Генетический скрининг фенилкетонурии

 

118

BAKI UNİVERSİTETİNİN XƏBƏRLƏRİ 

№1                                Təbiət elmləri seriyası                                 2011 

 

 

УДК 575.1 

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ СКРИНИНГ ФЕНИЛКЕТОНУРИИ  

СРЕДИ НОВОРОЖДЕННЫХ 

 

Р.Ф.МАМЕДОВА, М.Ш.БАБАЕВ 

Бакинский Государственный Университет 

[e-mail] 

 

Проведен генетический скрининг недостаточности аминокислоты фенилаланин 

среди новорожденных города Баку. Диагностировано 4 случая гомозиготного состоя-

ния по дефектному гену фенилкетонурии у новорожденных. Анализ четырех родослов-

ных показал кровное родство между родителями новорожденных. Полученные резуль-

таты  генетического  скрининга  патологического  гена  фенилкетонурии  позволят  вра-

чам педиатрам своевременно проводить лечение больных детей до проявления клиники 

заболевания. 

 

Ключевые слова: фенилкетонурия, фенилаланин, новорожденный, генетический 

скрининг, родословная, пробанд. 

 

Фенилкетонурия (ФКУ) – тяжелое наследственное заболевание, ко-

торое  характеризуется  главным  образом  поражением  нервной  системы, 

наступающим  вследствие  врожденного  дефекта  фермента,  отвечающего 

в организме человека за нормальный обмен одной из незаменимых ами-

нокислот – фенилаланина, входящего в состав белка. В результате мута-

ции  гена,  контролирующего  синтез  фенилаланингидроксилазы,  развива-

ется  метаболический  блок  на  этапе  превращения  фенилаланина  в  тиро-

зин, вследствие чего основным путем преобразования фенилаланина ста-

новится  дезаминирование  и  синтез  токсических  производных – фенил-

пировиноградной,  фенилмолочной  и  фенилуксусной  кислот.  В  крови  и 

тканях значительно увеличивается содержание фенилаланина (до 0,2 г/л 

и более при норме 0,01-0,02 г/л) (1,3). 

Для  диагностики  ФКУ,  всех  новорожденных  обследуют  по  специ-

альным программам скрининга, выявляющего повышение концентрации 

фенилаланина  в  крови  уже  в  первые  недели  жизни.  Скрининирующие 

тесты  должны  быть  простыми,  недорогими  и  информативными.  Этим 

требованиям  отвечают  методы,  используемые  для  ранней  диагностики 

ФКУ: 1.микробиологический тест Гатри, 2. метод флюоресцирующих ан-

тител, 3. проба Фелинга на фенилпировиноградную кислоту в моче (при-

бавление  нескольких  капель 5% раствора  треххлористого  железа  и  ук-

сусной кислоты к моче больного приводит к появлению зеленой окраски 

 

119

пятна на пеленке) и 4. метод тонкослойной хроматографии (2, 6).  

При подтверждении диагноза ФКУ ребенок переводится на искусст-

венную диету, основу которой составляют безфенилаланиновые препара-

ты (4). При своевременном начале лечения безфенилаланиновой диетой в 

первые месяцы у детей, гомозиготных по гену недостаточности фенила-

ланингидроксилазы,  не  отмечается  никаких  клинических  признаков  за-

держки психического и физического развития (5). Отсюда ясно, насколько 

важна ранняя диагностика заболевания. 

 

Материал и методы исследований 

Исследования  проведены  в  родильном  отделении  Центральной 

Больницы Нефтяников. 

Для диагностики ФКУ среди новорожденных мы использовали про-

бу  Фелинга  и  метод  тонкослойной  хроматографии.  Для  этого  использо-

вали мочу и капиллярную кровь 1827 новорожденных. Диагностику ФКУ 

на уровне мочи проводили пробой Фелинга, на уровне сыворотки крови 

методом  тонкослойной  хроматографии.  Капиллярная  кровь,  взятая  из 

пальца (или из пятки – у новорожденных) уколом, немедленно промока-

ется прямоугольными кусками (7х1,8 см) хорошо абсорбирующей фильт-

ровальной  бумаги  (Ватман  3ММ).  Кровь  собирали  на  бумагу  в  виде 

дискретных  пятен  (гомогенно  пропитывающих  бумагу  с  двух  сторон) 

диаметром 15мм;  от  одного  обследуемого  брали  три  таких  пятна.  Каж-

дую бумажку предварительно подписывали, а после взятия крови – про-

сушивали в подвешанном положении при комнатной температуре. Срок 

хранения образцов не более 2-3 недель. 

