血友病-酶蛋白病 遗传学

血友病和酶蛋白病11/16/20231学习指导■本章重点：1、酶蛋白病2、血友病3、血红蛋白病■本章难点：1、各病种的发病机理2、各病种基因的结构3、血红蛋白的组成■自学局部：1、胶原蛋白病；2、相关资料和背景知识11/16/20232蛋白病地中海贫血异常血红蛋白病抗凝血因子缺乏症受体蛋白病免疫缺陷病膜蛋白病胶原蛋白病酶蛋白病血友病血红蛋白病Hart’s水肿胎β地贫α地贫标准型α地贫HbH病静止型α地贫镰形细胞贫血症不稳血红蛋白病血红蛋白M病氧亲和力改变的血红蛋白病重型β地贫轻型β地贫中间型β地贫HbF持续增多症血管性假血友病丙型血友病乙型血友病甲型血友病嘌呤和嘧啶~氨基酸~脂类代谢异常糖代谢异常造血组织~卟啉代谢异常金属代谢异常溶酶体酶~结缔组织等~其它类型~〔如：GSD等〕〔如：MPS等〕〔如：LNS等〕〔如：PKU等〕〔如：高雪病〕，，，，，蛋白病的分类其它蛋白病11/16/20233第二局部血友病

〔hemophilia〕11/16/20234引言:王室病的由来

导航上页结束返回11/16/20235开展史：早在二世纪犹太教男孩割礼时就发现致死性出血性疾病。1793年首次描述本病。1803年正式确定其遗传方式。导航上页结束返回11/16/2023611/16/20237血友病的种类1、甲型血友病：凝血因子Ⅷ即抗血友病球蛋白〔antihemophilicglobulin,AHG〕缺乏，为XR；2、乙型血友病：凝血因子Ⅸ即血浆凝血活酶成分〔plasmathromboplasticcomponent,PTC〕缺乏，为XR；3、丙型血友病：凝血因子Ⅺ缺乏，为AR；4、血管性假血友病：vWF因子缺乏，为AD或AR。导航上页结束返回11/16/20238一、甲型血友病1.病症：反复自发性或在轻微损伤后出血不止。体表、体内任何部位均可出血，可以涉及皮肤、粘膜、肌肉内或器官内，如关节腔出血可致关节积血。实验室检查可见凝血时间显著延长，血浆抗血友病球蛋白减少或缺如。在男性中发病率约为1/5000。2.Ⅷ因子组成：⑴FⅧ:C(AHG)，由X染色体基因控制；⑵FⅧR:Ag(Ⅷ因子相关抗原)；⑶vWF因子。后两者由常染色体基因控制。导航上页结束返回11/16/202393、基因结构：Xq28，186kb，26exons(9kb)，25introns(177kb),2351AA,其中N端19AA为引导肽。XR。4、突变类型：缺失、插入、错义、无义及移码突变。80多种点突变，6种插入，7种小缺失及60种大缺失。突变与表型的关系见表9-4。导航上页结束返回11/16/202310表9-4因子Ⅷ主要突变类型与甲型血友病临床表现

P4711/16/202311二、乙型血友病1、病症：与甲型血友病类似，出血部位为肌肉、关节和深部组织。2、基因结构：Xq27，34kb，8个exons，7个introns,461AA,其中N端的46AA为信号肽及前导肽。成熟的凝血因子Ⅸ由415个氨基酸残基组成。3、突变类型：已发现574种基因突变，其中点突变524种，缺失38种，插入9种，缺失伴插入3种。突变与表型的关系见表9-5。导航上页结束返回11/16/202312表9-5FIX基因突变类型与乙型血友病临床表现

11/16/202313【治疗】家庭应急处理(1)尽量防止手术或外伤。(2)局部压迫或冷敷止血，也可贴敷新鲜血浆浸膏。(3)云南白药、三七粉局部使用可达局部止血作用。11/16/202314(4)有新鲜血肿或关节积血时，应卧床休息，减少活动。(5)急性期可口服强的松每日40～60mg，分三次服用；口服避孕药能缓解女性患者月经多。(6)出血严重或持续不止时，应送往医院输新鲜全血或血浆及其它制品。导航上页结束返回11/16/202315内服药1.血友六灵散纯中草药制剂：2.友泰胶囊纯中草药制剂：外用药关节灵纯中草药制剂：用于治疗血友病关节出血疼痛，活动障碍。对各种关节炎症治疗亦有很好疗效。导航上页结束返回11/16/202316自我保健血友病患者的自我保健，非常重要。在出血止住后，经过一段时间的卧床休息，可以适当做一些轻微的自我保健按摩。这将有益于疾病的健康和残障肢体功能的恢复。现介绍一些患者的实践经验:(主要是膝、踝、肘部关节)

