Embryoprosjektet Encyclopedia

Guthrie-testen, også kalt PKU-testen, er et diagnostisk verktøy for å teste spedbarn for fenylketonuri noen dager etter fødselen. For å administrere Guthrie-testen bruker legene Guthrie-kort til å samle kapillærblod fra et spedbarns hæl, og kortene lagres for senere testing. RobertGuthrie oppfant testen i 1962 I Buffalo, New York. Fenylketonuri(pku) er en medfødt fødselsabnormalitet der giftige nivåer av aminosyre fenylalanin bygger opp i blodet, en prosess som påvirker hjernen hos ubehandlede spedbarn. Guthries test oppdager fenylalanin iblod av nyfødte, som muliggjør tidlig diagnose AV PKU. Tidligdiagnoser AV PKU hindrer utviklingen av psykiske funksjonshemninger itusenvis av personer berørt hvert år.

PKU er en arvetmetabolisk sykdom der kroppen ikke produserer enzymetfenylalaninhydroksylase. Fenylalaninhydroksylase bryter nedaminosyre fenylalanin i blodet. Personer MED PKU kan ikkefordøye høye konsentrasjoner av aminosyren fenylalanin. Høykonsentrasjoner av fenylalanin er tilstede i proteinrike matvarer, sliksom kjøtt og fisk, så vel som i søtningsmiddelet aspartam. Whenindivider med PKU ikke klarer å fordøye fenylalanin i matvarer de consume, høye nivåer av fenylalanin bygge opp i blodet, forårsakerhjerneskader. Derfor må personer MED PKU spise alvorligbegrensede dietter for å unngå å innta mat med høye konsentrasjoner avfenylalanin. Ubehandlet PKU kan føre til psykiske funksjonshemninger, hjerneskade og anfall. PKU påvirker omtrent en av 15.000 mennesker iusa årlig.

før opprettelsen Av Guthrie-testen, legertestet spedbarn FOR PKU med en mindre pålitelig jernklorid urintest.Urinprøven med jernklorid viste tilstedeværelsen av fenoler, inkludert fenylpyruvat, i urinen. Tilstedeværelsen av fenolfenylpyruvat i urinen indikerte at personen ikke fordøyetfenylalanin fordi fenylpyruvat er et derivat av fenylalanin.For å utføre en jernklorid urintest, oppløste en lege en urinprøve i en løsning av vann, etanol og noen få dråper jernklorid. Hvis fenylpyruvat var tilstede i prøven, dannet det akompleks med jernkloridet og produserte en intens blågrønnfarge, noe som indikerer at pasienten hadde PKU. Legene noterte flereproblemer med jernklorid urintest, inkludert at det ikke klarte åprodusere et positivt testresultat med fenylalaninnivåer under 20milligram per 100 milliliter. En slik test hadde begrenset følsomhet ogutøvere kan lett savne lavere konsentrasjoner av fenylalaninivåer hos personer med PKU. Som en konsekvens sliter legene med ådiagnostisere OG behandle de individer med PKU hvis urinprøver inneholdt lave nivåer av fenylalanin, noe som fører til irreversible hjerneskader. Mange spedbarn testet med jernklorid urintest feiletå teste positivt for PKU i de første seks til åtte uker etter fødselen.Imidlertid indikerte bevis på at fenylalaninnivåer i blodetøke raskt i de første dagene av livet, muligens ledende toneurologisk skade i løpet av den perioden. På grunn av unøyaktigheten av jernklorid urintest, mange spedbarn med PKU gikk udiagnostisert og utviklet symptomer som vedvarte gjennom hele livet.

i 1957 ba legen Robert Warner Ved Children ‘ S Rehabilitation Center inBuffalo, new York, Guthrie om å utvikle en mer pålitelig OG rask metode for å oppdage PKU enn den som var tilgjengelig på den tiden. Warner visste Om Guthries PKU-forskning gjennom deres felles tilknytning til theErie County National Association Of Retarded Children I Buffalo. Han ba Guthrie om å skape en mer praktisk måte å teste FOR PKU fordi påtiden, for å bekrefte en positiv jernkloridtest, måtte legersend femti til tjue kubikkcentimeter (cc) venøst blod til en testingsite I California for å teste hver pasient. Lab teknikere på testingsite deretter utført en blodprøve for å bekrefte eller avkrefte tilstedeværelsen av høye nivåer av fenylalanin i blodet. Guthrie utviklet en newtest For Warner noen dager etter den første forespørselen. Testen Guthriedeveloped brukte en bakteriell inhiberingsanalyse for å oppdage fenylalanin.