Специальным пробойником из каждого образца выбивали два кро-

вяных  диска  диаметром 12мм  (третье  пятно  резервное).  Каждый  кровя-

ной диск помещали в стеклянный цилиндрический микро-стаканчик вме-

стимостью 1 мл и заливали 100 мкл смеси, элюирующей аминокислоты: 

95% этанол, дистиллированная вода в соотношении 57:43 (по объему). 40 

мкл  элюата  (соответствует 40мкл  цельной  крови,  образующей  дискрет-

ное пятно диаметром 12 мм) наносят на стартовую линию хроматограм-

мы микропипеткой, но не полоской, а пятном, диаметр которого не дол-

жен превышать 8 мм. Аминокислоты элюируют с обоих кровяных дисков 

каждого образца отдельно и элюаты наносят на две хроматограммы.Для 

окраски использовали 0,2% раствор нингидрина в ацетоне.  

Для правильной интерпретации хроматограмм необходима постав-

ка контролей:  а) стандартная смесь аминокислот позволяет идентифици-

ровать  на  хроматограмме  каждую  аминокислоту  исследуемого  образца; 

б)  нормальный  образец  крови  той  же  возрастной  группы  позволяет  вы-

явить,  какие  аминокислоты  (точнее,  нингидрин–реагирующие  соедине-

ния) присутствуют в исследуемом образце сверх нормы и какие из нор-

мально присутствующих имеются в более высокой, чем в контроле, кон-

 

120

центрации  (сравнение  площади  и  интенсивности  окраски  пятна  каждой 

аминокислоты в контрольном и исследуемом образцах). 

 

Результаты и их обсуждение 

Скрининг ФКУ, проводимый нами в моче среди 1827 новорожден-

ных, позволил у четверых обнаружить на пеленке пятна зеленого цвета, 

что характерно для генного дефекта при ФКУ. Зеленый цвет появляется 

на месте контакта пробы Фелинга и мочи новорожденного.  

Для подтверждения диагноза был произведен забор венозной крови у 

этих новорожденных и проведена тонкослойная хроматография сывороточ-

ных  аминокислот.  Во  всех  четырех  случаях  по  сравнению  с  контрольной 

группой  наблюдали  значительное  увеличение  уровня  ФКУ.  Спектрофото-

метрическое  определение  уровней  фенилаланина  среди  новорожденных  с 

положительной реакцией на пробу Фелинга показало следующие распреде-

ления: новорожденный от матери М.А. – 0,18 г\л; новорожденный от мате-

ри К.Л. – 0,15 г\л; новорожденный от матери А.А. – 0,13 г\л и новорожден-

ный от матери Р.А. – 0,19 г\л. На рисунках 1, 2, 3 и 4 представлены родо-

словные новорожденных с диагностированной формой ФКУ. Во всех четы-

рех случаях родители новорожденных состояли в кровном родстве. В семье 

М.А.  супруги  имели  кровное  родство  второй  степени,  параллельный  тип; 

матери которых являлись родными сестрами. Учитывая тот факт, что ново-

рожденный от матери М.А. имеет гомозиготную форму по дефектному гену 

ФКУ, родители являются гетерозиготами. 

 

 

 

Рис.1. Родословная семьи новорожденного пробанда от матери М.А. с ФКУ. 

4

2

1

2

I 

1

? 

? 

II

 

III  

 

IV

 

2

3

1

3

1

2

 

121

На рисунке 1 представлена родословная семьи пробанда М.А. в че-

тырех  поколениях.  Пробанд  М.А. (IV-3)  новорожденная  девочка  роди-

лась от кровнородственного брака между брачной парой - III-1 (отец) и 

III-2 (мать), которые являются двоюродными сибсами. Родители пробан-

да  М.А.  являются  детьми  родных  сестер.  Следовательно,  пробанд  М.А. 

