苯丙酮尿症(Phenylketonuria,PKU)概述概述w苯丙酮尿症是一种先天氨基酸代谢障碍性疾苯丙酮尿症是一种先天氨基酸代谢障碍性疾病，由于染色体基因突变导致肝脏中苯丙氨病，由于染色体基因突变导致肝脏中苯丙氨酸羟化酶酸羟化酶(PAH)(PAH)缺陷从而引起苯丙氨酸缺陷从而引起苯丙氨酸(PA)(PA)代代谢障碍，尿中排出大量的苯丙酮酸等代谢产谢障碍，尿中排出大量的苯丙酮酸等代谢产物而得名。本病常引起中枢神经系统的损伤。物而得名。本病常引起中枢神经系统的损伤。是引起小儿智残的重要疾病之一。我国是引起小儿智残的重要疾病之一。我国PKUPKU的的发病率约为发病率约为1/16,5001/16,500。为常染色体隐性遗传病为常染色体隐性遗传病我国发病率我国发病率1/16500生化基础：肝脏苯丙氨酸代谢途径生化基础：肝脏苯丙氨酸代谢途径酶缺陷导致苯丙氨酸代酶缺陷导致苯丙氨酸代谢障碍谢障碍后果：后果：体内苯丙氨酸及旁路代谢产物大体内苯丙氨酸及旁路代谢产物大 量堆积，损伤神经系统；量堆积，损伤神经系统； 大量苯丙酮酸及代谢产物苯乙酸、大量苯丙酮酸及代谢产物苯乙酸、苯乳酸从尿中排出；苯乳酸从尿中排出；临床表现：临床表现：智力低下、癫痫发作和色素减少；智力低下、癫痫发作和色素减少；病因及发病机制病因及发病机制wPKUPKU是一种先天性氨基酸代谢障碍性疾病，于是一种先天性氨基酸代谢障碍性疾病，于19341934年由挪威的年由挪威的FollingFolling医生首次报告。本症医生首次报告。本症是由于染色体基因突变导致肝脏中苯丙氨酸是由于染色体基因突变导致肝脏中苯丙氨酸羟化酶羟化酶(PAH)(PAH)缺陷从而引起苯丙氨酸缺陷从而引起苯丙氨酸(PA)(PA)代谢代谢障碍所致。苯丙氨酸是人体必须的氨基酸之障碍所致。苯丙氨酸是人体必须的氨基酸之一，经食物摄取后，部分被机体蛋白质合成一，经食物摄取后，部分被机体蛋白质合成所利用，其余部分经肝脏苯丙氨酸羟化酶的所利用，其余部分经肝脏苯丙氨酸羟化酶的作用转变为酪氨酸，进一步转化为多巴、肾作用转变为酪氨酸，进一步转化为多巴、肾上腺素、黑色素等重要的生理活性物质。上腺素、黑色素等重要的生理活性物质。w由于该症患者肝脏中苯丙氨酸羟化酶的缺乏，由于该症患者肝脏中苯丙氨酸羟化酶的缺乏，导致苯丙氨酸不能转化为酪氨酸，而蓄积在导致苯丙氨酸不能转化为酪氨酸，而蓄积在体内，引起中枢神经系统的损伤，同时导致体内，引起中枢神经系统的损伤，同时导致酪氨酸、多巴、肾上腺素、黑色素等生理活酪氨酸、多巴、肾上腺素、黑色素等生理活性物质的合成障碍，引起一系列的病理改变。性物质的合成障碍，引起一系列的病理改变。苯丙氨酸代谢途径苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸PAHBH4多巴多巴多巴胺多巴胺BH4黑素黑素去甲肾上腺素去甲肾上腺素肾上腺素肾上腺素 同型香草酸同型香草酸（从尿中排出）（从尿中排出）PAH 苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶BH4 四氢生物蝶呤四氢生物蝶呤经典型PKU（ PAH缺乏）发病机制苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸PAHBH4多巴多巴多巴胺多巴胺BH4黑素黑素去甲肾上腺素去甲肾上腺素肾上腺素肾上腺素 同型香草酸同型香草酸（从尿中排出）（从尿中排出）苯丙酮酸苯丙酮酸苯乳酸苯乳酸2羟苯羟苯乙酸乙酸苯乙酸苯乙酸非经典型PKU（ BH4缺乏）发病机制苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸PAH多巴多巴多巴胺多巴胺黑素黑素去甲肾上腺素去甲肾上腺素肾上腺素肾上腺素 