遗传代谢病遗传咨询课件

1、常见新生儿遗传代谢病筛查及遗传咨询1.2.3.4.5.6.授 课 内 容遗传代谢疾病的概念遗传代谢疾病的诊断方法遗传代谢疾病的 质谱 分析筛查法常见遗传代谢病的治疗指针典型病例介绍质谱筛查技术的临床合理使用1. 遗传代谢疾病的概念人体内生化代谢图每一代谢环节的阻滞都会导致代谢紊乱，这种病态为代谢病C16C14C12C10C8C6C4ab血中 尿中浓度增高 过量细胞 体液中浓度下降 不足先天性代谢异常的概念模式Unbalance!E nzyme C o FA B C D遗传代谢病的分类小分子代谢异常蛋白质（氨基酸）有机酸脂肪酸碳水化合物胆固醇和类固醇脂类代谢核酸代谢金属代谢血红素代谢维生素，辅酶

2、和辅助因子糖基化细胞器官功能失调 溶酶体贮积症 线粒体病 过氧化物酶体失调常见遗传代谢疾病的临床表现 嗜睡, 呕吐, 脱水, 惊厥, 昏迷, 腹泻, 慢性湿疹,黄疸 ， 色素缺失，异味 昏睡, 喂奶困难, 呼吸困难，体重减少,肌张力亢进或低下, 进行性运动失调 低血糖, 酮症酸中毒, 代谢性酸中毒, 高氨血症 生长发育迟缓， 头围小，智力低下 新生儿及小婴儿遗传代谢病的临床特征高度怀疑遗传代谢病1.2.3.4.5.6.7.8.持续反复性呕吐生长缓慢（体重不增或体重下降）呼吸暂停或呼吸困难黄疸或肝大反应差昏迷（特别是间歇性）难以解释的出血有新生儿期或婴儿期死亡家族史，特别是同胞中9. 父母为近亲

3、结婚10. 脓毒血症（特别是大肠杆菌）考虑遗传代谢病1. 出生后一段时间正常，突然几小时和几周内出现行为和喂养异常2. 新生儿或小婴儿惊厥或肌力低下3. 异常气味急性代谢性疾病的相关异常体征疾病相关体征肾上腺皮质增生多种羧化酶缺乏症生物素酶缺乏症精氨酸琥珀酸尿症丙酮酸脱氢酶缺乏症戊二酸血症 I 型戊二酸血症 II 型过氧化物酶异常Zellweger 综合征半乳糖血症亚硫酸氧化酶缺乏症Lowe 综合征3- 羟基异丁酸 CoA 脱酰酶缺乏症两性畸形头发和（或）皮肤异常脱发、皮炎肝肿大、结节性脆发大脑结构异常（胼胝体发育不良、皮质囊肿）巨头畸形肾囊肿，面部畸形面部畸形视网膜异常白内障晶体脱位，惊厥眼

4、、脑、肾病变面部畸形，心脏畸形，脊柱畸形氨基酸代谢异常有机酸代谢异常脂肪酸代谢异常分疾病名类苯丙酮尿症枫糖尿症同型半胱氨酸尿症高酪氨酸血症瓜氨酸血症精氨酰琥珀酸尿症精氨酸血症Citrin 缺陷病甲基丙二酸血症丙酸血症3- 醛基硫解酶缺乏症异戊酸血症甲基巴豆酰甘氨酸尿症羟甲基戊二酸血症多种羧化酶缺乏症戊 二 酸 血 症 I 型短链脂肪酸氧化异常中链脂肪酸氧化异常长链脂肪酸氧化异常极长链脂肪酸氧化异常长链羟基脂肪酸氧化异常肉 碱 转 运 异 常 I 型肉碱转运异常 II 型肉碱传递异常全身性肉碱缺乏症戊二酸血症 II 型发病期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期

5、新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 幼儿期新生儿 - 乳儿期乳儿期 - 幼儿期新生儿 - 乳儿期乳儿期 - 幼儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 乳儿期新生儿 - 幼儿期乳儿期 - 幼儿期新生儿 - 乳儿期主要表现抽搐、发育迟缓发育迟缓、昏睡、酸中毒发育迟缓、水晶体脱出、血栓肝硬化、肾性佝偻病兴奋、发育迟缓、昏睡兴奋、发育迟缓、昏睡兴奋、发育迟缓、昏睡黄疸、发育迟缓代酸、发育落后代酸、发育落后酮症酸中毒代酸

