CC BY
76
Симптоматическая эпилепсия как проявление дефицита ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот с очень длинной углеродной цепью
Е.А. Николаева, И.В. Шулякова, П.Г. Цыганкова, Г.В. Байдакова, Е.Ю. Захарова, Е.Д. Белоусова
Symptomatic epilepsy as a manifestation of very long chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency
E.A. Nikolayeva, I.V. Shulyakova, P.G. Tsygankova, G.V. Baidakova, E.Yu. Zakharova, E.D. Belousova
Московский НИИ педиатрии и детской хирургии Росмедтехнологий; Медико-генетический научный центр РАМН, Москва
Представлены сведения о наследственном заболевании из группы дефектов митохондриального Р-окисления — дефиците ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот с очень длинной углеродной цепью. Обсуждаются трудности диагностики и лечения этой патологии. Дано описание ребенка, диагноз которому был установлен на основании генеалогических, клинических данных, результатов исследования уровня свободного карнитина и ацилкарнитинов в крови. Диагноз подтвержден выявлением мутаций c.265C>T (Pro89Ser)/с.562G>A (Gly188Ser) в гене ACADVL. Изменение тактики терапии (диета, L-карнитин, отмена вальпроатов) привело к улучшению состояния девочки, в том числе к уменьшению количества эпилептических приступов.
Ключевые слова: дети, дефицит ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот с очень длинной углеродной цепью, эпилепсия, карнитин, ген ACADVL, мутации c.265C>T (Pro89Ser), с.562G>A (Gly188Ser).
The authors provide data on very long chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency, a hereditary disease from a group of mitochondrial P-oxidation defect. Difficulties in diagnosing and treating this pathology are discussed. A child in whom the abnormality has been diagnosed on the basis of genealogical and clinical data and measurements of the blood levels of free carnitine and acylcarnitines is described. The diagnosis has been verified by the detection of c.265C>T (Pro89Ser)/с.562G>A (Gly188Ser) mutations in the ACADVL gene. Modified treatment policy (diet, L-carnitine, discontinuance of valproates) has made the girl's health better, by reducing the number of seizures.
Key words: children, very long chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency, epilepsy, carnitine, ACADVL gene, c.265C>T(Pro89Ser), c.562G>A (Gly188Ser) mutations.
Изучение патологии обмена жирных кислот началось в 1976 г., когда впервые были описаны случаи дефицита ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот со средней длиной углеродной цепи и глутаровая ацидемия II типа (или множественный дефицит ацил-КоА дегидрогеназ) у детей. В настоящее время эта группа заболеваний включает не менее 12 самостоятельных нозологических форм. Их происхождение связано с двумя типами генетически детерминированных нарушений: 1) дефектами трансмембранного транспорта жирных кислот (системный дефицит карнитина, дефицит карнитинпальмитоилтрансфераз I и II, ацилкар-нитин-карнитинтранслоказы); 2) нарушением
© Коллектив авторов, 2008
Ros Vestn Perinatal Pediat 2008; 3:87-91
Адрес для корреспонденции: 125412 Москва, ул. Талдомская, д. 2
внутримитохондриального р-окисления (дефицит ацил-КоА и 3-гидрокси-ацил-КоА дегидрогеназ жирных кислот с различной длиной углеродной цепи, глутаровая ацидемия II типа) [1, 2]. Частота дефектов р-окисления жирных кислот составляет 1:10 400—1:12 000 новорожденных, что позволяет отнести данную патологию к группе наиболее часто встречающихся моногенных заболеваний обмена веществ [3, 4].
Наследственные дефекты обмена жирных кислот характеризуются высокой летальностью — до 20%. Предполагается, что эти заболевания являются причиной не менее 5% случаев внезапной детской смерти, 30% случаев гипогликемии детского возраста неясного генеза и 5—10% случаев энцефа-логепатопатии Рейе [5, 6].
