小儿遗传代谢病 0323 天津儿科学会copy.ppt.ppt
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1、小儿遗传代谢病,医学博士張春花日本石川県金沢市平和町3-1-1milsyacht.ocn.ne.jp+81-76-2437711,日本松本生命科学研究所,国际共同研究组织,授课内容,遗传代谢疾病的概论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MILS诊断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,C16C14C12C10C8C6C4,先天性代谢异常的概念模式,A B CD,a b,Enzyme CoF,血中尿中浓度增高过量,细胞体液中浓度下降不足,Unbalance!,遗传代
2、谢病的分类,糖代谢异常半乳糖血症、果糖1、6二磷酸酶缺乏症氨基酸代谢异常苯丙酮尿症、尿素循环异常、支链氨基酸代谢异常(有机酸血症MMA,MSUD)脂肪酸代谢异常短、中、长链脂肪酸氧化异常核酸代谢异常黄嘌呤尿症、尿嘧啶胸腺嘧啶尿症、-脲基丙酸酶缺乏症细胞器官异常线粒体疾病、过氧化媒体病、溶酶体疾病,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,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
3、诊断方法,基因学研究:基因组学研究、染色体检查、单基因分析蛋白(酶)学研究:蛋白组学研究、蛋白结构分析、蛋白活性测定代谢产物分析:单成分检测、代谢谱分析、代谢组学研究临床表征分析: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:同类化合物层析分析GC/MS(尿筛查)MS/MS(血脂酰肉碱分析),层析和质谱分析多疾病筛查,单疾病检测特异性强,3.遗传代谢疾病的质谱分析筛查法,气相色谱
4、/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,构思,先天性代谢疾病的临床诊断流程,特殊检查手段使用,黄疸,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 血氨基酸分析 BCAA,Gln,Arg,Cit,Orn,Arg-Suc 特殊有机酸等成分 尿嘧啶+乳清酸 or 尿嘧啶+乳清酸-/+Gln 有 无 无上述特征 有(尿素循环异常)有机酸血症/脂肪酸氧化异常 继发性一过性高氨血症Arg Cit Arg-
5、Suc Orn+/-MMA,PPA,MCAD 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 阴性不能结论治疗方法明确 诊断性治疗,血气、血糖、血生化分析,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P-No.BM34265/X0674,高氨血症诊断病例 MS/MS血分析结果P-No.BM34265/X0674,carbamylphosphatye synthase I,ornithine transcarbamylase,synthase,urea,argininosu
6、ccinate lyase,arginase,argininosuccinic,acid,citrulline,ornithine,arginine,argininosuccinate,mitochondria,carbamylphosphate,orotic acid,NH4+HCO3-,The Urea Cycle,尿素循环异常,Pyrimidine,uracil,高氨血症的病因,高氨血症诊断病例综合分析结果P-No.BM34265/X0674,GC/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
7、 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,基因异常信息RNA异常蛋白合成异常酶活性下降代谢紊乱代谢产物异常体液内成分浓度异常临床表现异常,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,脂肪酸代谢异常治疗原则,5.MILS诊断病例介绍,天津儿童医院病人检测结果2002-2008,天津实验室建立以来的诊断结果,甲基丙二酸血症Methylmalonic acidemia(MMA),Meth