同型香草酸同型香草酸（从尿中排出）（从尿中排出）苯丙酮酸苯丙酮酸苯乳酸苯乳酸2羟苯羟苯乙酸乙酸苯乙酸苯乙酸BH4BH4BH4四氢生物蝶呤四氢生物蝶呤4-甲醇胺甲醇胺BH2色氨酸色氨酸5-羟色胺酸羟色胺酸5-羟色胺羟色胺5-羟基吲哚乙酸羟基吲哚乙酸（从尿中排出）（从尿中排出）6丙酮酰丙酮酰-四氢蝶呤四氢蝶呤三磷酸二氢新蝶呤三磷酸二氢新蝶呤三磷酸鸟苷三磷酸鸟苷(GTP)生物蝶呤生物蝶呤原生蝶呤原生蝶呤新蝶呤新蝶呤DHPRSR6-PTSGTPCHTHTPHPCDPCD:蝶呤蝶呤-4 -甲醇胺脱水酶甲醇胺脱水酶 TPH:色氨酸色氨酸-5-羟化酶羟化酶 DHPR:二氢蝶呤还原酶二氢蝶呤还原酶GTPCH:三磷酸鸟苷环化水解酶三磷酸鸟苷环化水解酶 PAH:苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶 SR:黑蝶呤还原酶黑蝶呤还原酶6-PTS:6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶丙酮酰四氢蝶呤合成酶 BH2:二氢生物蝶呤二氢生物蝶呤 TH:酪氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶 BH4:四氢生物蝶呤四氢生物蝶呤 临床表现经典型经典型PKU：占：占95%99%，出生时可无任何，出生时可无任何临床表现，通常临床表现，通常36个月初现症状。重症患儿个月初现症状。重症患儿生后一周可出现症状，如吸吮差，自主运动生后一周可出现症状，如吸吮差，自主运动减少等；减少等；非经典型非经典型PKU：占：占1%5%，神经系统症状出，神经系统症状出现早且更为严重；重度现早且更为严重；重度6-PTS缺乏症早产率较缺乏症早产率较高，出生体重较低；高，出生体重较低；未经治疗未经治疗PKU患者所生子女患者所生子女w患儿初生时正常，通常在生后患儿初生时正常，通常在生后3 36 6个月开始个月开始出现症状，以后症状渐趋典型。出现症状，以后症状渐趋典型。w（一）神经系统（一）神经系统：生后：生后4-94-9个月开始有明显的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，其中约合并有癫痫发作，其中约1/31/3为婴儿痉挛症，为婴儿痉挛症，多在生后多在生后1818个月以前出现。约个月以前出现。约80%80%有脑电图异有脑电图异常，可表现为高峰节律紊乱、灶性棘波等，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、孤独症倾向等精大多数患儿有抑郁、多动、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。将造成中度至极重度的智力低下。w（二）外貌（二）外貌：患儿生后由于黑色素缺乏，患：患儿生后由于黑色素缺乏，患儿常表现为头发黄、皮肤和虹膜色浅。儿常表现为头发黄、皮肤和虹膜色浅。w（三）其他（三）其他：血液中蓄积的苯丙氨酸经旁路：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，患儿易合并有皮肤湿疹、呕鼠尿味。同时，患儿易合并有皮肤湿疹、呕吐、腹泻烦躁、易激惹及程度不同的发育落吐、腹泻烦躁、易激惹及程度不同的发育落后。后。