课件：遗传代谢病的诊断与治疗.ppt

小儿遗传代谢性疾病 的诊断与治疗,中山大学附属第六医院遗传代谢病实验室肖昕,主要内容,Company Logo,1,2,遗传代谢病的诊断,3,遗传代谢病的临床表现,4,遗传代谢病的治疗,5,几种遗传代谢病诊疗,1,遗传代谢病概述,遗传代谢性疾病：IMD/IEM？,遗传性代谢疾病 inherited metabolic disorders，IMD 先天性代谢异常 inborn errors of metabolism, IEM,Company Logo,IMD/IEM的定义,IMD/IEM:由于基因突变导致机体生化物质在合成、代谢、转运和储存等方面出现的各种异常（代谢异常和能量缺失等）的总称。 代谢异常:可引起脑神经系统中毒性损伤、体内某些生化物质堆积或缺乏； 能量缺失:可导致智力低下和生长发育迟缓,脑损伤脑瘫和脑功能障碍;,Company Logo,IMD/IEM的种类,遗传代谢病的种类（按生化物质分类） 氨基酸 苯丙酮尿症、同型半胱氨酸尿症、酪氨酸血症 碳水化合物 半乳糖血症、糖原累积症、果糖不耐受症 有机酸 甲基丙二酸血症、丙酸血症、异戊酸血症 尿素 尿素循环障碍（鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症、瓜氨酸血症） 蛋白质 家族性高脂蛋白血症、无白蛋白血症、转铁蛋白缺乏症 脂质 高雪氏病、尼曼-匹克氏病、Fabry 病 金属离子 肝豆状核变性、Menkes 病 激素 先天性甲状腺功能低下、先天性肾上腺皮质增生症 溶酶体病 粘多糖病、神经鞘脂病、神经节脑苷脂病 过氧化小体病 肾上腺脑白质营养不良、Zellweger 氏病 线粒体病 线粒体脑肌病、亚急性坏死性脑脊髓病,Company Logo,IMD/IEM的病理生理,Company Logo,能量代谢障碍,代谢性酸中毒,血管栓塞,其它异常代谢产物堆积,低血糖发作,高氨血症,遗传代谢病,Company Logo,IMD/IEM常见发作类型,IMD/IEM早期诊疗的意义,发病年龄越早，病情越重，死亡率越高，是NICU患儿死亡的重要原因之一。 发病后常呈进行性加重，常导致早期夭折或终身残疾，给造成家庭、社会和国家造成沉重负担。 早期诊断、早期治疗对患儿预后意义重大，可降低致残率和死亡率。,Company Logo,Company Logo,瘁死婴儿中，5%由于遗传代谢病所致,8个因代谢病死亡儿童中，如果应用质谱技术早期发现并进行干预，其中7个可避免死亡。,研究报道(3),IMD/IEM猝死机制,低血糖发作：脂肪酸氧化障碍、糖原累积症、有机酸尿症可导致低血糖发作。患者常于晨起空腹时出现严重低血糖而死亡，许多患儿在死亡后才得到病因诊断。 代谢产物累积：在代谢紊乱状态下,体内毒性代谢产物蓄积中毒,如尿素循环障碍导致严重高氨血症,脂肪酸氧化障碍和有机酸尿症导致代谢性酸中毒,脑、心、肝、肾等多脏器细胞中毒,功能衰竭。 能量衰竭：由于能量合成障碍,一些脂肪酸氧化障碍、有机酸尿症、线粒体病患儿急性发作时脑、肝、肾等组织坏死。 血管栓塞：同型半胱氨酸血症、高脂血症和Fabry病等,由于血管栓塞常导致心脑血管意外,患者猝死发生率很高。,Company Logo,主要内容,Company Logo,1,2,遗传代谢病的诊断,3,遗传代谢病的临床表现,4,遗传代谢病的治疗,5,几种遗传代谢病诊疗,1,遗传代谢病概述,Company Logo,IMD/IEM的临床表现（1）,Company Logo,IMD/IEM的临床表现（2）,实验室和影像学指标（3）,Company Logo,各年龄期各系统表现,一般病情严重，常需NICU监护； 神经系统：吸允、喂养困难或拒食，呼吸异常，心率缓慢，低体温，惊厥、嗜睡或昏迷，肌张力异常； 消化系统：进食后呕吐、腹泻、渐进性腹胀，原因不明的肝大和肝功能异常； 血液系统：原因不明的贫血、溶血或高直接胆红素血症； 循环系统：不易解释的心力衰竭； 体液异常：低血糖，高血氨，代谢性酸中毒，尿酮体阳性及异常气味； 不能解释的同胞新生儿死亡。