可治性罕见病—苯丙酮尿症

一、疾病概述

1．病因

高苯丙氨酸血症( hyperphenylalaninemia．HPA)是最常见的常染色体隐性遗传的氨基酸代谢病，随着疾病诊断、鉴别诊断、治疗、新生儿筛查与预防技术的发展，HPA已成为可治疗、可预防的疾病，为遗传代谢病防治史的典范。血苯丙氨酸( phenylalanine，Phe)浓度>120 Vmol/L，血Phe与酪氨酸( tyrosine，Tyr)比值(Phe/Ty）r>2.0统称为HPA。HPA的病因分为苯丙氨酸羟化酶(phenylalanine hydroxylase，PAH)缺乏症和PAH辅酶四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin，BH4)缺乏症两大类^[1,2]。 PAH缺乏程度不同导致血Phe浓度不同，通常根据治疗前最高的血Phe浓度，或天然蛋白摄入足够情况下血Phe浓度分类，国内外分类标准不同，国内标准：经典型的苯丙酮尿症(phenylketonuria．PKU)  (血Phe≥1 200 pmol/L)、轻度PKU(血Phe浓度360～1 200 pmol/L)及轻度HPA(血Phe 浓度120~ 360 µmol/L)^[1.3]。国外学者也提出根据2～5岁时对饮食Phe耐受量进行分类，经典型PKU者Phe耐受量<20 mg/( kg．d)，轻度PKU20～50 mg/( kg．d)，轻度HPA为>50 mg/(kg．d)C4]。此外，根据血Phe浓度对BH4反应性分为BH4反应性及BH4无反应性PKU/HPA。

2．发病机制

苯丙酮尿症(PKU)是由于肝脏PAH基因突变导致 PAH活性降低或丧失，苯丙氨酸不能转变为酪氨酸，酪氨酸代谢受阻，血Phe增高通过血脑屏障'脑内Phe浓度增高、神经递质多巴胺及5一羟色胺合成减少，引起脑髓鞘发育不良或脱髓鞘等脑白质病变，导致患儿智能发育障碍；Phe增高可刺激转氨酶发育，旁路代谢增强，生成苯丙酮 酸、苯乙酸和苯乳酸增高，并从尿中大量排出^[1]（见图1）。

3．发病率

各个国家与地区HPA的发病率及疾病谱有所不同。白种人及东亚人1110 000—1/15 000，美国   1/13 500～1/19 000;亚洲国家如日本1/70 000，泰国<1/200 000．韩国1/40 000万，中国台湾1/55 000万。根据我国3 500万新生儿筛查资料统计，HPA患病率约为1/10 397，北方高于南方^[5]。根据中华预防医学会新生儿筛查学组收集的1769万各地新生儿筛查数据，我国平均发病率为8.5/100000^[5]。在高加索人HPA病因中PAH缺乏症占98%,BH4缺乏症约2%。根据我国新生儿筛查和高苯丙氨酸血症鉴别诊断数据，绝大多数(85%～90%)HPA为PAH缺乏症，10%～15%的HPA患者为BH4缺乏症。

二、临床特征

新生儿期多无明显的临床症状，部分患儿可出现喂养困难、湿疹、呕吐、易激惹等非特异性症状。出生3个月后逐渐表现典型PKU的临床特点：头发由黑变黄、皮肤颜色浅淡，尿液、汗液中散发出鼠臭味，随着年龄增长，智能发育落后明显，部分患儿表现小头畸形，婴儿痉挛或点头样发作，也可出现行为、性格、神经认知等异常，如多动、自残、攻击、自闭症、自卑、抑郁等。未早期治疗者，随着年龄增大，症状发展，智力落后严重，甚至出现样脑瘫症状。如经新生儿筛查诊断，在生后2个月内治疗，其智力发育可接近正常，也有少数患者能达到大学水平，正常工作。

