Чжоу Янь и Цзе Шэнхуа Цзе Шэнхуа, инфекционное отделение, больница медицинского колледжа Уханьского союза Нарушение углеводного метаболизма Болезнь хранения гликогена (БХГ), также известная как болезнь фон Гирке, является наиболее распространенной формой болезни хранения гликогена I типа. Она вызвана врожденным дефицитом глюкозо-6-фосфатазы (Г6Ф) в печени, что приводит к нарушению распада или синтеза гликогена. Печень не способна образовывать глюкозу из гликогена, молочной кислоты и аминокислот, что приводит к гипогликемии натощак. Заболевание является аутосомно-рецессивным, и механизм его развития заключается в том, что ген, кодирующий G6P, расположен на хромосоме 17, и существуют различные мутации, наиболее распространенными из которых являются R83C и Q347X. Частота выявления R83H и R83C высока в нашей популяции. Мутация 727G→T добавляет новый сайт сдвига к сайту, что приводит к делеции 91 пары оснований (bp) в экзоне 5 и стоп-кодону на уровне 713-715 bp, в результате чего белок G6P укорачивается с 357 аминокислот до 211 аминокислот и снижается активность фермента. Другие сайты мутаций: V338F, D38V, G68R, IVS3-58T>A, IVS4+10G>A и т.д. Ген G6P может быть проанализирован с помощью молекулярно-биологических анализов, таких как ПЦР, секвенирование ДНК, ПЦР-полиморфизм длины рестрикционного фрагмента и ПЦР-аллель-специфическая олигонуклеотидная гибридизация (ПЦР-ASO), из которых ПЦР-ASO эффективна для выявления мутантных аллелей, носителями которых являются большинство пациентов с печеночной болезнью накопления гликогена. Галактоземия Галактоземия — это врожденное нарушение обмена веществ, вызванное дефицитом галактозо-1-фосфат уридилтрансферазы (Gal-1-PUT) в метаболизме галактозы и являющееся аутосомно-рецессивным заболеванием. Он распространен среди младенцев, частота гена составляет 32 на 100 000, а распространенность в популяции — 1 на 100 000. Механизм заключается в том, что дефицит Gal-1-PUT приводит к накоплению в организме галактозо-1-фосфата (Gal-1-p) и галактитола и увеличению содержания галактозы в крови и моче. Дефицит Gal-1-PUT обусловлен мутацией в гене, кодирующем хромосому 9p13. Пациенты являются чистыми сородичами с отсутствующей или очень низкой активностью фермента; у гетерозигот заболевание обычно не развивается. Пациенты могут родиться от чистых или гетерозиготных родителей, причем гетерозиготы, родители которых являются носителями вызывающего болезнь гена, имеют только 50% от нормальной активности Gal-1-PUT. В последние годы дефицит фермента был изучен, и известны следующие варианты: Duarte, Black, Indiana, Rennes, Bern, Chicago, Los Angel и Negro. У негритянского типа отсутствует активность трансферазы в эритроцитах, но некоторая активность фермента все еще присутствует в тканях печени и кишечника и поэтому клинически протекает бессимптомно. Существуют региональные варианты PUT, и часто встречаются мутации в локусах Q188R, G1391A, K285N, IVS5-24G>A, S135L и N314D, причем Q188R преобладает в Европе, а S135L — у афроамериканцев. Пренатальный диагноз может быть поставлен путем анализа активности фермента в культивированных клетках амниотической жидкости, если обнаружена сниженная активность Gal-1-PUT. Кроме того, дефицит галактокиназы и уридин-дифосфат галактозо-4-дифференцирующего фермента также может вызвать галактоземию. Оба заболевания обусловлены генетическими дефектами. (1) Ген галактокиназы расположен на хромосоме 17q21-22, и зарубежные исследования показали, что частота гетерозигот у новорожденных составляет 1/107, а частота чистых гетерозигот — 1 на 40 000. (ii) Ген уридин-дифосфат-галактоза-4-дифференциазы расположен на хромосоме 1p35-36 и вызывает увеличение количества галактозы и галактитола в организме, главным образом, влияя на метаболизм галактоза-1-фосфата. Как только заболевание диагностировано, галактозу следует исключить из рациона и заменить ее соевым молоком. С развитием ферментных технологий и клеточной инженерии экзогенная очищенная ферментная терапия с длительным периодом полураспада, низкой антигенностью и хорошей ориентацией может быть назначена детям с генетическими нарушениями и вскоре может быть использована в клинической практике. Нарушения в метаболизме аминокислот, белков и ферментов Дефицит альфа-1-антитрипсина-ассоциированная болезнь печени Дефицит альфа-1-АТ может привести к накоплению трипсина в печени, что приводит к наследственному метаболическому заболеванию печени, которое является аутосомно-доминантным расстройством. Это аутосомное ко-доминантное заболевание. 