尿黑酸的应用

背景及概述^[1]

尿黑酸即2，5-二羟苯乙酸。尿黑酸尿症在患者的尿中大量存在。这种尿盛放在空气中可变成黑色，这是由于尿黑酸自然氧化产生暗黑色的产物所致。尿黑酸是苯丙氨酸和酪氨酸的中间代谢物，被尿黑酸加氧酶分解。尿黑酸尿症是由于先天性缺乏这种酶所引起的。

结构

尿黑酸症^[1]

尿黑酸症(Alkaptouria)是一种罕见的常染色体隐性遗传性病，发病率仅为1/100万，因机体缺乏尿黑酸氧化酶，使苯丙氨酸和酪氨酸的中间代谢产物尿黑酸不能被进一步氧化分解而随尿排出，在尿液中氧化，使尿呈黑色而得名。因血和尿中尿黑酸过多，引起棕褐色素沉积于胶原丰富的连接组织(特别是软骨)，导致沉积部位黄褐色变，形成褐黄病(ochronosis)。近亲联姻子女发病率高，男性患者约为女性的两倍。目前，由于发现苯酚、汞和苦味酸等也能引起类似于褐黄病的色素沉着，且组织学上也与其相似，故把这种药物引起的疾病称为外源性褐黄病，主要见于南非黑种人，而把与遗传有关的称为内源性褐黄病。

黑尿病患者，过量的尿黑酸可以解释其临床三联症：

1)黑尿病由于过量的尿黑酸氧化使尿颜色变深；

2)褐黄病是由于尿黑酸氧化产物在连接组织沉积导致其变色；

3)褐黄病性病变炎：尿黑酸斑片积累致脆性增加逐步形成关节炎。

临床三联症也代表了本病由轻到重的三个临床发展进程。尿液静置后变黑是本病特征性改变，这种特殊表型使该病在出生时即可诊断，此为本病阶段；褐黄病代表本病的第二阶段，年龄多在20～30岁，表现为淡蓝色耳廓和黄褐色眼巩膜；然后发展到第三阶段即褐黄病性关节炎，年龄多在40～60岁。起初，患者尿布或内裤上尿黑酸的灰褐色或黑色污渍，引起患儿家长或患者的注意。城市使用抽水马桶多不太注意放置后尿色改变，而农村晚上使用尿桶者，多能发现尿色改变。尿液检查：新鲜尿颜色为正常浅黄色，将一杯尿静置，可观察到尿液颜色逐渐变为蓝灰色、灰色，约3～5h后变为黑色。尿液颜色改变最早由上层开始，慢慢扩展。在一杯新鲜尿20ml加入10%氢氧化钠10滴后颜色迅速变成黑褐色。尿液氯化铁实验呈紫黑色反应。尿液中检出黑尿酸是诊断本病的金标准，基因诊断主要用于疾病早期诊断和遗传咨询。使用气液色谱法、薄层色谱法和酶分光光度法分析患者尿中尿黑酸含量，确诊尿黑酸症。在大多数患者，尿黑酸症状不会进展到褐黄病、褐黄病性关节炎。由于肝脏产生足够HGD(尿黑酸1，2双氧酶)每天能转变清除1．5千克尿黑酸，需损失大于99%的HGD酶活性患者才有临床症状。有症状的患者，最早体征是30多岁时耳廓、巩膜(Osler征)、角膜、结膜轻微蓝黑色变或灰蓝色变。

应用^[2]

外源尿黑酸对拟南芥幼苗花青素生物合成的影响。以拟南芥Col–0(CK)和酪氨酸降解最后一步缺陷突变体sscd1为试验材料，采用外源尿黑酸处理幼苗，研究尿黑酸对花青素生物合成的影响。结果显示：外源尿黑酸能诱导拟南芥幼苗花青素的积累，而且在sscd1突变体中花青素的积累效果更显著；荧光定量PCR分析发现，尿黑酸处理能促进花青素生物合成基因(包括花青素生物合成的下游基因DFR、LDOX、UF3GT和上游基因PAL、CHI、CHS)的表达，且在sscd1突变体中，这些基因表达上调的幅度更大。以上结果表明，尿黑酸处理能激活花青素生物合成途径，从而促进花青素的积累；酪氨酸降解最后一步缺陷能促进尿黑酸诱导花青素的生物合成。

主要参考资料

[1] 尿黑酸症的临床及影像学表现(附3例报告)

[2] 外源尿黑酸对拟南芥幼苗花青素生物合成的影响