,Company Logo,新生儿期IMD/IEM,危重IMD/IEM的临床表现,新生儿期(一般在生后数小时到数天内)即出现各种临床表现; 大多数患儿病情重，进展快，死亡率高，易猝死； 无法解释、难以纠正的持续性代谢性酸中毒； 高乳酸血症，浓度持续增高并超过3mmol/L； 顽固性低血糖； 原因不明的心力衰竭； 原因不明的肝功能障碍； 急性代谢性脑病； 其他:黄疸、凝血功能障碍、非免疫性水肿等。,Company Logo,急性代谢性脑病,许多IEM典型表现为急性的危及生命的脑病症状。这些症状是中枢神经系统中累积的代谢产物的毒性效应的结果。 大多数的此类代谢产物在孕期可以通过胎盘被母体清除，患儿在出生时多表现正常。 出生后代谢产物逐渐堆积导致临床症状出现，出现时间可为数小时、数天甚至数月。 早期的表现通常是那些可见于几乎所有疾病患儿的症状，如嗜睡、纳差等，最终惊厥和昏迷。,Company Logo,不易诊断，极易死亡，需要紧急检测和治疗。,主要内容,Company Logo,1,2,遗传代谢病的诊断,3,遗传代谢病的临床表现,4,遗传代谢病的治疗措施,5,几种遗传代谢病的诊疗,1,遗传代谢病概述,Company Logo,减少IMD/IEM致残率和死亡率之关键 早诊断 ！ 早诊断又是早治疗的基础,IMD/IEM的早期诊断,Company Logo,依靠医师临床经验的积累？ 依赖实验室检查手段的进步？,如何才能早诊断？,IMD/IEM的诊断路径,Company Logo,家族史在IMD/IEM诊断中的意义,遗传代谢病患者所生子女； 家族中有遗传代谢病者； 患者父母近亲结婚； 父母所生的前一胎或数胎中有上述临床表现或早期死亡者； 母亲有多次不良妊娠/生育史者。,Company Logo,实验室诊断,Company Logo,专项检查 新生儿筛查(PKU、G-6-PD)、GC-MS/MS-MS测定血/尿有机酸、氨基酸、脂肪酸、脂酰肉碱谱及水平,一般检查 血/尿分析、CSF常规、电解质、肝肾功能、心肌酶谱、血气分析/AG、血乳酸、丙酮酸、酮体、血糖、乳酸盐、血氨、尿酮体、脑电图、脑CT、MRI,确诊项目 酶学分析、基因分析、家系研究,1,2,3,Company Logo,传统检测方法,细菌抑制法 免疫萤光法 氧化-还原法,实验室检测方法：传统技术,缺点 - 检测项目少 - 敏感度与特异性较低 - 易出现假阳性/假阴性,Company Logo,GC-MS和MS-MS技术 IMD/IEM革命性检测新技术,实验室检测方法：新技术,Company Logo,极高的分析效率和广泛的筛查范围 GC/MS能在十几分钟内完成检测分析出250种代谢物，检测诊断出超过100种遗传代谢病，24-48小时出结果。 准确的检测结果 精密仪器对体内生化物质精确无误的分析，可重复性高。 充裕的采样时间和极强的抗干扰能力 婴儿出生后即可开始采样，饮食、补液、纠酸等因素对检测结果均无影响。,检测方法:GC-MS/MS-MS,GC-MS,尿液/滤纸尿标本 尿液代谢物谱分析 定性/定量诊断,Company Logo,气相色谱/质谱 (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS),Company Logo,左手将滤纸片带红点端捏住，右手捏住对侧外端移动表面塑料膜使滤纸暴露出。,1,2,3,尿标本收集步骤,左手捏住塑料膜两端和滤纸左端，将暴露出来的滤纸部分在尿液中充分浸湿。,取出滤纸并使尿液不滴为止。,Company Logo,将塑料膜恢复到原位。,4,5,6,标本收集步骤,使带字的一面面向外侧装入组装口袋里。,将组装袋上的不干胶条揭去后封口。,Company Logo,将填好的申请单后面的不干胶条揭去后贴在干燥袋后面,7,8,9,标本收集步骤,通过快递公司将采尿袋装入快递信封中快递送检,邮寄地址：广州市天河区员村二横路26号中山大学附属第六医院遗传代谢病实验室；电话020-38777850；传真联系人：方晓露。