15-20% неонатальных заболеваний печени могут быть вызваны дефицитом α1-АТ. Заболевание, как правило, развивается в младенчестве или в зрелом возрасте с признаками хронического заболевания печени. У некоторых детей в неонатальном периоде развивается внутрипеченочный холестаз, который проявляется в виде гипербилирубинемии, повышения активности щелочной фосфатазы сыворотки крови и гипертрансаминаземии. У большинства детей внутрипеченочный билиарный сладж сохраняется в течение шести месяцев, после чего проходит, и если состояние не улучшается, может развиться прогрессирующее поражение печени, переходящее в цирроз. Начало заболевания у взрослых чаще всего наблюдается при гетерозиготной α1-АТ-дефицитной болезни печени, при которой пациенты прогрессируют относительно медленно и у них также может клинически развиться печеночная недостаточность. Исследования подтвердили, что ген, кодирующий α1-AT, расположен в 14q24.3-32.1, и 75 различных аллелей были выделены с помощью электрофореза с изоэлектрическим фокусированием, причем наиболее часто встречаются аномалии в аллелях Z и S. Аллелями являются изодоминантно экспрессируемые гены ингибиторов протеазы (гены Pi), которые полиморфны и варьируются в популяции. Большинство нормальных людей имеют PiMM, ген с нормальной функцией, и имеют нормальные сывороточные уровни и функцию α1-АТ; ②PiZ чистые сородичи (PiZZ). У лиц, несущих PiZZ, наблюдается тяжелый дефицит α1-АТ в сыворотке крови, всего около 15% от нормальных индивидуумов, причем мутировавшими локусами являются E342K и F51L, и клинически может развиваться обструктивная болезнь легких и ювенильный цирроз; ③PiS чистые сородичи (PiSS). У этих людей наблюдается умеренный дефицит α1-АТ в сыворотке крови, около 60% от нормы, и пациенты предрасположены к развитию эмфиземы и цирроза; ④ гетерозиготы (например, PiMZ, PiSZ и т.д.). Эти люди также склонны к развитию эмфиземы и цирроза печени. Обнаружение вариантов α1-AT методом ПЦР имеет такие преимущества, как простота отбора проб, низкая потребность в образцах, быстрота и высокая чувствительность, и используется в некоторых больницах Китая для диагностики заболеваний с генетическими дефектами. Гепатолентикулярная дегенерация (ГЛД), также известная как болезнь Вильсона (БВ), была впервые зарегистрирована Вильсоном и является аутосомно-рецессивным заболеванием, при котором мутантный белок нарушает связывание меди, вызывая гепатит, цирроз и синдром инфантильного гепатита. Синдром гепатита. Последовательность кДНК длиной 4398 п.н. содержит 21 экзон и 20 интронов, с длиной экзонов от 77 до 1234 п.н., в основном около 200 п.н., кодирует транспортный белок меди с АТФазной активностью, состоящий из 1465 аминокислотных остатков. ATP7B имеет широкий спектр вариантов, и существуют этнические различия. Например, H1069Q наиболее распространен у европеоидов и редок в китайских популяциях, где R778L является высокочастотным местом мутации по сравнению с 4193d в Индии. На сегодняшний день идентифицировано 225 типов мутаций, включая 144 миссенс-, синонимичные или нонсенс-мутации, 49 небольших делеций, 12 небольших инсерций, 3 регуляторные мутации, 1 инсерция и делеция, сосуществующие друг с другом. Было обнаружено 144 миссенс-, синонимичных или нонсенс-мутаций, 49 небольших делеций, 12 небольших инсерций, 3 регуляторные мутации, 1 инсерция и делеция, 2 комплексные мутации перераспределения, 11 сплайс-мутаций и 3 большие фрагментные делеции. Горячими точками мутаций в китайской популяции являются T1216G, S406A, G1366C, V456L, C2310G, L770L, G2333T, R778L, A2495G, K832R, C2975T, P992L и т.