Одна из нозологических форм рассматриваемой группы заболеваний — дефицит ацил-КоА де-
гидрогеназы жирных кислот с очень длинной углеродной цепью (OMIM1 №201475) — была впервые описана в 1993 г. [7—9]. Частота патологии, определенная в США (штат Иллинойс), составляет 1:50 000 новорожденных. В литературе имеются сведения более чем о 60 больных.
Заболевание наследуется аутосомно-рецессив-но и обусловлено дефектом фермента ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот с очень длинной цепью (ACADVL). Этот фермент расположен на внутренней мембране митохондрий. Он участвует в окислении жирных кислот, углеродная цепь которых содержит 14—20 атомов. Ген ACADVL, кодирующий данный фермент, локализован на коротком плече хромосомы 17—17р13 [10]. На сегодняшний день идентифицированы более 90 различных мутаций гена ACADVL [11—13]. В отличие от генов двух других дегидрогеназ, участвующих в метаболизме жирных кислот со средней и короткой цепью, в гене ACADVL не обнаружено частых мутаций. Описанные мутации включают миссенс замены (подавляющее число мутаций), небольшие делеции и мутации сплайсинга.
В патогенезе заболевания (как и всей группы болезней окисления жирных кислот) большую роль играет истощение углеводных запасов организма в условиях метаболического стресса, т.е. при интеркуррентных инфекционных болезнях, физической или эмоциональной перегрузке, голодании, хирургическом вмешательстве. В подобной ситуации липиды становятся необходимым источником восполнения энергетических потребностей тканей. Происходит активация дефектных процессов транспорта и р-окисления жирных кислот. Следствием мобилизации ю-окисления является накопление в биологических жидкостях дикар-боновых кислот, их токсичных производных, что влечет за собой ингибирование активности ряда ферментов, участвующих в глюконеогенезе и цикле синтеза мочевины. Указанные нарушения ведут к накоплению в тканях аммиака и усугублению гипогликемии. При этом в первую очередь страдают головной мозг, сердце и печень.
По срокам появления первых признаков выделяют 3 формы заболевания: неонатальную, детскую и позднюю. Неонатальная форма (около 1/2 больных) характеризуется ранней манифестацией, преимущественно в периоде новорожденности. При детской форме (около 40% больных) начальные симптомы обычно появляются на протяжении первого года жизни. При указанных формах различают следующие основные клинические фенотипы [2, 3, 14, 15]:
1 Online Mendelian Inheritance in Man.
— тяжелое системное заболевание с преимущественным поражением сердца (гипертрофическая или дилатационная кардиомиопа-тия) и высокой летальностью на первом году жизни;
— приступообразное течение с эпизодами гипогликемии и вовлечением в патологический процесс ЦНС, сердца, печени и мышц;
— периодически возникающую относительно благоприятную гипогликемию.
Поздняя форма (около 15% больных) манифестирует в более старшем возрасте, нередко у школьников. Ее основные проявления: боли в мышцах, изменение цвета мочи вследствие мио-глобинурии [16].
Характерными биохимическими признаками при всех формах служат гипогликемия при отсутствии выраженного кетоза, гипераммониемия, повышение концентрации лактата в крови, повышение активности креатинфосфокиназы. Важным диагностическим маркером заболевания (и всей группы болезней окисления жирных кислот) является низкий уровень общего карнитина в крови при увеличении содержания его эстерифицированных форм. При исследовании органических кислот и ацилкарнитинов в крови и моче обнаруживают высокое содержание жирных кислот с длинной углеродной цепью, в частности, специфичным для заболевания признаком является накопление те-традеценоилкарнитина (С141) [17].
Для лечения больных используется диетотерапия, основанная на ограничении приема липидов, обогащении рациона углеводами и среднецепо-чечными триглицеридами, в сочетании с медикаментозной терапией препаратами L-карнити-на [18]. Необходимость назначения высоких доз L-карнитина (50—100 мг/кг) обусловлена свойством этого витаминоподобного вещества конъ-югировать накапливающиеся ацил-радикалы и способствовать удалению токсичных метаболитов из организма. Своевременная диагностика и адекватное лечение больных с указанной патологией служат залогом снижения летальности и благоприятной медико-социальной реабилитации детей.