8、ylmalonyl CoA mutase deficiencyAdenosylcobalamin,cobalamin as coenzyme,甲基丙二酸血症,4种氨基酸(颉氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸)和胆固醇以及奇数脂肪酸代谢过程中毒甲基丙二酰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、
9、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,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MSMS分析可以看到丙酰肉碱上升。,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:额颞区全导痫性放电,背景慢活动。,甲基丙二酸血症的治疗(急性期管
10、理),治疗和预后 早期发现和预防重症酮症酸中毒发作是决定预后的关键,症酮症酸中毒反复发作会引起生长发育落后、智力低下,早期能开展饮食疗法和药物治疗可以改善预后。具体治疗急性期的治疗输液:补充高张葡萄糖液给与充分的热卡(80-120kcal/kg/day),根据需要给与碱性药物纠正酸中毒,高热卡输液首选,出现高血糖时可以并用胰岛素(0.05u/kg/h开始)。维生素治疗:维生素B12依赖性的甲基丙二酸血症以及其它的维生素反应性的有机酸血症,当怀疑到确认诊断期间可以给与静脉点滴水溶性维生素类B1:100-200mg/day、B2:100-300mg/day、B12(羟基型或氰钴维生素):1-2mg
11、/day、生物素:5-20mg/day肉碱治疗:静脉注射200-300mg/kg/day、口服左旋肉碱100-150mg/kg/day。血液透析:不管是治疗如何当出现严重的代谢性酸中毒或高氨血症不能改善的情况下,迅速开始血液透析和持续过滤透析。输血、GCSF:有贫血或中性细胞减少时。补充氨基酸:脱离急性期后胃肠功能欠佳难以摄入充足的饮食时,给与高热卡输液中可以考虑添加氨基酸液体,起始量为0.5g/kg/day,在没有代谢性酸中毒和高氨血症发作的情况下逐渐增量,最高可到0.8-1.0g/kg/day。同时作血中氨基酸分析,注意保持异亮氨基酸浓度不得低于正常下限,血中氨基酸分析需要定期监测,并需要
12、专业医生指导进行。如果能经口摄入或下管营养的情况下可以逐渐减量并停止。维生素B12依赖性的甲基丙二酸血症的治疗维生素B12製剤1040mg/日口服。Cbl亚型的甲基丙二酸血症只需要大量B12治疗,无须限制饮食的病例也有。B12非依赖性的甲基丙二酸血症的治疗,甲基丙二酸血症的治疗(慢性期管理),饮食疗法:脱离急性期后能够进食的情况下开始饮食治疗,原则是限制能够产生甲基丙二酸的前驱物质异亮氨酸、蛋氨酸、颉氨酸、苏氨酸的摄入,保证充分的热卡和最低限度的蛋白质,避免自身分解状态。天然蛋白质的摄取从奶粉或母乳中摄入,开始可以0.5g/kg/日,根据各种检查(血气、血氨等)结果可以调节到1.0-1.5g/
13、kg/日,合并用特殊奶粉(雪印S-22,雪印S-10),达到总的蛋白摄入量为乳儿期2.0g/kg/day、幼児期1.5-1.8g、学童期以降1.0-1.2g。同时根据年龄不同补充相当的能量、维生素和矿物质,因此要结合使用无蛋白奶粉S-23和复合维生素,同时乳儿期后建议补充一些糖饴。肉碱治疗:口服左旋肉碱50-150mg/kg/日。保证血中游离肉碱浓度50nmol/ml以上。抗菌素治疗:为了抑制肠道细菌和原虫分解产生丙酸,口服灭滴灵(Metronidazole)10mg/kg/日。为了防止耐药性,可以用4休3。,甲基丙二酸血症的治疗(长期管理),身体不适时的管理患者出现发烧、呕吐、腹泻等急性症状