三、诊断

PKU的诊断主要依据临床表现、生化检查及基因突变分析。

1．新生儿筛查

即通过血液生化检测在群体中对每个新生儿进行HPA筛检，使患儿在临床症状未出现、而其生化异常已存在时得烈早期诊断、早期治疗，避免或减少智能落后的发生。对出生72 h或哺乳6～8次以上的新生儿，足跟采集外周血滴于干滤纸片上测定血Phe浓度以进行HPA筛查。筛查原标本血Phe浓度>120l-mol/L，或同时伴有Phe/Tyr>2.0为阳性，需召回复查。召回复查建议采用定量法（荧光法或串联质谱法）测定血Phe、Tyr浓度，计算Phe/Tyr比值，排除其他原因所致的继发性血Phe增高，例如酪氨酸血症、希特林蛋白缺乏症^[7]。血Phe浓度>120 Vmol/L及Phe/Tyr>2.O确诊为HPA，需要进行BH4缺乏症的鉴别诊断。

2．临床诊断

(1)临床表现：经典型PKU主要表现有智能发育落后、皮肤和毛发色浅淡，汗液和尿液有鼠臭味。

(2)血苯丙氨酸及代谢物测定：血Phe浓度及Phe/ Iyr升高，经典型PKU患者血Phe≥1200 Ptmol/L、轻度PKU其血Phe浓度360～1 200 Vmol/L，轻度HPA其血Phe浓度120～360 rimol/L。尿气相色谱质谱检查可发现苯乳酸、苯乙酸、苯丙酮酸增高。

(3)尿蝶呤谱分析：新鲜尿液收集后立即加入晶体抗坏血酸（每毫升尿液加10～20 mg抗坏血酸），采用商效液相层析仪测定新蝶呤( neopterin，N)，生物蝶呤(biopterin，B)及B%[(B／(B+N)×100%]。经典型PKU患儿尿新蝶呤及生物蝶呤浓度增高，B%正常^[1]。

(4)二氢蝶啶还原酶(DHPR)活性测定：采用双光束分光光度计测定干滤纸血片中DHPR活性，PKU患儿该酶活性正常。

(5) 24 h BH4负荷试验：血Phe浓度>400 Umol/L患者可进行该实验。口服BH4药物20 mg/kg，服BH4前，服后2、4、6、8、24 h分别采血测定Phe浓度，血Phe浓度较基础均下降30%，判断为BH4反应性PKU[8]。所有血Phe增高者中20%～30%对BH4有反应^[9]，经典型PKU仅10%左右有反应，60%～70%轻度PKU/HPA者为BH4反应型。

3．影像学诊断

约80%病儿有脑电图异常，可表现为高峰节律紊乱、灶性棘波等，一般不作为常规检查。头颅影像学检查可对PKU患儿脑白质病变程度进行评估。部分PKU患儿可有脑白质的异常包括髓鞘发育不良和（或）脱髓鞘病变，脑白质空泡变性及血管性水肿。

4．基因诊断

基因诊断是PKU的确诊方法，建议常规进行。PAH基因定位于染色体12q23.2．全长约90 kb．含13个外显子，编码451个氨基酸。突变类型多样，具有高度遗传异质性。至今国际上已报道800余种PAH基因突变类型(http：//www. pahdb. mcgiU．ca/及www. biopku. org)，60%左右为错义突变。亚洲PKU热点突变与欧美国家存在很大差异，且不同国家之间的发病率和突变分布也有不同。最常见的突变是R413P( 30. 5%)，R243Q(7. 3%)，R241C(7. 3%)．IVS4 - 1G>A(7. 3%)和T2781(7. 3%):韩国PKU常见的突变是R243Q(12%)，IVS4 - IG>A(IO%)，EX6 - 96A>G(10%);中国台湾PKU突变以R241C(32%)，R408Q(14%)和R243Q(6%)为最常见。上海交通大学医学院附属新华医院曾报道212例PKU基因突变，较常见的突变为R243Q(26%)^[10]；R241C突变可能与BH4反应性PKU有关，携带相同基因突变患儿对BH4反应不同。

四、鉴别诊断

1．与四氢生物蝶呤缺乏症的鉴别

由于新生儿期HPA无明显的临床症状，故对所有新生儿筛查诊断的HPA均进行尿蝶呤谱分析、DHPR活性测定，必要时联合BH4负荷试验进行各型BH4缺乏症的鉴别诊断，诊断标准详见Ⅸ私缺乏症一节。

