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苯丙酮尿症(phenylketonuria,PKU)作为儿科临床诊治过程中的一种罕见疾病之一,其发生与机体苯丙氨酸(PA)代谢途中缺乏苯丙氨酸羟化酶(PAH)而使其不能转变成酪氨酸有关,和酮酸(keto acid,KA)蓄积也息息相关[1],属常见的氨基酸代谢病之一。国家卫生健康委员会等5部门已于2018年5月11日将其收入《第一批罕见病目录》[2]中。PKU的临床表现不均一,病人常表现为智力低下、精神神经异常及湿疹、皮肤抓痕征等。这不仅严重影响了病人的生命安全与生活质量,也增加了社会负担。据统计[3],中国的PKU发病率约0.01%,北方患病率显著高于南方,可见该病有显著的地域性特征。相关研究[4]证实,多数PKU病人是由于苯丙氨酸羟化酶基因突变而导致机体细胞内的PAH缺乏或功能下降,继而迫使PA在血液中呈高表达,而在其代谢途中损害脑及神经细胞。既往研究[5]表明PAH突变检测对增强PKU筛选水平有重要意义,借此,本文将选取135例PKU患儿进行临床实验,探讨PAH突变检测在PKU诊断中的价值和对PKU患儿的影响。现作报道。
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经检测发现,本文所纳入的135例PKU患儿(270对PAH等位基因)中,男70例,女65例,年龄0~10岁,治疗时长0.5~1.0年,所有患儿基线资料与基础治疗方案无明显差异(P>0.05),其中共有12例患儿有PAH基因突变,占比8.89%,突变位点共12个,其中R243Q、Y204C、R241C、IVS4-1、R413P、R111X、R261Q、W326X及Y356X等均有突变频率,各占总PAH等位基因的5.19%、5.19%、3.70%、2.96%、2.22%、1.48%和1.48%、0.74%、0.74%,而E56D、F161S、A345T等则不发生突变(见表 1)。
PAH基因
突变名称突变区域 突变性质 突变等位基因个数 突变频率 n 构成比% 总对数比% R243Q Exon7 错义突变 7 14 58.33(14/24) 5.19(14/270) Y204C Exon6 剪接突变 7 14 58.33(14/24) 5.19(14/270) R241C Exon7 错义突变 5 10 41.67(10/24) 3.70(10/270) IVS4-1 Exon5 错义突变 4 8 33.33(8/24) 2.96(8/270) R413P Exon12 剪接突变 3 6 25.00(6/24) 2.22(6/270) R111X Exon3 错义突变 2 4 16.67(4/24) 1.48(4/270) R261Q Exon7 错义突变 2 4 16.67(4/24) 1.48(4/270) W326X Exon10 剪接突变 1 2 8.33(2/24) 0.74(2/270) Y356X Exon11 错义突变 1 2 8.33(2/24) 0.74(2/270) E56D Exon2 错义突变 0 0 0 0 F161S Exon5 错义突变 0 0 0 0 A345T Exon10 错义突变 0 0 0 0 注:目前国内的PAH基因突变的常见突变位点共12个 表 1 SNaPShot检测及Sanger测序对12例PAH基因突变的PKU患儿在国内常见12个突变位点基因型分布检测结果
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经SNaPShot、Sanger及MLPA检测12例PKU患儿的PAH基因突变情况来看,纯合突变2例,占比16.67%(2/12),而复合、杂合突变10例,占比83.33%(10/12)(见表 2)。
家系编号 家系基因诊断的突变位点 可提供产前诊断信息的百分比/% 患儿 父亲 母亲 1 R243Q/R243Q R243Q R243Q 100.00 2 R413P/R413P R413P R413P 67.23 3 Y356X/A434D A434D Y356X 80.00 4 IVS6-1G > A/R176X R176X IVS6-1G > A 78.34 5 R241C/Y204X Y204X R241C 100.00 6 R111X/V399V V399V R111X 98.61 7 Y204X/W326X W326X Y204X 100.00 8 IVS4+3G > C/IVS4-1 IVS4-1 IVS4+3G > C 86.78 9 R408Q/R241C R241C R408Q 91.25 10 Y356X/A434D A434D Y356X 100.00 11 Y204X/IVS4-1 IVS4-1 Y204X 100.00 12 R261Q/IVS12+4A > G IVS12+ 4A > G R261Q 98.67 表 2 SNaPShot、Sanger及MLPA检测对12例PKU患儿的家系基因诊断情况统计
