11单基因遗传病(二)
Single gene disorders
单基因遗传病 —— 先天性代谢缺陷
? 前言
? 先天性代谢缺陷的共同规律
? 糖代谢疾病
? 氨基酸代谢疾病
? 核酸代谢疾病
前言
? 先天性代谢缺陷( inborn
errors of metabolism)
基因突变所引起的酶的结构改变
或合成障碍,都有可能引起某种
代谢过程的中断或紊乱。如果这
种基因突变恰好发生在生殖细胞
或受精卵中,就有可能传递给后
代,从而使后代产生相应的先天
性代谢缺陷(或遗传性酶病
( hereditary enzymopathy)。
首先提出, 先天性代
谢缺陷, 概念的
Garrod
先天性代谢缺陷的共同规律
? 酶缺陷与酶活性
? 底物堆积和产物缺乏
? 底物分子的大小与性质
? 临床表型与酶缺陷
? 先天性代谢缺陷疾病的类型
糖代谢遗传病
氨基酸代谢遗传病
核酸代谢遗传病
脂类代谢遗传病
维生素代谢遗传病
金属代谢遗传病
药物代谢遗传病
……
糖代谢障碍
半乳糖血症( galactosemia)
? 遗传学
半乳糖 -1-磷酸尿苷酰转移酶 (GPUT)缺陷,本
病为常染色体隐性遗传,致病基因定位于 9p13,发
病率约为 1/50000 。
二、糖代谢病
(一)半乳糖血症 — 具三种亚型,I ; II ; I II
半乳糖 半乳糖酸半乳糖醇
半乳糖 - 1 - 磷酸
葡萄糖 - 1 - 磷酸
葡萄糖 - 6 - 磷酸
半乳糖激酶
半乳糖 - 1 - 磷酸尿苷转移酶 *
磷酸葡萄糖变位酶
尿苷二磷酸半乳糖 - 4 - 表异构酶
I 型
II 型
I I I 型
9 p13
17 q24
1 p35 - 36
半乳糖代谢途径
* 具有多态性
? 发病机制
半乳糖和 1-磷酸半乳糖在血中累积,部分
随尿排出。 1-磷酸半乳糖在脑、肾中累积可分
别导致智力障碍、肝损伤甚至肝硬化及肾功能
损伤等。
? 临床表现
主要表现为患儿对乳糖不耐受,婴儿哺乳后呕
吐、腹泻,继而出现白内障、肝硬化、黄疸、腹
水、智力发育不全等。
半乳糖血症
? 诊断
实验室检查
? 测定酶活性
? 血和尿中半乳糖浓度
? 红细胞中半乳糖 -1-磷酸的含量
? 预防及治疗
确诊后应立即停乳,代之豆浆。严重者应
逐日监测尿内半乳糖水平。
新生儿筛查可早期诊断。可用羊水细胞或
绒毛细胞培养物的酶学分析行产前诊断。
蚕豆病(葡萄糖 -6-磷酸脱氢酶缺乏症)
? 遗传学
X连锁不完全显性,基因定位于 Xq28,G6PD缺
陷。
分布具有世界性,我国主要分布在长江以南,
尤其是广东。
? 发病机制
G6PD
6-p-glucose GSH
G6PD缺陷,导致 GSH生成减少,细胞抗氧化损伤能
力下降,引起红细胞膜损伤;血红蛋白 β 链 93位半胱
氨酸巯基氧化,四聚体解离,形成 Heinz小体,红细胞
变形能力下降,破坏出现溶血。
蚕豆、伯氨喹啉等富含氧化物,服用后可加重该病。
? 临床表现
常见于 10岁以下小儿,1— 5岁为发病高峰。
进食蚕豆后,蚕豆中的物质可使患儿体内的葡萄
糖六磷酸脱氢酶被分解,导致大量红细胞破裂溶
血,使患儿出现溶血性贫血。发病轻重则与吃蚕
豆多少无关,一般在进食蚕豆后 1— 2天内发病,
早期病人常出现全身不适、胃口不佳、发热、头
昏等酷似肝炎的症状。重症病人会由于大量红细
胞被破坏而释放出胆红素,导致黄疸、浓茶样的
血红蛋白尿、肝脾肿大,并有恶心呕吐、腹痛等
临床症状,若不及时抢救治疗,发病后 1— 2天内
就会死亡。
糖原贮积症
( glycogen storage disease,GSD)
? 遗传学
糖原贮积症是一类较罕见的遗传代谢病。由
于酶的缺陷,使糖原在肝脏及肌肉中的代谢缺陷
所致。根据所缺的酶不同,可将糖原贮积症分为
Ⅰ ~ Ⅷ 型,多数为常染色体隐性遗传,以 Ⅰ 型为
最常见。
糖原贮积症的几种类型
