前言:
脂肪酸β-氧化(β-Oxidation)的過程是在粒線體中進行,而肉鹼(carnitine)則負 責將脂肪酸送進入粒線體去進行氧化,這個過程牽涉到好幾個步驟,包括carnitine 的腸胃道吸收及運送(由carnitine transport負責);carnitine和脂肪酸結合(負責酵 素:Carnitine palmitoyl transferase 1, CPT 1);結合型的脂肪酸進入粒線體(負責 酵素:Translocase);以及carnitine和脂肪酸分離(負責酵素:Carnitine palmitoyl transferase 2, CPT 2),以讓脂肪酸去進行氧化。當其中的任一個酵素缺乏時,都 會影響到脂肪酸的氧化。
「原發性肉鹼缺乏症」的成因是因為染色體5q31位置上的SLC22A基因突變,使得細胞膜上的「肉鹼運輸裝置」(carnitine transporter)缺乏,導致肉鹼在尿中流失,最後造成體內的缺乏。而細胞內的肉鹼缺乏,會使得長鍊脂肪酸進入粒線體的步驟出問題。因此,便沒有足夠的長鍊脂肪酸參與β-氧化作用並產生能量,當然也無法產生足夠的酮體為大腦使用。
同時,粒線體內的游離輔酶A(free CoA)調節也受到影響,導致大量的醯基輔酶A酯(acyl-CoA esters)累積在粒線體內。最終,即是所有需以游離輔酶A(free CoA)作為媒介的代謝作用皆受影響(如檸檬酸循環、丙酮酸氧化作用、胺基酸代謝、粒線體及過氧化體的β-氧化作用)。
有三方面會受到影響(1)心肌,造成漸進性的心肌病變(最常表現的病變)(2)中樞神經系統,因低酮體性低血糖,造成腦神經病變(3)肌肉骨骼系統,造成肌肉病變。
發生率:
1.美國:在美國並沒有真正統計過「原發性肉鹼缺乏症」的發生率。
2.日本:在日本,「原發性肉鹼缺乏症」的發生率約為1/40,000活產兒。
3.澳洲: 則約為1/37,000~100,000。
4.台灣: 目前 國內尚未有此症在疾病發生率上的相關研究,據推估約為1/100,000~1/1,000,000
遺傳模式
為體染色體隱性遺傳,若父母是此症帶因者,表示各帶一條有缺陷基因的染 色體,因另一條染色體上的基因表現正常,所以不會發病,但下一代不分男女, 每一胎有25%的機率為患者,50%的機率是跟父母一樣的帶因者,25%的機率正 常。
併發症:
1.猝死:不幸的是,大多數沒症狀的「原發性肉鹼缺乏症」患者的第一次發病就可能會猝死。
2.心衰竭:隨著年紀增長,「原發性肉鹼缺乏症」患者大多會逐漸出現心肌病變。其心臟功能對強心劑或利尿劑都無反應。如果未能及時診斷並補充肉鹼,逐漸惡化的心衰竭會導致死亡。
3.「低酮體性低血糖」(Ketotic hypoglycemia)的腦神經病變:在「原發性肉鹼缺乏症」的病嬰,大多是產生「低酮體性低血糖」的腦神經病變。若有病毒感染疾病合併低血糖的情形出現,便易引發這些急性病變。而有些患童也會因這些病變,而出現了發育遲緩及中樞神經功能失常的情形。若不能及時的給予肉鹼補充,會有反覆性的腦神經病變出現。
性別:
無好發性別的區分,「原發性肉鹼缺乏症」是一種體染色體隱性遺傳。
好發年齡:
「原發性肉鹼缺乏症」的平均好發年齡是2歲(從1歲到7歲)。嬰兒多以「低酮體性低血糖」表現,而較大兒童則多以骨骼及心肌病變表現。
