Pyruvatkinase-Mangel

Einführung in den Pyruvatkinase-Mangel Pyruvatekinase (PK) -Mangel ist ein Enzym der roten Blutkörperchen, das erst nach einem G-6-PD-Mangel auftritt. Grundkenntnisse Der Anteil der Krankheit: 0,0005% - 0,001% Anfällige Personen: Keine bestimmten Personen Art der Infektion: nicht ansteckend Komplikationen: Cholelithiasis

Ursache für Pyruvatkinase-Mangel

(1) Krankheitsursachen

1. Die biochemische Variante PK ist ein Tetramer mit einem Molekulargewicht von 60 kD, das aus identischen oder im wesentlichen identischen Untereinheiten besteht. In Säugetiergeweben gibt es vier Isomerasen: L, R, M1 und M2, Isomerie vom R-Typ. Das Enzym (R-PK) ist nur in reifen roten Blutkörperchen vorhanden, R-PK wird durch Polyacrylamidgelelektrophorese in zwei Komponenten aufgetrennt, Rl-PK ist ein Homotetramer (L2L2) und R1-PK ist hauptsächlich im Original vorhanden. Rote Blutkörperchen und Retikulozyten, während R2-PK hauptsächlich in reifen roten Blutkörperchen vorkommt, L-Typ PK in der Leber vorhanden ist, sehr ähnlich aber nicht identisch mit R-PK, M1-Typ in Muskel, Herz und Gehirn vorhanden ist, M2-PK in Weiße Blutkörperchen und Blutplättchen, M2-PK in naiven Zellen und das Vorhandensein von M2-PK in roten Blutkörperchen einiger Patienten mit PK-Mangel, die Heterogenität der PK-Mutanten kann den breiten Variabilitätsbereich des PK-Mangel-Phänotyps erklären. Der "klassische" PK-Mangel hat, abgesehen von der Verringerung der Enzymaktivität, keine Abnormalitäten in den Eigenschaften der anderen Enzyme. Zunächst wurde angenommen, dass nur die Enzyme mit normaler Struktur zu wenig produziert wurden, aber weitere Studien haben gezeigt, dass es strukturelle Veränderungen in den Enzymmolekülen gibt, die offensichtlich nur die katalytische Aktivität beeinflussen Die meisten PK-Mutationen gehen mit strukturell abnormalen Proteinen einher Diese Proteine unterscheiden sich in der Elektrophoresegeschwindigkeit, der Restaktivität, der Substrataffinität, den kinetischen Eigenschaften, der thermischen Stabilität, der Nukleotidspezifität, der ATP-Hemmung, der allosterischen Aktivierung oder dem pH-Optimum.

2. Genetisches Muster PK-Mangel ist autosomal-rezessiv, wird jedoch gelegentlich als autosomal-dominante Familie bezeichnet.Im Allgemeinen entwickeln nur homozygote oder komplexe Heterozygoten eine hämolytische Erkrankung, heterozygote Patienten trotz roter Blutkörperchen Es gibt eine Veränderung der Glucose-Intermediate, aber keine Anämie. Die Nachweisrate für einen heterozygoten PK-Mangel beträgt 0,24% bis 2,20%. Die meisten Patienten mit PK-Mangel sind zusammengesetzte Heterozygoten, und es gibt nur wenige echte Homozygoten.

3. Molekularbiologie Das M2-Typ-PK-Gen ist in 15q22-qter lokalisiert, und die L-Typ- und R-Typ-PK-Gene befinden sich in 1q21. L und R sind Isoformen, die durch dasselbe Gen mit zwei gewebespezifischen Promotoren reguliert werden. Der codierte L-Typ und der R-Typ unterscheiden sich nur in den ersten beiden Exons, M1 und M2 werden ebenfalls von demselben Gen codiert, und zwei jeweils in diese PK translatierte mRNAs werden aufgrund unterschiedlichen Spleißens hergestellt. Die cDNA des humanen R-Typ-PK-Gens besteht aus 2060 bp und kodiert für ein Protein aus 574 Aminosäuren.PK-Mangel wird durch Punktmutation des PK-Gens verursacht. Bisher wurden mehr als 130 verschiedene Mutationen gefunden, hauptsächlich Missense-Mutationen. Ein kleiner Prozentsatz der Patienten mit einer Streichung oder Insertion.