Приводим собственное наблюдение за ребенком, у которого на основании комплексного обследования был диагностирован дефицит ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот с очень длинной углеродной цепью.
Люда Д. 6 лет поступила в отделение психоневрологии и эпилептологии Московского НИИ педиатрии и детской хирургии Росмедтехнологий с жалобами на полиморфные судорожные приступы, регресс психоречевого развития.
НиколаеваЕ.А. и соавт. Симптоматическая эпилепсия как проявление дефицита ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот ...
II
III
Фрагмент родословной семьи Д.
Ш1 — неясные ночные пароксизмы, нарушение стула; наблюдается с диагнозом: целиакия? Ш2 — пробанд.
Ш3 — умерла внезапно в возрасте 1 года 3 мес.
Родители ребенка здоровы, якуты по национальности, в кровном родстве не состоят (см. рисунок). Старшая сестра 10 лет страдает ночными пароксизмами неясного генеза, нарушением стула, по поводу чего наблюдается гастроэнтерологом по месту жительства с диагнозом целиакии (без гистологического подтверждения). У младшей сестры на протяжении 1-го года жизни отмечались нарушения стула, приступы рвоты, гипотрофия. Девочка умерла внезапно в возрасте 1 года 3 мес. На аутопсии была обнаружена жировая дистрофия печени. Клинико-патологоанатомический диагноз: синдром внезапной смерти.
Пробанд от второй беременности, протекавшей благоприятно. Роды вторые, в срок. Девочка закричала сразу. Масса тела при рождении 3200 г, длина 51 см. На 2-е сутки жизни отмечалась мышечная гипотония, выписана на 10-е сутки жизни в удовлетворительном состоянии (задержана в родильном доме из-за состояния матери).
Раннее психомоторное развитие протекало без особенностей. Однако девочка наблюдалась педиатром, гастроэнтерологом в связи с плохой прибавкой массы, неустойчивым стулом. Был установлен диагноз целиакии.
С возраста 1,5 лет периодически, на фоне ОРВИ у ребенка начали отмечаться сопорозные состояния, которые сопровождались резкой вялостью, слабостью, выраженной гипотонией, многократной рвотой. Данные эпизоды повторялись до 10 раз в год. Девочка неоднократно госпитализировалась в отделение реанимации детской больницы. Заболевание расценивалось как отравление неясной этиологии, пищевая токсикоинфекция, тяжелое течение ОРВИ. Как правило, состояние улучшалось после внутривенного введения препаратов карнитина.
В возрасте 4 лет на фоне ОРВИ впервые появились фебрильные судороги. Несколько позже
манифестировали приступы замирания, продолжительностью до 5 с, несколько раз в сутки. Через 2 мес после этого у ребенка развился эпилептический статус, кома, продолжительность которой составила 4 сут. На фоне терапии депакином (60 мг/кг в сутки) состояние девочки ухудшилось. Приступы стали носить полиморфный характер: типичные абсансы до 20 раз в сутки, миоклонические приступы до 10 раз в сутки, атонически-астатические приступы (резкое падение) до 6 раз в сутки. Параллельно прогрессировала деменция.
В возрасте 6 лет девочка находилась на стационарном лечении в Российской детской клинической больнице, где была проведена фиброга-стродуоденоскопия с биопсией эпителия тощей кишки. Полученные результаты не подтвердили ранее установленный диагноз целиакии. При исследовании аминокислот и ацилкарнитинов в крови (Медико-генетический научный центр РАМН) выявлено снижение содержания свободного кар-нитина, концентрация С141 была незначительно увеличена (см. таблицу). Было заподозрено заболевание из группы нарушений митохондриального Р-окисления (дефект транспорта карнитина), продолжено лечение L-карнитином.