经典型PKU临床表现中枢神经系统症状：中枢神经系统症状：小头、智力低下，表情呆滞、语小头、智力低下，表情呆滞、语言发育落后、行为异常、多动，言发育落后、行为异常、多动，1/4可有癫痫发作，可有癫痫发作，肌痉挛，少数肌张力增高或腱反射亢进；肌痉挛，少数肌张力增高或腱反射亢进；外貌：外貌：毛发、皮肤、虹膜色泽变浅，蓝眼珠，湿疹，毛发、皮肤、虹膜色泽变浅，蓝眼珠，湿疹，尿液汗液散发尿液汗液散发鼠尿臭味鼠尿臭味；非典型PKU临床表现发病率：占发病率：占PKU 1%5%神经系统症状神经系统症状：出现早且更为严重，智力严：出现早且更为严重，智力严重低下，四肢肌张力增高或减低，手足徐动，重低下，四肢肌张力增高或减低，手足徐动，震颤，角弓反张，顽固性惊厥发作；震颤，角弓反张，顽固性惊厥发作；余症状同经典型余症状同经典型PKU。实验室检查 苯丙酮尿症是最早提出可治疗的遗传代谢性病之苯丙酮尿症是最早提出可治疗的遗传代谢性病之一一, ,如果早期诊断如果早期诊断, ,及早治疗及早治疗, ,可以使患儿免遭智可以使患儿免遭智力损伤力损伤, ,能像正常人一样的生活。能像正常人一样的生活。PKUPKU典型症状出典型症状出现后，诊断并不困难，但为时已晚，因一旦出现现后，诊断并不困难，但为时已晚，因一旦出现症状，常表示脑已有不可逆的损害，失去治疗时症状，常表示脑已有不可逆的损害，失去治疗时机。故应强调症状前诊断，即宫内或新生儿期确机。故应强调症状前诊断，即宫内或新生儿期确诊，及时治疗。诊，及时治疗。由于患儿在早期不出现症状，因由于患儿在早期不出现症状，因此，必须借助实验室检测来确定诊断。主要依据此，必须借助实验室检测来确定诊断。主要依据血苯丙氨酸的测定，患儿血苯丙氨酸多在血苯丙氨酸的测定，患儿血苯丙氨酸多在20mg/dl20mg/dl以上。以上。新生儿期筛查新生儿期筛查 酶学诊断酶学诊断血浆苯丙氨酸浓度测定血浆苯丙氨酸浓度测定 尿蝶呤图谱分析尿蝶呤图谱分析尿筛查尿筛查 DNA分析分析血浆游离氨基酸分析血浆游离氨基酸分析 头颅头颅 CT和和MRI尿液有机酸分析尿液有机酸分析 脑电图脑电图w1.Guthrie1.Guthrie法法：此法是应用最早：此法是应用最早, ,最经济实用最经济实用的血苯丙氨酸半定量方法。其原理为：枯草的血苯丙氨酸半定量方法。其原理为：枯草杆菌杆菌(ATCC-6633)(ATCC-6633)的生长需要苯丙氨酸，在含的生长需要苯丙氨酸，在含有有-2-2噻吩丙氨酸噻吩丙氨酸( (抑制剂抑制剂) )培养基上，枯草培养基上，枯草杆菌不能生长，当放入血滤纸片标本时，血杆菌不能生长，当放入血滤纸片标本时，血中的苯丙氨酸与培养基中的抑制剂相拮抗，中的苯丙氨酸与培养基中的抑制剂相拮抗，使血滤纸片周围出现明显的细菌生长环，我使血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，测定血滤纸们可以根据细菌生长环的大小，测定血滤纸片中苯丙氨酸浓度（通常达片中苯丙氨酸浓度（通常达1.2mmol/L1.2mmol/L或或20mg/dl20mg/dl）。）。w2.2.尿三氯化铁试验和尿三氯化铁试验和2 2，4 4二硝基苯肼试验二硝基苯肼试验: : 化学化学显色法检测尿中苯丙酮酸的定性测定方法。显色法检测尿中苯丙酮酸的定性测定方法。对可疑对可疑的较大儿童进行初筛，特异性差；的较大儿童进行初筛，特异性差； 尿三氯化铁试验：尿三氯化铁试验：新鲜尿液新鲜尿液5mL中加入中加入几滴几滴10%FeCl3；阳性：阳性：反应呈蓝绿色反应呈蓝绿色 尿尿2，4-二硝基甲苯试验（二硝基甲苯试验（DHPH）试验：）试验：阳性：阳性：黄色沉淀黄色沉淀阳性结果示往往为时已晚，失去治疗时机阳性结果示往往为时已晚，失去治疗时机 w3.3.氨基酸分析法：氨基酸分析法：采用氨基酸分析仪进行血采用氨基酸分析仪进行血氨基酸自动分析的一种定量方法。可以根据氨基酸自动分析的一种定量方法。可以根据苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸定量以及支链与苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸定量以及支链与芳香族氨基酸的比例，对氨基酸代谢病进行芳香族氨基酸的比例，对氨基酸代谢病进行鉴别诊断。