Недостаточность  фенилаланингидроксилазы

[ФАН недостаточность. Включает: гиперфенилаланинемию(ГФА), фенилкетонурию (ФКУ), вариант ФКУ]

Референт: Гузеев Г.Г.

Опубликовано 30 августа 2004 года

Phenylalanine Hydroxylase Deficiency

[PAH Deficiency. Includes: Hyperphenylalaninemia (HPA), Phenylketonuria (PKU), Variant PKU]

Shannon Ryan, MSc

Charles R Scriver, MD

Gene Reviews – Last Update: 8 July 2004

 http://www.geneclinics.org/servlet/access?id=8888891&key=TnARwDwnaLicZ&gry=INSERTGRY&fcn=y&fw=e9Up&filename=/glossary/profiles/pku/details.html

ДИАГНОСТИКА.

Клиническая диагностика.

Новорожденные с PAH-недостаточностью не проявляют никаких признаков гиперфенилаланинемии.

Тестирование.

   Концентрация фенилаланина в плазме. Основной путь метаболизма фенилаланина – это гидроксилирование его в тирозин с помощью фенилаланингидроксилазы (PAH). Диагностика первичной недостаточности фенилаланингидроксилазы (PAH-недостаточность) основана на определении повышенной концентрации фенилаланина  в плазме и доказательстве нормального метаболизма BH4-кофактора. Индивидуумы с PAH-недостаточностью демонстрируют концентрации фенилаланина, постоянно превышающие 120 гаммамоль/л (2 мг/дл) в нелеченном состоянии (Scriver & Kaufman 2001 , Donlon et al 2004). Существуют 2 различных системы номенклатуры (см. Клиническое описание. )

 Скрининг новорожденных.

   PAH-недостаточность наиболее часто диагностируется в процессе рутинного скрининга новорожденных. PAH-недостаточность может быть определена в 100% случаев в процессе неонатального скрининга с использованием кровяных пятен на бланке Гатри, полученных проколом пятки. Скрининг новорожденных на ГФА (HPA) является рутинным на территории Сев.Америки и Великобритании с середины 60-х гг., а в большинстве других развитых стран – с конца 70-х гг. (Scriver 1998 , Levy 1999.). Тест стал рутинным из-за того, что при рано начатом лечении прогноз для детей с PAH-недостаточностью очень хороший, а для нелеченных существует высокий риск тяжелых и необратимых повреждений мозга. В большинстве стран родители имеют право отказаться от проведения теста. Однако это право реализуется только в очень редких случаях. Первоначально тест давал значительное число ложно-положительных результатов (недостаточная специфичность теста), что приводило к повторному тестированию и иногда стрессовым состояням у родителей. Ложно-положительные повышенные концентрации фен (ГФА) может определяться из-за слишком толстой капли крови, образец неправильно приготовлен, или комбинации следующих факторов: незрелость печени перегрузка белком (у новорожденных, которые питаются коровьим молоком) возможно, гетерозиготность по недостаточности енилаланингидроксилазы Дети, у которых обнаружено превышение пороговой концентрации фен, должны быть тестированы повторно. Если повторный тест подтверждает ГФА, дальнейшее тестирование проводится для выделения детей с PAH-недостаточностью от примерно 2% процентов детей с ГФА, у которых поврежден синтез или рециклинг тетрагидробиоптерина (BH4) (см. Дифференциальный диагноз) (Scriver & Kaufman 2001 , Donlon et al 2004). Молекулярно-гентическое тестирование гена PAH у этих детей может быть использовано для подтверждения PAH-недостаточности (Scriver & Kaufman 2001 , Donlon et al 2004..). Современные представления позволяют считать, что аккуратно проведенное тестирование концентрации фенилаланина у детей менее 24 часов жизни вполне возможно, хотя сама ГФА проявляется как время-зависимое повышение концентрации фенилаланина в крови (Guttler & Guldberg 2000)

    Три метода скрининга новорожденных используются в настоящее время:

•  ингибиторный бактериальный Гатри-метод исследования (BIA) – проверенный временем недорогой, простой и надежный тест;

• флюрометрический анализ – надежный количественный автоматизированный тест, который продуцирует меньше ложноположительных результатов, чем BIA;

• тандемная масс-спектрометрия – метод, который настолько же хорош, как и флюорометрия, может также измерять концентрацию тирозина и может быть использован в интерпретации концентрации фенилаланина. Тандемная масс-спектрометрия может быть использована для идентификации ряда других метаболических нарушений в одном и том же образце (NIH Consensus Development Panel 2000).

   Анализ «стоимость-эффективность» с экономическим моделированием предполагает, что замещение методов скрининга ФКУ тандемной масс-спектрометрией не оправдано, если не будет введено дополнительное исследование на другое метаболическое нарушение, в частности, MCAD decifiency, как предлагается (Pandor et al 2004).