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12例PKU患儿干预后的PA低于干预前、FIQ评分高于干预前,差异均有统计学意义(P < 0.05),而VIQ、PIQ干预前后差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 3)。
时间 m PA/(mg/dL) VIQ/分 PIQ/分 FIQ/分 干预前 11 9.23±2.34 82.45±7.31 78.12±11.64 73.27±7.68 干预后 11* 5.34±1.37 84.72±8.76 80.37±10.76 82.34±8.35 t — 6.02 1.28 1.26 5.26 P — < 0.05 > 0.05 > 0.05 < 0.05 注:*住院治疗期间有1例因治疗无效死亡 表 3 12例PAH基因突变的PKU患儿临床干预前后的血清PA水平及IQ测定(x±s)
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经Pearson分析发现,12例PAH基因突变的PKU患儿治疗期的PAH平均控制浓度与1周岁时的IQ检测值呈负相关(r=-0.924,P < 0.01)(见表 4)。
患儿编号 PAH基因突变类型 PHE平均控制浓度/(μmol/L) IQ检测值 1 R243Q/R243Q 10.34 51.05 2 R413P/R413P 7.23 52.34 3 Y356X/A434D 7.08 59.75 4 IVS6-1G > A/R176X 6.54 62.37 5 R241C/Y204X 6.22 68.12 6 R111X/V399V 6.01 73.64 7 Y204X/W326X 5.76 81.30 8 IVS4+3G > C/IVS4-1 5.34 88.67 9 R408Q/R241C 4.61 92.34 10 Y356X/A434D 3.42 95.67 11 Y204X/IVS4-1 3.11 95.88 12 R261Q/IVS12+4A > G 2.35 105.61 表 4 12例PAH基因突变的PKU患儿的PAH平均控制浓度与1周岁时的IQ检测值相关性分析
苯丙氨酸羟化酶基因突变检测对苯丙酮尿症的诊断意义
The significance of the phenylalanine hydroxylase gene mutation in the diagnosis of phenylketonuria
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摘要:
目的探讨苯丙氨酸(PA)羟化酶(PAH)基因突变检测对苯丙酮尿症(PKU)的诊断意义及其对PKU患儿的影响。 方法选取PKU患儿135例进行临床实验,所有受试者PAH基因突变情况均采用聚合酶链式反应技术进行扩增,采用Sanger测序方法检测其突变点,PAH基因是否存在大片缺失重复采用多重连接探针扩增技术(MLPA)检测,最后将各项检测数据纳入SPSS 21.0软件处理,分析PAH突变情况及比较其PAH突变对KPU患儿智商的影响。 结果135例PKU患儿(270对PAH等位基因)中,共12例患儿有PAH基因突变,占比8.89%,突变位点共12个,其中R243Q、Y204C、R241C、IVS4-1、R413P、R111X、R261Q、W326X及Y356X等均有突变频率,各占总PAH等位基因的5.19%、5.19%、3.70%、2.96%、2.22%、1.48%和1.48%、0.74%、0.74%,而E56D、F161S、A345T等的突变频率则不明显。经SNaPShot、Sanger及MLPA检测12例PKU患儿的PAH基因突变情况发现,纯合突变占比16.67%,复合、杂合突变占比83.33%。12例PKU患儿干预后的PA低于干预前、全智商评分高于干预前,差异均具有统计学意义(P < 0.05),而言语智商、操作智商干预前后差异均无统计学意义(P>0.05)。经Pearson分析发现12例PAH基因突变的PKU患儿治疗期的PHE平均控制浓度与1周岁时的IQ检测值呈负相关(r=-0.924,P < 0.01)。 结论在PKU患儿的临床治疗过程中科学、合理地进行PAH基因突变检测并严格控制患儿的PHE血浓度有较好的临床应用与推广价值,也是改善患儿智商的关键因素之一。 -
关键词:
- 苯丙酮尿症 /
- 苯丙氨酸羟化酶 /
- 基因突变 /
- 智商 /
- 苯丙氨酸-4-单加氧酶