氨基酸分析法在区分苯丙酮尿症鉴别诊断。氨基酸分析法在区分苯丙酮尿症类型及高苯丙氨酸血症鉴别上有很重要意义。类型及高苯丙氨酸血症鉴别上有很重要意义。 血浆苯丙氨酸浓度测定正常血苯丙氨酸浓度为正常血苯丙氨酸浓度为0.060.18mmol/L(13mg/dL),若血苯丙氨酸若血苯丙氨酸1.2mmol/L，可确诊，可确诊PKU ；若血苯丙氨酸浓度在若血苯丙氨酸浓度在0.241.2mmol/L之间行苯丙氨酸负荷试验。之间行苯丙氨酸负荷试验。苯丙氨酸负荷试验：口服苯丙氨酸苯丙氨酸负荷试验：口服苯丙氨酸100mg/kg结果判断：结果判断：血苯丙氨酸血苯丙氨酸1.2mmol/L，为，为经典型经典型PKU；血苯丙氨酸仍为血苯丙氨酸仍为 0.241.2mmol/L，则为，则为高苯丙氨酸高苯丙氨酸血症血症。苯丙氨酸负荷试验苯丙氨酸负荷试验血浆苯丙氨酸浓度测定联合负荷试验：联合负荷试验：口服口服L-Phe 100mg/kg，3小时后口服小时后口服BH4 200mg/kg，分别于分别于0分钟、服分钟、服Phe后后3、7、11小时后各抽血一次测小时后各抽血一次测Phe浓度。浓度。结论：结论： 经典型经典型PKU：血浆血浆Phe浓浓度不受度不受BH4负荷的影响，负荷的影响， Phe轻度下降；轻度下降； 非经典型非经典型PKU：口服口服BH4 后后Phe明显下降。明显下降。血浆游离氨基酸分析清晨空腹采血标本清晨空腹采血标本2mL，立即分离血清后置，立即分离血清后置-80冰箱保存待检。冰箱保存待检。可鉴别其他的氨基酸缺陷，可鉴别其他的氨基酸缺陷，PKU血苯丙氨酸增高。血苯丙氨酸增高。氨基酸自动分析仪或高效液相色谱法进行定量分析氨基酸自动分析仪或高效液相色谱法进行定量分析氨基酸自动分析仪或高效液相色谱法进行定量分析氨基酸自动分析仪或高效液相色谱法进行定量分析 尿蝶呤图谱分析新蝶呤新蝶呤（Neo）生物蝶呤生物蝶呤（ Bio）N/BBH4PAH缺乏型（经典型缺乏型（经典型PKU）DHPR缺乏型缺乏型PKU6-PTS缺乏型缺乏型PKUGTPCH缺乏型缺乏型PKU应用高压液相层析（应用高压液相层析（HPLC）法测定尿液中新蝶呤和生物法测定尿液中新蝶呤和生物蝶呤含量蝶呤含量尿有机酸分析气相气相/质谱仪分析：质谱仪分析：尿标本：清晨首次尿尿标本：清晨首次尿510ml，不加任何防，不加任何防腐剂，立即置腐剂，立即置-20冰箱保存待检；冰箱保存待检；可鉴别其他的可鉴别其他的 有机酸代谢缺陷，可检出扁桃有机酸代谢缺陷，可检出扁桃酸、酸、2-羟基苯乙酸、苯乳酸、苯丙酮酸、羟基苯乙酸、苯乳酸、苯丙酮酸、4-羟羟基苯乙酸、羟基苯乳酸升高。基苯乙酸、羟基苯乳酸升高。DNA分析应用染色体原位杂交技术应用染色体原位杂交技术 PHA基因定位于基因定位于21q22-24.1，突变位点达突变位点达 300种以上，最常位于外显种以上，最常位于外显 子子7； GTP-PH基因定位于基因定位于14q22.1-22.2； DHPR基因定位于基因定位于4p15.3； 6-PTS基因定位基因定位11 q22.3- 23.34. .酶学诊断 PAHPAH仅存肝细胞，肝活检检测肝细胞内仅存肝细胞，肝活检检测肝细胞内PAHPAH活性，活性，临床少用临床少用 经典型经典型PKUPKU： PAHPAH活性仅为正常活性仅为正常04.4%04.4%； 高苯丙氨酸血症：高苯丙氨酸血症： PAHPAH活性为正常活性为正常1.5%34.5%1.5%34.5%； 非经典型非经典型PKUPKU：DHPRDHPR、6-PTS6-PTS、GTP-PHGTP-PH等酶活等酶活性的检测可采用外周血红细胞、性的检测可采用外周血红细胞、白细胞或皮肤成纤维细胞测定。