Определение статуса носителя.

   Биохимический анализ может быть проведен с целью определения статуса носителя, если молекулярно-генетическое тестирование невозможно. Это тестирование зависит от анализа концентрации фенилаланина плазмы и соотношения фенилаланин-тирозин. Примечание: этот тест должен быть проведен с учетом циркадных вариаций (т.е. он должен быть проведен до обеда после нормального завтрака) и вариаций женского менструального цикла; он неточен во время беременности. С учетом указанных вариаций вероятность ошибочной оценки гетерозиготности менее 1% (Rosenblatt & Scriver 1968 , Gold et al 1974).

 Молекулярно-генетическое тестирование.

   GeneReviews определяет молекулярно-генетический тест как клинически приемлемый только при условии, что этот тест находится в Списке лаборатории генетического тестирования как минимум одной USCLIA-сертифицированной лаборатории или клинической лаборатории за пределами США. GeneTests не производит независимой верификации информации, выдаваемой лабораториями и не гарантирует других аспектов работы лабораторий; введение в список GeneTests не подразумевает, что лаборатории имеют соответствующую акредитацию, лицензирование или законный патент. Клиницисты должны напрямую связываться с лабораториями для верификации информации.

Ген.

   Недостаточность фенилаланингидроксилазы вызывается мутацией в гене PAH (Scriver & Kaufman 2001). В настоящий момент идентифицировано более 400 различных вызывающих болезнь мутаций в гене PAH (Scriver & Kaufman 2001). Эта база данных обеспечивает информацию по мутациям, ассоциированным фенотипам, структуре гена, структуре фермента, клиническое руководство и многое другое (Scriver et al 2003).

Анализ мутаций.

   Панель от 4 до 15 частых точечных мутаций и очень маленьких делеций имеет вероятность детекции примерно 30-50%. Аллели могут быть популяционно зависимыми.

Сканирование мутаций.

   Сканирование мутаций теоретически определяет все точковые мутации в PAH-гене. Мутационное сканирование методом денатурационной высокоэффективной жидкостной хроматографии – быстрый и очень эффективный метод для детекции локус-специфических точковых мутаций, показало свою релевантность в определении аллелей, вызывающих ФКУ (Brautigam et al 2003).

Сиквенс-анализ.

   Секвенирование всех 13 экзонов имеет частоту определения мутаций ок. 99%.

Анализ сцепления.

   Для семей, в которых обе мутации PAH не были идентифицированы, анализ сцепления может быть методом выбора тестирования носителей и пренатальной диагностики. Исследование сцепления базируется на точном клиническом диагнозе недостаточности PAH у пораженных членов семьи и ясного представления о генетическом родстве внутри семьи. Образцы от многих членов семьи, включая образец от как минимум одного пораженного индивида необходимы для проведения анализа сцепления. Маркеры, используемые для сцепления, высокоинформативны и являются как интрогенными, так и фланкирующими PAH-локус. Таким образом, они могут быть использованы с точностью более , чем 99% в семьях с PAH-недостаточностью. [Врезка1] 1 Определение частоты мутаций может быть <99% , если не все PAH экзоны включены в сиквенс анализ.

 Генетически сходные состояния.

    Не существует других фенотипов, которые ассоциировались бы с мутациями в гене PAH.

КЛИНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ.

   Фен в повышенных концентрациях может быть токсическим для мозга и приводить к нарушению умственного развития; таким образом, различные степени ГФА, называемые фенилкетонурическим фенотипом, могут быть фактором риска, подлежащим коррекции. Из-за высокой вариабельности ГФА возможны различные варианты классификационных схем.

    Первая классификационная схема, предложенные Kayaalp et al (1997), являлась одной из простых номенклатур. Эта система использовала термины фенилкетонурия (ФКУ), не-ФКУ гиперфенилаланинемия (не-ФКУ ГФА) и варианты ФКУ. ФКУ – наиболее тяжелый из этих 3 типов, нелеченное состояние ассоциируется с концентрацией фенилаланина плазмы около 1000 гаммамоль/л и диетарной переносимостью фенилаланина менее 500 мг/день. ФКУ ассоциируется с высоким риском тяжелого нарушения интеллектуального развития. Не-ФКУ ГФА ассоциируется с концентрацией фенилаланина плазмы существенно выше нормы, от 120 до 1000 гаммамоль/л, когда индивид находится на нормальной диете. Индивиды с не-ФКУ ГФА имеют значительно меньший риск повреждения интеллектуального развития в отсутствие лечения. Варианты ФКУ включают тех индивидуумов, которые не могут быть описаны ни как ФКУ, ни как не-ФКУ ГФА.