Ребенок выписан домой с основным диагнозом: последствия гипоксически-ишемического поражения ЦНС, симптоматическая эпилепсия. В терапию введен суксилеп в дозе 25 мг/кг в сутки, что привело к купированию абсансов. Доза валь-проатов увеличена до 100 мг/кг, однако на этом фоне отмечались выраженная вялость, гипотония. В связи с недостаточной эффективностью проти-восудорожной терапии по месту жительства был назначен топамакс (до 7,5 мг/кг в сутки). Состояние девочки несколько улучшилось, произошло небольшое снижение частоты приступов. Для коррекции терапии ребенок был направлен в Московский НИИ педиатрии и детской хирургии.
При поступлении в отделение психоневрологии и эпилептологии состояние девочки по основному заболеванию тяжелое, наблюдались вялость, сонливость. Со стороны внутренних органов изменений не выявлено. Печень не увеличена, периодически отмечались нарушения стула.
В неврологическом статусе отмечена диффузная мышечная гипотония, снижение сухожильных и периостальных рефлексов. Психическое развитие ребенка с выраженной задержкой. Фразовая речь отсутствует. Произносит отдельные слова.
Изменения на электроэнцефалограмме соответствовали синдрому Леннокса—Гасто — эпилептическому синдрому, характеризующемуся резистентными частыми, полиморфными приступами, отставанием в нервно-психическом развитии, тяжелым прогрессирующим течением. У ребенка
была зарегистрирована непрерывная эпилептическая активность в виде билатерально синхронных комплексов «острая—медленная волна», частотой 2 Гц, высокоамплитудных медленных волн. При проведении магнитно-резонансной томографии обнаружены признаки неспецифической атрофии коры больших полушарий головного мозга, вторичной гидроцефалии.
По данным эхокардиографии нарушений не выявлено, размеры полостей сердца в пределах нормы. Окулистом не обнаружено изменений прозрачных сред глаза и глазного дна.
Биохимическое исследование выявило повышение концентрации молочной (2,3 ммоль/л, при норме 1,0—1,8 ммоль/л) и пировиноградной (0,17 ммоль/л, при норме 0,05—0,09 ммоль/л) кислот в крови. Уровень глюкозы при неоднократных определениях оставался в пределах референсных значений. Показатели кислотно-основного равновесия крови в моменты кризов также не выходили за границы нормы.
Клинические проявления в виде эпизодов рвоты, нарушения стула, резкой вялости, слабости, выраженной гипотонии, сопорозных состояний, полиморфных судорожных приступов в сочетании с повышенным уровнем молочной и пировино-градной кислот, низким содержанием свободного карнитина (см. таблицу) в крови дали основание заподозрить у ребенка одно из заболеваний, обусловленных дефектом митохондриального р-окис-ления жирных кислот. Данные родословной также свидетельствовали в пользу возможного наличия нарушения обмена жирных кислот у сестер про-банда. На фоне приема L-карнитина (20% элькар из расчета 100 мг на 1 кг массы тела в сутки) было проведено повторное исследование образца крови методом тандемной масс-спектрометрии и выявлено значительное повышение концентрации С141 при нормальном содержании свободного карни-тина, что свидетельствует о недостаточности ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот с очень длинной углеродной цепью (см. таблицу).
В лаборатории наследственных болезней обмена веществ Медико-генетического научного центра
РАМН с целью подтверждения диагноза проведен анализ гена ACADVL. Образец ДНК ребенка выделен из лейкоцитов периферической крови. При исследовании методом прямого нерадиоактивного секвенирования установлен генотип пробанда: с.265С>Т (Pro89Ser)/с.562G>A (Gly188Ser). Мутация Pro89Ser описана ранее в литературе [13], мутация Gly188Ser является новой. Следует отметить, что отсутствие частых мутаций в гене ACADVL осложняет молекулярно-генетическую диагностику данного заболевания.
