Rối loạn chuyển hóa đại phân tử bẩm sinh

Rối loạn chuyển hóa đại phân tử bẩm sinh là những rối loạn di truyền trong đó một khiếm khuyết di truyền làm suy yếu một enzyme hoặc chất vận chuyển trong con đường chuyển hóa carbohydrate, lipid hoặc axit amin. Sự tắc nghẽn này khiến các cơ chất tích tụ hoặc các sản phẩm thiết yếu trở nên thiếu hụt, và sự rối loạn sinh hóa sau đó gây ra các đặc điểm lâm sàng của rối loạn.

Definition

Rối loạn chuyển hóa đại phân tử bẩm sinh là những rối loạn đơn gen trong đó một enzyme hoặc chất vận chuyển bị thiếu hụt hoặc khiếm khuyết làm gián đoạn con đường chuyển hóa carbohydrate, lipid hoặc axit amin, dẫn đến sự tích tụ độc hại của cơ chất, thiếu hụt sản phẩm hoặc suy giảm cung cấp năng lượng.

Scope

Mục này định hướng cho người đọc về logic chung của các lỗi bẩm sinh ảnh hưởng đến ba loại đại phân tử — hậu quả của việc tắc nghẽn enzyme, các loại bệnh rộng và cách phát hiện các tình trạng này — với các ví dụ cụ thể như phenylketonuria, bệnh dự trữ glycogen và các khiếm khuyết oxy hóa axit béo. Đây là một tài liệu tham khảo và tổng quan giáo dục, không phải là một nguồn tài nguyên chẩn đoán hoặc điều trị.

Key concepts

• Thiếu hụt enzyme hoặc chất vận chuyển
• Tích tụ cơ chất và thiếu hụt sản phẩm
• Bệnh rối loạn chuyển hóa axit amin
• Bệnh dự trữ glycogen
• Khiếm khuyết oxy hóa axit béo
• Rối loạn chu trình urê
• Sàng lọc sơ sinh

Mechanisms

Mỗi rối loạn phản ánh sự thất bại của một bước duy nhất trong một con đường trao đổi chất. Khái niệm của Garrod về một sự tắc nghẽn 'một gen, một enzyme' giải thích cách một enzyme bị thiếu có thể gây bệnh theo ba cách rộng: bằng cách cho phép một cơ chất hoặc chất chuyển hóa thượng nguồn tích tụ đến mức độc hại, bằng cách làm thiếu hụt một sản phẩm cần thiết của tế bào, hoặc bằng cách làm gián đoạn quá trình sản xuất năng lượng. Ví dụ, trong phenylketonuria, phenylalanine hydroxylase bị thiếu hụt cho phép phenylalanine tích tụ; trong các bệnh dự trữ glycogen, các khiếm khuyết trong tổng hợp hoặc phân hủy glycogen làm suy giảm khả năng cung cấp glucose; trong các khiếm khuyết oxy hóa axit béo, cơ thể không thể huy động chất béo để lấy năng lượng trong quá trình nhịn ăn; và trong các rối loạn chu trình urê, việc thải amoniac bị thất bại. Mô hình các chất chuyển hóa tích tụ và thiếu hụt xác định dấu hiệu sinh hóa được sử dụng để nhận biết từng tình trạng.

Clinical relevance

Những rối loạn này minh họa cách một tổn thương sinh hóa xác định tạo ra bệnh và là cơ sở cho các chương trình sàng lọc sơ sinh nhằm phát hiện sớm các tình trạng có thể điều trị được. Mục này truyền đạt cơ chế và loại bệnh như kiến thức nền; chẩn đoán và quản lý cụ thể của bất kỳ cá nhân nào là vấn đề của các chuyên gia di truyền lâm sàng và chuyển hóa có trình độ và nằm ngoài phạm vi của tài liệu tham khảo này.

Epidemiology

Mặc dù riêng lẻ hầu hết các rối loạn chuyển hóa bẩm sinh đều hiếm gặp, nhưng chúng tạo thành một nhóm bệnh di truyền đáng kể, đó là lý do tại sao nhiều quốc gia sàng lọc sơ sinh cho một nhóm các rối loạn có thể điều trị được như phenylketonuria.

Evidence & guidelines

Các hướng dẫn lâm sàng cụ thể cho từng rối loạn tồn tại, chẳng hạn như hướng dẫn của American College of Medical Genetics and Genomics cho thiếu hụt phenylalanine hydroxylase; những hướng dẫn như vậy được tham chiếu để cho thấy cách các rối loạn này được quản lý trong thực tế và không thay thế cho việc chăm sóc lâm sàng chuyên khoa.

History

Archibald Garrod đã giới thiệu ý tưởng về 'lỗi chuyển hóa bẩm sinh' vào đầu thế kỷ XX, đề xuất rằng một số bệnh bắt nguồn từ các tắc nghẽn di truyền trong các phản ứng hóa học cụ thể — một khái niệm đã dự đoán mối quan hệ gen-enzyme. Sự phát triển sau này của sàng lọc sơ sinh, dựa trên xét nghiệm đốm máu của Robert Guthrie cho phenylketonuria, đã biến nhiều rối loạn này thành các tình trạng có thể phát hiện được trước khi các triệu chứng xuất hiện.

Key figures

• Archibald Garrod
• Jean-Marie Saudubray
• Robert Guthrie

Seminal works

• saudubray-2018
• vockley-2014

Frequently asked questions

Rối loạn chuyển hóa bẩm sinh là gì?

Đó là một rối loạn di truyền trong đó một khiếm khuyết di truyền làm suy yếu một enzyme hoặc chất vận chuyển duy nhất trong một con đường trao đổi chất, do đó các cơ chất tích tụ, các sản phẩm cần thiết bị thiếu hụt hoặc quá trình sản xuất năng lượng bị gián đoạn.

Tại sao nhiều rối loạn này được sàng lọc khi sinh?

Một số lỗi bẩm sinh, chẳng hạn như phenylketonuria, có thể gây hại nghiêm trọng nếu không được điều trị nhưng có thể quản lý được khi được phát hiện sớm, vì vậy sàng lọc sơ sinh nhằm mục đích phát hiện các tình trạng có thể điều trị được trước khi các triệu chứng phát triển.