6、、异味肌无力、 Lei 病Lei 病、低血糖皮疹、乳酸血症不随意运动、发育迟缓Lei 病、 SIDSLei 病、 SIDSLei 病、 SIDS低血糖、骨骼肌心肌损伤Lei 病、 SIDSLei 病、肝损伤Lei 病、肌病改变Lei 病、 SIDSLei 病、 SIDSLei 病、低血糖最适筛查方法GCMS/MSMSGCMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSGCMSGCMSGCMSGCMSGCMSGCMSGCMSGCMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSGCMS/MSMSMSMSMS

7、MSMSMSMSMSGCMS/MSMSSIDS ：婴儿猝死症SIDS ：婴儿猝死症2. 代谢疾病的诊断方法遗传代谢病的研究和诊断方法1.基因学研究：基因组学研究、染色体检查、1. 单基因分析蛋白（酶）学研究： 蛋白组学研究、蛋白结构分析、蛋白活性测定1.代谢产物分析：单成分检测、代谢谱分析、代谢组学研究1.临床表征分析： 特殊表征、特殊异味、特异性家族史基因分析酶 活性代 谢产 物临床表现代谢病的一般检查和诊断 研究方法PCR 基因检查G-band 检查FISH 检查酶活性测定蛋白结构分析法蛋白电泳法现行的新生儿筛查技术HPLC: 氨基酸，脂肪酸层析分析CE/MS: 极性化合物分析LC/MS:

8、 同类化合物层析分析GC/MS （尿筛查）MS/MS （血脂酰肉碱分析）单疾病检测特异性强层析和质谱分析多疾病筛查不能任意定制，耗时短可以任意定制，耗时中等3. 遗传代谢疾病的 质谱 分析筛查法气相色谱 / 质谱联用法（ GC/MS ）尿筛查 一滴尿液分析可以筛查 140 余种疾病液相串联质谱法（ LC/MS/MS ）血筛查 一滴血液分析可以筛查 30 余种疾病两种质谱方法的组合分析可以为临床提供更确切的诊断依据常见代谢病的诊断方法氨基酸代谢疾病共16种1. 氨甲酰磷酸合成酶缺乏症( 先天性高氨血症 I 型 )2.鸟氨酸氨甲酰磷酸转移酶缺乏症( 先天性高氨血症 II 型 )3.精氨基琥珀酸尿症

9、4.组氨酸血症5.精氨酸血症6.瓜氨酸血症I型7.瓜氨酸血症型(Citrin蛋白缺乏症)8.同型胱氨酸尿症9.高甲硫氨酸血症10.高鸟氨酸血症高血氨症高同型瓜氨酸尿症综合症11.枫糖尿病12.非酮性高甘氨酸血症13.酪氨酸血症型；型；型14.高脯氨酸血症15.5-羟脯氨酸血症16.高鸟氨酸血症Citrin 是克隆基因 SLC25A13 的蛋白产物Citrin deficiency 包括两种病态 ： causes adult-onset type II citrullinemia ( CTLN2 )成人型瓜氨酸血症 II 型又称为 CTLN2 also causes neonatal intra

10、hepatic cholestasis ( NICCD )新生儿肝内淤胆性肝炎又称为 NICCD特别是 NICCD 的临床和发病特点并不是太典型，如何早期诊断和早发现本病受到了医患双方的关注。希特林蛋白（ Citrin ）缺乏症 2001 年日本学者研究证实了新生儿肝内淤胆性肝炎是因为 Citrin 缺陷症引起的，因此把新生儿期的这种病态命名为： NICCD(Neonatal Intrahepatic Cholestasiscaused by Citrin Deficiency). NICCD 发现时间还不长，确诊主要靠分子学检查，治疗方法也还在探讨中尚不完善。 其 病态表现 主要表现为生后不