原那么:1:只能在出血停止前方可进行。B:不能使劲推、揉、搓、拍打。3:不能强行伸、屈。4:必须经常、长期地进行。导航上页结束返回11/16/202317心理、情绪:

血友病患者的心理、情绪好坏也能直接影响疾病的发生。导航上页结束返回11/16/202318饮食原那么:

A:尽量防止或少吃有损于凝血机制的食物和有刺激性的食物。

B:多吃一些有益于养脾，益肝，护肾，补血的食物。导航上页结束返回11/16/202319一、预防出血：二、局部止血：三、替代疗法:本疗法的目的是将患者所缺乏的因子提高到止血水平，以治疗或预防出血。１、输新鲜全血采血后6小时内输给患者，剂量为1ml／kg，可提高患者血中因子Ⅷ10%。导航上页结束返回11/16/202320２、输血浆血友病甲患者宜输新鲜血浆，按1ml／kg输注可提高因子Ⅷ水平2％，血友病乙患者可输储存5天以内的血浆，一次输入量不宜过多，以10ml／kg为宜。３、冷沉淀物:系从冰冻新鲜血浆中分出，含浓缩的因子Ⅷ和纤维蛋白原，通常以400ml血中冷沉淀物含因子Ⅷ100单位〔U〕计算，输入1U／kg可提高血中因子Ⅷ浓度2％。11/16/202321４、因子Ⅷ、Ⅸ浓缩剂为干冻制品。按每1U／kg输入因子Ⅷ，可提高血浆内因子Ⅷ活性约1％，但输同样剂量的因子Ⅸ仅可提高其活性0.5％～1％。输入这两种因子的任何一种需每隔12小时1次，以维持血浆中有效浓度，控制出血。11/16/202322四、基因治疗:上海复旦大学遗传所薛京伦等1991年进行了世界首次血友病B基因治疗的临床I期试验〔该研究以皮肤成纤维细胞为主要靶细胞，采用反转录病毒基因转移方法〕，先后有4名乙型血友病患者接受基因治疗，经治疗后出血病症减轻，取得了平安有效的结果，获得基因治疗领域里第一个国家卫生部颁发的临床试验许可证。11/16/202323顺口溜■甲型血友病缺Ⅷ，丙缺Ⅺ乙缺Ⅸ。甲型、乙型XR，丙型AR、假AD/R。■甲型Xq28，乙型Xq27，丙型定位15q。11/16/202324第三局部、酶蛋白病11/16/202325概述酶蛋白病，又称遗传性酶病(hereditaryenzymopathy)、先天性代谢缺陷(inbornerrorofmetabolism)或遗传性代谢病(inheritedmetabolicdisease)。先天性代谢缺陷概念是英国学者Garrod在研究尿黑酸尿症、白化病等病后最先提出的。它是指由于基因突变导致酶的质或量的改变，通过所催化的酶促反响的变化所引起的一类疾病。导航上页结束返回11/16/202326基因突变的效应：可表现为酶活性降低、酶活性正常及酶活性增高。遗传方式以AR多见，AD和XR者少见。根据受累的代谢系统不同，可将遗传性代谢病分为：氨基酸代谢异常〔如苯酮尿症、白化病等〕、糖代谢异常〔如半乳糖血症、糖原贮积症等〕、脂类代谢异常〔如神经鞘脂贮积症11/16/202327等〕、嘌呤和嘧啶代谢异常〔如痛风、自毁容貌综合症等〕、金属代谢异常〔如肝豆状核变性等〕、卟啉代谢异常〔如急性间隙性卟啉病等〕、血液和造血组织代谢异常〔如非球形细胞溶血性贫血等〕、溶酶体酶异常〔如粘多糖病等〕、结缔组织、肌肉、骨骼有关酶异常〔如α抗胰蛋白酶缺乏症等〕以及其它类型的遗传性代谢病。11/16/202328■发病机理：酶EABEBCECD生化反响A↑〓B↑〓C↑─■─D↓│EEF└─E↑──F↑⑴中间产物堆积：如半乳糖血症；⑵底物堆积：糖原贮积症〔GSD〕⑶终产物缺乏：白化病(Albinism)⑷旁路产物增多：苯丙酮尿症(PKU)⑸反响抑制减弱：自毁容貌综合征〔LNS〕⑹与维生素辅酶作用受损：胱氨酸尿症⑺多种酶缺陷：先天性蔗糖不耐受症、枫糖尿症。11/16/2023291、遗传性酶病、分子病及其两者的区别:(1)遗传性酶病(hereditaryenzymopathy):是指由于基因突变导致酶蛋白异常,这种异常通过酶的催化活性的改变间接引起代谢失调而产生的疾病。(2)分子病(moleculardisease):是指由于基因突变导致蛋白质的质和量的异常,这种异常直接引起机体功能障碍的一类疾病。11/16/202330(3)两者的区别:前者是基因作用于酶,引起的效应是间接的,而后者是基因作用于蛋白质,引起的效应是直接的。