病史:
1.「原發性肉鹼缺乏症」的初期常見症狀之一是:「低酮體性低血糖的腦神經病變」,合併肝腫大、肝功能指數上昇及高血氨症。
2.「心肌病變」是另一個常見的症狀(常發生於較大兒童)。發病後會迅速進展成心衰竭。
3.「肌肉無力」是第三個常見症狀,常易合併心衰竭或只單獨發生肌肉無力的情形。
4.肉鹼缺乏也是造成「腸胃蠕動不良」的原因之一,會有反覆性的肚子痛及腹瀉。
5.「貧血」(hypochromic anemia)及反覆性感染也是常見的表現症狀。
身體臨床症狀:
症主要造成心肌、中樞神經系統及肌肉骨骼三方面的症狀
1.中樞神經系統: 「低酮體性低血糖」的腦神經病變,若未能及時的給予肉鹼補充,而出現反覆性的腦神經病變,可能導致患童出 現發展遲緩及中樞神經功能失常的情形。病患在長時間的飢餓(fasting)下會有跛行、無反應性及昏迷的情形。錐體性行為(pyramidal movement)或極小的指痙性行為(minimal athetoid movement)也會持續出現。另外也易有肝腫大、 、肝臟脂肪變性(Steatosis)、肝功能指數上升及高血氨症。
2.骨骼肌肉系統:當病患有肌病變時,會出現輕微的運動遲緩、肌張力低、漸進性的近端肢體無力。
3. 在心臟方面,較大的患童可能出現心臟肥大等心肌病變,並易進展成心衰竭。
此外,肉鹼缺乏也會造成腸胃蠕動不良,造成反覆性的腹痛與腹瀉。貧血及反覆性感染也是常見 症狀。
成因:
「原發性肉鹼缺乏症」是因在腎臟或肌肉的細胞質上的「肉鹼運輸裝置」(carnitine transporter)缺陷造成的。導致由尿中大量流失肉鹼,及細胞內的肉鹼累積量減少。
實驗室檢查:
1.當病童在急診室有出現嗜睡、抽痙、呼吸終止或任何意識不清的情形,要立刻檢查血糖或尿酮
2.測血氨、肝功能(ALT, AST, γ-GT)、電解質、尿酸、肌胺酸激酶(CK)、乳酸及凝血功能
●「原發性肉鹼缺乏症」患者大多會有血氨值中等程度的上升,尤其是當病童有表現出類似雷氏(Reye)症候群症狀時。
●「原發性肉鹼缺乏症」患者大多有肝功能指數中等程度的上升。
●電解值生化檢查會顯示出有「代謝性酸中毒」。
●也會出現「高尿酸血症」,因為在腎小管排出的肉鹼競爭所造成的。
●「原發性肉鹼缺乏症」和脂肪酸氧化疾病患者皆會出現肌胺酸激酶(CK)上升。
●「呼吸鏈缺陷者」會出現乳酸上升。
●凝血功能受到影響,造成凝血酵素原時間(prothrombin-time)延長。
3.血液肉鹼的濃度:在「原發性肉鹼缺乏症」患者,其血中肉鹼的濃度會減少到少於正常值的5%,並併隨醯基肉鹼(acyl-carnitine)比例上的減少。但醯基肉鹼/游離肉鹼(acylcarnitine/free carnitine)的比值是正常的。大多數的脂肪酸氧化疾病也會伴隨血中肉鹼濃度的降低。
4.尿液肉鹼的濃度:在「原發性肉鹼缺乏症」患者,這是唯一正確有用的檢查。因為腎臟細胞減少肉鹼的再回收,導致肉鹼經由尿液大量的排出。
5.尿液有機酸檢查:在「原發性肉鹼缺乏症」患者,尿液有機酸分析通常是正常的。
6.禁食測試:此測試必須在醫師監督下執行。定期抽血測血糖、酮體、及游離脂肪酸。同時也需測醯基肉鹼(acyl-carnitine)。
7.尿液有機酸檢查﹕在「原發性肉鹼缺乏症」患者,尿液有機酸分析通常是正常的。
