串联质谱仪遗传代谢病筛查氨基酸代谢病优秀讲稿.ppt
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1、串联质谱仪遗传代谢病筛查氨基酸代谢病串联质谱仪遗传代谢病筛查氨基酸代谢病第一页,讲稿共九十二页哦串联质谱仪遗传代谢病筛查系列氨基酸代谢病二氨基酸代谢病二第二页,讲稿共九十二页哦氨基酸代谢疾病共氨基酸代谢疾病共1818种种n1.氨甲酰磷酸合成酶缺乏症氨甲酰磷酸合成酶缺乏症( (先天性高氨血症先天性高氨血症I型型)n2.2.鸟氨酸氨甲酰磷酸转移酶缺乏症鸟氨酸氨甲酰磷酸转移酶缺乏症( (先天性高氨血症先天性高氨血症II型型)n3.3.精氨基琥珀酸尿症精氨基琥珀酸尿症n4.4.组氨酸血症组氨酸血症n5.5.精氨酸血症精氨酸血症n6.6.瓜氨酸血症瓜氨酸血症I型型n7.7.瓜氨酸血症瓜氨酸血症型型 n8
2、.8.同型胱氨酸尿症同型胱氨酸尿症n9.9.高甲硫氨酸血症高甲硫氨酸血症 n10.10.高鸟氨酸血症高血氨症高同型瓜氨酸尿症综合症高鸟氨酸血症高血氨症高同型瓜氨酸尿症综合症第三页,讲稿共九十二页哦n11.11.枫糖尿病枫糖尿病n12.12.非酮性高甘氨酸血症非酮性高甘氨酸血症n13.13.酪氨酸血症酪氨酸血症型;型;型;型;型型n14.14.高脯氨酸血症高脯氨酸血症n15.5-15.5-羟脯氨酸血症羟脯氨酸血症n16.16.高鸟氨酸血症高鸟氨酸血症 第四页,讲稿共九十二页哦组氨酸血症组氨酸血症( (Histidinemia)第五页,讲稿共九十二页哦n疾病概念和发病率疾病概念和发病率n组氨酸是婴
3、儿期的一种必需氨基酸,组氨酸血症组氨酸是婴儿期的一种必需氨基酸,组氨酸血症( histidinemia)( histidinemia)是组织中的是组织中的组氨酸酶缺陷组氨酸酶缺陷导致尿中排泄的组氨酸及组氨酸的转氨导致尿中排泄的组氨酸及组氨酸的转氨产物增加、血组氨酸升高的一种先天性代谢异常疾病。产物增加、血组氨酸升高的一种先天性代谢异常疾病。n19611961年由年由GhadimiGhadimi最先报道。临床表现从完全无症状到不同程最先报道。临床表现从完全无症状到不同程度的智力低下。该病为常染色体隐性遗传度的智力低下。该病为常染色体隐性遗传男女均可发病。男女均可发病。n发病率约发病率约1 115
4、00015000,日本人的发病率较高为,日本人的发病率较高为1/80001/8000,而瑞典的发,而瑞典的发病率很低为病率很低为1/370001/37000。第六页,讲稿共九十二页哦病因和发病机制病因和发病机制n正常情况下,组织中的组氨酸除被用于蛋白质的合成外,可在组氨酸酶的催正常情况下,组织中的组氨酸除被用于蛋白质的合成外,可在组氨酸酶的催化下,非氧化脱氨成尿刊酸,然后进一步代谢生成谷氨酸。化下,非氧化脱氨成尿刊酸,然后进一步代谢生成谷氨酸。n组氨酸血症患者由于肝脏和皮肤等组织中的组氨酸酶缺陷,一方面造成生组氨酸血症患者由于肝脏和皮肤等组织中的组氨酸酶缺陷,一方面造成生理情况下组氨酸脱氨生成
5、尿刊酸的代谢途径受阻,引起组氨酸积聚,血液理情况下组氨酸脱氨生成尿刊酸的代谢途径受阻,引起组氨酸积聚,血液组氨酸浓度显著升高,同时脑脊液组氨酸浓度也升高,并且从组氨酸浓度显著升高,同时脑脊液组氨酸浓度也升高,并且从尿中排出的尿中排出的组氨酸组氨酸的量增多;的量增多;n另一方面引起其他低效率代谢路径的活跃,在各种替代途径中,以组氨酸的另一方面引起其他低效率代谢路径的活跃,在各种替代途径中,以组氨酸的转氨、甲基化和乙酰化居多,但未发现组氨酸脱羧产物的增加。大量的组氨转氨、甲基化和乙酰化居多,但未发现组氨酸脱羧产物的增加。大量的组氨酸旁路代谢产物酸旁路代谢产物咪唑丙酮酸、咪唑乳酸咪唑丙酮酸、咪唑乳酸