Bakteriell inhibering analyser er tester der forskere bruker bakterieå måle konsentrasjonen av et stoff i en prøve.β-2-Tienylalanin, en aminosyre, hemmer veksten av bakteriabacillus subtilis. Guthrie fant at fenylalanin, et kjemikalie funnet iblodet av personer MED PKU, reverserte β-2-Tienylalanins hemming av b. subtilis vekst. For å utføre en PKU-hemming bakteriellanalyse, belagt Guthrie en gel som brukes til å dyrke bakterier medß-2-Tienylalanin. Guthrie plasserte deretter blodprøver, tørket på tykt filterpapir, på den gelen. Hvis blodprøven inneholdt fenylalanin, vokste b. subtilis rundt blodprøven og indikerte at pasienten hadde PKU. Hvis blodprøven ikke inneholdtefenylalanin, vokste b. subtilis ikke rundt blodprøven, noe som indikerer at pasienten ikke hadde PKU. Guthrie bemerket at asingle tekniker kunne teste en til 200 blodprøver på en enkelt dag, og at hver test krevde bare en finger stikk av kapillærblod på afilter papir plate.

Etter å ha utviklet testen og vist Den Til Warner,testet Guthrie følsomheten til sin bakterielle inhiberingsanalyse ved hjelp av normale blodprøver spiked med fenylalanin. Følsomhet erevnen til en test for å oppdage alle tilfeller der sykdommen er tilstede.Guthrie la til 2, 4, 8, 12 og 20 milligram l-fenylalanin per 100milligram blodserum til normale blodprøver for å etterligne nivåene avfenylalanin funnet hos pasienter påvirket AV PKU. Han inkuberte thosedried blodprøver med den ekstra l-fenylalanin over natten på thebakteriell hemming analyser og fant at bakterier hadde vokst rundt thepaper plater. Han bestemte seg for at bakteriell vekst spikte i prøveneinneholdende 12 og 20 milligram fenylalanin per 100 milligram serum, noe som betyr at disse prøvene indikerte en person muligens hadPKU og bør gjennomgå ytterligere blodprøving.

Etter å ha vurdert sin test i laboratoriet, Sammenlignet Guthrie resultatene av sin test og av ferricchloride urintest på 3,118 prøver fra Newark State School inNewark, New York. Deretter bekreftet Guthrie alle positive tilfeller bestemtved Guthrie-testen og jernklorid urintest med en quantitativeblodanalyse. Han sammenlignet Resultatene Av Guthrie-testen med resultateneav ferrikloridurintesten og deres følsomhet for å oppdage sykdommen nøyaktig. Guthrie fant at hans test oppdaget tjueenpositive tilfeller AV PKU som også ble bekreftet av den kvantitative blodanalysen, og urinprøven for jernklorid oppdaget bare sytten av disse tilfellene, noe som betyr at urinprøven for jernklorid ikke klarte å påvise fire tilfeller av PKU. Ifølge Guthrie foreslo disse dataeneat hans test kunne brukes til å oppdage nye tilfeller AV PKU i befolkningerallerede screenet ved hjelp av jernklorid urintest.

Guthrie daraffinerte sin metode ved å gjøre blodsamlingen mer praktisk forleger. Hvis legene diagnostiserte pasienter tidligere, kunne pasientene implementere proteinbegrenset diett før aminosyren fenylalanin steg totoksiske nivåer i blodet og forårsaket irreversibel nevrologisk skade.Etter hans test første suksess, Guthrie endret sin bacterialinhibition assay slik at spedbarn kan testes noen dager etter birth.To Gjøre det, Guthrie bestemt hvorvidt en liten samling ofcapillary blod fra et spedbarn hæl ville fungere på bacterialinhibition assay. Han lagde kort, senere Kalt Guthrie cards, som var tykke filterpapir, hver med et metallblad som punkterte et spedbarnshæl og samlet det resulterende blodet. Han la blodet tørke direkte påkortet og lagret det for testing. Fra kortet slo han hullet rundt papirskiven av blodet som ble plassert senere på agar gelkulturen. Guthrie fant at bakteriell inhiberingsanalyse virket innenspedbarnets hælblod.

Etter Guthries utvikling av sin PKU-test,Begynte National Association Of Retarded Citizens i New York City, NewYork, å støtte Bruken Av Guthrie-testen og valgte to søstre som hadde PKU som deres plakatbarn for en 1961-innsats for å offentliggjøre testen. Den eldre søsteren, Sheila McGrath, hadde mentaldisabiliteter og ble diagnostisert med PKU senere i livet. Youngersister, Kammy McGrath, ble diagnostisert MED PKU Av Guthrie test andtreated tidlig i livet hennes, og dermed unngå psykiske funksjonshemninger. Høsten 1961 publiserte National Association Of Retarded Citizens Guthrie-testen på pressekonferansen i San Francisco, California, og Life Magazine publiserte en artikkel Om Guthrie og hans nyfødte skjermdet følgende året.

OGSÅ i 1961 finansierte Us Children ‘ S Bureau inWashington, DC, Guthrie for å teste Guthrie-testen i 400.000 spedbarn. Guthrie og hans team testet 404 568 spedbarn for PKU ved hjelp av guthrie-testen og ferrikloridurintesten. Guthrie og hans teamdiagnostiserte trettisyv tilfeller AV PKU om to år. Guthries testidentified 275 spedbarn som presumptive positive FOR PKU, noe som betyr at de sannsynligvis vil ha PKU. Av de 275 spedbarnene som ble antatt positive for PKU,ble trettisyv tilfeller av PKU bekreftet ved å gjenta Guthrie-testen og bruke en kvantitativ blodanalyse, noe som betyr at testen var effektiv.

