Различные типы ФКУ и методы их молекулярной диагностики

Фенилкетонурия – частое врожденное нарушение метаболизма аминокислот, в основе которого лежит дефицит печеночного фермента фенилаланингидроксилазы, осуществляющего превращение фенилаланина.
Основным клиническим симптомом фенилкетонурии, без своевременного начатого лечения, является задержка психо-речевого и физического развития и, как следствие, слабоумие, ведущее к тяжелой психической инвалидности.

Распространенность ФКУ в различных популяциях мира, по данным массового скрининга

ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ
Классическая
Повреждении в гене фенилаланингидроксилазы (PAH)
98%
Атипичная
Повреждения в генах синтеза и обмена тетрогидробиоптерина (ВН4) (PTS, QDPR и др.)
2%

Частота встречаемости наиболее частых мутаций среди больных
в мире
(http://data.mch.mcgill.ca/pahdb)
в Европейских популяциях (Zschocke J., 2003 )
42%
63%

Система регистрации наиболее частых мутаций
А) одна пара праймеров и две эндонуклеазы рестрикции
Б) две пары праймеров и одна эндонуклеаза рестрикции

Структура выборки (N=302)

Частота встречаемости наиболее частых мутаций в Российских популяциях
79,1%

Частота распространения наиболее частых мутаций в мире, в Европейских популяциях и в исследуемых российских популяциях больных ФКУ

.
Фрагмент сиквенса экзона 7 гена РАН, образца ДНК больного ФКУ из Воронежской области. Замена G на Т в 781 основании гена РАН приводящая к преждевременному стоп кодону в 261 кодоне (Arg261Stop). Стрелкой обозначена мутация R261X.
SSCP-анализ экзона 7 гена PAH
Стрелкой обозначено изменение
электрофоретической
Подвижности соответствующее
мутации R261X.

Структура гена PAH и локализация
обнаруженных мутаций в гене PAH
Суммарная информативность 87,2%

Полиморфные маркеры внутри и непосредственной близости от гена PAH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
STR
VNTR
PAH 26 STR
76kb
VNTR
STR
PAH 26 STR
Гетерозиготность 75%
Гетерозиготность 72%
Гетерозиготность 70%

Исследование в гене PAH

Синтез и метаболизм тетрагидробиоптерина

Ген QDPR локализован на хромосоме 4 в районе p15.3
Ген PTS расположен
хромосоме 11 в районе q22.3-23.3
PTS
GCH1
PCBD
QDPR

AGT
TAG
2,7kb
1,9kb
10kb
2,5kb
1,7kb
экзон 1
экзон 2
экзон 3
экзон 4
экзон 5
экзон 6
A135D
экзон 7
2,7kb
Структура гена QDPR и локализация обнаруженных мутаций в гене QDPR

Структура и локализация обнаруженных мутаций в гене PTS
2,0kb
1,5kb
0,4kb
2,5kb
0,2kb
экзон 1
экзон 2
экзон 3
экзон 4
экзон 5
экзон 6
AGT
TAG
N72K
V59G
S32G
IVS5-1g>a
T106M
g.7068G>A

Больной ВН4-зависимой формой ГФА
Диета с пониженным
содержанием ФА
Умственная отсталость и тяжелые неврологические нарушения
Комбинированное лечение
диета с пониженным содержанием ФА
медиаторы
ВН4
Отсутствие неврологической симптоматики

Практическое применение
С помощью разработанной системы регистрации наиболее частых мутаций в гене PAH проведено:
216 диагностики гетерозиготного носительства мутаций в гене PAH:
162 диагностики провели для индивидов, не имеющих в семье больного ФКУ (планирование беременности):обнаружено 4 гетерозиготных носителя мутаций в гене PAH
54 диагностики в семьях больных ФКУ: обнаружено 26 гетерозиготных носителя мутаций в гене PAH
67 пренатальных диагностик, из них:
В семи случаях плод унаследовал те же хромосомы, что и
больной ребенок
В 46 случае плод являлся гетерозиготным носителем заболевания
В 14 случаях плод не унаследовал мутации в гене PAH

Практическое применение