Enzymatischer Test zur in-vitro-diagnostischen quantitativen Bestimmung von L-Phenylalanin in menschlichen Neugeborenen-Blutproben. Für das Neugeborenen-Screening auf Phenylketonurie.
Phenylketonurie (PKU) ist eine der häufigsten erblichen Erkrankungen des Aminosäurestoffwechsels.[1] Es handelt sich um eine autosomal-rezessiv vererbte Erkrankung mit einer weltweiten Inzidenzrate von etwa 1:10.000, abhängig von der betrachteten Bevölkerungsgruppe.[2]
Die Hauptursache der Erkrankung – in mehr als 90 % aller Fälle – ist eine verminderte oder fehlende Aktivität des Enzymkomplexes Phenylalaninhydroxylase, der für die Umwandlung der essenziellen Aminosäure Phenylalanin zu Tyrosin verantwortlich ist.[3] Letzteres ist eine Vorstufe der Katecholamine, des Melanins und der Schilddrüsenhormone. Durch die Blockierung dieses Stoffwechsels wird Phenylalanin über einen alternativen Weg zu Phenylbrenztraubensäure und Phenylacetat umgewandelt, die über die Nieren ausgeschieden werden.[4] Die Erkrankung führt zu einer geistigen Retardierung der Patienten, beginnend in den ersten Lebenswochen. Die zerebralen Schäden können durch eine phenylalaninarme Diät bei Neugeborenen verhindert werden. Daher muss ein Screening-Test zum Nachweis erhöhter Phenylalaninkonzentrationen im Blut zwischen den ersten 24 bis 72 Stunden nach der Geburt durchgeführt werden, abhängig von der jeweils geltenden Richtlinie im Land. Positive Screening-Ergebnisse werden durch zusätzliche Tests bestätigt.[5-7]Viele Screening-Tests wurden zur Überwachung von Patienten mit Phenylketonurie entwickelt. Der erste, benannt nach seinem Erfinder GUTHRIE, basiert auf der Hemmung des Wachstums von Bacillus subtilis durch hohe Phenylalaninspiegel.[8] Diese Methode weist einige Nachteile auf und wurde durch Tests ersetzt, bei denen Phenylalanin an einer chemischen Reaktion teilnimmt, die eine fluoreszierende oder gefärbte Substanz erzeugt, die quantitativ gemessen werden kann.[9] Eine bequemere, ausgefeiltere und teurere Methode zur Messung von Phenylalaninspiegeln ist LC-MS.[10]
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[1] Phipps, W. S., Jones, P. M., & Patel, K. (2019). Amino and organic acid analysis: Essential tools in the diagnosis of inborn errors of metabolism. Advances in Clinical Chemistry, 92, 59-103.
[2] Gersting SW, Kemter KF, Staudigl M, Messing DD, Danecka MK, Lagler FB, Sommerhoff CP, Roscher AA, Muntau AC. Loss of function in phenylketonuria is caused by impaired molecular motions and conformational instability. Am J Hum Genet. 2008;83(1):5–17.
[3] Adam MP, Mirzaa GM, Pagon RA, et al., editors. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993-2023.
[4] Williams RA, Mamotte CD, Burnett JR. Phenylketonuria: an inborn error of phenylalanine metabolism. Clin Biochem Rev. 2008 Feb;29(1):31-41. PMID: 18566668; PMCID: PMC2423317.
[5] Richtlinien des Bundesausschusses der Ärzte und Krankenkassen über die Früherkennung von Krankheiten bei Kindern bis zur Vollendung des 6. Lebensjahres („Kinder-Richtlinien“) BAnz. Nr. 60 (2005, 2023)
[6] https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/17816-phenylketonuria
[7] Hanley, W. B., Demshar, H., Preston, M. A., Borczyk, A., Schoonheyt, W. E., Clarke, J. T. R., & Feigenbaum, A. (1997). Newborn phenylketonuria (PKU) Guthrie (BIA) screening and early hospital discharge. Early human development, 47(1), 87-96.
[8] Guthrie, R. The introduction of newborn screening for phenylketonuria: a personal history. Europ. J. Pediat. 155 (suppl. 1): 4 – 5 (1996).
[9] Kand’ár, R., & Žáková, P. (2009). Determination of phenylalanine and tyrosine in plasma and dried blood samples using HPLC with fluorescence detection. Journal of Chromatography B, 877(30), 3926-3929.
[10] Loeber, J.G.; Platis, D.; Zetterström, R.H.; Almashanu, S.; Boemer, F.; Bonham, J.R.; Borde, P.; Brincat, I.; Cheillan, D.; Dekkers, E.; et al. Neonatal Screening in Europe Revisited: An ISNS Perspective on the Current State and Developments Since 2010. Int. J. Neonatal Screen. 2021, 7, 15. https://doi.org/ 10.3390/ijns7010015
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