常染色体隐性遗传-枫糖尿病

时间: 2019-06-21 10:57:15 作者:嗣道

什么是枫糖尿病?

枫糖尿病又称支链酮酸尿症,是一种遗传性支链氨基酸代谢障碍疾病。该病是常染色体隐性遗传的单基因病。该病具有严重的临床表现:出生后即发病,患者的尿、汗和耵聍中有特殊的枫糖臭味,婴儿期喂食困难、中枢神经受损和代谢性酸中毒,给家庭和社会造成沉重的负担。

枫糖尿症很罕见,国内发病率约为1/200000-1/300000,多在新生儿发病,早期临床表现多缺乏特异性,多以喂养困难、嗜睡、肌张力增高以及特殊的枫糖尿味为主要的临床表现,随着病情进展,出现抽搐、昏迷及全身衰竭的症状。

枫糖尿病是由于体内代谢酶存在缺陷,导致支链氨基酸(主要有亮氨酸、异亮氨基酸、缬氨酸,这三种氨基酸人体不能自行产生,都是从食物中获取而来的)降解代谢出了问题,致使支链氨基酸以及其代谢的中间产物(三种酮酸)在体内蓄积而造成的疾病。这三种酮酸从患者的尿液排出,使尿有甜焦糖气味,好似枫糖浆的气味,故称之为「枫糖尿病」,也称「槭糖尿病」。

这三种酮酸会对患者的神经系统造成伤害,导致中枢神经系统受损(如肌张力增高、惊厥、嗜睡和昏迷等)、婴儿期喂食困难以及代谢性酸中毒,如果不及时正确有效治疗,患者常在婴儿期死亡。

枫糖尿病的遗传模式和病因

枫糖尿病会遗传,遵循常染色体隐性遗传的规律。可以简单的理解为:如果夫妻双方无疾病表现,但均携带致病基因,后代有25%的概率得病。

常染色体隐性遗传

近亲通婚时,夫妻双方基因相似度高,更有可能同时携带致病基因,从而导致后代得病。

三种分支氨基酸(BCAA-亮氨酸,异亮氨酸,缬氨酸)转氨形成相应的支链-酮酸(BCKA),其代谢需要复合酶系统-支链-一酮酸脱H酶(BCKDH)及维生素B1焦磷酸盐(VitB1pyrphosphate)辅酶,此系统缺陷导致此三种氢基酸的酮酸衍生物氧化脱羧作用受阻,使体内BCAA及BCKA异常增高,产生严重的全身代谢异常。1954年Menkes等首次报道,困患儿尿有特殊烧焦糖味而得名。本病也可列人氢基酸代谢异常。此酶为线粒体酶,含4个亚单位即:E1-α,E1-β,二氢脂乙酰基转移酶(E2),二氢脂乙酰基脱H酶(E3)。此外,BCKDH还有两个特殊的调节酶。

此外,复合酶系统任何点突变都可影响酶功能。编码E1m蛋白基因位于1q13.1~q13.2,约55kb,E1-β蛋白基因位于6p21-22,约100kb,E2蛋白基因位于2p31,68kb,E3位于7q31-32。已发现20多种点突变及缺失。

枫糖尿病有哪几种类型?

枫糖尿病根据代谢酶缺乏和表现的差异,分为五种类型:经典型、E3 缺陷型、硫胺素反应型、间歇型、轻型。前2型通常在新生儿期发病,后3型可以在婴儿期或儿童期的任何时候发病。其中经典型最多见,占到3/4。

