基因组分析揭示苯丙酮尿症基因型-治疗关联及新型p.Pro416Leu PAH变异的特征研究

本研究针对苯丙酮尿症(PKU)这一最常见的氨基酸代谢遗传病，通过基因组分析揭示了131名塞尔维亚患者的PAH基因变异谱，首次报道了致病性新变异p.Pro416Leu，并系统评估了BH4治疗的基因型响应性。研究结合ACMG指南完成变异分类，发现83.6%患者可能受益于BH4疗法，为精准治疗提供重要依据。

　　

苯丙酮尿症(PKU)作为氨基酸代谢障碍的"明星疾病"，其背后是PAH基因数千种变异导致的复杂临床异质性。尽管低苯丙氨酸饮食疗法已拯救无数患儿，但个体化治疗仍面临两大挑战：基因型-表型预测的"黑箱"问题，以及BH4补充疗法响应率的巨大差异。塞尔维亚作为欧洲PKU研究的特殊区域，其独特的p.Leu48Ser高频变异群体为解开这些谜题提供了天然实验室。

来自贝尔格莱德大学分子遗传与基因工程研究所的Klaassen团队联合塞尔维亚母婴保健研究所，在《Scientific Reports》发表了这项涵盖131例患者的里程碑研究。通过Sanger测序、MLPA（多重连接探针扩增技术）和全外显子测序(WES)的"组合拳"，团队不仅绘制出塞尔维亚人群最完整的PAH变异图谱，更发现全球首例p.Pro416Leu致病突变。借助ACMG分类标准和BIOPKU数据库，研究者首次系统评估了当地患者对BH4治疗的潜在响应率，为东欧PKU精准医疗树立新标杆。

Genotyping and ACMG classification
研究检出38种PAH致病变异，包括25个错义突变(65.79%)和6个剪接位点变异(15.79%)。p.Leu48Ser以30.92%的惊人频率成为塞尔维亚特征性变异，远超周边国家。MLPA技术捕获到外显子5/6缺失事件，而WES排除了BH4代谢通路基因异常。新型p.Pro416Leu经MutPred2预测通过破坏蛋白稳定性致病，其三维模型显示突变后新增与Gln419的氢键（如图

）。

Phenotypic characterization
基于血清苯丙氨酸(Phe)水平，42%患者属经典PKU(cPKU)，22%为轻型(mPKU)，32%为轻度高苯丙氨酸血症(MHP)。值得注意的是，p.Leu48Ser纯合子表现出从cPKU到MHP的惊人表型跨度，而功能半合子(复合杂合携带另一无效突变)多表现为重症，提示修饰基因的重要作用。

BH4 responsiveness
基因型预测显示39.1%患者明确响应BH4，44.5%可能响应，总体响应潜力达83.6%，显著高于欧洲平均水平。高频变异p.Ile306Val和p.Glu390Gly的富集是这一优势的主因，而p.Leu48Ser的响应模式仍待进一步验证。

这项研究不仅完善了斯拉夫人群PKU分子流行病学地图，更通过三个维度革新认知：首先，p.Pro416Leu的发现拓展了PAH蛋白关键功能域认知；其次，p.Leu48Ser的表型异质性为寻找修饰基因提供线索；最后，基于ACMG标准的分类体系使BH4疗法预测更具可操作性。研究者特别指出，随着新生儿筛查普及，塞尔维亚MHP患者比例已升至32%，这种"表型漂移"现象警示我们需要动态更新治疗策略。

论文的深远意义在于将基因组分析从诊断工具升级为治疗导航仪——当83.6%的响应潜力遇见新兴的sepiapterin（BH4前体）疗法，PKU治疗正迈向"精准营养"的新纪元。而遗留的科学问题，如p.Leu48Ser的修饰机制和启动子区c.-30A>T的临床意义，将继续推动这个百年遗传病研究的创新浪潮。