페닐케톤뇨증

페닐케톤뇨증은 혈중 페닐알라닌 수치 상승으로 인해 인지 및 행동 장애를 동반하는 정신 지체 임상 증후군입니다. 주요 원인은 페닐알라닌 수산화효소 활성 결핍입니다. 진단은 페닐알라닌 수치가 높고 티로신 수치는 정상 또는 낮음을 기준으로 합니다. 치료는 평생 저페닐알라닌 식단을 유지하는 것입니다. 적절한 시기에 진단을 내리면 예후가 매우 좋습니다.

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페닐케톤뇨증의 원인은 무엇입니까?

페닐케톤뇨증은 백인에게 가장 흔하며, 아슈케나지 유대인, 중국인, 흑인에게는 비교적 드뭅니다. 유전 양상은 상염색체 열성으로, 백인 출생아 10,000명당 약 1명꼴로 발생합니다.

과도한 식이 페닐알라닌(즉, 단백질 합성에 사용되지 않는 페닐알라닌)은 일반적으로 페닐알라닌 수산화효소에 의해 티로신으로 전환됩니다. 테트라히드로비옵테린(BH4)은 이 반응에 필수적인 보조 인자입니다. 하나 이상의 돌연변이로 인해 페닐알라닌 수산화효소가 결핍되거나 결핍되면 식이 페닐알라닌이 축적됩니다. 페닐알라닌 수치 증가의 주요 영향 기관은 수초 형성 장애로 인한 뇌입니다. 과도한 페닐알라닌 중 일부는 페닐케톤으로 전환되어 소변으로 배출되는데, 이를 페닐케톤뇨증이라고 합니다. 효소 결핍의 정도, 즉 고페닐알라닌혈증의 중증도는 특정 돌연변이에 따라 환자마다 다릅니다.

페닐케톤뇨증의 증상

대부분의 아이들은 정상적으로 태어나지만, 페닐알라닌이 점진적으로 축적되면서 수개월에 걸쳐 페닐케톤뇨증 증상이 서서히 나타납니다. 페닐케톤뇨증을 치료하지 않으면 심각한 정신 지체가 나타납니다. 또한 아이들은 심각한 과잉 행동, 보행 장애, 정신병을 겪을 뿐만 아니라, 소변과 땀으로 페닐아세트산(페닐알라닌 분해 산물)이 배출되어 불쾌하고 쥐 냄새가 나는 체취를 겪습니다. 또한 환자들은 건강한 가족 구성원보다 피부, 머리카락, 눈 색깔이 밝은 경향이 있으며, 일부 환자에게는 유아 습진과 유사한 발진이 나타날 수 있습니다.

페닐케톤뇨증의 형태

페닐케톤뇨증의 거의 모든 경우(98-99%)가 페닐알라닌 수산화효소 결핍으로 인해 발생하지만, 디히드로펩토린 합성효소 결핍으로 인해 BH4가 합성되지 않거나 디히드로프테리딘 환원효소 결핍으로 인해 재생되지 않으면 페닐알라닌이 축적될 수 있습니다. 또한, BH4는 도파민과 세로토닌 합성에 관여하는 티로신 수산화효소의 보조 인자이기도 하므로, BH4 결핍은 신경전달물질 합성을 저해하여 페닐알라닌 축적과 무관하게 신경학적 증상을 유발합니다.

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페닐케톤뇨증 진단

미국과 많은 선진국에서는 모든 신생아를 출생 후 24~48시간 이내에 여러 가지 혈액 검사 방법 중 하나를 사용하여 페닐케톤뇨증에 대한 선별 검사를 실시합니다. 비정상적인 결과가 나오면 페닐알라닌 수치를 직접 측정하여 진단을 확인합니다. 전형적인 페닐케톤뇨증의 경우 환자는 종종 페닐알라닌 수치가 20mg/dL(1.2μmol/L) 이상입니다. 부분 결핍의 경우 유아가 정상적인 식단을 섭취하는 경우 페닐알라닌 수치는 일반적으로 8~10mg/dL 미만입니다(6mg/dL 이상은 치료가 필요함을 나타냄). 전형적인 페닐케톤뇨증과의 감별 진단에는 정상 수치의 5~15% 수준을 나타내는 간 페닐알라닌 수산화효소 활동 검사 또는 유전자의 경미한 돌연변이를 식별하는 돌연변이 분석이 필요합니다. BH4 결핍은 소변, 혈액 또는 뇌척수액 또는 이 모든 것에서 바이오프테린 또는 네오프테린 수치가 상승하여 다른 형태의 PKU와 구별됩니다. 이 형태를 감지하는 것은 PKU에 대한 표준 치료가 이런 경우 뇌 손상을 예방하지 못하기 때문에 중요합니다.

양성 가족력이 있는 가족의 어린이의 경우, 융모막 샘플링이나 양수천자술을 실시한 후 직접 돌연변이 검사를 통해 태아기 페닐케톤뇨증을 검출할 수 있습니다.

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페닐케톤뇨증 치료

치료는 평생 식이 페닐알라닌 섭취를 제한하는 것입니다. 모든 천연 단백질에는 약 4%의 페닐알라닌이 함유되어 있으므로, 식단에는 저단백 식품(예: 과일, 채소, 특정 곡물), 페닐알라닌을 제거하기 위해 가공된 단백질 가수분해물, 그리고 페닐알라닌을 함유하지 않은 아미노산 혼합물이 포함되어야 합니다. 시판되는 페닐알라닌 무함유 제품의 예로는 XPhe 제품(영유아용 XP Analog, 1~8세 어린이용 XP Maxamaid, 8세 이상 어린이용 XP Maxamum), Phenex I 및 II, PhenilFree I 및 II, PKU1, 2, 3, PhenylAde(다양한 종류), Loflex, PlexylO 등이 있습니다. 성장과 신진대사를 위해 소량의 페닐알라닌이 필요하며, 우유나 저단백 제품 형태의 천연 단백질을 일정량 보충하여 섭취합니다.

혈중 페닐알라닌 수치를 정기적으로 모니터링하는 것이 필수적입니다. 권장 수치는 12세 미만 어린이의 경우 2~4mg/dL(120~240μmol/L), 12세 이상 어린이의 경우 2~10mg/dL(120~600μmol/L)입니다. 가임기 여성은 태아의 건강한 예후를 위해 임신 전부터 영양 계획 및 치료를 시작해야 합니다.

BH4 결핍 소아의 경우, 테트라히드로비옵테린 1~5mg/kg을 하루 3회 경구 투여하고, 디히드로프테리딘 환원효소 결핍증의 경우 레보도파, 카르비도파, 5OH 트립토판 및 엽산 10~20mg을 하루 1회 경구 투여합니다. 단, 치료 목표 및 접근법은 페닐케톤뇨증과 동일합니다.

페닐케톤뇨증의 예후는 무엇입니까?

생후 첫 며칠 동안 적절한 치료를 시작하면 페닐케톤뇨증은 발생하지 않습니다. 2~3세 이후에 시작하는 페닐케톤뇨증 치료는 중증 과잉행동장애와 난치성 발작을 조절하는 데에만 효과적일 수 있습니다. 임신 중 페닐케톤뇨증이 제대로 조절되지 않는 산모(즉, 페닐알라닌 수치가 높은 산모)에게서 태어난 아이는 소두증 및 발달 지연이 발생할 위험이 높습니다.