Таким образом, на основании генеалогических данных, клинических проявлений, результатов биохимического и молекулярно-генетического обследования девочке был установлен диагноз: Наследственное нарушение обмена жирных кислот, дефицит ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот с очень длинной углеродной цепью (код по МКБ-10 — Е71.3); синдром Леннокса—Гасто, задержка психоречевого развития.
Противосудорожные средства на основе валь-проевой кислоты являются препаратом выбора при синдроме Леннокса—Гасто, однако они противопоказаны при дефектах метаболизма жирных кислот. Ранее, до установления диагноза ребенку назначались вальпроаты, но терапия была неэффективна, девочка плохо переносила высокие (100 мг/кг) дозы. Поэтому в отделении было начато снижение дозы вальпроатов с параллельным увеличением дозы топиромата. Кроме того, проведен курс синактена-депо. К противосудорожной терапии было добавлено диетическое лечение: дробное питание с уменьшением интервалов между приемами пищи, из рациона исключены жиросодер-жащие продукты (жирные сорта мяса, рыбы, сыр и др.), в питание включены молочные смеси, содержащие среднецепочечные триглицериды. Девочка получила курс цитохрома С 4 мл внутримышечно №10, элькар 20% в дозе 100 мг на 1 кг массы тела. Выписана домой с положительной динамикой общего состояния и уменьшением частоты судорожных приступов до 1 раза в 2—3 дня. Рекомендовано обследование старшей сестры пробанда, вероятно, также страдающей данным заболеванием.
Уровень карнитина и ацилкарнитинов (в мкмоль/л) в крови у ребенка Д. с дефицитом ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот с очень длинной углеродной цепью (метод тандемной масс-спектрометрии)
Показатель До приема L-карнитина После приема L-карнитина Границы нормы
Свободный карнитин (С0) 7,01 18,2 10—90
Тетрадеканоилкарнитин (С14) 0,301 0,441 0—0,76
Тетрадеценоилкарнитин (С141) 0,502 1,13 0—0,43
Тетрадекадиеноилкарнитин (С142) 0 0,196 0—0,30
Николаева Е.А. и соавт. Симптоматическая эпилепсия как проявление дефицита ацил-КоА дегидрогеназы жирных кислот
Приведенное наблюдение демонстрирует трудность лабораторной диагностики заболеваний из группы дефектов митохондриального р-окисле-ния. Известно, что при ряде наследственных болезней обмена веществ метаболические нарушения носят интермиттирующий характер, и выявить диагностически значимые изменения можно либо в момент метаболического криза, либо при проведении специальных провокационных тестов. В некоторых случаях у детей с дефектами окисления жирных кислот характерный для этих состояний, резко выраженный вторичный дефицит карнити-на вызывает тотальное снижение в биологических жидкостях концентрации всех ацилкарнитинов. Это не позволяет при тандемной масс-спектро-метрии выявить значимые нарушения в спектре ацилкарнитинов и приводит к ложноотрицатель-
ным результатам. Поэтому при низком уровне свободного карнитина в крови необходимо повторное исследование на фоне приема препаратов L-кар-нитина для установления формы заболевания, что дает основание для проведения эффективной диетической и медикаментозной терапии.
Представленное наблюдение — один из первых случаев из группы дефектов митохондриального Р-окисления, лабораторно подтвержденных в нашей стране. Разнообразие клинических проявлений при данной группе наследственных болезней обмена веществ, широкий внутрисемейный полиморфизм обусловливают необходимость исключения этой патологии у пациентов с различными клиническими проявлениями, в том числе и страдающих резистентными формами эпилепсии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Wanders R.J.A., Vreken P., den Boer M.E.J. et al. Disorders of mitochondrial fatty acyl-CoA ß-oxidation. J Inher Metab Dis 1999; 22: 442—487.