11、久黄疸，与生理性黄疸的区别在于黄疸时间长，黄疸不退，大便色浅白，出生体重低，体重增加不良，有些患者可以无任何表现，就诊原因主要是黄疸。常常被误认为核黄疸，胆道闭锁，溶血性贫血等常见疾病。 实验室检查 可见，总胆汁酸高，直接胆红素增高，胆道系统酶测定： ALP, G-GTP,AFP 轻微增高，低蛋白血症，血中氨基酸分析提示多种氨基酸血症：瓜氨酸，苏氨酸，丝氨酸，蛋氨酸，酪氨酸，苯丙氨酸，精氨酸等，凝血功能低下，低血糖等，肝活检提示肝脏内胆汁淤积，脂肪肝。 NICCD 的症状多为一过性的改变，各种检查的时机掌握很重要，生后 3-4 月时，一般氨基酸转入正常，直接胆红素，总胆汁酸， ALP, G-G

12、TP,AFP 也都到 5-6 月前后正常化，但是也有重症患者的报道，肝功严重受损需要进行肝移植术治疗，因此不是所有的 NICCD 的病态都是良好的。枫 糖 尿 病枫糖尿病分型 基因分型 - 根据基因突变有人把枫糖尿病分为 IA 型（ E1 亚基突变） IB 型（ E1 亚基突变） II 型（ E2 亚基突变） 型（ E3 亚基突变） 和则被保留作为特异性激酶和磷酸酶基因突变型，但迄今尚无报告临 床 诊 断 本病常发生于婴儿期，且 临床表现极不均一 ，从无症状到有严重临床表现，故诊断不易。 如能在新生儿中用串联质谱仪进行筛查，则可获得早期诊断。 本病虽为遗传性疾病，但遗传方式为常染色体隐性遗传，

13、故家族史对诊断没有帮助。 新生儿尿、汗有枫糖臭味或出现不明原因的代谢性酸中毒应高度疑及本病。 典型型者多见，主要临床表现为中枢神经受损，如肌张力增加、惊厥、嗜睡和昏迷，同时有代谢性酸中毒。 临床诊断有赖于血浆支链氨基酸及其代谢产物 2- 酮酸（ 2-oxo acid ）测定都升高，特别是不参与体内蛋白质合成的别异亮氨酸浓度升高更具诊断意义，或测定尿中支链氨基酸的代谢产物也有助于临床诊断。 确诊 必需用分子生物技术证实 E1 、 E2 或 E3 有突变，可用周围血中白细胞和皮肤纤维母细胞中所提取出来的这些酶基因的 DNA 用分子生物学技术进行突变检查。甲基丙二酸血症 4 种氨基酸（颉氨酸、异亮氨

14、酸、苏氨酸、蛋氨酸）和胆固醇以及奇数脂肪酸代谢过程中甲基丙二酰 CoA 变位酶的活性低下引起的甲基丙二酸大量蓄积的有机酸血症。甲基丙二酰 CoA 变位酶活性低的原因分为甲基丙二酰 CoA 变位酶异常和辅酶维生素 B12 的代谢异常的两类，前者略称为 Mut ，后者略称为 Cbl ，根据细胞间的互补实验可以分为不同的亚型。还有一些病理机制尚不清楚的良性甲基丙二酸血症。 常染色体隐性遗传。 临床表现 ： 典型病例在新生儿期至乳儿期发病，出现呕吐、哺乳困难、嗜睡，肌张力低下、呼吸困难的表现，明显的代谢性酸中毒、高氨血症、还有合并高甘氨酸血症、贫血以及嗜中细胞、血小板减少病例，治疗迟延会导致预后不良，

15、即使挽救生命也会伴有不同程度的发育落后。 ViB12 依赖型患者，早期治疗的效果比较好。长期合并症有肾功能损伤。 GC/MS 尿分析可以发现尿中有大量甲基丙二酸排泄，血的 MS/MS 分析可以看到丙酰肉碱上升。甲基丙二酸血症的代谢通路构思先天性代谢疾病的临床诊断流程高氨血症？高胆汁酸？核酸代谢异常？MSUD/PKU ？白化病 /PKU ？代谢性酸中毒？溶媒体病？特殊检查手段使用低血糖？黄疸线粒体病？能量代谢异常？小头 / 发育落后昏迷 / 意识障碍伴有高氨血症血氨 尿 GC/MS 分析 BCAA, Gln, Arg, Cit, Orn, Arg-Suc特殊有机酸等成分 有无 无上述特征有（尿素