(zwei) Pathogenese

Der genaue Hämolysemechanismus von Patienten mit PK-Mangel ist unklar. Wenn PK-Mangel vorliegt, ist die ATP-Produktion verringert. ATP-Mangel ist die Hauptursache für Hämolyse bei PK-Mangel. Wegen ATP-Mangel geht K und Wasser in roten Blutkörperchen verloren und die roten Blutkörperchen schrumpfen. Wirbelsäulenzellen, die eine verminderte Verformbarkeit aufweisen und in der Milz zurückbleiben, werden zerstört, was zum Auftreten von Sputumanämie, PK-Mangel, Erythrozytenadenosindiphosphat (ADP) und oxidierter Coenzym-I (NAD) -Synthese, ADP und NAD führt Es wird die durch PK-Mangel verursachte Abnahme des Glucosestoffwechsels verschlimmern, wodurch PK, mangelnde Hämolyse bei Patienten und Akkumulation von 2,3-Diphosphoglycerat (2,3-DPG) in roten Blutkörperchen mit PK-Mangel verschlimmert werden, und 2, 3-DPG ist ein Inhibitor der Hexokinase, der auch die durch PK-Mangel verursachte Abnahme des Glukosestoffwechsels und die Menge an ATP, die zur Verschlimmerung der Hämolyse bei Patienten mit PK-Mangel produziert wird, verringert.

Prävention von Pyruvatkinase-Mangel

Führen Sie eine genetische Beratung durch, suchen Sie nach Trägern krankheitserregender Gene und geben Sie medizinische Beratung zu Fruchtbarkeitsproblemen.

Komplikationen bei Pyruvatkinase-Mangel Komplikationen Cholelithiasis

1. Cholelithiasis ist eine häufigere Komplikation.

2. Weniger häufige Komplikationen sind Bilirubin-Enzephalopathie, chronische Beingeschwüre, akute Pankreatitis als Folge einer Gallenwegserkrankung, Milzabszess, Rückenmarkkompression des extramedullären hämatopoetischen Gewebes und Migrationsphlebitis.

3. Akute Infektionen oder Schwangerschaften können den chronischen Hämolyseprozess und sogar eine "hämolytische Krise" verschlimmern, die möglicherweise eine Bluttransfusion erforderlich macht.

Symptome eines Pyruvatkinase-Mangels Häufige Symptome Erythrozyten-Gallenwege erhöht Hämolytische Anämie Astragalus bilirubin erhöht

Hauptsächlich chronische Hämolyse und ihre Begleiterkrankungen. Die Schwere der Erkrankung kann ein schwerer Neugeborenen-Ikterus sein, eine geringe Anzahl von Patienten, bis ein Erwachsener oder ein hohes Alter eine Anämie feststellte, und einige aufgrund einer vollständigen Kompensation der Knochenmarkfunktion sind normalerweise nicht offensichtlich Anämie und andere Manifestationen, aber häufig Ikterus und Milz bei der Untersuchung, im Allgemeinen tritt Anämie oder Ikterus bei Säuglingen oder Kindern zum ersten Mal auf, im Gegensatz zu Patienten mit G-6-PD-Mangel, werden PK-Mangel-Säuglinge beim Auftreten von Ikterus immer von einer Anämie begleitet Und haben oft Splenomegalie, der Grad der Anämie ist in der Regel schwerwiegender als bei Patienten mit hereditärer Sphärozytose, die oft eine Bluttransfusion erfordern.

Die Diagnose hängt von der Aktivität der Erythrozyten-PK ab. Bei der Diagnose eines PK-Mangels ist Vorsicht geboten:

1 Standardisierung von Fluoreszenz-Spot-Assays zum Screening der PK-Aktivität;

2 Abgesehen von der Möglichkeit eines sekundären PK-Mangels gelten die folgenden diagnostischen Kriterien für einen PK-Mangel.

Untersuchung des Pyruvatkinase-Mangels

1. Periphere Blut Hämoglobin ist im Allgemeinen über 50 ~ 60 g / l, Retikulozytenzahl ist meist 2,5% ~ 15,0%, nachdem die Milz so hoch wie 40% ~ 70% sein kann, kann in peripherem Blut gesehen werden, rote Blutkörperchen und kernhaltige rote Blutkörperchen Der autologe Hämolysetest ist unspezifisch und stellt kein experimentelles Diagnosewerkzeug für Erythrozytenenzymerkrankungen mehr dar. Einige Zwischenprodukte des Glykolysepfades in roten Blutkörperchen weisen charakteristische Veränderungen auf, beispielsweise ist 2,3-DPG doppelt so groß. Die obige Zunahme, ATP-Abnahme, 3-PG-Zunahme und dergleichen.