病 名 OMIM 缺陷的酶 基因定位 症 状
GSD 0 240600 肝糖原合酶 AR,12p12.2
GSD Ⅰ a 232200 葡萄糖 -6-磷酸酶 AR,17q21 低血糖血症
GSD Ⅰ b 232220 微体葡萄糖 -6-磷酸转运 AR,11q23 巨舌,肌张力减退
GSD Ⅰ c 232240 微体磷酸吡咯转运 AR,11q23
GSD Ⅱ 232300 α-1,4-葡糖苷酶 AR,17q25.2
GSD Ⅱ b 300257 α-1,4-葡糖苷酶 XR,Xq24
GSD Ⅲ 232400 淀粉 -1,6-葡糖苷酶 AR,1p21 与 I型相似
GSD Ⅳ 232500 淀粉 -(1,4;1,6)转葡糖苷酶 AR,3p12 肝脾肿大,肝硬化
GSD Ⅴ 232600 肌磷酸化酶 AR,11q13 肌无力,肌痉挛
GSD Ⅵ 232700 肝磷酸化酶 AR,14q21 低血糖症生长迟缓
GSD Ⅶ 232800 肌磷酸果糖激酶 AR,12q13.3 肌痉挛肌无力肌痛
GSD Ⅷ 306000 磷酸化酶激酶 XR,Xp22.2 轻型低血糖症白内

GSD Ⅸ c 604549 AR
Ⅰ 型糖原贮积症,
? 发病机制
葡萄糖 -6-磷酸酶的基因缺陷,使肝、肾、及
肠粘膜等组织中糖原蓄积。
? 临床表现
患者易出现低血糖,并有肝、肾肿大等症状,
严重时会发生酸中毒。
Ⅱ 型糖原贮积症,
? 发病机制
基因定位于 17q25.2,溶酶体内 α-葡萄糖苷
酶的缺乏,使糖原处理障碍,造成溶酶体内糖
原堆积,病变累及全身肌肉。
? 临床表现
一般在儿童期即发病,患者因心肌无力、
心脏扩大而最终死于心力衰竭。
Ⅱ 型糖原贮积症引起心脏扩大
粘多糖贮积症( mucopolysaccharidosis,
MPS)
? 发病机制
粘多糖由结缔组织合成,是二糖重复单位串
联而成的多糖链,粘多糖分解时需要多种酶的参
与,这些酶的遗传性缺陷可导致粘多糖降解受阻,
蓄积于溶酶体中形成粘多糖贮积症。
粘多糖贮积症的几种类型
综合症名 缺 陷 的 酶 基因 遗传 主要症状
MPSⅠ α-艾杜糖醛酸酶 4p16.3 AR
MPSⅡ 磺艾杜糖醛酸硫酸酯酶 Xq28 XR 智力低下,肝脾肿大,
骨骼异常
MSPⅢ A 硫酸乙酰肝素硫酸酯酶 17q25.3 AR 神经紊乱肝脾肿大
MSPⅢ B N-乙酰 α-氨基葡糖苷酸 17q21 AR
MSPⅢ C N-乙酰 α-氨基葡糖苷酸 14 AR
MSPⅢ D N-乙酰 α-氨基葡糖苷酸 12q14 AR
MPSⅣ A 硫酸软骨素硫酸酯酶 16q24.3 AR 发育迟缓,骨骼异常
MPSⅣ B 硫酸软骨素硫酸酯酶 AR
MPSⅤ β-半乳糖苷酶 3p21.33 AR 与 Hurler相似
MPSⅥ 软骨素 -4-硫酸酯酶 5q11 AR 与 Huarler相似但症状
MPSⅦ β-葡糖苷酸酶 7q21-11 AR 与 Sanfilippl类似
?遗传学
? 临床表现
患儿出现肝脾肿大、骨骼异常、智力障碍等症
状,蓄积的粘多糖可随患儿的尿液排除。
患儿骨骼异常
粘多糖贮积症患儿
氨基酸代谢障碍
苯丙酮尿症( Phenylketonuria,PKU)
? 遗传学
一常染色体隐性遗传性氨基酸代谢病,疾病
基因已定位于 12q24.1。
国外发病率约 1/4500~ 1/100000,我国发病
率约为 1/16500。
? 发病机制
PKU患者 PAH基因突变使患者肝脏内 PAH缺乏,
苯丙氨酸不能转变为酪氨酸,后者转化为苯丙酮
酸和苯乳酸并在体内累积,并导致血液和尿液中
苯丙氨酸及其衍生物排出增多。
? 临床表现
临床上表现为精神发育迟缓,皮肤、毛发
和虹膜色素减退,头发呈赤褐色,癫痫,湿疹,
特殊的鼠样臭味尿。患儿在出生后若不及早得
到低苯丙氨酸饮食治疗,便出现不可逆的大脑
损害和严重的智力发育障碍。