16、循环异常）有机酸血症 / 脂肪酸氧化异常MMA, PPA, MCAD继发性一过性高氨血症 Arg Cit Arg-Suc Orn+/-精氨酸血症 / 瓜氨酸血症 / 精氨酸琥珀酸血症 /OTCD/CPSD et al .酶学检查 : 相关酶活性测定 基因学分析 ：责任基因变异检索阳性确诊治疗方法明确阴性不能结论诊断性治疗血气、血糖、血生化分析 血氨基酸分析尿嘧啶 + 乳清酸 or 尿嘧啶 + 乳清酸 -/ + Gln代谢组学蛋白组学+基因组学分析临床表象高氨血症诊断病例 GC/MS 尿分析结果高氨血症诊断病例 MS/MS 血分析结果ureaargininosuccinate lyasecitr

17、ullinearginasearginineargininosuccinatesynthaseargininosuccinicacidNH 4+ +HCO 3-mitochondriacarbamylphosphatye synthase Icarbamylphosphateornithine transcarbamylaseornithineThe Urea Cycle尿素 循环异常orotic acidPyrimidineuracil高氨血症的病因高氨血症诊断病例综合分析结果P-No.BM34265/X0674GC/MS 尿分析：尿嘧啶、乳清酸增高MS/MS 血分析：精氨酸明显增高代谢组学

18、诊断结果： 尿素循环异常精氨酸血症酶学检查：未实施基因学检查：未实施根据上述结果不管有否基因学酶学检查结果，临床管理方向可以确定治疗方案 ：急性期降血氨 + 低蛋白高热卡饮食代谢病的病理机制与临床表现和诊断的关系1. 基因异常2. 信息 RNA 异常3. 蛋白合成异常4. 酶活性下降5. 代谢紊乱6. 代谢产物异常7. 体液内成分浓度异常8. 临床表现异常确诊 指导治疗酶学分子基因学检查临床印象相关检查临床表现异常4. 常见遗传代谢病的治疗指针以有机酸血症和脂肪酸代谢异常为例有机酸血症的治疗原则时机对策急性期禁食 （ 限制蛋白负荷 ）高浓度葡萄糖补液纠酸、碱性疗法血液净化疗法（血液透析、交換輸

19、血、腹膜透析）补 充 维 生素（ VitB1 100 200mg/ 日； VitB2 100 300mg/ 日； Vit 12 1 2mg/ 日（静注）、Vit 12 10mg/ 日（経口）； VitC 120mg/kg/ 日、 生物素 5 20 mg/ 日） L 肉碱（静脉点滴效果好，无药情况口服） 高氨血症对症治疗，安息香酸（重曹）有效 急性期无法确诊时、尿、血清、血液滤纸等采取后保存、边治疗边诊断长期治疗药物治疗基本：降低前驱物质，补充充足能量饮食疗法（特殊奶粉利用）饮食间隔指导（避免长时间空腹）代謝激惹時（感染、腹泻）、尽早补充葡萄糖液体L- 肉碱 （ 30 200mg/kg/ 日）

20、口服维生素（根据病种不同选择使用）特殊药物疗法生物素 （ 10mg/ 日）： MCD 患者维生素 12 （ 10mg/ 日）： 12 依赖性 MMA 患者维 生素 B2 （ 50 100mg/ 日）： GAII 患者巴 氯 芬（ 1.5 2.0mg/ 日）： GAI 患者（抗肌痉挛）甘氨酸 （ 250mg/ 日）： 异戊 酸血症脂肪酸代谢异常治疗原则疾病长链脂肪酸代谢异常短、中链脂肪酸代谢异常）对症治疗） 生活指导） 饮食 間隔） 饮食 療法（ 3g/ 日以下） 使用 MCT 奶粉， 1 岁后 : 脂肪比例按 MCT:LCT （ 3 ： 1 ） 试用玉米粉（ 2g/ kg ）CPT1 缺 乏