2. Das PK-Substrataktivitäts-Assay-Verfahren umfasst das Fluoreszenz-Spot-Verfahren, den PK-Aktivitäts-Screening-Test und die quantitative Bestimmung der PK-Aktivität, die vom International Hematology Standardization Committee empfohlen werden. Fluoreszenz kann unter Licht emittiert werden: Beim Test werden Phosphoenolpyruvat, NADH und Lactatdehydrogenase (LDH) mit dem zu testenden Blut auf dem Filterpapier gemischt, und die Fluoreszenzintensität wird erfasst Wenn es nicht verwendet wird, wird keine Brenztraubensäure gebildet, die Fluoreszenz hält 45-60 Minuten an, die normale Blutprobe verschwindet nach 15 Minuten und die Bluttransfusion führt zu einem falsch positiven Ergebnis. Bei Anwendung des PK-Fluoreszenzfleckentests sollte der Test zuerst standardisiert, dh quantifiziert werden. Die Ergebnisse der Kalibrierungsmethode sind zuverlässiger: Die quantitative Bestimmung der PK-Aktivität erfolgt durch quantitative Messung der mit einem Spektrophotometer in NAD umgesetzten NADH-Menge bei Standardtemperatur, pH-Wert und Substratkonzentration. Bei Bedarf ist es erforderlich, weiße Blutkörperchen so weit wie möglich zu entfernen, da weiße Blutkörperchen PK-Enzyme vom Typ M1 und M2 enthalten und die PK-Aktivität in weißen Blutkörperchen das 300-fache der Aktivität normaler roter Blutkörperchen beträgt. Leukocyten, die in der Testprobe würde zu falschen positiven, ist es im allgemeinen erforderlich Leukozyten-Gehalt von <1,5 x 109 / L.

3. PK-Substrataktivität, Inositol-1,6-Diphosphat-Aktivierung und Wärmestabilitätstest Die meisten homozygoten oder komplexen Heterozygoten mit Anämie zeigten ein Enzymaktivitätsniveau von 5% bis 40% des Normalwerts und waren klinisch Die normale Heterozygote hat eine enzymatische Aktivität von etwa 50% des Normalwerts. In Fällen von ungeklärter nicht-sphärischer hämolytischer Erythrozytenanämie sollte bei normaler PK-Aktivität die Aktivität des PK-Substrats und des Glykosids 1,6-II weiter untersucht werden Phosphorsäureaktivierungs- und Wärmestabilitätstests können Auffälligkeiten aufdecken.

Je nach klinischen Manifestationen, Symptomen und Anzeichen können EKG-, B-Ultraschall-, Röntgen- und andere Tests gewählt werden.

Diagnose und Identifizierung eines Pyruvatkinase-Mangels

Diagnosekriterien

1. Normaler Referenzwert für die Bestimmung der PK-Aktivität

(1) Fluoreszenzfleck-Methode PK-Aktivitäts-Screening-Test:

Die 1PK-Aktivität war normal: Die Fluoreszenz verschwand innerhalb von 25 Minuten.

2PK-Aktivitätszwischenmangelwert (Hybridwert): Die Fluoreszenz verschwand nach 25 bis 60 Minuten.

Die 3PK-Aktivität war stark unzureichend (homozygoter Wert): Die Fluoreszenz verschwand nach 25 Minuten nicht.

(2) Quantitative Bestimmung der PK-Aktivität [International Hematology Standardization Committee (ICSH)] Empfohlene Blume-Methode:

1 Normalwert: (15,0 ± 1,99) U / gHb (37 ° C).

2 Normalwert für niedrige Substratkonzentration (PEP): 14,9% ± 3,71% (37 ° C) der normalen Aktivität.

3 Normalwert nach niedriger PEP + PDP-Stimulation: 43,5% ± 2,46% (37 ° C) der normalen Aktivität.

4 Der homozygote Wert beträgt weniger als 25% der normalen Aktivität, und der heterozygote Wert beträgt 25% bis 50% der normalen Aktivität.

(3) Normalwert der intermediären Metaboliten (37 ° C):

1ATP: (4,23 ± 0,29) mol / g Hb, PK-Mangel ist mehr als 2 Standardabweichungen niedriger als normal.

22,3-Diphosphoglycerat (2,3-DPG): (12,27 ± 1,87) & mgr; mol / g Hb, PK-Mangel nahm mehr als zweimal als normal zu.