Abstract:ObjectiveTo explore the diagnostic significance of phenylalanine hydroxylase(PAH) gene mmutation in phenylketonuria(PKU), and its influence on children with PKU. MethodsOne hundred and thirty-five children with PKU were investigated.The mutations of PAH gene in all cases were detected using polymerase chain reaction and Sanger sequencing.The large number of deletion and duplication of PAH gene were investigated using multiplex ligation-dependent probe amplification(MLPA), and the data of detection was treated with SPSS 21.0 software to analyze the mutation of PAH and its effects on intelligence quotient of KPU children. ResultsAmong the 135 PKU children(270 pairs of PAH alleles), the PAH gene mutations in 12 children(accounted for 8.89%) were found, and 12 mutation sites were identified, the mutation frequency of R243Q, Y204C, R241C, IVS4-1, R413P, R111X, R261Q, W326X and Y356X were 5.19%, 5.19%, 3.70%, 2.96%, 2.22%, 1.48%, 1.48%, 0.74% and 0.74% of the total PAH alleles, respectively, while the mutation frequency of E56D, F161S and A345T was not obvious.The results of PAH gene mutations detected by SNaPShot, Sanger and MLPA in 12 children with PKU showed that the homozygous mutations accounted for 16.67%, and the compound and heterozygous mutations accounted for 83.33%.The PA and FIQ scores in 12 children with PKU after intervention were lower and higher than those before intervention, respectively(P < 0.05), and the differences of the VIQ and PIQ between before and after intervention were not statistically significant(P>0.05).The results of Pearson analysis showed that the mean controlled concentration of PAH in 12 PAH-mutated PKU children during treatment was negatively correlated with the intelligence quotient test value at the first year of life(r=-0.924, P < 0.01). ConclusionsIn the process of clinical treatment of PKU children, the scientific and reasonable detection of PAH gene mutation and strict control of children's PAH blood concentration have better clinical application and promotion value, and it is also one of the key factors to improve children's intelligence quotient. -
表 1 SNaPShot检测及Sanger测序对12例PAH基因突变的PKU患儿在国内常见12个突变位点基因型分布检测结果
PAH基因
突变名称突变区域 突变性质 突变等位基因个数 突变频率 n 构成比% 总对数比% R243Q Exon7 错义突变 7 14 58.33(14/24) 5.19(14/270) Y204C Exon6 剪接突变 7 14 58.33(14/24) 5.19(14/270) R241C Exon7 错义突变 5 10 41.67(10/24) 3.70(10/270) IVS4-1 Exon5 错义突变 4 8 33.33(8/24) 2.96(8/270) R413P Exon12 剪接突变 3 6 25.00(6/24) 2.22(6/270) R111X Exon3 错义突变 2 4 16.67(4/24) 1.48(4/270) R261Q Exon7 错义突变 2 4 16.67(4/24) 1.48(4/270) W326X Exon10 剪接突变 1 2 8.33(2/24) 0.74(2/270) Y356X Exon11 错义突变 1 2 8.33(2/24) 0.74(2/270) E56D Exon2 错义突变 0 0 0 0 F161S Exon5 错义突变 0 0 0 0 A345T Exon10 错义突变 0 0 0 0 注:目前国内的PAH基因突变的常见突变位点共12个 表 2 SNaPShot、Sanger及MLPA检测对12例PKU患儿的家系基因诊断情况统计