    Классификационная схема, предложенная Guldberg et al (1998), делит PAH-недостаточность на 4 категории: классическая ФКУ, умеренная ФКУ, мягкая ФКУ и мягкая ГФА. Классическая ФКУ вызывается полной или почти полной недостаточностью PAH. Пораженные индивидуумы переносят менее чем 250-350 мг диетарного фен в день, для того чтобы поддерживать безопасный уровень концентрации фенилаланина плазмы менее 300 гаммамоль/л (5 мг/дл). Без диетарного лечения у большинства индивидуумов развививается глубокая необратимая умственная отсталость Индивидуумы с умеренной ФКУ переносят 350-400 мг диетарного фенилаланина в день. Индивидуумы с мягкой ФКУ переносят 400-600 мг диетарного фенилаланина в день. Дети с мягкой гиперфенилаланинемией имеют концентрацию фен в плазме менее 600 гаммамоль/л (10 мг/дл).   

   Исследования Weglage et al (2001) подтвердило гипотезу Levy et al (1971), что такие индивидуумы не нуждаются в диетарном лечении. 31 индивидуум с ГФА, которые никогда не лечились и имели концентрацию фенилаланина в плазме, не превышавшую 600 гаммамоль/л, имели нормальные познавательные способности. Нелеченные дети с персистирующей тяжелой ГФА (т.е. ФКУ) имеют тяжелое повреждение мозга. Признаки и симптомы включают микроцефалию, эпилепсию, тяжелую умственную отсталость и поведенческие проблемы. Экскреция повышенного фенилаланина и его метаболитов могут вызывать неприятный запах тела и кожные нарушения, такие, как экзема. Сопутствующая ингибиция тирозиназы ответственна за снижение пигментации кожи и волос. Пораженнные индивидуумы имеют сниженное образование миелина, норэпинефрина и серотонина. Дальнейшие проблемы могут возникнуть позднее и включают повышенные глубокие сухожильные рефлексы, а также параплегию или гемиплегию (Pietz et al 1998 , Williams 1998.).

   Изменения, которые наступают у юношей и взрослых, являются результатом высоких концентраций фенилаланина плазмы и могут быть как хроническими, так и острыми. Важным хроническим эффектом несоответствия являются нейропсихологические эффекты. Они включают снижение познавательной функции, а также структурные изменения, видимые на МРТ головного мозга. Острые токсические эффекты первично являются нейропсихологическими. Они повреждают продукцию нейротрансмиттеров и могут отражаться в виде электроэнцефалографических изменений. Эти изменения обратимы (Krause et al 1985 , Krause et al 1986).

 ГЕНОТИП-ФЕНОТИП КОРРЕЛЯЦИЯ.

   Недостаточность фенилаланингидроксилазы является «мультифакториальным» заболеванием, при котором необходимыми причинными компонентами болезни являются как внешнесредовые (диетарное поступление фенилаланина) так и генотипические (мутации в PAH-гене) (Krause et al 1985 , Krause et al 1986). Из-за того, что каждый индивид имеет персональный геном, даже те, кто имеет одинаковый мутантный PAH-генотип, могут иметь неодинаковый «ФКУ-генотип». Как считают (Scriver & Waters 1999), генотип не может быть точным предиктором актуального фенотипа, а оценка и лечение индивидуума (актуальный фенотип) скорее, чем фенотип, определяемый генотипом, требует коррекции. Вариабельность метаболических фенотипов при PAH-недостаточности первично вызывается различными мутациями в гене PAH (Kayaalp et al 1997 , Guldberg et al 1998). DiSilvestre et al (1991) обнаружили, что генотип определяет биохимический фенотип (определяемый нагрузочным тестом фенилаланина), но не определяет клинический фенотип (т.е. проявление умственной отсталости). PAH-недостаточность является, таким образом, комплексным нарушением на познавательном и метаболическом уровне (.Scriver & Waters 1999.). Становится труднее определять клинические фенотипы в связи с тем, что индивидуумы с PAH-недостаточностью успешно лечатся в развитых странах. Некоторые нелеченные индивидуумы с PAH-недостаточностью и PAH-мутациями, у которых обычно подтверждается классическая ФКУ, имеют повышенную концентрацию фенилаланина плазмы, но нормальный интеллект. Некоторые сибсы с одинаковым генотипом имеют различные клинические и метаболические фенотипы. Механизмы, которые вызывают расхождения в патогенезе на уровне мозга, несмотря на сравнимые концентрации фенилаланина плазмы, остаются неясными. Эти нетипичные индивидуумы имеют значительно более низкие концентрации фенилаланина мозга в сравнении с индивидуумами со сходными концентрациями фенилиаланина в крови. Moller et al (1998) предположили, что различные концентрации фенилаланина мозга у индивидуумов со сходной концентрацией фенилаланина крови являются результатом индивидуальных вариаций в кинетике захвата и распределения фенилаланина через гематоэнцефалический барьер. Trefz et al (2000) предположил, что эти нетипичные индивидуумы могут быть защищены вторичным каталитическим вариантом повреждения аминокислотного транспортера. Pietz et al (1999) продемонстрировал, что индивиды, нагруженные фенилаланином, которые имели классическую ФКУ с большим снижением нейтральных аминокислот, снижают захват фениаланина в мозге транспортерами и исправляют нейропсихологические параметры.

