Генетическая гетерогенность ФКУ
Возможность успешного лечения этого заболевания в раннем детстве, до появления клинических симптомов, привела к мысли о необходимости обследования новорожденных. В большинстве высокоразвитых западных стран такое обследование уже проводится. Установлено, что частота ФКУ варьирует от 1:6000 до 1:20 000. Метод обследования должен быть простым и недорогим. Как правило, для этого используется так называемый тест Гатри, основанный на том, что бактерии, нуждающиеся в фенилаланине, растут на капле крови только в том случае, если она содержит фенилаланин в достаточно высокой концентрации. Таким образом, только кровь младенцев с высоким уровнем фенилаланина сможет обеспечить рост этих бактерий. Вскоре после того, как началось систематическое обследование новорожденных, Стало ясно, что не каждый ребенок, имеющий необычно высокий уровень фенилаланина в крови, болен ФКУ. У многих была острая гиперфенилаланинемия, не приводящая к возникновению клинических симптомов. У другой группы детей высокий уровень фенилаланина в крови поддерживался очень недолго и спонтанно нормализовался. Обнаружился полный спектр биохимической и генетической гетерогенности. Неизвестно, сколько существует типов мутаций с различным фенотипическим проявлением. Однако нет причин a priori предполагать, что вариабельность в данном случае будет меньше, чем для глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. Обнаружено, что при редко встречающемся варианте дефектна не фенилаланин-4-гидроксилаза, а дигидроптеридинредуктаза – фермент, необходимый для поддержания активности гидроксилазы.
Многие из обнаруживаемых фенотипов могут возникать в результате сложной гетерозиготности по мутациям с различными молекулярными характеристиками. С практической точки зрения важно отметить, что остаточная активность гидроксилазы, составляющая 10% нормальной, обеспечивает нормальное соматическое и умственное развитие без специальной диеты.
Чтобы знать возможные фенотипические последствия двойной гетерозиготности по различным вариантам фенилаланингидроксилазы, необходимо изучение фермента у отдельных гетерозигот. Для глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы этот вопрос решить сравнительно просто, так как она содержится в эритроцитах и для анализа достаточно взять у человека кровь. Совсем иная ситуация с фенилаланингидроксилазой. Её можно обнаружить только в клетках печени, поэтому для анализа этого фермента необходим материал биопсии. Но данная процедура не безопасна и обычно не используется в исследовательских целях. Возможно в будущем удастся «включать» ген, ответственный за фенилкетонурию в фибробластах или лимфоцитах, тогда необходимые для изучения фермента массовые обследования (скрининг) станут реальными.
Программы скрининга позволили получить важную информацию об общей частоте генов ФКУ и других гиперфенилаланинемий в человеческих популяциях. В настоящее время разрабатываются программы, предназначенные для выявления ряда других метаболических заболеваний, для которых терапевтическое лечение является перспективным.
Выявление гетерозигот по ФКУ и гиперфенилаланинемии
Для заболеваний, связанных с нарушением метаболизма (в частности, ФКУ), выявление гетерозигот имеет не только теоретическое, но и практическое значение, поскольку может быть использовано для генетических рекомендаций близким родственникам, например сибсам, родители которых страдали ФКУ. Сибсы, не имеющие признаков заболевания, с вероятностью 2/3 являются гетерозиготами. Идеальный метод выявления гетерозигот – прямой анализ фермента, для которого в настоящее время необходима биопсия печени. Другие методы основаны на целенаправленной перегрузке этого метаболического пути: даже имеющейся у гетерозиготы активности фермента достаточно для переработки фенилаланина, в норме потребляемого с пищей, ее может не хватить для переработки избытка фенилаланина. Первую попытку тестирования гетерозигот с помощью избытка фенилаланина предпринял в 1967 г. Хсиа; он вводил фенилаланин гетерозиготам и следил за его исчезновением в крови. Оказалось, что гетерозиготы довольно четко отличаются от нормальных индивидов. Позднее этот метод удалось усовершенствовать, измеряя в крови не только уровень фенилаланина, но и тирозина, который, как установлено, у гетерозигот несколько ниже.