2、基因的剂量效应(genedosageeffect):杂合基因所产生的酶量往往等于正常基因纯合子和突变基因纯合子所含酶量的一半,这种现象即称之。3、生产过剩病(over-productiondisease):酶活性过高导致产物过多引起的一类疾病,称之。11/16/202331■突变类型：多为单碱基置换，少为缺失等突变。■突变结果：⑴结构基因突变→酶结构异常→酶活性降低⑵调控基因突变→酶合成减少或无→遗传性酶缺乏⑶少数突变使酶活性升高。■酶活性降低的原因：⑴酶动力学特性改变，酶的稳定性降低；⑵酶合成速率减慢；⑶翻译后的修饰和加工受阻。11/16/202332酶蛋白病主要类别一、氨基酸代谢病〔〕二、糖代谢病〔〕三、溶酶体贮积症〔〕四、嘌呤代谢病〔〕导航上页结束返回11/16/202333一、氨基酸代谢病㈠苯丙酮尿症〔phenylketouria,PKU〕1、病症：出生时外貌正常,至3-4月时,出现智低、步伐小,肌张力高,易冲动甚至惊厥,毛发发黄,肤白,虹膜呈黄色。尿和汗有特殊腐臭。我国发病率为1/16500。患儿出生后及早采用低苯丙氨酸饮食治疗，能有效控制临床表现(P61)。2、代谢途径(P63)：P59上页结束返回11/16/20233411/16/202335图9-13苯丙氨酸及酪氨酸代谢图解

11/16/202336图9-14苯丙氨酸羟化系统

11/16/20233711/16/2023383、分子遗传学：PAH基因定位于12q24,90kb,13exons,12introns,mRNA仅2.4kb,200多种错义突变〔见表9-8〕。4、遗传方式：AR。㈡白化病1、病症〔见图及系谱〕：2、代谢过程：见P713、分子遗传学：酪氨酸酶基因OCA1基因定位于11q14-q21〔AR〕，OCA2基因定位于15q11.2-q12〔AR〕，OA1基因定位于Xq26.3-q27〔XR〕。具有较强的遗传异质性。(P72)11/16/202339表9-8PAH基因变异类型

导航P67结束返回11/16/202340一个白化病系谱特征：(1)隔代遗传说明是隐性遗传；(2)男女患者比例=1︰1，说明是常染色体遗传.结论：AR。11/16/202341白化病及苯酮尿症的发病机理

苯丙氨酸羟化酶酪氨酸酶苯丙氨酸酪氨酸多巴

PKUAlb邻酪氨酸尿黑酸苯丙酮酸黑色素苯乳苯乙尿黑酸尿症尿黑酸氧化酶酸酸

延胡索酸+乙酰乙酸

11/16/202342二、糖代谢病㈠半乳糖血症〔galactosemia〕1.病症：⑴半乳糖血症I型〔经典型〕：患儿对乳糖不耐受，婴儿哺乳后呕吐、腹泻，继而出现白内障、肝硬化、智力低下等。发病率约1/50,000。⑵半乳糖血症Ⅱ型：常仅白内障，且出现较晚。2、代谢途径：11/16/20234311/16/202344③①半乳糖-2磷酸尿②2-磷酸尿葡萄糖-半乳糖1-磷酸+苷葡萄糖苷半乳糖+1-磷酸ATPADP⑤⑥④(有毒性〕半乳糖醇三磷酸焦磷酸〔在中枢神葡萄糖-6-〔有毒性〕(肝硬化尿苷经系统形磷酸〔白内障)及智低〕成脑苷脂〕