家系编号 家系基因诊断的突变位点 可提供产前诊断信息的百分比/% 患儿 父亲 母亲 1 R243Q/R243Q R243Q R243Q 100.00 2 R413P/R413P R413P R413P 67.23 3 Y356X/A434D A434D Y356X 80.00 4 IVS6-1G > A/R176X R176X IVS6-1G > A 78.34 5 R241C/Y204X Y204X R241C 100.00 6 R111X/V399V V399V R111X 98.61 7 Y204X/W326X W326X Y204X 100.00 8 IVS4+3G > C/IVS4-1 IVS4-1 IVS4+3G > C 86.78 9 R408Q/R241C R241C R408Q 91.25 10 Y356X/A434D A434D Y356X 100.00 11 Y204X/IVS4-1 IVS4-1 Y204X 100.00 12 R261Q/IVS12+4A > G IVS12+ 4A > G R261Q 98.67 表 3 12例PAH基因突变的PKU患儿临床干预前后的血清PA水平及IQ测定(x±s)
时间 m PA/(mg/dL) VIQ/分 PIQ/分 FIQ/分 干预前 11 9.23±2.34 82.45±7.31 78.12±11.64 73.27±7.68 干预后 11* 5.34±1.37 84.72±8.76 80.37±10.76 82.34±8.35 t — 6.02 1.28 1.26 5.26 P — < 0.05 > 0.05 > 0.05 < 0.05 注:*住院治疗期间有1例因治疗无效死亡 表 4 12例PAH基因突变的PKU患儿的PAH平均控制浓度与1周岁时的IQ检测值相关性分析
患儿编号 PAH基因突变类型 PHE平均控制浓度/(μmol/L) IQ检测值 1 R243Q/R243Q 10.34 51.05 2 R413P/R413P 7.23 52.34 3 Y356X/A434D 7.08 59.75 4 IVS6-1G > A/R176X 6.54 62.37 5 R241C/Y204X 6.22 68.12 6 R111X/V399V 6.01 73.64 7 Y204X/W326X 5.76 81.30 8 IVS4+3G > C/IVS4-1 5.34 88.67 9 R408Q/R241C 4.61 92.34 10 Y356X/A434D 3.42 95.67 11 Y204X/IVS4-1 3.11 95.88 12 R261Q/IVS12+4A > G 2.35 105.61 -
[1] 植瑞东, 何夏怡, 赵思婷. 经典型苯丙酮尿症患者的致病基因突变分析[J]. 国际医药卫生导报, 2018, 24(10): 1502. doi: 10.3760/cma.j.issn.1007-1245.2018.10.015 [2] 国家卫生健康委. 《第一批罕见病目录》(一)[J]. 疑难病杂志, 2018, 12(7): 13. [3] THALHAMMER O, HAVELEC L, KNOLL E, et al. Intellectual level (IQ) in heterozygotes for phenylketonuria (PKU). Is the PKU gene also acting by means other than phenylalanine-blood level elevation?[J]. Human Genetics, 2015, 38(3): 2311. [4] 严庆庆, 汪晓莺, 徐爱萍. 南通地区新生儿高苯丙氨酸血症研究结果分析[J]. 中国优生与遗传杂志, 2019, 21(4): 3211. [5] 李卓影, 王伟. 新生儿疾病筛查42例苯丙酮尿症患儿治疗依从性与智力发育情况分析[J]. 中国妇幼卫生杂志, 2016, 21(4): 205. [6] 中华人民共和国卫生部. 苯丙酮尿症和先天性甲状腺功能减低症诊治技术规范[卫妇社发(96)号] [J]. 