    Выдвинута теория, которая пытается объяснить вариабельность в концентрациях фенилаланина плазмы у индивидуумов с одинаковым генотипом. Scriver & Waters 1999 , Waters et al 2001 предполагают , что некоторые миссенс-мутации повреждают складывание белка, что нарушает олигомеризацию исходного PAH-белка. Этот процесс, кажется обусловленным индивидуальной генетической историей, включая, потенциально, различия в качестве и количестве шаперонов и протеаз. Несмотря на все различие факторов, влияющих на фенотипы недостаточности фенилаланингидроксилазы, специфический PAH-генотип остается основной детерминантой метаболического фенотипа в большинстве случаев. У компаунд-гетерозигот с функциональной гемизиготностью (0/миссенс пара аллелей) менее тяжелая из двух PAH-мутаций определяет тяжесть болезни. Когда присутствуют 2 мутации со сходной тяжестью, фенотип может быть более мягким, чем вызванный каждой из этих мутаций (Kayaalp et al 1997 , Guldberg et al 1998 , Waters et al 1998).

   Множество врачей сегодня выступают в защиту необходимости генотипирования всех новорожденных с идентифицированной гиперфенилаланинемией для уточнения необходимой диеты (Guttler & Guldberg 2000 , Zschocke & Hoffman 2000 , NIH Consensus Development Panel 2000). Zschocke & Hoffman (2000) даже предлагают, чтобы индивидуумы с мягкой ГФА, ассоциированные с известными мягкими мутациями, были пролечены с последующими контрольными анализами на относительно ранних стадиях. Greevs et al ( 2000) предположил, что генотип поможет определить вероятность интеллектуальных изменений, если индивидуумы ослабят диетарные ограничения на протяжении жизни.

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ.

    С тех пор, как появился универсальный скрининг новорожденных, симптоматическая классическая ФКУ стала нечастой.

 Табл.2.  Распространенность недостаточности PAH в популяции

 Популяция                    Недостаточность PAH у новорожденных      Частота носителей               Авторы

   Турки                                                  1/2,600                                                       1/26                      Ozalp et al 1986

   Ирландцы                                          1/4,500                                                       1/33                      DiLella et al 1986

  Белые Восточной Европы               1/10,000                                                     1/50                      Scriver & Kaufman 2001

  Японцы                                               1/143,000                                                  1/200                    Aoki & Wada 1988

   Финны Евреи-ашкенази                  1/200,000                                                  1/225                    Scriver & Kaufman 2001

 ИСТОРИЧЕСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ.

    Гиперфенилаланинемия была названа эпитомом биохимической генетики человека. В 1934 г. Осборн Фёллинг открыл, что один из типов умственной отсталости вызывается повышенным уровнем фенилаланина в жидкостях тела. Он идентифицировал это заболевание как аутосомно-рецессивное состояние. В 1940-х гг. Лайонелл Пенроуз, который осознал, что ФКУ это первая форма умственной отсталости с химическим объяснением, предложил, что ФКУ не случайно распределяется в человеческих популяциях и может быть излечима. В середине 1950-х было показано, что индивидуумы с ФКУ имеют недостаточность активности фермента фенилаланингидроксилазы (PAH) в цитозоле печени. Дальше было показано, что пораженные индивиды отвечают на диетарные ограничения пищевого фенилаланина.

   К 1960-м гг. метод микробной ингибиции использован для массового скрининга новорожденных, обеспечивающего ранний диагноз и успешное лечение. В1970-х гг было показано, что не все ГФА являются ФКУ. Некоторые формы ГФА обусловлены нарушениями синтеза и рециклинга кофактора (тетрагидробиоптерин – BH4), вовлеченного в реакцию гидроксилирования фенилаланина.

   В течение 1980-х годов ген PAH человека был картирован и клонирован, а первая мутация идентифицирована. В 1990-х анализ экспрессии in vitro был использован для изучения действия различных аллелей PAH на функцию фермента и была получена кристаллическая структура PAH-фермента. ГФА излечима. Пораженные индивидуумы могут вести нормальный образ жизни. Долгие усилия улучшили тестирование и пригодность современных синтетических диетарных добавок (Rohr et al 2001). Исследования с целью улучшить современное лечение с ограничением фенилаланиновой диеты дополненное медицинскими препаратами, продолжаются (см. Лечение).

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА.