2. Scriver C.R., Sly W.S. (eds). The Metabolic and Molecular Basis of Inherited Disease. New York: McGraw-Hill (8th ed.), 2001; 6338.
3. Wood J.C., Magera M.J., Rinaldo P. et al. Diagnosis of very long chain acyl-dehydrogenase deficiency from an infant's newborn screening card. Pediatrics 2001; 108: 1: 19—25.
4. Schulze A., Lindner M., Kohlmuller D. et al. Expanded newborn screening for inborn errors of metabolism by electrospray ionization-tandem mass spectrometry: results, outcome and implications. Pediatrics 2003; 111: 6: 1399—1406.
5. Chalmers R..A., Stanley C.A., English N. et al. Mitochondrial carnitine-acylcarnitine translocase deficiency presenting as sudden neonatal death. J Pediat 1997; 131: 220—225.
6. Hostetler M.A, Arnold G.L., Mooney R. et al. Hypoketotic hypoglycemic coma in a 21-month-old child. Ann Emerg Med 1999; 34: 3: 394—398.
7. Aoyama T., Uchida Y., Kelley R.I. et al. A novel disease with deficiency of mitochondrial very-long-chain acyl-CoA dehydrogenase. Biochem Biophys Res Commun 1993; 191: 1369—1372.
8. Bertrand C., Largilliere C., Zabot M.T. et al. Very long chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency: identification of a new inborn error of mitochondrial fatty acid oxidation in fibroblasts. Biochim Biophys Acta 1993; 1180: 327—329.
9. Yamaguchi S., Indo Y, Coates P.M. et al. Identification of very-long-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency in three patients previously diagnosed with long-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency. Pediat Res 1993; 34: 111— 113.
10. Andresen B.S., Bross P., Vianey-Saban C. et al. Cloning and characterization of human very-long-chain acyl-CoA dehydrogenase cDNA, chromosomal assignment of the gene and identification in four patients of nine different muta-
tions within the VLCAD gene. Hum Mol Genet 1996; 5: 461—472.
11. Mathur A., Sims H., Gopalakrishnan D. Molecular heterogeneity in very-long-chain acyl-coA dehydrogenase deficiency causing pediatric cardiomyopathy and sudden death. Circulation 1999; 99: 1337—1343.
12. Watanabe H., Orii K.E., Fukao T. et al. Molecular basis of very long chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency in three Israeli patients: identification of a complex mutant allele with P65L and K247Q mutations, the former being an exonic mutation causing exon 3 skipping. Hum Mutat 2000; 15: 5: 430—438.
13. Takusa Y, Fukao T., Kimura M. et al. Identification and characterization of temperature-sensitive mild mutations in three Japanese patients with nonsevere forms of very-long-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency. Mol Genet Metab 2002; 75: 3: 227—234.
14. Vianey-Saban C., Divry P., Brivet M. et al. Mitochondrial very-long-chain acyl-coenzyme A dehydrogenase deficiency: clinical characteristics and diagnostic considerations in 30 patients. Clin Chim Acta 1998; 269: 43—62.
15. Bonnet D., Martin D., de Lonlay P. et al. Arrhythmias and conduction defects as presenting symptoms of fatty acid oxidation disorders in children. Circulation 1999; 100: 2248—2253.
16. Marinero B., Pascual S.I., Pereza-Cerda C. et al. Adolescent myopathic presentation in two sisters with very long-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency. J Inher Metab Dis 1999; 22: 802—810.
17. Liebig M., Schymik I., Mueller M. et al. Neonatal screening for very long-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency: enzymatic and molecular evaluation of neonates with elevated C141-carnitine levels. Pediatrics 2006; 118: 3: 1065—1069. '
18. Saudubray J.M., Martin D., de Lonlay P. et al. Recognition and management of fatty acid oxidation defects: a series of 107 patients. J Inher Metab Dis 1999; 22: 488—502.
Поступила 20.01.08