6、和和咪唑乳乙酸咪唑乳乙酸等从尿中排出。等从尿中排出。第七页,讲稿共九十二页哦临床表现临床表现n组氨酸血症患者的临床表现差异很大,大部分无症状。患组氨酸血症患者的临床表现差异很大,大部分无症状。患儿出生时正常,婴儿期易感染。儿出生时正常,婴儿期易感染。n部分患儿可存在智力低下,表现为精神运动和总体落后、语言部分患儿可存在智力低下,表现为精神运动和总体落后、语言障碍、认知困难,以及生长迟缓、身材矮小,其他的临床表现障碍、认知困难,以及生长迟缓、身材矮小,其他的临床表现包括情感障碍、孤独症、反复呼吸道感染和异位性皮炎等。包括情感障碍、孤独症、反复呼吸道感染和异位性皮炎等。第八页,讲稿共九十二页哦实验
7、室检查实验室检查n血血组氨酸组氨酸浓度升高,但血中组氨酸浓度与摄入的蛋白质的量有关。浓度升高,但血中组氨酸浓度与摄入的蛋白质的量有关。n组氨酸参考值组氨酸参考值:2.5-50 (mol/L)n尿组氨酸尿组氨酸排出量增加也是组氨酸血症的一个表现,但不能排出量增加也是组氨酸血症的一个表现,但不能据此作为组氨酸血症的诊断依据。三氯化铁试验呈绿色,据此作为组氨酸血症的诊断依据。三氯化铁试验呈绿色,但无特异性。但无特异性。n测定皮肤、肝脏的组氨酸酶活性可进一步确诊测定皮肤、肝脏的组氨酸酶活性可进一步确诊。第九页,讲稿共九十二页哦诊断和鉴别诊断诊断和鉴别诊断n已经报道的大多数病例是通过新生儿疾病筛查诊断的
8、,患儿已经报道的大多数病例是通过新生儿疾病筛查诊断的,患儿临临床表现的多样化床表现的多样化给临床诊断带来了一定的困难。给临床诊断带来了一定的困难。n测定血组氨酸浓度可以帮助诊断,血中组氨酸浓度与摄入蛋测定血组氨酸浓度可以帮助诊断,血中组氨酸浓度与摄入蛋白质的量有关。一般认为普通饮食时超过白质的量有关。一般认为普通饮食时超过3.0mg/dl3.0mg/dl,禁食时,禁食时大于大于2.5mg/dl2.5mg/dl应视为异常。采用毛细血管电泳质谱仪直接应视为异常。采用毛细血管电泳质谱仪直接分析尿标本的代谢产物,特异性和敏感性都比较好。分析尿标本的代谢产物,特异性和敏感性都比较好。n确诊确诊有赖于进行
9、皮有赖于进行皮肤组氨酸酶肤组氨酸酶活性的测定。活性的测定。第十页,讲稿共九十二页哦同型胱氨酸尿症同型胱氨酸尿症HomocystinuriaHomocystinuria第十一页,讲稿共九十二页哦n病因学:病因学:主要是由于胱硫醚贝他合成酵素(主要是由于胱硫醚贝他合成酵素(cystathionine-synthase)的功能缺乏,造成高半胱胺酸()的功能缺乏,造成高半胱胺酸(homocysteine)合成胱合成胱氨氨酸(酸(cystine;Cys)的过程中发生机障,)的过程中发生机障,在体内堆在体内堆积甲硫积甲硫氨氨酸酸(methionine; Met )、)、高胱高胱氨氨酸酸(homocysti
10、ne;Hcy)、)、高半胱高半胱氨氨酸酸及复合双硫化合物及复合双硫化合物(Mix disulfide)等异常代谢产物。)等异常代谢产物。n患者会由患者会由尿液中尿液中排出大量的排出大量的高胱高胱氨氨酸酸,如未及早治疗,会有,如未及早治疗,会有弱智、骨骼畸型、眼球水晶体脱位、心脏血管疾病及血栓等弱智、骨骼畸型、眼球水晶体脱位、心脏血管疾病及血栓等临床症状。临床症状。n首先由首先由 Field等和等和 Gerritsen等等(1962年年)分别报道分别报道第十二页,讲稿共九十二页哦第十三页,讲稿共九十二页哦n发生率:发生率:n发病率约发病率约1/ 900,000此症在欧美白人的发生率约为二十万分之