родился  от  кровнородственного  брака  второй  степени,  параллельного 

типа. По всей вероятности патологический ген ФКУ родители пробанда 

М.А. унаследовали от матерей – гетерозигот патологического гена ФКУ. 

На рисунке 2 представлена родословная семьи пробанда К.Л. в пяти 

поколениях. Пробанд К.Л. (V-2), также новорожденная девочка родилась 

от кровнородственного брака троюродного типа между брачной парой - 

IV-1 (отец)  и IV-2 (мать),  которые  являются  троюродными  сибсами.  У 

родителей  пробанда  К.Л.  дедушки  являются родными  братьями.  Брак 

троюродный,  тип  параллельный.  Следовательно,  пробанд  К.Л.  родилась 

от кровнородственного брака третьей степени, параллельного типа. Ана-

лиз родословной семьи К.Л. показывает, что по всей вероятности патоло-

гический ген ФКУ родители пробанда унаследовали от дедушек (II-2, II-

3) – гетерозигот патологического гена ФКУ. 

 

 

Рис. 2. Родословная семьи новорожденного пробанда от матери К.Л. с ФКУ. 

 

3

4

III 

2

1

II

 

I 

2

1

4

1

2

3

V 

IV 

1

2

1

2

 

122

На рисунке 3 представлена родословная семьи пробанда А.А. в че-

тырех поколениях. Пробанд А.А. (IV-3) новорожденный мальчик родил-

ся от кровнородственного брака между брачной парой - III-1 (отец) и III-

2 (мать),  которые  являются  двоюродными  сибсами.  Родители  пробанда 

А.А. являются детьми родного брата (III-1) и сестры (III-2). Следователь-

но, пробанд А.А. родился от кровнородственного брака второй степени, 

перекрестного типа. По всей вероятности анализ родословной показыва-

ет,  что  патологический  ген  ФКУ  родители  пробанда A.А.  унаследовали 

от своих родителей. Отец пробанда от своего отца (II-2), мать пробанда 

от своей матери (II-3), которые по всей вероятности являются носителя-

ми (гетерозиготами) патологического гена ФКУ. 

 

Рис. 3. Родословная семьи новорожденного пробанда от матери А.А. с ФКУ. 

 

На рисунке 4 представлена родословная семьи пробанда Р.А. в пяти 

поколениях.  Пробанд  Р.А. (V-2),  новорожденный  мальчик  родился  от 

кровнородственного – троюродного брака. Брак между двоюродным дя-

дей (III-1) и  племянницей (IV-1). У  родителей  пробанда  Р.А.  дедушки 

являются родными братьями. Отец (II-2) отца пробанда является родным 

братом  дедушки (II-3) матери  пробанда.  Брак  троюродный,  тип  парал-

лельный.  Следовательно,  пробанд  Р.А.  родился  от  кровнородственного 

брака третьей степени, параллельного типа. По всей вероятности патоло-

гический ген ФКУ пробанд унаследовал от дедушки по отцовской (II-2) и 

прадедушки (II-3) по материнской линии.  

Таким  образом,  анализ  четырех  родословных  с  гомозиготной  фор-

мой патологического гена ФКУ у новорожденных показал кровное род-

ство  между  их  родителями.  Кровное  родство  второй  и  третьей  степени, 

как параллельного так и перекрестного типа. В одном случае троюродно-

го родства брак был заключен между двоюродным дядей и племянницей. 

2

3

2

IV 

1

II

 

1

I 

1

?

2

?

4

3

1

III 

2

 

123

Следовательно, во всех случаях наблюдали эффект родоначальника. 

Большое значение имеет специальное наблюдение за семьями рис-

ка,  т.  е.  за  такими  семьями,  где  уже  имелись  дети  с  фенилкетонурией. 

Новорожденные из этих семей должны быть подвергнуты обязательному 

биохимическому обследованию и при показаниях к раннему лечению. 

                

 

Рис. 4. Родословная семьи новорожденного пробанда от матери Р.А. с ФКУ. 

 

Внедрение  программ  массового  скрининга  новорожденных  играет 

важную  роль  в  раннем  выявлении  ФКУ  и  своевременном  назначении 

диетотерапии.  Выявление  и  лечение  детей  по  программам  массового 

скрининга также позволяет предупредить развитие тяжелой психической 

инвалидности. 