2．与其他疾病鉴别

(1)酪氨酸血症Ⅱ型：常染色体隐性遗传的氨基酸代谢病。临床可分为3型，其中Ⅱ型为酪氨酸氨基转移酶缺乏所致，少见，临床主要表现为角膜病变、掌跖角化过度、可伴智能落后及神经症状。这类患儿血串联质谱检查，除血Phe增高外．Tyr浓度增高，但Phe/Tyr降低或正常，与PAH缺乏症有别。

(2)希特林蛋白缺乏症：是瓜氨酸血症Ⅱ型的新生儿期肝内胆汁淤积的原因之一。该病是由于citrin基因突变导致。患者在新生儿期表现为肝内胆汁淤积，以黄疸延迟、阻塞性黄疸、肝内胆汁淤积、肝大、肝功能损害及凝血功能障碍为特点。新生儿期血氨基酸分析显示瓜氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、精氨酸增高；尿中4-羟基苯乳酸及4-羟基苯丙酮酸排出增多。citrin基因突变分析可明确诊断。

五、治疗

1．治疗原则

PKU是可治的遗传代谢病，低苯丙氨酸特殊饮食仍是目前治疗PKU的主要方法。理想的PKU治疗需要多学科的综合管理，包括遗传代谢病专科医师、营养师、心理专家、社会工作者及政府部门的政策资助等。并非所有PAH缺乏症患者均需要治疗。在正常蛋白质摄入下血Phe浓度持续2次>360 µmol/L者（PKU患儿）均应立即治疗，越早治疗越好，争取出生1个月内治疗，提倡终身治疗^[3]。如果血Phe浓度<360 µmol/L(轻度HPA)不需治疗，但需定期随访，监测血Phe浓度。

PKU患儿对苯丙氨酸的耐受量有个体差异，需个体化治疗。对新诊断的PKU患儿家长需进行PKU基础知识的宣教，使父母坚定治疗信心，理解疾病的遗传方式、病因鉴别诊断的重要性、治疗的原则方法及随访的重要性等，配合医生，提高治疗依从性，达到良好的疗效。

2．治疗方法

根据相应年龄段儿童每日蛋白质需要量、血Phe浓度、Phe的耐受量、饮食嗜好等调整制定治疗方案。经典型PKU患儿需暂停母乳或普通婴儿奶粉，给予无Phe特殊奶粉（15%蛋白质），治疗后3～7 d血Phe浓度明显下降或达正常后，逐步添加少量天然饮食；随着年龄增加，天然饮食诱惑，治疗依从性下降，饮食治疗面临挑战。为满足蛋白质摄入及血Phe 蛋白粉或奶粉，减少天然蛋白质的摄入量，并辅助含蛋白质低的粳米、面粉、饼干、调味料等辅食，并参考<中国食物成分表》选择添加低Phe的天然食物，以增加患儿生活情趣。维持血Phe浓度在各年龄段理想控制范围。对PKU女性患者需进行产前遗传咨询，在孕前6个月至整个孕期需要饮食治疗，控制血Phe浓度l20～360 µmol/L。

对BH4反应型PKU患者，尤其是饮食依从性差者，可采用BH4治疗，提高Phe耐受性，改善生活质量营养等。BH4剂量5～20 mg/（蝇．d），分2～3次口服，或联合低Phe饮食治疗，不需补充神经递质前质。

由于PKU长期饮食治疗依从性下降，开发其他治疗方法已成为关注热点。如口服大分子中性：基酸(LNAA)'111通过与Phe竞争受体而阻止Phe通过血脑屏障进入脑组织、由奶酪乳清提取的不含Phe、Tyr的天然蛋白质糖巨肽(GMP)[12]、苯丙氨酸脱氨酶口服制剂、酶替代疗法及基因治疗有待将：用于PKU治疗。部分治疗方法尚处于研究或临床试验阶段。