    ГФА может быть результатом нарушенного синтеза или рециклинга тетрагидробиоптерина (BH4), кофактора в реакции гидроксилирования фенилаланина, тирозина и триптофана. Дефекты в синтезе BH4 связаны с дефицитом гуанозин трифосфат циклогидролазы (GTPCH) или недостаточности 6-пировоил тетрагидробиоптерин синтетазы (PTPS). Повреждения рециклинга BH4 вызывается дефицитом дигидроптеридин редуктазы (DHPR) или дефицитом птерин-4 акарбиноламин дегитратазы (PCD). Все ГФА, вызванные дефицитом BH4, наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Они составляют около 2% индивидуумов с ГФА. BH4 также вовлечен в биосинтез катехоламина, серотонина и оксида азота. Scriver & Kaufman (2001) и Blau et al (2001) указали, что все новорожденные с персистирующей гиперфенилаланинемией должны быть скринированы на недостаточность BH4.

Следующие скрининг-тесты необходимы:

1.Анализ птеринов в моче.

2.Измерение DHPR-активности в пятнах крови на картах Гатри. Если скрининг-тест положителен, следующий подтверждающий тест рекомендуется: нагрузочный тест с BH4 анализ фолатов и метаболитов нейротрансмиттеров в спинномозговой жидкости измерение активности ферментов Эти тесты следует проводить в специализированных центрах.

   Пренатальная диагностика возможна для всех форм BH4-недостаточности. Типичные тяжелые формы GTPCH, PTPS, DHPR-недостаточности могут иметь вариабельные, но частые симптомы: умственную отсталость, конвульсии, нарушения тонуса и позы, сонливость, раздражимость, аномальные движения, повторяющуюся гипертермию без инфекции, гиперсаливацию, затруднения при глотании, микроцефалию, которая является частой при PTPS и DHPR-недостаточности.

   Уровни фенилаланина плазмы могут варьировать от слегка превышающих норму (более 120 гаммамоль/л) до 2500 гаммамоль/л, мягкие формы недостаточности BH4 не имеют клинических признаков. PCD-недостаточность иногда относят к первичной птеринурии, ассоциирущейся с доброкачественной транзиторной гиперфенилаланинемией. В принципе, BH4-недостаточность излечима. Лечение требует нормализации BH4 и концентрации фенилаланина крови и восстановление BH4-зависимого гидроксилирования тирозина и триптофана. Это достигается добавлением BH4 в диету, заместительной терапией предшественниками нейротрансмиттеров и добавлением фолиевой кислоты при DGPR-недостаточности. Лечение должно быть начато рано и должно продолжаться в течение всей жизни. (Blau et al 2001).

ВЕДЕНИЕ ПАЦИЕНТОВ.

Классическая ФКУ.

   Ограничения диетарного фенилаланина. Основной целю лечения ГФА является нормализация концентрации фенилаланина и тирозина в крови, таким образом, предупреждение интеллектуального дефицита, который сопровождает это заболевание (Burgard et al 1999); концентрации фенилаланина от 120 до 360 гаммамоль/л (2-6 мг/дл) (Koch, Azen et al 1996) или от 40 до 240 гаммамоль/л (1-4 мг/дл) (Burgard et al 1999) обычно считаются безопасными.

   Ясно, что если диета не соблюдается строго, особенно в течение детства, и если концентрация фенилаланина плазмы повышается, часто выше рекомендованных концентраций, некоторые повреждения возможны. Ограничения диеты должны быть начаты как можно раньше после рождения и продолжаться до наступления юности (.Pietz et al 1998), а возможно в течение всей жизни .Medical Research Council Working Party on PKU 1993 , NIH Consensus Development Panel 2000).

    Для женщин с недостаточностью PAH, которые решили забеременеть, диетарные ограничения должны быть начаты перед беременностью и продолжаться в течение всей беременности. Диета с ограничением фенилаланина адаптируется к индивидуальной переносимости фенилаланина и включает необходимое количество белка (энергетической ценности) по возрасту. Фенилаланин в плазме в концентрациях, необходимых для эффективного лечения и нормального пищевого статуса не может быть получен только из низкопротеиновой диеты, а требует использования свободных от фенилаланина медицинских формул. Диета должна быть тщательно мониторирована, так, чтобы рост и пищевой статус не был дефектным и не создавался дефицит фенилаланина и тирозина. Диета должна соответствовать росту, заболеванию, активности и т.д. Концентрации фенилаланина и тирозина в плазме должны регулярно проверяться (Medical Research Council Working Party on PKU 1993 , NIH Consensus Development Panel 2000).

   Лечение пораженных индивидуумов любого возраста может быть затруднено и должно быть улучшено за счет обучения и поддержки создаваемыми медицинскими бригадами, состоящими из врачей-диетологов, генетиков-консультантов, социальных работников, медсестер и психологов.

Добавки BH4.