I 1962 inngikk Guthrie en kontrakt Med Ames Company I Elkhart, Indiana, en divisjon Av Miles Laboratories, for å produsere Og markedsføre Guthrie testkits til sykehus. Ames-Selskapet fastsatte imidlertid at de bare villegå inn en kontrakt dersom testen mottok et patent. Guthrie arkivert for apatent på Guthrie test i sitt eget navn i 1962. Han signerte deretter en eksklusiv lisensavtale Med Ames Company. Lisensavtalen ga Guthrie ingen royalties, noe som betyr At Guthrie ikke ville tjene penger på testsettene som ble solgt. Fem prosent av nettoinntektene fra thetest ble delt mellom National Association For Retarded CitizensResearch Fund, Association For Aid of Crippled Children I New YorkCity, New York, Og University Of Buffalo Foundation I Buffalo, NewYork. Guthrie fastsatte ikke hvilken pris kittene skulle selges på ikontrakten.

Etter signering av kontrakten, ames Selskapet slet toprodusere nok testsett for å møte etterspørselen. Guthrie bidro til å produsere testkits og fikk økonomisk støtte fra US Children ‘ S Bureau til å produsere og montere kits for å utføre 500 tester i et leid hus i buffalo, New York. Guthries sett solgt for $ 6 hver. I 1963 Lærte Guthri At Ames Company planla å belaste $262 hver for det samme PKUtest-settet. Ifølge biograf Jean Koch krevde Guthrie prisenbli senket. Guthrie spurte Russell B. Long,EN Amerikansk Senator Fra Louisiana, for å undersøke saken for å se Om Ames-Selskapet hadde full juridisk kontroll over prisen på testkittene.

Senator Long rapporterte at theUS Public Health Service, en avdeling AV Us Department Of Health, Hadde Hovedkontor I Washington, DC, ikke hadde godkjent Guthries avtale med det private Ames-Selskapet. Imidlertid hadde to frivillige helseforeninger og Barnas Sykehus I Buffalo støttet avtalen, Slik At Ames-Selskapet hadde full kontroll over prisen. Accordingto forsker Diane B. Paul, Guthrie dypt beklaget ikke inkludert apris bestemmelse i kontrakten. Ames Selskapet deretter gitt ut en uttalelse at ingen kits ble solgt for $ 262 og at tusenvis av dollar ofproceeds ble brukt til å dekke utgiftene til å bygge manufacturingfacilities For Guthrie test kits. Selskapet solgte testsett somkunne teste for 325 spedbarn for $ 67,71 hver.

Etter å ha funnet et selskap som produserte testene hans, slet Guthrie med å få sykehusene til å implementere testene og medisinske tidsskrifter for å publisere resultatene fra prøvene. Guthrie ogforeldre til barn MED PKU presset lovgivere til mandat newbornscreening AV PKU i hver stat. I 1963 mandat Massachusetts nyfødtescreening FOR PKU. Året publiserte Guthrie noen av hans resultati en peer-reviewed journal. Guthrie drev deretter felttog på tvers av mange stater og land, holdt taler og foredrag på konferanser for å oppmuntre regjeringer til å gi Guthrie-testen mandat. I 1966 Var Guthrie-testenobligatorisk i DE FLESTE amerikanske stater.

etter 1960-tallet betalte forskere meroppmerksomhet TIL PKU. I 1990 samlet forskere rundt om i Verden tildiskutere problemer og fremskritt i diagnosen OG behandlingen AV PKU inParis, Frankrike. Senere samme år gjennomførte En gruppe forskere ledet Av YoshiyukiOkano I Houston, Texas, en mutasjonsanalyse AV pah-genet, som er ansvarlig for produksjonen av fenylalaninhydroksylase. Denne gruppen forskere opprettet også en database for pahgene-mutasjoner. Pah-databasen førte til dokumentasjon av mer than340 genmutasjoner som kan forårsake PKU. OGSÅ PÅ 1990-tallet utviklet amerikanske forskere donald Chase, David Millington, Naoto Terada, Stephen Kahler, CharlesRoe og Lindsay Hofman en ny teknikk for å teste FOR PKU ved bruk av tandem massespektrometri. Forskere bruker tandem massespektrometri tilseparate ioner basert på deres ladning-til-masseforhold for å oppdage PKU i blodprøver. Tandem massespektrometri, som den opprinnelige Guthrie-testen, brukeret hullslag av tørket blod. Det kan imidlertid skjerme for et bredere utvalgav medfødte sykdommer ved hjelp av en prøve.

ved det tjueførste århundre krevde alle femti amerikanske stater sykehus for å teste nyfødte for PKU,og guthrie-testen ble brukt mange steder over hele verden. Leger inmindre økonomisk utviklede områder brukte Guthrie-testen til å diagnostiserespedbarn MED PKU. Men i det tjueførste århundre, mange sykehusbrukt tandem massespektrometri, som kan skjerme for et bredere utvalg avmedfødte sykdommer enn Guthrie-testen. Begge metodene fortsatt brukeguthrie kort for å lagre tørket blod av spedbarn for testing.