Таким образом, по данным проведенного генетического скрининга 

патологического гена фенилкетонурии в моче и в сыворотке крови ново-

рожденных г. Баку установлено наличие патологического гена фенилке-

тонурии,  что  на  прямую  связано  с  дальнейшими  нарушениями  ЦНС, 

приводящими  к  психическим  нарушениям  у  детей.  Полученные  резуль-

таты генетического скрининга патологического гена фенилкетонурии по-

зволят  врачам  педиатрам  своевременно  проводить  лечение  больных  де-

тей до проявления клиники заболевания. Своевременное медико-генети-

ческое консультирование семей с наличием патологических генов – гете-

розиготного носительства гена фенилкетонурии у супругов с целью про-

филактики  гомозиготного  состояния  у  ребенка  крайне  необходимо.  Ре-

комендуется  проведение  пренатальной  диагностики  патологических  ге-

2

I

2

1

 

1

2

I

2

1

4

3

III  

1

3

1

II 

I  

 

124

нов у плода в первом триместре беременности. 

Предлагается  использование  ДНК  диагностики  для  пренатальной 

диагностики фенилкетонурии в семьях высокого риска. 

 

ЛИТЕРАТУРА 

1.

 

Centerwall S.A. & Centerwall W.R. "The discovery of phenylketonuria: the story of a 

young couple, two affected children, and a scientist". Pediatrics. 2000, №105, p.89–103.  

2.

 

Guthrie R, Susi A. A simple phenylalanine method for detecting phenylketonuria in large 

populations of newborn infants. Pediatrics. 1999, №32, p.338-343.  

3.

 

Surtees, R., Blau, N. "The neurochemistry of phenylketonuria". European Journal of 

Pediatrics. 2007, №169, p.109–13.  

4.

 

Weglage J, Ullrich K, Pietsch M, Funders B, Zass R, Koch HG. Untreated non-phenyl-

ketonuric-hyper-phenylalaninaemia: intellectual and neurological outcome. Eur. J. Pediatr. 

2004, №155, p.26-28. 

5.

 

Wilcken B, Wiley V, Carpenter K. Two years of routine newborn screening by tandem 

mass spectrometry (MSMS) in New South Wales, Australia. J Inherit Metab Dis. 2000, 

№23, p. 1.4-4.  

6.

 

http://www.genenames.org

 Phenylalanine hydroxylase (PAH) gene summary, retrieved 

September 8

, 

2006

 . 

 

YENİDOĞULMUŞLARDA FENİLKETONURİYANIN GENETİK SKRİNİNGİ 

 

R.F.MƏMMƏDOVA, M.Ş.BABAYEV 

 

XÜLASƏ 

 

Bakı  şəhərində yenidoğulmuşlar arasında fenilalanin aminturşusunun çatışmazlığının 

genetik skriningi aparılmışdır. 4 halda fenilketonuriya defekt genin homoziqot forması aşkar olun-

muşdur. Yenidoğulmuşların ailə şəcərəsinin təhlili onların valideynləri arasında qan qohumluğunu 

göstərmişdir. Fenilketonuriya patoloji geninin genetik skriningin nəticələri həkimlərə xəstə uşaq-

ların xəstəliyin klinikası üzə çıxmamış, vaxtında müalicəsinə imkan yaradacaqdır. 

 

Açar sözlər: fenilketonuriya, fenilalanin, yenidoğulmuş, genetik skrining, ailə səcərəsi, 

proband. 

 

GENETIC SCREENING OF PHENYLKETONUREA AMONG NEWBORNS 

 

R.F.MAMMADOVA, M.Sh.BABAYEV 

 

SUMMARY 

 

The genetic screening of phenylalanine aminoacid deficiency has been carried out among 

newborns in Baku city. Four cases of homozygous condition on faulty gene phenylketonurea 

among newborns have been diagnosed. Due to the analysis of four lineage structures, the con-

saguinity between the parents of every newborn has been detected. The results obtained from the 

genetic screening of pathological gene of phenylketonurea allow pediatricians to provide timely 

treatment of little patients until clinical presentations become apparent. 

 

Key words: phenylketonurea, phenylalanine, newborn, genetic screening, lineage 

structure, proband. 

 

Поступила в редакцию: 30.03.2011 г. 

Принято к печати: 27.05.2011 г.