1-磷酸己糖糖原酵解半乳糖代谢途径11/16/2023453、分子遗传学：半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶基因定位于9q13。该基因的错义突变〔如谷氨酸188精氨酸〕是造成酶活性下降的主要原因。半乳糖激酶基因定位17q21-q22。4、遗传方式：AR。5、发病机理：⑴经典型：半乳糖－1－磷酸尿苷转移酶遗传性缺乏。⑵半乳糖血症Ⅱ型：半乳糖激酶。11/16/202346㈡糖原贮积症(glycogenstoragedisease,GSD〕糖原累积症分为13型。每种酶影响不同的组织。多数为AR遗传。GSDⅠ最常见，表现为：肝肿大,易发生低血糖,可出现酮血症和酸中毒,患者发育不良,消瘦,身材矮小,常有出血倾向。1、分型〔见以下图〕：2、代谢途径：3、遗传方式：Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ三型为XR，余为AR。11/16/20234711/16/202348P7511/16/202349适用于酶疗法的遗传病病名酶来源注入途径糖原贮积症II型酸性α-糖苷酶A胎盘静脉神经节苷脂病GM2II型β-氨基己糖酶A尿静脉Fabry病α-半乳糖苷酶A胎盘静脉Gaucher病β-糖苷酶胎盘静脉神经节苷脂病GM2I型β-氨基己糖酶A胎盘静脉、羊水导航上页p59返回11/16/202350三、溶酶体贮积症(lysosomalstoragedisease)〕包括:GSDⅡ型〔Pompe〕、粘多糖贮症等。溶酶体结构：㈠粘多糖贮积症〔MPS〕1.病症：2.分型：P59上页结束返回11/16/202351导航上页P81返回11/16/202352溶酶体电镜下肝细胞超微结构

11/16/202353粘多糖病实例介绍11/16/202354患女，9岁，因骨骼异常，关节僵硬6年,于1999年７月前来就诊。

该患女于6年前即3岁时出现双手不能屈曲，并呈进行性加重，渐至双下肢不能弯曲，生长缓慢，身高和体重均较同龄人落后，智力尚可。为第1胎，足月顺产，1岁多即会讲话及走路。其弟6岁4月，亦于3岁起以同样方式发病，并逐渐出现关节变形。体重18Kg，体高103cm，肝大于右肋下4cm,脾侧位，可触及。姐弟同患粘多糖病导航上页结束返回11/16/202355Hurler综合征X光片特征⑴头颅正侧位；⑵双腕正侧位；⑶骨盆正位；⑷胸腰椎正侧位。11/16/202356硫酸皮肤素(dermatinsulfate,DS)硫酸类肝素(heparansulfate,HS)硫酸角质素(keratansulfate,KS)妹妹：尿凝胶电泳DS带父亲：尿凝胶电泳正常母亲：尿凝胶电泳正常尿凝胶电泳结果：基因突变筛查和测序分析：11/16/202357[鉴别诊断]

甲低；骨、软骨发育不良；粘脂病；佝偻病

[实验室检查]

尿液粘多糖检测

酶学分析和基因突变检测

[治疗和预防]

产前诊断：

BMT或酶替代疗法：11/16/202358粘多糖贮积症的类型与表型的关系类型尿中GAG智能骨骼其它体征MPSⅠHS/DS＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋MPSⅡHS/DS＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋MPSⅢHS＋＋＋＋＋＋MPSⅣKS0~＋＋＋＋＋＋MPSⅥDS0~＋＋＋＋＋＋＋＋MPSⅦHS/DS＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋MPSIXHA＋＋＋＋导航上页结束返回11/16/2023593、代谢途径：4、突变类型：既有缺失突变、插入突变和拼接位点突变，也有移码突变、错义突变和无义突变；突变既可发生在外显子上，也可发生在内含子上；5、遗传方式：除MPSII型为XR外，余为AR。导航上页结束返回11/16/202360导航P90结束返回11/16/20236111/16/20236211/16/20236311/16/202364P9011/16/202365四、嘌呤代谢病㈠自毁容貌综合征〔LNS〕1、病症：智低,舞蹈样动作和强迫性自残行为,并伴有高尿酸血症、血尿,尿道结石和痛风。患者可活至20多岁,多死于感染和肾功能衰竭。发病率为1/38000，多为男性。2、代谢途径：3、遗传方式：XR。4、分子根底：HGPRT基因定位于Xq26-q27，已发现20多种突变。P59上页结束返回11/16/202366附图嘌呤核苷酸合成的反响调节Theend11/16/202367思考题1、从分子遗传学角度说明异常血红蛋白病及α地贫、β地贫发生的机理及特点。2、以苯丙酮尿症、半乳糖血症、LNS、MPS为例，说明遗传性代谢病发病的机理。3、人类正常β珠蛋白链由146个氨基酸残基组成，其外显子3的3′端及其3′端非编码区的mRNA密码子在HbA、HbMcKees-Rock、HbTak的β链氨基酸排列如下：导航上页结束返回11/16/202368mRNA密码序号：144145146147148149150151152153

HbA正常密码子：AAGUAUCACUAAGCUUGCUUUCUUGCUGUCC正常氨基酸序列：赖酪组终止丙半苯亮丙缬HbMckees-Rock：赖UAA(在6bp的U变为A)