14、时很快会处于体内分解代谢高于合成代谢的状态,有导致致命性的代谢性酸中毒发作的可能。指导家属:出现发烧、呕吐、腹泻等急性症状并不能保证足量饮食摄入时要及时与主治医生联系,在家做尿酮体检测,如果阳性立即就诊。即使是尿酮体阴性如果症状表现不寻常时也要到医院就诊,就诊时检测尿酮和血气等,根据需要补充高张葡萄糖液和碳酸氢钠补液,如果就诊时尿酮阳性点滴补液要持续到尿酮转阴后。葡萄糖补液:不能自主摄取足够能量时,静脉补充葡萄糖液,末梢血点滴可以持续12日,如果仅有恶心并没有呕吐时,可以下管慢慢补充营养,保证足量的热卡供应。如果2天以上不能保证充足的热卡摄入可紧急给与高热卡输液直到恶心症状缓解。合并症的治疗神
15、経合併症:精神运动发育迟缓和癫痫是常见合并症,这种情况下需要就诊,定期做脑电图和头部MRI以及智力检查,给于适当的处置。肾功能异常:甲基丙二酸血症的患者随年龄增高肾功能损害逐渐加重,其保守治疗法、透析疗法、以及肾移植治疗都需要考虑。胰腺炎治疗:有病例报告代谢性酸中毒发作时会伴有淀粉酶增高。脏器移植疗法肝移植:对于重症患者需要考虑肝移植治疗。移植手术最好在肾功能损害之前也就是乳儿期实施为好,但是肝移植能否预防中枢神经系统症状的发生和肾功能的恶化仍不清楚。肾移植:适用于肾衰的患者,但是尚无资料证实移植后的肾功能预后情况。,甲基丙二酸血症的诊断思路,Methylmalonyl CoA mutase
16、酶活性是否正常?维生素B12依赖性有否?同型半胱氨酸、叶酸、VitB12浓度正常是否?继发性的甲基丙二酸增高因素是否存在?确诊之前如何临床管理?急性期和缓解期的管理办法如何?,筛查诊断:尿液GC/MS筛查提示 甲基丙二酸和甲基枸橼酸增高 血斑MS/MS筛查提示 C3,C3/C2,C3/C0.C3单项增高无意义辅助检查:血维生素B12浓度、同型半胱氨酸浓度、叶酸浓度确诊检查:methylmalonylCoA mutase活性测定,基因学检查最终临床分型:维生素B12依赖性MMA、非依赖性MMA、营养缺乏性MMA,酮硫解酶缺陷病天津病例(TJ16),LYZ,男,1岁1个月主诉:精神运动发育落后病史
17、:生后第2天,呼吸不好诊断为“新生儿肺炎”,生后2个月再次患“肺炎”家族史()查体:头围42.5cm,视听反应好,肌张力正常,能扶站,不主动抓物,听力正常。检查:头部MRI 髓鞘发育延迟,脑外间隙增宽;BAEF(-),EKG(-);血象基本正常,血生化:La:3.19 增高。GC/MS尿筛查:酮硫解酶缺陷病,酮硫解酶缺陷病,线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶(T2)缺陷症,也称为2甲基乙酰乙酸尿症或酮硫解酶缺陷病。重症酮症酸中毒发作为特征的疾病。属于酮体代谢异常的一种。,病例:LYZ 男孩 1岁1个月,发育迟缓就诊。,酮体代谢异常疾病,T2:线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶(酮硫解酶)SCOT:琥珀酰CoA
18、:3酮酸CoA转移酶HMGS:3羟基3甲基戊二酰CoA合成酶HMGL:3羟基3甲基戊二酰CoA裂解酶3HB:3羟基丁酸;AA:乙酰乙酸;2M3HB:2甲基3羟基丁酸;MAA:2-甲基乙酰乙酸;TG:巴豆酰甘氨酸;HMGA:3羟基3甲基戊二酸;MGCA:3羟基3甲基戊二烯酸MGA:3甲基戊二酸,(肝脏)氧化AA-CoA HMG-CoA血液(肝外组织)乙酰CoAAA AA AA AA-CoA 3HB3HB 3HB 乙酰CoA 酮体(3HB+AA),T2,SCOT,HMGL,T2,HMGS,伴有酮症酸中毒的酮体代谢异常,酮硫解酶缺陷病,1)概念:酮硫解酶缺陷病是线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶(T2)缺陷
19、症,也称为2甲基乙酰醋酸尿症。常染色体隐性遗传。目前世界上有50余例的报告,日本有3个家系的报道。最近越南确诊病例有报道。人体细胞中有局在性的和反应底物特异性的不同种类的5种硫解酶存在,酮硫解酶缺陷病所涉及的是T2缺陷病,T2参与异亮氨酸和酮体的代谢,因此其检查结果有它的特异性存在。这个疾病是日本研究者首次发现一种疾病。2)臨床所見酮硫解酶缺陷病常常因感染诱因出现间歇性的酮症酸中毒,发病时肌张力低下,痉挛、意识障碍。2岁前90%的患者有发病,其中90%因为胃肠道感染所诱发,75%的病例从嗜睡到昏睡程度不同的意识障碍,30%的患者发病后死亡或生长发育迟缓。Lab.test:一般检查表现有中毒的酮