   Так как организм ребенка постоянно растет, множество индивидуумов с первичной недостаточностью фенилаланингидроксилазы, также, как с мягкими формами ГФА, испытывают потребность в 6R-BH4 стереоизомере в фармакологических дозах (до 20 мг/кг ежедневно в разделенных оральных дозах) (Bernegger & Blau 2002 , Matalon et al 2004). Индивидуальность фармакокинетики BH4- обусловливает потребность пациент-специфических курсов лечения (Blau & Erlandsen 2004). Механизм ответа на BH4 достаточно сложен. Он зависит от комбинации гомологичных мутаций PAH и их ассоциаций с единичными аллелями PAH (Erlandsen & Stevens 2001 , Blau & Erlandsen 2004). Какой бы ни был механизм терапевтического действия, 6R-BH4 усиливает гидроксилирование фенилаланина in vivo и соответствующий цикл оксидации, и снижает концентрацию фенилаланина в плазме с улучшением переносимости диетарного фенилаланина (Muntau et al 2002).

Лечение в раннем детстве.

   Фенилаланин-ограниченная диета и свободная от фенилаланина медицинская формула должна быть начата как можно раньше под присмотром диетолога. Грудное вскармливание поощряется на фоне фенилаланин-свободных формул (NIH Consensus Development Panel 2000). Введение тирозина и всех аминокислот должно контролироваться. Дети в возрасте до 2 лет должны обеспечиваться всеми аминокислотами более 3 г/кг в день, включая 25 мг/кг тирозина в день. Потребление фенилаланин-свободной формулы должно распределяться в течение 24 ч в сутки с тем, чтобы минимизировать колебания концентрации аминокислот в крови (Medical Research Council Working Party on PKU 1993). Во время лечения необходимо избегать длительных периодов низкой концентрации фенилаланина в крови, которые также вредны для развития мозга. Концентрация фенилаланина в крови должна контролироваться еженедельно или 1 раз в 2 недели (Burgard et al 1999).

Лечение в детстве.

   Детям в возрасте более 2 лет должна обеспечиваться потребность во всех аминокислотах из расчета 2 г/кг в день, включая 25 мг/кг тирозина в день. Мониторинг 1 раз в 2 недели рекомендуется до 7 лет и ежемесячно после этого (Medical Research Council Working Party on PKU 1993).

Лечение в юношеском и взрослом состоянии.

    Рекомендации по лечению юношей и взрослых различны. В целом соблюдение диеты в течение всей жизни получает поддержку (Brenton et al 1996 , NIH Consensus Development Panel 2000..). Некоторые рекомендации более либеральны, чем другие и указывают, что ослабление (не отказ от) диеты у юношей не повреждает жизненно важные функции, когда концентрация фенилаланина плазмы остается менее 1200 гаммамоль/л (Griffiths 2000). Однако другие исследования показывают, что если диета ослабляется после 12 лет, IQ может оставаться стабильным, но другие функции нарушаются. Взрослые, которые преждевременно отказались от фенилаланин-ограниченной диеты, имеют тенденцию к снижению внимания, замедлению способностей к обработке информации и замедлению двигательных реакций. У них развиваются изменения в частотном распределении электрической активности мозга (Pietz et al 1998). Повышается мышечный тонус, возникает тремор (Villasana et al 1989), снижение минерализации костей (McMurry et al 1992) и нарушения умственного развития (Waisbren & Levy 1991).

    Общая точка зрения заключается в том, что ограничение концентрации фенилаланина в пределах рекомендуемых норм улучшает общее состояние индивидуума с не-ФКУ ГФА. Индивидуумы с не-ФКУ ГФА, которые имеют концентрацию фенилаланина в плазме существенно менее 600 гаммамоль/л (10 мг/дл) имеют не больший риск развития интеллектуальных, неврологических и нейропсихологических нарушений, чем индивидуумы без недостаточности PAH. В то же время некоторые специалисты дебатируют целесообразность отказа от лечения, некоторые из них считают, что диетарное лечение необходимо для индивидуумов в этом классе (Levy et al 1971 , Weglage et al 1996 , Burgard et al 1999 , Weglage et al 2001).

   Необходимо отметить, что девочки в этой группе должны получать генетическое консультирование в отношении тератогенного эффекта высоких концентраций фенилаланина в материнской плазме (материнская ГФА/ФКУ), когда они достигнут репродуктивного возраста (Weglage et al 2001).

Беременные женщины с недостаточностью PAH.

    Женщины с недостаточностью PAH, которые лечились в течение детства и юности должным образом, имеют нормальное физическое и интеллектуальное развитие. Однако, если женщина имеет высокую концентрацию фенилаланина плазмы, ее внутриутробные условия будут враждебными для развивающегося плода, так как фенилаланин является потенциальным тератогеном. Строго рекомендовано, чтобы женщины с недостаточностью PAH использовали доступные методы контрацепции для предупреждения незапланированной беременности.