中国儿童保健杂志, 2011, 22(2): 2541. [7] JAHJA R, HUIJBREGTS SC, DE SONNEVILLE LM, et al. Neurocognitive evidence for revision of treatment targets and guidelines for phenylketonuria[J]. J Pediatr, 2014, 164(4): 895. doi: 10.1016/j.jpeds.2013.12.015 [8] WANG B, LIU M, YAN W, et al. Association of SNP s in genes involved in folate metabolism with the risk of congenital heart disease[J]. Matern Fetal Neonata1 Med, 2013, 26(18): 1768. doi: 10.3109/14767058.2013.799648 [9] 王昌敏, 唐承波, 王慧琴, 等. 新疆南疆地区苯丙酮尿症患儿苯丙氨酸羟化酶基因第7, 1l, 12外显子突变研究[J]. 中华妇幼临床医学杂志, 2015, 11(3): 301. doi: 10.3877/cma.j.issn.1673-5250.2015.03.004 [10] 张学红, 杨莉, 陆彪, 等. 苯丙酮尿症患儿苯丙氨酸羟化酶基因突变的研究[J]. 临床儿科杂志, 2016, 34(8): 596. doi: 10.3969/j.issn.1000-3606.2016.08.009 [11] ZAMANFAR D, JALALI H, MAHDAVI MR, et al. Investigation of five common mutations on phenylalanine hydroxylase gene of phenylketonuria patients from two provinces in north of iran[J]. Int J Prevent Med, 2017, 8(1): 2133. [12] 余伍忠, 仇东辉, 何江. 苯丙酮尿症患儿四种苯丙氨酸羟化酶基因新突变分析[J]. 中华检验医学杂志, 2011, 34(6): 538. doi: 10.3760/cma.j.issn.1009-9158.2011.06.015 [13] VAN SPRONSEN FJ, VANWEGBERGAM, AHRING K, et al. Key European guidelines for the diagnosis and management of patients with phenylketonuria[J]. Lancet Diabetes Endocrinol, 2017, 5(9): 743. doi: 10.1016/S2213-8587(16)30320-5 [14] 朱海燕, 季春燕, 张海荣. 苯丙酮尿症一家系的基因诊断及产前诊断研究[J]. 中华检验医学杂志, 2018, 41(4): 312. doi: 10.3760/cma.j.issn.1009-9158.2018.04.015 [15] ROSS LF, PAUL DB. 50 years ago in the Journal of Pediatrics: variability in the manifestations of phenylketonuria/transient hyperphenylalaninemia[J]. J Pediatr, 2018, 21(21): 1195. [16] LI H, LI Y, ZHANG L. Characteristics of phenylalanine hydroxylase gene mutations among patients with phenylketonuria from Linyi region of Shandong Province[J]. Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi, 2017, 34(3): 361. [17] 庞永红, 褚英, 刘雪楠. 淮海地区汉族苯丙酮尿症患儿苯丙氨酸羟化酶基因突变分析[J]. 中华实用儿科临床杂志, 2018, 33(20): 1545 doi: 10.3760/cma.j.issn.2095-428X.2018.20.006 [18] 王本敬, 程洪波, 戴建荣. 江苏省苏州市苯丙酮尿症患儿苯丙氨酸羟化酶基因突变特点[J/CD]. 中华妇幼临床医学杂志: 电子版, 2015, 11(6): 61. [19] JAHJA R, HUIJBREGTS SCJ, DE SONNEVILLE LMJ, et al. Cognitive profile and mental health in adult phenylketonuria: A PKU-COBESO study[J]. Neuropsychology, 2017, 31(4): 3237. [20] 许静, 赵丽娟, 徐发亮. 血清苯丙氨酸水平对苯丙酮尿症患儿智商的影响[J]. 解放军预防医学杂志, 2019, 23(5): 3321. . [21] 吴志君. PKU患儿治疗期间血Phe控制浓度与智商关系的研究[J]. 中国优生与遗传杂志, 2016, 19(4): 104. [22] 张延娜, 梁思颖, 陆薇冰. 青岛地区29万例新生儿苯丙酮尿症筛查结果及患者PAH基因突变研究分析[J]. 中国优生与遗传杂志, 2019, 21(6): 125.