11、一,此症在欧美白人的发生率约为二十万分之一,n1:65,000愛爾蘭愛爾蘭( (Ireland) n1:900,000日本日本(Japan)第十四页,讲稿共九十二页哦 临床表现临床表现n面部面部:面颊潮红面颊潮红,皮肤薄皮肤薄,静脉明显静脉明显,毛发稀少毛发稀少,并可见大的毛并可见大的毛孔孔,还可有眼球异常。还可有眼球异常。n智力智力:通常患者均有通常患者均有智力低下智力低下、反应迟钝。、反应迟钝。n身材身材:细长细长,主要为肢体增长主要为肢体增长,双臂平伸双臂平伸,指尖距超过身高指尖距超过身高,耻耻-跟距大于顶跟距大于顶-耻距。耻距。第十五页,讲稿共九十二页哦n症状症状:出生时可无异常。出生
12、时可无异常。n婴儿期可仅为敏感性较高婴儿期可仅为敏感性较高,而后则发现学步晚而后则发现学步晚,走路不稳走路不稳,或呈鸭步。面颊潮红或呈鸭步。面颊潮红,毛发稀少毛发稀少,指指(趾趾)细长细长,关节挛缩。还关节挛缩。还可发现晶体脱位可发现晶体脱位,并可能在出生时即有并可能在出生时即有;n还可有小眼畸形、还可有小眼畸形、 视神经萎缩、视神经萎缩、 先天性青光眼和白内障。先天性青光眼和白内障。某些关节可表现为松弛某些关节可表现为松弛,还可有血栓形成还可有血栓形成,并可因此而猝死。并可因此而猝死。n在婴儿期即可有在婴儿期即可有高胱氨酸尿高胱氨酸尿,通过尿液检查可证实。通过尿液检查可证实。n畸形畸形:两侧
13、下肢长度不匀称两侧下肢长度不匀称,膝外翻膝外翻,上肢弯曲上肢弯曲,以及细长指以及细长指(趾趾) ;还可能有脊柱侧弯畸形。还可能有脊柱侧弯畸形。n合并异常合并异常:先天性青光眼和白内障先天性青光眼和白内障;血栓形成和血管钙化髓血栓形成和血管钙化髓质海绵肾。还可有高弓腭和牙齿不整等。质海绵肾。还可有高弓腭和牙齿不整等。第十六页,讲稿共九十二页哦 鉴别诊断鉴别诊断n死亡主要由脑血管或心血管疾病引起。死亡主要由脑血管或心血管疾病引起。n神经系统症状严重神经系统症状严重 ,主要表现为精神萎靡、主要表现为精神萎靡、 嗜睡、嗜睡、 易激易激怒、怒、 惊厥、惊厥、 精神发育迟缓、精神发育迟缓、 肌张力低下、肌
14、张力低下、 共济失调、共济失调、 视神经萎缩等视神经萎缩等 ,尤其是癫尤其是癫痫痫发作及脑电图异常为早发型的发作及脑电图异常为早发型的特征之一特征之一第十七页,讲稿共九十二页哦n遗传方式:遗传方式:第一型:体染色体隐性遗传,胱硫醚合成酵素第一型:体染色体隐性遗传,胱硫醚合成酵素(Cystathionine-synthase)功能不足,引起体内功能不足,引起体内homocystine等堆积,干扰胶原交叉链结,造成血管内等堆积,干扰胶原交叉链结,造成血管内皮、骨骼及其他系统伤害。皮、骨骼及其他系统伤害。n第二型:第二型:methylcobalamin(或甲基或甲基B12合成酶合成酶)形成的缺形成的
15、缺陷酵素(大球性贫血)。陷酵素(大球性贫血)。n第三型:第三型:N(5,10)-methylentetrahydrofolate甲基四氢叶甲基四氢叶酸酸还原酵素缺陷还原酵素缺陷 (methionine低)低)第十八页,讲稿共九十二页哦n有部分的高胱有部分的高胱氨氨酸的患者,在服用高剂量的维生素酸的患者,在服用高剂量的维生素B6(VitB6)之后,血中的甲之后,血中的甲硫硫氨氨酸及尿中高胱酸及尿中高胱氨氨酸会降低。酸会降低。n又有研究报告口服甜菜硷又有研究报告口服甜菜硷(betain)可将高胱可将高胱氨氨酸转变成甲硫酸转变成甲硫氨氨酸。如果患者对酸。如果患者对于维生素于维生素B6没有反应,则治疗