   Женщины с недостаточностью PAH, не соблюдающие диету и планирующие беременность, должны начать фенилаланин-ограничивающую диету до зачатия и поддерживать концентрацию фен плазмы от 120 до 360 гаммамоль/л (2-4 мг/дл), в идеале в течение нескольких месяцев до попытки зачатия (Koch, Levy et al 1996). После зачатия им должна быть предложена длительная диета и еженедельное или раз в 2 недели измерение концентрации фенилаланина плазмы, т.к. пищевая потребность в фенилаланине и белке существенно изменяется в течение беременности. Беременная женщина с недостаточностью PAH должна обеспечивать энергетическую потребность в белках, жирах и углеводах в соответствующей пропорции. Она должна иметь нормальную прибавку в весе, чтобы создавать наилучшие условия для роста плода. Аномалии, которые связаны с воздействием высокой концентрации фен материнской плазмы, приводят к «материнской ГФА/ФКУ» (Lenke & Levy 1980). Вероятность, что плод будет иметь порок сердца, внутриутробную и постнатальную задержку развития, микроцефалию и умственную отсталость, зависит от тяжести материнской ГФА и эффективности диетарного ведения матери. Хотя исследования показали, что женщины с не-ФКУ ГФА, которые имели концентрацию фенилаланина плазмы менее 400 гаммамоль/л (7 мг/л) и которых не лечили (Levy, Waisbren et al 1996 ; Jardim et al 1996), могли родить ребенка, кажущегося нормальным (Levy, Waisbren et al 1996).

    «Kооперативные» исследования материнской ФКУ показали, что даже если концентрация фенилаланина материнской плазмы равнялась 120-360 гаммамоль/л (2-6 мг/дл), 6% детей рождались с микроцефалией, а 4 % - с постнатальной задержкой роста (Rouse et al 1997). Если концентрация фен материнской плазмы составляла более 900 гаммамоль/л (15 мг/дл), риск по микроцефалии составлял 85%, постнатальной задержки роста 51%, внутриутробной задержки роста 26% (Rouse et al 1997). Риск всех этих аномалий дозо-зависим (Levy & Ghavami 1996) и время-зависим (Rouse et al 1997).

    Таким образом, оптимальные концентрации фенилаланина плазмы должны строго соблюдаться на протяжении беременности, для того, чтобы снизить риск каждой аномалии; исследования в этой области продолжаются (Rouse & Azen 2004). К несчастью, многие беременности не планируются. Если концентрация фенилаланина плазмы не контролировалась до 2 или 3 триместра, риск такой же, как если бы концентрация фенилаланина плазмы не контролировалась никогда.

    Необходимое пренатальное ведение беременности должно включать серию ультрасонографических исследований для: идентификаци неразвивающейся беременности в 1 триместре, мониторирования роста плода, идентификации врожденных аномалий (таких, как порок сердца), которые относительно часты у детей, матери которых имели недостаточность PAH.

   Wisebrenn et al (1998) пришли к выводу, что субоптимальные домашние условия могут приводить к отсрочке контроля концентрации фенилаланина материнской плазмы. Считается, что ограниченные интелектуальные способности, сниженные социальные ресурсы и эмоциональные затруднения большинства женщин с ГФА могут осложнять введение диеты у этих женщин, пренатального ведения и ведения их новорожденных детей. Поддержка женщины с ГФА/ФКУ начинается перед зачатием и продолжается после родов, что важно для оптимальных исходов. К настоящему времени слишком мало опубликованных данных о детях, рожденных матерями с ФКУ. В одном из таких исследований провели сравнение результатов тестирования развития детей в возрасте 4 лет в сравнении с развитием этих детей в возрасте 2 лет (Waisbren et al 2000). Однако для интерпретации полученных данных необходимы дальнейшие исследоваания.

   В настоящее время проводится исследование орального введения фермента фенилаланин аммониалиазы (PAL) для деградации фенилаланина в желудочно-кишечном тракте перед тем, как произойдет его всасывание в организме (Sarkissian et al 1999 , Gamez et al 2004.).

   Hа  животных исследуется соматическая генная терапия и предлагается для возможного лечения в будущем (Eisensmith et al 1999 , NIH Consensus Development Panel 2000 , Ding et al 2004. )

 Генетическое консультирование. Тип наследования.

    Недостаточность PAH наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Риск для членов семьи. Родители пробанда.

    Непораженные родители ребенка с недостаточностью PAH являются облигатными гетерозиготами. Каждый родитель несет как минимум одну аллель PAH, вызывающую болезнь. Такие носители асимптомны, и у них никогда не развивается ГФА.

 Сибсы пробанда.