,Company Logo,血样本留取,Company Logo,实验室、人员及其设备,Company Logo,GC-MS检测报告,GC-MS检测报告 1.12h内E-mail 发送报告,36h内 送达纸质报告； 2.负责解释报告 结果和提出治疗 建议; 3.中日双方实验 室审核分析结果。,地 址：广州市天河区员村二横路26号, 中山大学附属第六医院遗传代谢病实验室 电 话020-38777850 传 真 联 系 人：方晓露咨询医师：郝 虎 咨询专家：肖 昕,Company Logo,联系方式,主要内容,Company Logo,1,2,遗传代谢病的诊断及诊断技术,3,遗传代谢病的临床表现,4,遗传代谢病的治疗,5,几种遗传代谢病的诊疗,1,遗传代谢病概述,代谢危象（失代偿）诱因 “Triggers”,Company Logo,代谢危象：Triggers,极易导致患儿猝死！,紧急治疗IMD/IEM的实施原则,氨基酸和有机酸分析可以确诊IMD/IEM,但须在2472小时内完成。 对拟似IMD/IEM患儿：不要一味等待分析结果, 应立即实施适当的干预，可以降低死亡率或减少神经系统后遗症发生率。 危重新生儿被怀疑为IMD/IEM（如有机酸血症或尿素循环缺陷）时，即使最终诊断可能被排外，也应该立即开始治疗，及时有效的干预可能是救命的。,Company Logo,IMD/IEM的治疗,目前对于多数遗传代谢病仍无特殊治疗方法,但通过相应的支持或对症治疗,许多IMD/IEM可得到有效控制。 IMD/IEM治疗原则：减少蓄积、补充需要、促进排泄。 氨基酸、有机酸、脂肪酸、糖代谢异常多以饮食治疗为主,部分疾患可通过维生素、辅酶等进行治疗。 近年来,分子生物学技术也开始用于IMD/IEM的治疗领域,并已在一些病种取得了成功。,Company Logo,IMD/IEM的治疗,饮食治疗限制前驱物的摄入 苯丙酮尿症 低苯丙氨酸饮食 高氨血症 低蛋白、高热量饮食 半乳糖血症 无乳糖、无半乳糖饮食 家族性高胆固醇血症 限制胆固醇饮食 肝豆状核变性 低铜饮食 有机酸血症 低蛋白、高热量饮食 脂肪酸代谢病 低脂肪饮食,预防饥饿,Company Logo,IMD/IEM的治疗,药物补充缺乏物质或辅酶,促进蓄积物的排泄 异型苯丙酮尿症 四氢生物蝶呤、左旋多巴 酪氨酸血症 NTBC 甲基丙二酸血症(维生素B12反应型) 维生素B12 同型半胱氨酸血症(维生素B6反应型) 维生素B6 同型半胱氨酸血症(维生素B6不反应型) 甜菜碱 异戊酸血症 甘氨酸、左旋肉碱 生物素酶缺乏症 生物素、左旋肉碱 全羧化酶合成酶缺乏 生物素、左旋肉碱 肝豆状核变性 D-青霉胺 鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症（OTC） 瓜氨酸、苯丁酸 瓜氨酸血症 精氨酸、苯丁酸 糖原病型 葡萄糖 高乳酸血症 左旋肉碱、二氯乙酸钠,Company Logo,IMD/IEM的治疗,纠正酶缺陷、基因治疗 高雪氏病 骨髓移植 Citrin缺陷症 肝移植 Fabry 病 补充半乳糖苷酶,Company Logo,有机酸血症/高氨血症的紧急治疗（1）,首先是去除累积的代谢产物，如有机酸中间代谢产物或血氨等积累的代谢产物。 若怀疑某病与乳糖、果糖、蛋白质摄入有关，如半乳糖血症，果糖1,6-DP酶缺乏，苯丙酮尿症等，对摄入的相关营养物质应该立即停止。 高氨血症的危重患儿血液透析、连续肾脏替代治疗(CRRT)必须立即进行，没有必要等着那些饮食调整、药物治疗或其它辅助的治疗措施。 对严重酸中毒的有机酸血症新生儿，不管有无高氨血症，都应考虑血液透析或CRRT。 对不伴酸中毒的明显高氨血症（尿素循环障碍）的患儿，可持续静脉滴注（90分钟以上）10%的盐酸精氨酸6ml/kg(0.6g/kg)。在瓜氨酸血症和精氨琥珀酸尿的病人，这样处理常可使血氨水平迅速降低。 对出现呼吸衰竭、脑功能衰竭患儿应及早实施机械通气。