篩查項目的一部分，早期使用尼替西農(nóng)治療將極大改善HT-Ⅰ患者的預(yù)后。

3.產(chǎn)前診斷  目前有三種方法用于產(chǎn)前診斷。首先開展的是檢測羊水中的琥珀酰丙酮，直到現(xiàn)在仍奮使用；隨后采用酶學法，有在孕齡10-12周取絨毛膜細胞進行FAH活性測定的直接法，也有通過檢測經(jīng)培養(yǎng)的羊水細胞或絨毛膜細胞中δ-氨基酮戊酸脫水酶活性以反映有無受到琥珀酰丙酮抑制的間接法；對羊水脫落細胞或絨毛膜絨毛樣本進行基因突變分析最正確的產(chǎn)前診斷方法，但首先要獲得先證者及其父母的基因突變類型。

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