д. Кроме того, существуют миссенс-мутации (S986F, I1348N, G1355D, M1392K, A1445P), делеции генов. A1445P), делеции генов (2810delT), замены нуклеиновых кислот (-133A→Cand-215A→T), а также N1270S, P1273L, A476T, L776L и др. Поскольку существует более 200 участков мутации, что делает генетический скрининг очень сложным, ДНК-микросателлитные маркеры могут быть использованы для сравнения генов пациентов и их родителей, чтобы определить, является ли их причинный ген чистым или гетерозиготным. Вероятность развития заболевания у братьев и сестер пациентов составляет 25%, и генетическое обследование семей подтвержденных пациентов является наиболее эффективным способом ранней диагностики других потенциальных пациентов. Кольцо K-F роговицы также имеет клиническую ценность для диагностики. Наследственный гемохроматоз (НГ) НГ, также известный как бронзовый диабет или гиперпигментированный цирроз, является редким аутосомно-рецессивным нарушением обмена железа, встречающимся в основном у европеоидов с распространенностью 1,64% и редко встречающимся в Китае. Существует пять различных генотипов заболевания: тип 1 — генетическое заболевание, связанное с антигеном лейкоцитов человека, которое чаще всего вызывается мутациями в гене HFE, приводящими к дисфункции клеточного переноса железа, что приводит к повышенной нагрузке железом и его отложению в органах, и четыре других редких типа, которые связаны с дисфункцией гемоглобина (HJV, тип 2A) и HAMP (тип 2B), рецептора трансферрина 2 (TfR2, тип 3) и мембранного трансферрина ( FPN, тип 4) связаны с дисфункцией. Ген HFE (или HLA-H) был идентифицирован в 1996 году и расположен на коротком плече хромосомы 6, кодируя область HLA-A*3. Существует более 20 мутаций в этом гене, причем наиболее распространенной является C282Y, за которой следуют миссенс-мутации H63D и S65C. Исследования показали, что два генотипа, A16V-SOD2 и -463G/A-MPO, связаны с циррозом или гепатоцеллюлярной карциномой. Wallace et al. сообщили об одном случае первичного гемохроматоза, в котором была обнаружена мутация интрона. Миссенс-мутация T→C в основании 5 на 5′ конце интрона 3 гена HFE была зарегистрирована в Китае (как чистая гетерозигота, IVS 3+5 T-C), и предполагается, что новая мутация сайта сдвига IVS3+5T-C может быть молекулярно-биологической основой патогенеза ВГ. ② Тип 2A. Белок гематоксилин состоит из 426 аминокислот, а его ген содержит четыре экзона и три интрона. Существует широкий спектр типов мутаций, которые могут влиять на все регионы гематопоэтина, большинство из которых являются терминационными детерминантами. Наиболее распространенной формой мутации является G320V, в дополнение к сложной гетерозиготной мутации G320V/Q116X и мутации Q6H, C80R, S85P, G99R, G99V, L101P, I222N, I281T, C321X, C32lW, R385XS105L. E302K, N372D, R335Q и другие мутации. (iii) Тип 2B. Этот тип связан с мутациями в гене HAMP, гене, кодирующем гепцидин хромосомы 19, содержит три экзона и два интрона, экспрессируется в основном в печени. Были выявлены многочисленные мутации, такие как R56X, R59G и G71D. Ген, кодирующий TfR2, расположен в 7q22 и имеет длину около 21 кб. Типы мутаций включают чистую нонсенс-мутацию Y250X, мутацию сдвига E60X, реверсию оснований M172K и R455Q и делецию гена AVA1294-297del. ⑤ Тип 4. Тип 4 — аутосомно-доминантное расстройство. fpn кодируется геном SLC40A1 и его мутациями. FPN кодируется геном SLC40A1, и мутации в нем вызывают множественные аномалии в трансмембранных белках, что приводит к нарушению высвобождения железа из эпителиальных клеток кишечника и макрофагов. Лечение этого заболевания с помощью внутривенного вскрытия и кровопускания является простым и эффективным, и в настоящее время это заболевание является хорошей моделью для генетического скрининга заболеваний человека. Генетическому обследованию населения может предшествовать тест на насыщение железом, затем тест на ген HFE, далее ферритин сыворотки, функциональные тесты печени и, наконец, биопсия печени для подтверждения диагноза у тех, кто чист и гетерозиготен по мутации гена HFE. В целом, развитие многих заболеваний печени тесно связано с генетическими факторами. С ростом исследований в области молекулярной биологии, быстрым развитием генной инженерии и ее широким применением в клинической практике большинство генетических метаболических заболеваний печени были успешно подвергнуты генетическому анализу и диагностированы. Эффективное использование этих новых методов и методик облегчит пренатальную диагностику, будет иметь большое значение для понимания генетических особенностей соответствующих заболеваний печени, взаимосвязи между генетическими вариантами и заболеванием, а также для изучения новых терапевтических подходов, и, как ожидается, сыграет значительную роль в исследовании и клиническом лечении наследственных заболеваний печени. (Ссылки предоставляются по запросу) http://www.ihepa.com/ArticleView_3911.html