21、症 、 CPT2 缺 乏 症 、 TRANS 缺 乏 症 、 MCAD 缺乏症、 GA2VLCAD 缺乏症、 TFP LCHAD 缺乏症急性期治疗 足量葡萄糖輸液， 高血糖時併用胰岛素， 纠正酸中毒， 急救复苏， 心肌损伤严重时给与 3 羟基丁酸慢性期治疗 控制良好的饮食间隔， 有代谢紊乱时补充葡萄糖， 合理休息 新生児期： 3 時間内， 6 月： 4 時間内 , 歳： 6 時間内 , 3 歳： 8 時間内 , 4 歳以上： 10 時間 1 岁 前 ： 根 据 病 情 发 作 情 况 给 与 低 脂 肪 饮 食 不用 MCT 奶粉 。 难治性低 血 糖 发 作 时 ， 试 用 玉米粉（ 2g/

22、 kg ） 肉碱治疗） 其他治疗经验 血中肉碱浓度监测， 血中肉碱浓度监测， CPT1 欠損症患者不用肉碱 ， 左旋肉碱使用量（ 30 200 左 旋 肉 碱 使 用 量 （ 30 200 mg /kg/ 日 、 分 3 mg /kg/ 日、分 3 次）次） 给与 3 羟基丁酸， 给与肌酸， 试用一些运动员饮料补充能量略字： CPT1 and CPT2= carnitine palmitoyltransferase 1 and 2 ； TRANS= carnitine acylcarnitine translocase ； VLCAD= very-long-chain acyl-CoA deh

23、ydrogenase ； TFP LCHAD= trifunctional protein/ long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase ； MCAD and SCAD= medium- andshort-chain acyl-CoA dehydrogenase ； GA2= glutaric acidemia type 25. 典型病例介绍第四军医大学 DNA 分型中心病人检测结果2013-2015%3.4%34.5%6.9%6.9%24.1%3.4%13.8%3.4%3.4%Disease name5- 羟脯氨酸尿症苯丙酮尿症或高苯丙氨酸血症枫糖尿

24、症瓜氨酸血症和希特林蛋白缺乏症甲基丙二酸血症甲基丙二酸血症或丙酸血症精氨酸血症酪氨酸血症 I 型生物素酶缺乏症合计Case110227141129甲基丙二酸血症Methylmalonic acidemia(MMA)Methylmalonyl CoA mutase deficiencyAdenosylcobalamin, cobalamin as coenzyme案例1精神运动落后G2P1 ，头部 MRI 提示脑室，脑外间隙增宽间断抽搐 50 天G4P2 ，自然流产 1 ，人工流产 1 ，生后 3 个月同胞死亡 1 ，头部 MRI 双侧额顶区硬膜下积液，脑外间隙增宽； EEG ：额颞区全导痫性放

25、电，背景慢活动。典型病例患者： 杨XX，女，2月3天主诉： 反应差，偶有吐奶病史： 患者系一胎一产，足月顺产。1余月前家长发现患儿反应差，表现睡眠较多，食纳较差，偶有吐奶，眼神稍呆滞，体重增长较缓慢，偶有自发性微笑。本实验室血液、尿液谱筛查结果：血液氨基酸检测尿液有机酸检测C3，C3/C2升高甲基丙二酸升高提示：甲基丙二酸血症，建议做维生素B12负荷试验。确诊历程杨 XX 尿液代谢谱分析基因分型结果杨 XX ， 在 MMACHC 基因外显子 4 测序检测显示，箭头所指位置发现一个 c.658_660delAAG 缺失， 确诊为 B12 依赖型甲基丙二酸血症的 CbIC 型。图 2 MMACHC