3．随访

(1)血Phe浓度：PKU患者治疗后需要定期监测血Phe滚度。建议空腹或在喂奶2～3 h后采学测定Phe浓度。治疗开始后每3天测定血Phe浓度，以及时添加天然食物，预防苯丙氨酸缺乏症。代谢控制稳定后，Phe测定可适当调整：<1岁每周1次，1～12岁每2周至每月1次，12岁以上每3月测定1次。如有感染等应急情况下，血Phe波动，需密切检测；或每次添加天然饮食或更换食谱后3d，需复查血Phe浓度。各年龄段血Phe浓度控制的理想范围：1岁以下：120～240 µmol/L，1～12岁：120～360 rimol/L，12岁以上：120～600 µmol/L。

(2)生长、智能发育评估每3～6个月测量身高、体重、营养评价等，每1～2年进行智能发育评估。

六、典型病例

患儿×××，女性，来自上海。因头发黄、智力落后、抽搐就诊，就诊年龄3岁。GIP1，足月，顺产出生体重3.7 kg，出生至2个月未发现异常，出生3个月剃头后长出头发偏黄，未引起注意，出生6个月不会坐，1岁不会站，2岁扶走，现独走不稳；2岁会叫爸爸，现只会说2～3个字简单语言。1.5岁出现抽搐，每月3 ---4次，每次发作点头、四肢抽动，持续半分钟缓解，当地医院诊断脑发育不良、癫痫，抗癫痫药治疗无明显效果。无家族史，无其他慢性疾病史。体检：身高97 cm，体重15 kg，头围46 cm，反应较迟钝，头发黄、皮肤白，躯体有鼠臭味，腹股沟区间少许湿疹，心肺无异常，腹软，四肢肌张力正常。

就诊时测定血苯丙氨酸浓度1230 µmol/'L(正常<120 vmol/L)，酪氨酸35 µmol/L，苯丙氨酸／氨酸为35. 14（正常<2．O）；尿气相色谱质谱检查发现苯乳酸、苯乙酸、苯丙酮酸增高；尿蝶呤谱分析显示尿新蝶呤3.5 mmol/mol Cr(正常0.29～2. 61 mmol/mol Cr)，尿生物蝶呤2.9 mmol/mol Cr（正常0. 35～2. 67 mmol,/mol Cr)，生物蝶呤百分比%为45. 30r4（正常42. 7%～75. 9%）；红细胞二氢蝶啶原酶(DHPR)活性4.2 nmol/min./5 mmdisc(正常1.02～3. 35 nmol/min/5 mmdisc)。根据上述实验室结果，患者临床具有PKU的典型表现，发黄、肤白、智力落后、抽搐；血Phe显著增高，Phe/Tyr增高符合HPA诊断，尿蝶呤谱分析显示新蝶呤及生物蝶呤均增高，生物蝶呤百分比正常及DHPR活性正常，排除BH4缺乏症，诊断为PAH缺芝导致的经典型PKU。

PAH基因突变分析：发现患者携带复合杂合突变c．842C>T(p．P281L)/c. 1222C>(p. R408W)（见图2），此两个突变均已报道，导致PAH活性极低。因此，基因诊断证实经典型PKU，确诊年龄3月1日。

综上所述：患者有典型的PKU临床表现，血苯丙氨酸水平及苯丙氨酸／酪氨酸比值显著增高，尿喋呤谱分析及红细胞二氢蝶啶还原酶活性测定排除了BH4缺乏症；PAH基因分析发现患者携带2个已报道的复合杂合突变，确诊PAH缺乏导致的经典型PKU。

治疗及转归：PKU患者治疗目前仍是以饮食控制苯丙氨酸摄人为主，减少苯丙氨酸增高对脑的毒性作用，预防或改善患者智能发育障碍等神经系统损害。该患者诊断明确后每日接受无苯丙氨酸特殊奶粉100 ɡ及蛋白粉20 g[蛋白质2 9(kg．d)：，限制天然蛋白质．添加低苯丙氨酸辅食，治疗1周测定血Phe 378 µmol/L．之后每2周至1个月复查血Phe 200~330 µmol/L．抽搐逐步减少至消失，行走正常，随访2年后（5岁）说话接近正常，记忆力较差，脾气较急躁，幼儿园学习落后，智测IQ 75分。