16、要靠饮食控制,严格限制甲硫没有反应,则治疗要靠饮食控制,严格限制甲硫氨氨酸的摄取,因此需酸的摄取,因此需要在医师或营养师的指示下,食用少量一般婴儿奶粉或一岁以后采低蛋白质饮食,并要在医师或营养师的指示下,食用少量一般婴儿奶粉或一岁以后采低蛋白质饮食,并配合特殊配方奶粉配合特殊配方奶粉(低甲硫低甲硫氨氨酸奶粉酸奶粉)补充身体所必须的补充身体所必须的氨氨基酸以维持正常的成长及基酸以维持正常的成长及生理功能。生理功能。n如果患者对于维生素如果患者对于维生素B6有反应,治疗方式以口服维生素有反应,治疗方式以口服维生素B6,并合并维生素,并合并维生素B12、叶酸、叶酸(folic acid)及甜菜硷之补
17、充。及甜菜硷之补充。n如果治疗反应未达预期时,亦需以低甲硫如果治疗反应未达预期时,亦需以低甲硫氨氨酸饮食配合进行饮食控制治疗,酸饮食配合进行饮食控制治疗,并补充胱并补充胱氨氨酸。酸。治疗治疗第十九页,讲稿共九十二页哦预后:预后: n患者接受饮食控制治疗后,需定期监侦生长发育,智力患者接受饮食控制治疗后,需定期监侦生长发育,智力发展,发展,血中甲硫血中甲硫氨氨酸及尿中高胱酸及尿中高胱氨氨酸酸浓浓度度,以确认饮食,以确认饮食控制是否合宜。并定期检查眼科和心脏血管,以侦测并控制是否合宜。并定期检查眼科和心脏血管,以侦测并矫正并发症的发生。若能早期发现早期治疗,则可避免矫正并发症的发生。若能早期发现早
18、期治疗,则可避免弱智的并发症。弱智的并发症。n 因为所有的蛋白质中都含有甲硫因为所有的蛋白质中都含有甲硫氨氨酸,患者能吃的东西酸,患者能吃的东西实在不多,如何兼顾病情控制与小孩的成长,常是家长实在不多,如何兼顾病情控制与小孩的成长,常是家长和医护人员最头痛的问题。年纪小的孩子常会偷吃东西,和医护人员最头痛的问题。年纪小的孩子常会偷吃东西,长大了以后又常不服从家长及医护人员的建议,加上外长大了以后又常不服从家长及医护人员的建议,加上外出时饮食的的不便,甚至因此受到朋友的歧视。照顾先出时饮食的的不便,甚至因此受到朋友的歧视。照顾先天代谢异常疾病的患者,实在是非常不容易的。天代谢异常疾病的患者,实在
19、是非常不容易的。 第二十页,讲稿共九十二页哦AnalyteSpecimenExpected FindingsNeonate with HomocystinuriaUntreated Older Individual with HomocystinuriaControlHomocystinePlasma 1 10-100 mol/L (0.1-1.3 mg/dL)100 mol/L (3 mg/dL)1 mol/L (100 mol/L50 mol/L (0.7 mg/dL)10-40 mol/L (0.2-0.6 mg/dL)HomocystineUrine 2 DetectableDetec
20、tableUndetectableTable 1. Biochemical Testing to Establish the Diagnosis of Homocystinuria第二十一页,讲稿共九十二页哦中国实用儿科杂志中国实用儿科杂志20042004年年6 6月月 第第1919卷卷 第第6 6期期n胱硫醚合成酶胱硫醚合成酶基因突变基因突变与同型胱氨酸尿症临床表型关系与同型胱氨酸尿症临床表型关系的探讨的探讨n研究对象研究对象:收集收集 20002002 年来自年来自 5 个家系的同型胱氨个家系的同型胱氨酸尿症患儿酸尿症患儿6例例 ,其中男其中男 5 例例 ,女女 1 例例 ,年龄年龄 81