8.「肉鹼運輸裝置」測定(carnitine transporter):此項檢查是專門針對「原發性肉鹼缺乏症患者」,測定其培養的纖維母細胞上「肉鹼運輸裝置」是否有缺乏。
9.分子生物學檢查:針對「原發性肉鹼缺乏症」患者,提供其「肉鹼運輸裝置」缺陷的基因分析、及篩檢基因是否有突變。
影像檢查:
1.X光檢查:顯示有心臟肥大。
2.心臟超音波:顯示有心臟肥大及左心室壁的增厚。
其他檢查:
心電圖:顯示有左心肥厚及T波上升。
病理組織切片:
皮膚切片可以作為確認診斷「原發性肉鹼缺乏症」,藉由顯示出在纖維母細胞中「肉鹼運輸裝置」的減少來證實。
治療:
1.內科治療 (Medical care):
●急性發作時,若患者出現有「低酮性低血糖」的腦神經病變,則先給予患者10%葡萄糖(10 mg/kg/min)靜脈輸液補充。再隨著體內血糖值變化而改變輸液速度。
●經由靜脈補充肉鹼,來提升組織內的肉鹼含量,以利粒線體內的脂肪酸運輸。這種治療方法可藉由肉鹼(carnitine-esters)的形式,經由尿液協助排出身體內有毒代謝物。不過經靜脈補充肉鹼的治療方法,只有針對那些確認是「肉鹼缺乏症」患者才可以考慮使用。
●考慮使用藥物來幫助治療心肌病變。
●口服肉鹼。在「原發性肉鹼缺乏症」患者,可以幫助改善「飢餓酮體產生」(fasting ketogenesis)、心臟功能、生長及認知表現。
2.諮詢 (Consultation):
●遺傳代謝科醫師諮詢
●營養師諮詢
3.飲食 (Diet):
●「原發性肉鹼缺乏症」患者不需要特殊飲食,只要他們有按時補充肉鹼,或沒有承受壓力、飢餓即可。
●建議在睡前吃些生玉米粉食物(uncooked cornstarch),可以幫助因睡覺中無進食而導致清晨低血糖出現。
4.活動 (Activity):
●只要有按時補充肉鹼,就不需要特別限制他們的日常活動。
●太激烈的運動或活動仍要盡量避免,並在平時隨時多補充點心及水份。
5.預後﹕
●「原發性肉鹼缺乏症」患者,若能按時補充肉鹼,預後極佳。
●若未能早期診斷早期治療,會出現心衰竭、心律不整、或猝死症的併發症。
●終身使用左旋肉鹼(L-carnitine)治療及避免一日停藥,以免因為中斷肉鹼的補充而導 致心律不整,甚至將有致命的危機
6.併發症﹕
●擴大性心肌病變,合併鬱血性心衰竭
●嬰兒猝死症
●橫紋肌溶解症及次發性腎衰竭
●肌張力低下
●小球性貧血
●生長發育不良
●腸胃道蠕動不良
●色素沈著視網膜病變
●週邊神經病變
●中樞神經病變、發育遲緩、錐體症狀及指痙症狀
7.衛教﹕
●家族成員需學會心肺復甦術(CPR),因「原發性肉鹼缺乏症」病嬰易出現猝死症。
●家族成員應被教導如何確認低血糖的早期症狀,並能及時給予患者葡萄糖補充物或注射昇糖素。
●家族成員應被教導要給予患者頻繁進食,以避免禁食飢餓出現。若患者出現食慾下降或食慾極差的情形,應立刻送到醫院急診室處理。
●家族成員應被教導有關積極補充肉鹼的重要性。
●父母需接受遺傳諮詢與討論關於未來懷孕時疾病復發的危險性。
●家族成員應被教導有關產前診斷的可能性。
資料來源:
1.財團法人罕見疾病基金會
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