20、症酸中毒,尿酮体强阳性,发作期的GC/MS尿有机酸分析能看到2甲基3羟基丁酸、3羟基丁酸、乙酰乙酸、2甲基乙酰乙酸、巴豆酰甘氨酸增高,缓解期可以全部正常也可以有轻微异常。3)治疗和预后确诊后可给与轻度的限制蛋白饮食,大部分患者没有重症发作可以正常成长,年龄大些后发病频度减少,早期诊断和早期治疗非常重要。4)具体治疗(A)急性期治疗抑制异亮氨酸分解代谢和酮体产生,补充充足的葡萄糖。用碳酸氢钠纠正酸中毒时注意防止高钠血症。(B)安定期的治疗低蛋白食(1.5-2.0g/kg/日)。肉碱补充、有报告提示甘氨酸有效。感染或饥饿状态会导致体内蛋白分解建议立即静脉补充葡萄糖和预防发作。,生长发育迟缓,核酸代
21、谢异常的化学诊断Chemical diagnosis of nucleic acid bases metabolic disorders,嘧啶代谢异常嘌呤代谢异常,Pyrimidine nucleotides,Pyrimidine nucleosides,Pyrimidine bases,uracil,Thymine,5,6-dihydrouracil,5,6-dihydrothymine,Dihydropyrimidinedehydrogenase,-ureidopropionate,-ureidoisobutyrate,Dihydropyrimidineamidohydrolase,-al
22、anine,-aminoisobutyrate,ureidopropinase,H2O,NH3CO2,NADPH+H+NADP,H2O,NH3CO2,嘧啶代谢通路,NADPH+H+NADP,H2O,H2O,5HMuracil,Thymine dioxygenase,5FU,5FDHU,Chemotherapy drug,Pyrimidine nucleotides,Pyrimidine nucleosides,Pyrimidine bases,uracil,Thymine,5,6-dihydrouracil,5,6-dihydrothymine,Dihydropyrimidinedehydro
23、genase,-ureidopropionate,-ureidoisobutyrate,Dihydropyrimidineamidohydrolase,-alanine,-aminoisobutyrate,ureidopropinase,H2O,NH3CO2,NADPH+H+NADP,H2O,NH3CO2,Dihydropyrimidine dehydrogenase deficiency,NADPH+H+NADP,H2O,H2O,5HMuracil,Thymine dioxygenase,5FU,5FDHU,Chemotherapy drug,Uracil,thymine,5-hydroxy
24、methyuracil increased!,Pyrimidine nucleotides,Pyrimidine nucleosides,Pyrimidine bases,uracil,Thymine,5,6-dihydrouracil,5,6-dihydrothymine,Dihydropyrimidinedehydrogenase,-ureidopropionate,-ureidoisobutyrate,Dihydropyrimidineamidohydrolase,-alanine,-aminoisobutyrate,ureidopropinase,H2O,NH3CO2,NADPH+H+
25、NADP,H2O,NH3CO2,Dihydropyrimidine amidohydrolase deficiency,NADPH+H+NADP,H2O,H2O,5HMuracil,Thymine dioxygenase,5FU,5FDHU,Chemotherapy drug,Dihydrouracil,dihydrothymine,and uracil,thymine,5-hydroxymethyuracil increased!,Pyrimidine nucleotides,Pyrimidine nucleosides,Pyrimidine bases,uracil,Thymine,5,6
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