    При зачатии сибсы пораженного ребенка имеют 25% вероятность быть также пораженными (гомозиготами), 50% вероятность быть асимптомными носителями аллели, вызывающую болезнь, и 25% вероятность иметь 2 нормальных аллели. Если в отношении сибса известно, что он не поражен, вероятность того, что он носитель, равна 2/3.

Новорожденные от пробанда.

    Так как недостаточность PAH подвергается лечению, пораженные индивидуумы, прошедшие успешное и эффективное лечение, могут жить физически и интеллектуально нормальной жизнью и иметь своих собственных детей.

    Дети, рожденные от одного родителя с недостаточностью PAH и одного родителя с двумя нормальными аллелями, являются облигатными гетерозиготами. Если один родитель поражен, а другой родитель является носителем, то новорожденные имеют 50% вероятность быть гетерозиготами и 50% вероятность быть пораженными. Если пораженный родитель является отцом, никакого дополнительного риска не существует. Если пораженный родитель – мать, то материнская ГФА/ФКУ является критическим фактором.

Выявление носителей.

    Членов семьи, имеющих риск, необходимо тестировать с целью определения их статуса носителя по недостаточности PAH. Такое тестирование в настоящее время предлагается в некоторых центрах для семей с позитивным анамнезом. Партнеры носителей в настоящее время могут получить такое тестирование в ограниченном объеме. Три метода могут быть использованы: тестирование носительства с помощью молекулярно-генетического тестирования членов семей, имеющих риск; такое тестирование доступно на клиническом уровне, если мутации идентифицированы у пробанда, анализ сцепления – для немногих семей, в которых вызывающая болезнь мутация не была идентифицирована, но если семья информативна по маркерам внутри гена PAH, биохимический анализ определения статуса носителя, если молекулярно-генетическое тестирование невозможно.

 Другие ситуации. Новорожденный в семье с риском по ФКУ.

    Если пренатальная диагностика не принесла результатов, неприемлема или не проводилась, у детей с риском исследуется концентрация фенилаланина плазмы на 2-3 день питания, включающего неограниченное количество белка.

Планирование семьи.

   Оптимальное время определения генетического риска, установления статуса носителя, обсуждения возможности пренатального тестирования, - перед наступлением беременности.

Хранение ДНК.

    Хранение ДНК – накопление ДНК (обычно экстрагированной из белых клеток крови) для возможного использования в будущем.

Пренатальное тестирование.

    Пренатальная диагностика в случае беременности с высоким риском возможна путем анализа ДНК, экстрагированной из фетальных клеток, полученных путем амниоцентеза, обычно проводимого на 15-18 неделе гестации* или биопсии ворсин хориона (CVS) на 10-12 неделе гестации. Обе аллели, вызывающие болезнь у пораженных членов семьи, должны быть идентифицированы, или установлено сцепление в семье, до проведения пренатального тестирования.

 Другие соображения.

     Пренатальная диагностика противопоказана, если целью тестирования является терминация беременности в большей степени, чем ранняя диагностика. Хотя большинство центров считают, что это выбор родителей, эта точка зрения подлежит обсуждению. Гестационный возраст определяется как число менструальных недель, подсчитанных с последнего дня последнего нормального менструального периода, или с помощью ультразвукового исследования.

 Молекулярная генетика.

     Хромосомный локус 12q24.1 . Белок - Фенилаланингидроксилаза.

Нормальные аллельные варианты.

    Ген PAH содержит 13 экзонов и промежуток в 90 килобаз (Scriver & Kaufman 2001), геномное секвенирование выявило, что этот ген кодирует зрелую информационную РНК длиной в 2,4 килобазы (Kwok et al 1985 , Konecki et al 1992 ). 31 различный полиморфизм вызывает минорные изменения ( PAHdb Knowledgebase), которые были идентифицированы при секвенировании гена. Все они считаются нейтральными по отношению к продукту гена -белку (Waters et al 1998).

Нормальный продукт гена.

    Нормальным продуктом гена PAH является белок фенилаланингидроксилаза (PAH), содержащая 452 аминокислоты (PAHdb Knowledgebase). Фермент PAH может существовать в качестве тетрамеров и димеров в равновесии (Hufton et al 1998). Фермент PAH гидроксилирует фен в тир, эта реакция лимитируется их соотношением в большинстве метаболических путей, в результате фенилаланин метаболизируется до CO2 и H2O (Scriver & Kaufman 2001. ).

Аномальные продукты гена.

    Мутации, вызывающие наиболее тяжелые фенотипы, известны как определяющие полную неактивность PAH. Эти «0-мутации» бывают разных типов. Миссенс-мутации обычно допускают остаточную степень активности; однако они трудны для определения степени тяжести in vivo, потому что активность in vivo не является простым эквивалентом ферментативного фенотипа in vitro (Waters et al 1998 , Gjetting et al 2001 , Waters et al 2001).