白细胞或皮肤成纤维细胞测定。表现为不同程度脑发育不良，表现为脑皮质萎表现为不同程度脑发育不良，表现为脑皮质萎缩和脑白质脱髓鞘变。缩和脑白质脱髓鞘变。头颅头颅CT和和MRI：脑电图80PKU患儿脑电图异常患儿脑电图异常,表现为高表现为高峰节律紊乱、灶性棘波等。峰节律紊乱、灶性棘波等。治疗 PKU为少数可治疗遗传代谢病之一，治疗年为少数可治疗遗传代谢病之一，治疗年龄越小，效果越好（生后三周内治疗可有正龄越小，效果越好（生后三周内治疗可有正常智力）常智力）:低苯丙氨酸饮食低苯丙氨酸饮食药物药物低苯丙氨酸饮食原则：确定诊断立即停止天然饮食，以限制苯丙氨酸原则：确定诊断立即停止天然饮食，以限制苯丙氨酸的摄入，为保证儿童正常生长发育需要，可按的摄入，为保证儿童正常生长发育需要，可按3050mg/(kgd)给予苯丙氨酸。给予苯丙氨酸。低苯丙氨酸奶粉：为低苯丙氨酸奶粉：为PKU婴儿特制奶粉；随访血婴儿特制奶粉；随访血phe正常后可逐渐引入天然饮食，首选母乳。正常后可逐渐引入天然饮食，首选母乳。引入其它食物引入其它食物：以淀粉类、蔬菜、水果等低蛋白食：以淀粉类、蔬菜、水果等低蛋白食物为主。物为主。w低苯丙氨酸饮食低苯丙氨酸饮食：是目前治疗经典型：是目前治疗经典型PKUPKU的惟一方法。的惟一方法。饮食疗法的原则是使苯丙氨酸的摄入量能保证生长饮食疗法的原则是使苯丙氨酸的摄入量能保证生长和代谢的最低需要量。苯丙氨酸是必须氨基酸，供和代谢的最低需要量。苯丙氨酸是必须氨基酸，供应不足也会导致生长发育迟缓，严重会导致死亡。应不足也会导致生长发育迟缓，严重会导致死亡。所以，苯丙氨酸既不能摄入太多，也不能摄入太少，所以，苯丙氨酸既不能摄入太多，也不能摄入太少，由于天然蛋白质中均含有由于天然蛋白质中均含有4 46%6%的苯丙氨酸，所以必的苯丙氨酸，所以必须控制天然蛋白质的摄入，而以低或无苯丙氨酸的须控制天然蛋白质的摄入，而以低或无苯丙氨酸的奶粉、蛋白粉作为奶粉、蛋白粉作为PKUPKU患儿蛋白质的主要来源。总蛋患儿蛋白质的主要来源。总蛋白质摄入量中白质摄入量中80%80%来自人工蛋白质，来自人工蛋白质，20%20%来自天然蛋来自天然蛋白质，还要保证给予足够的热量。以维持血清苯丙白质，还要保证给予足够的热量。以维持血清苯丙氨酸浓度在氨酸浓度在0.120.120.6mmol/L 0.6mmol/L （2 210mg/dl10mg/dl）为宜。）为宜。饮食控制至少需持续到青春期以后。饮食控制至少需持续到青春期以后。 控制：控制：血苯丙氨酸浓度血苯丙氨酸浓度0.120.6mmol/L；低低苯丙氨酸苯丙氨酸饮食控制持续到青春期后；饮食控制持续到青春期后；PKUf妇女怀孕前应重新开始低苯丙氨妇女怀孕前应重新开始低苯丙氨酸饮食直至分娩，避免高苯丙氨酸血症酸饮食直至分娩，避免高苯丙氨酸血症影响胎儿（小头畸形、智力低下）。影响胎儿（小头畸形、智力低下）。食物中添加支链氨基酸（缬氨酸、亮氨酸食物中添加支链氨基酸（缬氨酸、亮氨酸 、异亮氨酸），可竞争性抑制苯丙氨酸进、异亮氨酸），可竞争性抑制苯丙氨酸进入脑，进而降低其对脑细胞的入脑，进而降低其对脑细胞的 毒性作用。毒性作用。药物治疗BH4缺乏型缺乏型PKUBH425mg/(kgd) 5-羟色氨酸羟色氨酸34mg/(kgd) L-DOPA 34mg/(kgd)避免近亲结婚，杂合子之间不宜婚配避免近亲结婚，杂合子之间不宜婚配产前诊断：有产前诊断：有PKU家族史的孕妇产前测羊水家族史的孕妇产前测羊水蝶呤含量；利用蝶呤含量；利用PAH基因的限制性片断长基因的限制性片断长度多态性度多态性(RFLP)与与PKU的连锁分析的连锁分析新生儿筛查新生儿筛查预防预防