PKU患者精神发育迟缓,皮肤、毛发和虹膜色
素减退,头发呈赤褐色
? 诊断
? 临床表现
? 新生儿筛查
? 尿三氯化铁试验
? 血氨基酸分析
? 酶学分析
? DNA分析
PKU





? 治疗
目前临床上常在婴儿出生后立即进行 PKU的
筛查,一经肯定,立即给患儿停乳,喂给低苯丙
氨酸水解蛋白,禁荤食、乳类、豆类和豆制品,
可以达到临床痊愈。
右 1为 PKU患者;左 1为其妹,经产前诊断后确诊亦为
患者,出生后低苯丙氨酸饮食,达到临床痊愈。
白化病( albinism)
? 遗传学
酪氨酸酶基因缺陷,遗传方式为 AR;致
病基因定位于 11q14-q21。
? 发病机制
患者体内酪氨酸酶酶缺乏,不能有效地催
化酪氨酸转变为黑色素前体,最终导致代谢终
产物黑色素缺乏。
酪氨酸酶
? 临床表现
全身白化;视网膜
无色素,畏光。
白化病患者






尿黑酸尿症 (alkaptonuria)
? 遗传学
本病呈常染色体隐性遗传,疾病基因定位
于 3q21-q23,患者尿黑酸氧化酶缺陷。
? 发病机制
尿黑酸氧化酶
? 临床表现
病人的尿中含有尿黑酸( alkapton),曝光后可变为
黑色的物质,这种病症在婴儿期就可表现出来,到成年时
由于尿黑酸大量沉积于关节与软骨外,使关节变性。一般
无明显的临床表现,严重时可出现关节炎,并发心脏病。
核酸代谢障碍
次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷症
( Lesch-Nyhan sydrome)
? 遗传学
本病是一种由于次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖
转移酶( HGPRT)缺陷 所致的疾病,XR,基
因定位于 Xp26-p27.2。
? 发病机制
HGPRT是体内核酸补救合成途径的关键
酶,它的缺陷使 黄嘌呤、鸟嘌呤向相应核苷酸
的转化受阻,底物在体内堆积,特别是在神经
系统中的堆积,进而引起发病。
? 临床表现
患者一般为男性,出生 3-4个月开始出现神经
系统症状,激惹不安,烦躁,运动发育迟缓;约 1
岁后出现舞蹈样手足徐动,肌张力高,下肢呈剪
刀样交叉;约 2-3岁起,表现强迫性自我摧残行为,
多数智商低于 65;患儿精神发育迟滞,强直性大
脑性瘫痪。
? 诊断
? 红细胞、皮肤成纤维细胞测定 HGPRT酶活性
? 测晨尿的尿酸 /肌酐比值可作筛选手段
? 利用羊水细胞检查可行产前诊断
? 治疗
现尚无特殊治疗方法,一般采用口服黄嘌
呤氧化酶的抑制剂 — 别嘌呤醇,可抑制尿酸的
生成,防止尿酸结石和肾脏病损,但不改善神
经系统症状。
饮食尽量无嘌呤摄入。
着色性干皮病
( xeroderma pigmentosum XP)
? 遗传学
着色性干皮病为常染色体隐性遗传病。由
于患者体内缺乏核酸内切酶引起的疾病。本病
可分为( XPA-XPG) 7型,目前已克隆出 XPA、
XPB,XPC,XPD的基因,其中 XPA定位于
9q34.1,XPB定位于 2q21。
? 发病机制
核酸内切酶缺乏 → 不能切除由紫外线诱发的嘧
啶二聚体(特别是胸腺嘧啶二聚体,T-T)。
? 临床表现
患者皮肤对阳光过敏,日照后可出现红斑、
水肿、色素沉着、干燥、角化过度及萎缩等皮
损。有些病人智能落后,感音神经性聋及共济
失调。易患基底细胞癌、鳞癌、恶性黑色素瘤
等,均伴有免疫系统的异常。
着色性干皮病
抗胰蛋白酶缺乏症
( α1 -antitrypsin )
? 遗传学
α1 抗胰蛋白酶为 糖蛋白,
基因定位于 14q32.1
本病遗传方式为 AR。
? 发病机制
α1 抗胰蛋白酶 存在于血浆中,尿液、支气管
分泌物等,可抑制血清中多种蛋白酶活性。
α1-抗胰蛋白酶缺乏症特征是血清中 α1-AT水
平下降。
The End