21、5 岁岁 第二十二页,讲稿共九十二页哦诊断依据诊断依据n(1)临床表现临床表现 ,包括智力障碍和骨骼畸形等包括智力障碍和骨骼畸形等; n(2)血甲硫血甲硫氨氨酸浓度升高酸浓度升高(正常正常 67 mol/L) ;n(3)培养皮肤成纤维细胞中培养皮肤成纤维细胞中 CBS酶的活性降低。酶的活性降低。第二十三页,讲稿共九十二页哦即使基因型相同即使基因型相同 , ,临床表型也有差异临床表型也有差异n本研究中的两个兄妹本研究中的两个兄妹 ,他们的基因型相同他们的基因型相同 ,但临床发病时但临床发病时间相差间相差 2 年多。年多。n其哥哥在新生儿筛查中被发现有血甲硫其哥哥在新生儿筛查中被发现有血甲硫氨氨酸
22、的升高酸的升高 ,测定测定皮肤成纤维细胞中皮肤成纤维细胞中CBS酶的活性酶的活性 ,发现酶的活性测不到发现酶的活性测不到 ,随即开始接受治疗。随即开始接受治疗。n而妹妹在新生儿筛查中甲硫而妹妹在新生儿筛查中甲硫氨氨酸含量不高酸含量不高 n并且妹妹并且妹妹生后生后 6 个月个月内的血甲硫内的血甲硫氨氨酸浓度监测均未发现酸浓度监测均未发现异常异常 ,两岁半时两岁半时才发现血甲硫才发现血甲硫氨氨酸含量升高酸含量升高 ,运动发育尚运动发育尚好好 ,但存在智力障碍但存在智力障碍 ,特别是语言发育迟缓特别是语言发育迟缓 ,培养的皮肤成培养的皮肤成纤维细胞中纤维细胞中 CBS酶的活性测不到。酶的活性测不到。
23、第二十四页,讲稿共九十二页哦nNaughten 等曾指出有等曾指出有 4 种原因可以造成患儿在新生儿种原因可以造成患儿在新生儿期间甲硫期间甲硫氨氨酸诊断不出来酸诊断不出来:n (1)早出院早出院;n (2)低蛋白饮食低蛋白饮食 ,特别是母乳喂养特别是母乳喂养;n (3)筛查所定的甲硫筛查所定的甲硫氨氨酸正常值标准过高酸正常值标准过高;n (4)维生素维生素B6反应型。反应型。第二十五页,讲稿共九十二页哦高甲硫高甲硫氨酸血症酸血症Hypermethioninemia(Methionine adenosyltransferase deficiency , MET)第二十六页,讲稿共九十二页哦病因学
24、:病因学: n此症为一先天性氨基酸代谢异常疾病,因基因突变造成此症为一先天性氨基酸代谢异常疾病,因基因突变造成将甲硫氨酸将甲硫氨酸(methionine)(methionine)转化成转化成S-S-腺甘甲硫酸氨腺甘甲硫酸氨(S-(S-adenosylmethionineadenosylmethionine;简称;简称AdoMet)AdoMet)所需的酵素功能缺乏,所需的酵素功能缺乏,此酵素称为此酵素称为methionine adenosyltransferasemethionine adenosyltransferase,MATMAT,会,会导致血液中的甲硫氨酸堆积并升高。导致血液中的甲硫氨酸
25、堆积并升高。n此种甲硫氨酸升高并非因为高胱胺酸尿症此种甲硫氨酸升高并非因为高胱胺酸尿症(homocystinuria)(homocystinuria)、第一型酪氨酸血症、第一型酪氨酸血症(tyrosinemia)(tyrosinemia)及及肝脏疾病引起的,却仍然持续出现高甲硫氨酸现象的病肝脏疾病引起的,却仍然持续出现高甲硫氨酸现象的病症,所以被定义为高甲硫氨酸血症,症,所以被定义为高甲硫氨酸血症,又称为又称为MATMAT缺乏症。缺乏症。n甲硫甲硫氨氨酸参考值酸参考值(mol/L):7-55 第二十七页,讲稿共九十二页哦临床上表徵:临床上表徵: n大部分的患者的大部分的患者的MAT酵素还有些许
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