枫糖尿病经典型症状-呕吐

  • 经典型(classical MSUD):生后第一周内发病,拒食,呕吐,精神不好,昏迷,角弓反张,肌张力高或肌张力高、低交替出现,尿有烧焦糖味。化验示低血糖,严重酸中毒,因尿中有三种分支氨基酸及相应的酮酸,用2,4二硝基苯肼试验(DNPH)出现黄色沉淀,三氯化铁试验呈灰绿色,较苯酮尿症出现早。氢基酸分析示血亮氨酸明显高(1000~5000μmol/L),异亮氢酸、缬氨酸升高,亮氨酸较其他明显增高,丙氨酸低。酶活性仅为正常的0.25%。本型以E1-α,E1-β,E2亚单位缺陷为主。
  • 间歇型(intermittent MSUD):以E2缺陷为主,感染或手术诱发症状出现。为双杂合子有两个不同的突变等位基因。血亮氨酸50~1000μmol/L,酶活性为正常的5%~20%。恢复期可耐受正常饮食,但最好限制饮食。
  • 轻型(中间型,mild,intermediate):E1-α,E1-β为主,血亮氨酸400~2000μmol/L,新生儿期以后(5个月后)出现较轻的神经系统症状,酶活性仅为正常1%,可试用维生素B1,需限制饮食。
  • 维生素B1有效型(thiamineresponsive MSUD):可能是E1-β,或E2突变导致VitB1连接位点变化所致。临床与轻型相似,用维生素B1后病情明显好转,酶括性为正常的30%~40%。需VitB110~200mg/d,至少3周生效。虽能耐受蛋白,仍应限制饮食。
  • 其他型:为E3亚单位缺陷所致,除分支酮酸外,E3与其他两种酶即丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶有关,E3缺陷出现此三种酶功能障碍。临床表现乳酸性酸中毒,神经系统功能严重受累而死亡。尿中排出乳酸、丙酮酸、α-酮戊二酸等。
枫糖尿病有哪些常见表现?
  • 典型型枫糖尿病:是枫糖尿病中最常见、也是最严重的类型,即使经过治疗而存活,也会有智力低下和神经受损的后遗症。新生儿出生后48小时内即可表现出易激惹、喂养困难、呕吐、肢体僵硬、嗜睡等异常,出生4天时可发展为嗜睡和易激惹交替出现、肢体僵硬、呼吸暂停、癫痫发作以及脑水肿的征象。母乳喂养的新生儿症状可能会出现得晚一些,可推迟至出生后2周。如果未得到正确的诊断和治疗,患儿常在数周或数月内死亡。
  • 间歇型枫糖尿病:这型患者代谢酶的缺陷并不严重,所以发作呈现间歇性,常常由于手术、感染、摄入高蛋白饮食和频繁呕吐等特殊情况诱发发作,发作时的表现与典型型相似,但症状较轻,但也有患者可在发作中死亡。
  • 轻型枫糖尿病:在新生儿期尿中有枫糖味和轻微的症状,以后在患其他疾病时诱发出枫糖尿病,表现与典型型相同,但较轻,维生素B1治疗有效。
  • 硫胺素反应型枫糖尿病:硫胺素又称为维生素B1,是支链氨基酸代谢过程中的辅酶。此型表现也较轻,使用维生素 B1 治疗有效。
  • E3 缺陷型枫糖尿病:此型存在多种代谢酶的缺陷,故表现严重。
枫糖尿病怎么治疗?

本病不能根治,但及时正确治疗可使患儿存活,症状可得到改善。

临床常见的枫糖尿病的治疗主要有饮食治疗、急性代谢危象的治疗、药物治疗和手术治疗。

  • 饮食治疗:尽早开始,坚持终身。若在生后1周内或是严重神经系统损害出现之前开始饮食治疗,有望正常发育。必须限制食物中支链氨基酸的摄入量,以血中支链氨基酸浓度能够维持在正常范围内为治疗目标,可以使用配方食物或是医疗食品。治疗初期需要每周进行血氨基酸分析,以便进行食物调整。
  • 急性代谢危象的治疗:枫糖尿病急性代谢失调导致血中支链氨基酸及其代谢中间产物大量在体内堆积,导致严重酸中毒及神经系统功能迅速衰退,需要积极治疗,如透析、去除支链氨基酸的标准全静脉营养、葡萄糖加小剂量胰岛素、基因重组生长激素的治疗等。
  • 药物治疗:对于硫胺素治疗有效的患者,可给予维生素B1每日10~1000 毫克。
  • 手术治疗:对于典型型枫糖尿病患儿,一经确诊可考虑肝移植手术,术后很快见效,生化代谢恢复正常。
  • 饮食治疗:饮食必须限制食物中支链氨基酸的摄入量,但也不能过度限制,需要根据血氨基酸分析结果调整饮食。如果过度限制支链氨基酸(如亮氨酸、异亮氨基酸过度限制),则会出现皮肤损害,如口周乳头状红疹、尿布皮炎等。

枫糖尿病药物治疗(维生素B1)

枫糖尿病怎么预防?
  • 避免近亲结婚。
  • 如果有枫糖尿病家族史,可通过测定羊水或绒毛细胞酶活性,进行产前诊断,选择性终止妊娠,避免患病的胎儿出生。对于双方父母为 MSUD携带者,建议选择胚胎植入前遗传学诊断(PGD)助孕技术来生育正常的宝宝。

胚胎植入前遗传学诊断 ( preimplantation genetic diagnosis,PGD) 技术是已知最有效的可阻断疾病垂直传播从而预防出生缺陷发生的技术,对减少出生缺陷、提高人口素质具有重要意义。在体外受精过程中,对具有遗传风险患者的胚胎进行植入前活检和遗传学分析,以选择无该检测遗传性疾病的胚胎植入宫腔,可以有效规避MSUD(也包括其他染色体异常)所带来的风险,从而获得正常胎儿的诊断方法。

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