,Company Logo,2019/8/21,43,可编辑,有机酸血症的紧急治疗（3）,怀疑为有机酸血症，应肌注维生素B12 1mg,以期证实B12敏感的甲基丙二酸血症。 多种羧化酶缺乏患儿对生物素敏感,应口服或鼻饲生物素10mg。 有机酸血症和脂肪酸氧化缺陷症常常伴发肉毒碱缺乏，疑诊患儿在等待结果期间应常规补充肉毒碱（100mg/Kg/d，分4次）。 患儿存在明显持续性酸中毒，常规应用碳酸氢盐对此类患儿是不够的，应大剂量静脉给予碳酸氢盐。应用期间，动态监测酸碱状态并做出相应的调整。,Company Logo,Company Logo,Company Logo,放弃治疗？交流-知情-同意！,治疗后几天内临床改善不明显，患儿就不太可能恢复正常的脑功能。此时，应该同家属讨论停止积极的生命支持等放弃措施。 如果诊断明确，预后较为肯定，决定是否干预和解释工作并不困难。即使诊断不明，告诉患儿父母其孩子可能患的一组疾病（如丙酮酸代谢或呼吸链缺陷性疾病），使其有所了解也很有必要。 有时候，一个危重患儿在不抱任何希望的情况下撤掉所有积极治疗措施后，也有可能存活下来，但易出现急性频繁发作并进行性加重，对此情况也应向家长说明。此外，根据患儿脑损害的程度和潜在的疾病，也应同家长讨论决定在下次发作时使采取的策略（放弃还是继续治疗）。,Company Logo,主要内容,Company Logo,1,2,遗传代谢病的诊断,3,遗传代谢病的临床表现,4,遗传代谢病的治疗,5,几种遗传代谢病的诊疗,1,遗传代谢病概述,临床表现,重度智力低下； 精神行为异常、癫痫、头小； 头发出生时黑，逐渐变黄，皮肤白； 身体鼠尿异味。,Company Logo,苯丙酮尿症（PKU）,PKU,苯丙尿症（Phenylketonuria,PKU） 一种常染色体隐性遗传性疾病，致病基因在第12号染色体的12q22-q24.1区域。 患者为纯合子，其父母均为致病基因的携带者。,Company Logo,Company Logo,PKU遗传谱系图,杂合子,杂合子,纯合子,正常,杂合子,杂合子,苯丙氨酸（Phe）代谢途径,蛋白质 | Phe羟化酶,BH4（辅酶） Phe酪氨酸 | | 苯丙酮酸 尿黑酸 | | 苯乙酸、苯乳酸 延胡索酸、草酰乙酸,Company Logo,临床表现,重度智力低下； 精神行为异常、癫痫、头小； 头发出生时黑，逐渐变黄，皮肤白； 身体鼠尿异味。,Company Logo,经典型PKU： Phe 1200umol/L(20mg%) 中度PKU: Phe 360umol/L(6mg%) 轻度PKU: Phe 120umol/L(2mg%) 恶性PKU： 四氢生物喋呤（BH4）缺乏,Company Logo,常见的临床类型,Phe测定（MS-MS、GC-MS 尿三氯化铁试验 苯丙氨酸负荷试验 酶学及基因分析 其它：脑电图、CT、MRI检查智力测试,Company Logo,PKU的实验室诊断,治疗目标：严格控制Phe血浓度。 0-3岁：2-4mg/dl；4-9岁：3-6mg/dl。 特殊饮食治疗：低或无苯丙氨酸饮食是目前治疗经典型PKU最有效方法，供给Phe20-30mg/d或更低；补足蛋白质（2-4g/kgd）和热能，供生长发育所需。 药物辅助治疗：护肝药物应用。 定期监测血Phe ：根据血Phe浓度，调整食谱。,Company Logo,PKU的干预,新生儿高氨血症 THAN 有机酸血症 尿素循环障碍,氨的代谢,排氨生物：水生动物；排尿酸生物：鸟和陆生爬行动物；排尿素生物：陆生脊椎动物。 在人类，氨（NH3）在肝脏经尿素循环合成尿素，然后分泌至血流，最终经肾小管吸收由尿排出。 尿素循环任何酶缺陷都会导致血氨含量升高，即所谓高氨血症（Hyperammonemia）。 新生儿出生后不久即可出现症状，如不及时治疗可造成大脑不可逆损伤。 大脑损伤机制：过量氨可导致谷氨酸和谷氨酰胺增加，一方面直接损害大脑，另一方面使柠檬酸循环中间产物-酮戊二酸耗竭，能量产生障碍。