3 Phosphoenolpyruvat (PEP): (12,2 ± 2,2) mol / LRBC, PK-Defekte nahmen um mehr als 2 Standardabweichungen zu als normal.

42-Phosphoglycerat (2-PG): (7,3 ± 2,5) mol / LRBC, PK-Defekte um 2 Standardabweichungen höher als normal.

2. Experimentelle diagnostische Kriterien für einen Erythrozyten-PK-Mangel

(1) Der PK-Fluoreszenz-Spot-Test ist ein schwerwiegender Mangel an Wertebereich.

(2) Der PK-Fluoreszenz-Spot-Test ist ein Mangel an Wertebereichen mit einer eindeutigen Familienanamnese und / oder einer zweifachen Erhöhung des 2,3-DPG-Gehalts oder anderen Veränderungen des Zwischenprodukts.

(3) Die Quantifizierung der PK-Aktivität ist ein homozygoter Bereich.

(4) Die Quantifizierung der PK-Aktivität ist ein heterozygoter Bereich: begleitet von einer klaren Familienanamnese und / oder intermediären Metabolitenveränderungen.

Gemäß einem der obigen 4 Punkte kann die experimentelle Diagnose eines PK-Mangels gestellt werden.Wenn der klinisch stark vermutete PK-Mangel vorliegt und die PK-Aktivität normal ist, sollte die PK-Aktivität mit niedrigem Substratgehalt quantitativ bestimmt werden, um das Vorhandensein oder Fehlen einer PK-Aktivität zu bestimmen. Niedriger.

3. Diagnosekriterien für eine hämolytische Anämie aufgrund eines PK-Mangels

(1) Neugeborene Hyperbilirubinämie durch Erythrozyten-PK-Mangel:

1 In der frühen postnatalen Phase (meistens innerhalb einer Woche) trat Gelbsucht auf: Das Gesamtbilirubin im Serum reifer Kinder überschritt 205,2 mol / l (12 mg%), und die unreifen Kinder überschritt 256,5 mol / l (15 mg%), hauptsächlich indirektes Bilirubin. Erhöhen

2 weitere Anzeichen einer Hämolyse (wie Anämie, erhöhte Netzrötung, erhöhte Gallenblase usw.);

3 Die diagnostischen Kriterien für einen PK-Mangel erfüllen die oben genannten drei Kriterien und schließen andere Ikterusursachen aus; diejenigen, die nicht die oben genannten 2 und / oder andere Gründe haben, sollten im Verdacht eines Erythrozyten-PK-Mangels stehen Dadurch verursachte Hämolyse.

(2) PK-Mangel verursacht angeborene nicht-sphärische zelluläre hämolytische Anämie (CNSHA):

1 ist ein chronischer Hämolyseprozess mit Splenomegalie, Gelbsucht und Anämie;

2 experimentelle diagnostische Kriterien in Übereinstimmung mit PK-Defekten;

3 andere Erythrozytenenzymkrankheiten und Hämoglobinopathien ausschließen;

4 Der Ausschluss einer sekundären PKD in Übereinstimmung mit den obigen 4 Punkten kann als hereditäre PKD diagnostiziert werden, die durch eine angeborene nicht-sphärische hämolytische Erythrozytenanämie verursacht wird.

PK-Werte, die niedriger als normal sind, umfassen akute Leukämie, MDS, refraktäre Eisengranulozytenanämie und den Status nach Chemotherapie. Die Ursache für den erworbenen Enzymmangel kann multifaktoriell sein. In einigen Fällen kann dies einhergehen. Knochenmarkstammzellen mit abnormaler Proteinsynthese werden beschädigt, während sie in anderen Fällen durch posttranslationale Modifikationen des Enzyms verursacht werden können.

PK-Mangel sollte von anderen Erythrozytenenzym-Erkrankungen wie G-6-PD-Mangel und Hämoglobin-Krankheit, Leukämie, aplastischer Anämie, myelodysplastischem Syndrom und Chemotherapie unterschieden werden, die einen sekundären PK-Mangel verursachen können, also erblich PK-Mangel (normalerweise heterozygot) sollte von sekundärem PK-Mangel unterschieden werden, aber manchmal ist die Identifizierung der beiden recht schwierig, da die Erythrozyten-PK-Aktivität leicht bis mäßig reduziert ist, im Allgemeinen keine offensichtliche Hämolyse Leistung, müssen manchmal nachverfolgt und sorgfältig analysiert werden.

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