疾病罕见爱常存——集萃药康带你了解罕见病之苯丙酮尿症
苯丙酮尿症简介
苯丙酮尿症(phenylketonuria, PKU)是由苯丙氨酸羟化酶(phenyalanine hydroxylase, PAH)缺乏引起血苯丙氨酸(phenylalanine, Phe)浓度增高,从而引起一系列临床症状发生的常染色体隐性遗传病,是常见的氨基酸代谢异常之一。
PAH基因变异导致PAH活性降低或缺乏是PKU的主要病因。苯丙氨酸是人体必需氨基酸,其代谢所需的PAH活性降低或缺乏,使苯丙氨酸不能转化为酪氨酸(tyrosine,Tyr),酪氨酸及其他正常代谢产物合成减少,血液中Phe含量增加,影响中枢神经系统发育。同时次要代谢途径增强,生成苯丙酮酸、苯乙酸和苯乳酸,并从尿中大量排出,苯乳酸使患儿的尿液具有特殊的鼠尿臭味。
PKU被列为中国新生儿筛查疾病之一。筛查数据显示,中国人中高苯丙氨酸血症(hyperphenylalaninemia,HPA)的平均发病率约为1/11000,其中大部分为PKU,少部分为四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin,BH4)缺乏症。南方省区发病率稍低,北方较高,西北地区、尤其是甘肃省为高发地区。
苯丙酮尿症药物研发现状
目前PKU的治疗手段可以分为两类,饮食治疗和药物治疗。
低苯丙酸饮食治疗是目前PKU的主要治疗方法,患者需严格遵守终身饮食计划,通过服用特殊医学用途配方食品限制摄入Phe,以及补充除Phe以外机体所需的氨基酸,日常饮食选择余地很少。
目前国际上现已批准两种药物用于苯丙酮尿症的治疗,盐酸沙丙蝶呤和Palynziq(pegvaliase)。盐酸沙丙蝶呤是一种人工合成的四氢生物蝶呤,于2007年由美国FDA批准上市,盐酸沙丙蝶呤作为酶辅助因子,可以帮助提高一部分PKU患者代谢苯丙氨酸的能力。Palynziq是一种聚乙二醇化重组苯丙氨酸解氨酶(PAL),它能将苯丙氨酸转化为氨和反式肉桂酸,从而有效降低患者的血浆Phe浓度,提高患者的注意力和整体认知功能。Palynziq在美国已于2018年5月获得FDA批准,成为首 个获批通过帮助机体分解Phe来靶向PKU根本病因的酶替代疗法。
集萃药康Pah-KO小鼠模型助力临床前研究
集萃药康采用基因编辑技术,在C57BL/6JGpt背景上敲除Pah基因获得Pah-KO模型。Pah敲除小鼠表现出严重的高苯丙氨酸血症,低苯丙氨酸饲喂延缓病情发展,恢复常规饲料喂养后血清Phe水平达到1600 μM,为重度PKU小鼠模型。
图1.蛋白表达检测
Pah-KO纯合小鼠肝脏和肾脏中均无Pah蛋白表达。
图2.血清苯丙氨酸检测
Pah-KO小鼠持续饲喂低苯丙氨酸饲料到19周,然后更换为常规饲料。结果表明,停掉低苯丙氨酸饲料后,Pah-KO纯合小鼠血清苯丙氨酸可达到1600 μM。
参考文献
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[3] Singh RH, Cunningham AC, Mofidi S, et al. Updated, web-based nutrition management guideline for PKU: An evidence and consensus based approach. Mol Genet Metab. 2016;118(2):72-83.