,Company Logo,Company Logo,尿素循环途径,Company Logo,新生儿高氨血症诊断思路,出生24小时内出现,出生24小时后出现,早产儿,足月儿,THAN,遗传性代谢病 (有机酸血症),酸中毒,无酸中毒,有机酸血症,尿素循环障碍,血氨基酸,无瓜氨酸,瓜氨酸中度增高 有精氨琥珀酸,瓜氨酸显著增高 无精氨琥珀酸,尿乳清酸测定,精氨琥珀酸尿症,瓜氨酸血症,低下,增高,氨甲酰磷酸合 成酶缺陷(CPSD),鸟氨酸氨甲酰转 移酶缺陷(OTCD),Burton B.K. Pediatrics 1998,鸟氨酸氨甲酰转移酶缺陷症,OTCD,鸟氨酸氨甲酰转移酶缺陷症（ Ornithine trans-carbamylase deficiency，OCTD）为X连锁显性遗传，OTC基因定位在Xp21.1。 OTC是参与氨甲酰基、鸟氨酸合成瓜氨酸的重要活性物质。 OTC缺陷将导致瓜氨酸合成障碍，尿素循环中断，导致血氨升高、低瓜氨酸/精氨酸血症、高谷氨酸血症、尿乳清酸排泄增加等一系列生化异常。,Company Logo,OTCD的基本特征,临床表现复杂多样，无明显特异性；临床表现与血氨浓度密切相关，发热、饥饿、感染、手术等应激状态时可急性发作。 急性期主要以神经、精神症状改变为突出表现； 生化示血氨浓度增高，且与临床表现密切相关； 血氨基酸定量分析示谷氨酰胺升高，瓜氨酸、精氨酸降低； UP-GC/MS分析示乳清酸、嘧啶含量增高； 经皮肝穿刺活检测OTC酶活性降低或丧失及DNA分析发现突变位点，为确定诊断、指导治疗和判断预后的依据。,Company Logo,OTCD的干预,早期诊断和治疗是挽救患儿生命的关键。 对症支持治疗： 特殊饮食治疗：低蛋白饮食，防止高氨血症的急性发作。 生命支持治疗：血液透析、CRRT或机械通气,Company Logo,GA升高的代谢性酸中毒 有机酸血症 脂肪酸氧化障碍 甲基丙二酸血症 糖原积累病 丙酮酸代谢障碍,Company Logo,乳酸循环途径,Company Logo,糖酵解和异生途径,Company Logo,代谢性酸中毒伴GA增高,乳酸正常,乳酸增高,有机酸异常,有机酸正常,有机酸血症,有机酸异常,丙酮酸正常或降低 乳酸/丙酮酸增高,丙酮酸增高 乳酸/丙酮酸正常,二羧酸尿症,脂肪酸氧化缺陷,甲基丙二酸血症 丙酸血症 多种羧化酶缺陷,低血糖症,血糖正常,丙酮酸羧化酶缺陷？,糖原累积病I型 果糖1,6-二磷酸酶（糖 异生作用途径）缺陷,丙酮酸羧化酶缺陷,甲基丙二酸血症,MMA,甲基丙二酸血症（Methylmalonic acidemia，MMA）是一种常见的有机酸血症,属常染色体隐性遗传； 确诊依靠MS-MS检测出血酰基肉碱和GC/MS分析出尿甲基丙二酸。,Company Logo,甲基丙二酸血症（MMA）,蛋氨酸，缬氨酸 苏氨酸，异亮氨酸,奇数链脂肪酸,胆固醇侧链,丙酰CoA,(L)甲基丙二酰CoA,琥珀酰CoA,Co2+ATP,丙酰CoA羧化酶,ADP+P,丙酸,(D)甲基丙二酰CoA,甲基丙二酰CoA消旋酶,甲基丙二酸,甲基丙二酰CoA变位酶,腺苷钴胺素,三羧酸循环,蛋氨酸，缬氨酸 苏氨酸，异亮氨酸,MMA临床特点,临床表现无特异性,主要表现：发作性呕吐、嗜睡、惊厥、运动智力发育落后或倒退等； 急性期可见昏迷，呼吸暂停，严重时脑水肿，脑出血； 肝大、肌张力异常、膝腱反射异常； 有代酸、酮症（丙酮酸、-酮戊二酸和草酰乙酸）、低血糖、血氨、血乳酸和GA增高等表现，可有肝肾功能的损害； 临床特异性不强，容易漏诊和误诊。,MMA,对伴有同型半胱氨酸血症患儿，治疗以维生素B12、甜菜碱和L-肉碱为主； 对不伴有同型半胱氨酸血症患儿以限制天然蛋白质摄入，用去除蛋氨酸、缬氨酸、苏氨酸和异亮氨酸的特殊奶粉喂养，给予L-肉碱。 维生素B12治疗有效型预后较好；维生素B12治疗无效型预后较差；,MMA双胞胎患儿(治疗后),Company Logo,Company Logo,UP-GC-MS analysis revealed high le