26、 外显子 4 突变检测的测序结果合理利用各种组学综合诊断实例Citrin Deficiency 的临床诊断例 DNA 分析 蛋白分析 代谢产物分析 临床表现型SLC25A13变异检索Citrin 蛋白检不出肝脏 ASS 酶活性下降氨基酸血症 / 尿症 半乳糖血症改变酪氨酸血症改变 胆红素增高黄疸不退出血倾向体重增加不良大便色浅 胆汁淤积性肝炎基因提取， PCR 增幅Hot spot 检索，直接测序皮肤成纤维细胞培养肝活检尿 GC/MS 分析HPLC or MSMS 血氨基酸分析肝功检查、生化分析案例2Citrin Deficiency 病例Case ： Citrin Deficiency Pa

27、tient 患者： YRZ , 男 ,5 个月，河北省出生 主诉： 生后黄染 5 月余 病史： 生后一周当地医院发现颜面，躯干皮肤黄染，无热。生后 80 天复诊，发现颜面，躯干皮肤仍黄染，血色素 68g/L ，诊断为“溶血性贫血？低蛋白水肿？”经丙球 4 天，激素 5 天同时白蛋白静脉点滴治疗一周后复查血色素 78g/L ，黄染见轻，后未经治疗，入院前当地医院复查仍黄染，血色素 104g/L ，以“溶血性贫血？”收入院。 入院检查： 血常规 WBC 11.4X10 9 /L, WBC 3.01X10 9 /L, Hb 94g/L, Pat 307X10 9 / ，网织红细胞 7.0%, 外周血

28、涂片见红细胞体增大，中空明显，有变形。血生化：谷丙转氨酶 251U/L ，直接胆红素 29.2umol/L （正常）， 间接胆红素 181.2umol/L（升高）， 肝功大致正常， G6PD 、 PK 酶测定，红细胞渗透脆性，红细胞抗体均正常， EVB, CMV 抗体 IgM, IgG 均阴性，血氨，乳酸轻度增高，显著低蛋白血症，凝血 3 项提示 PT.APTT 明显延长， Fib 减低。Case 1 GC/MS 尿分析结果Galactose, galactitol, galactonate, Tyr, 4HPL, 4HPP, Thr, Met highCase MS/MS 血分析结果 Acy

29、lcarnintine normal Amino acidsCit98 nmol/ml (6-42)Cit/Ser1.81nmol/ml (A X 变异和来自父亲的 XXXVIII Nonsense mutation 变异的 X/XXXVIII 复合变异 。 父亲是 XXXVIII 变异携带者 。 母亲是 X 变异携带者 。By Prof. Keiko Kobayashi, Kakoshima Univ.粘 多 糖 贮 积 症 型 (mucopolysaccharidosistype , MPS , OMIM 309900), 又称 Hunter 综合征 , 是一种 X 连锁隐性遗传病 , 其

30、发病率约为1/132,000 个 男 婴 。 送 检 人 的 粘 多 糖 贮 积 症 型致 病 基 因 IDS 外 显 子 9 检 测 到 一 个 已 经 报 道 致 病突 变 位 点 c.1132C T ， 符 合 粘 多 糖 贮 积 症 型基因突变特征。案例3Case 4 男， 3 岁，面容特殊，关节强直、爪状手、短小，肝脾肿大，临床诊断怀疑粘多糖贮积症。行粘多糖贮积症相关致病基因的基因检测。粘多糖贮积症IIIA型（靶向捕获技术）6. 质谱筛查技术的临床合理使用糖代谢异常核酸代谢异常有机酸血症氨基酸代谢异常脂肪酸代谢异常GC/MS 尿筛查MS/MS 血筛查常见代谢病的诊断方法如何根据 MS

31、/MS 脂酰肉碱结果指导代谢病临床诊断 -1脂肪酸代谢异常的应用CategoricalDisease Primary markerFatty acid oxidation disordersCarnitine transport defectfree carnitine11 diseasesCarnitine Palmitoyl Synthase I Deficiency free carnitineCarnitine Palmitoyl Synthase II Deficiency C16-ACCarnitine Palmitoyl Synthase Deficiency C16-ACVLCAD deficiencyC14:1-ACLCHAD deficiencyhydroxyC16-ACMitochondrial trifunctional protein DeficiencyhydroxyC16-ACMCAD deficiencyC8-ACSCAD deficiencyC4-ACSCHAD deficiencyC4-ACMultiple acyl-CoA dehy