개요

Maple syrup urine disease(MSUD)는 Branched-chain amino acids(BCAAs) 대사장애로, 치료하지 않으면 정신지체, 신체적 불구, 사망을 유발하는 드문 유전질환입니다. 1954년 Menkes에 의해 처음으로 기술되었으며, 모든 인종에서 발현되고 발생빈도는 225,000명당 1명입니다.

Maple syrup urine disease(MSUD)는 소변에서 달고, 태운 설탕, 또는 Maple syrup과 같은 냄새가 난다하여 이름지어 졌습니다. 인체 내 필수아미노산인 leucine, isoleucine 그리고, valine의 대사이상으로 이들 아미노산이 혈액 내에 축적되며, leucine, isoleucine 그리고, valine의 축적은 뇌의 기능을 방해하는 독성을 유발합니다.

원인

MSUD는 상염색체 열성으로 유전됩니다. MSUD는 단백질의 구성성분인 아미노산 중 인체 내 필요한 세 가지 필수아미노산인 leucine, isoleucine 그리고, valine의 대사이상질환입니다.

체내의 단백질은 20가지의 아미노산을 만드는데, 이 중에 11가지의 필수아미노산과 9가지의 비필수아미노산이 있으며, 필수아미노산은 매일 음식물로 공급되어야 하고 비필수아미노산은 음식물이나 체내의 다른 아미노산에 의해 만들어질 수 있습니다. 

MSUD는 Branched-chain amino acids(BCAAs)인 leucine, isoleucine 그리고, valine은 아미노전이효소(transaminase)에 의해 α-keto β-methylvaleric산, α-ketoisovaleric산과 α-ketoisocapeoic산 등의 α-keto산이 됩니다. 이 중에서 α-keto 산의 탈탄산 효소의 이상으로 BCAAs와 그의 부산물인 α-keto 산이 축적되어, 신생아나 소아에서 심한 신경증상을 나타냅니다.

MSUD의 유형은 일반적으로 네 가지로 분류되는데 전형적인 형(classic), 중간 형(intermediate), 간헐 형(intermittent), 그리고 비타민 B1(thiamine) 의존형이 있으며, MSUD 환아에서의 효소활동기능의 유형과 양에 관여합니다.

임상증상

MSUD는 전형적인 형과 다른 변형된 유형들이 있습니다.

신생아에서 첫 번째 증상은 식욕 감퇴, 보챔, 그리고 소변에서의 특이한 냄새이며, 수 일 내에 젖을 빠는 반사가 소실되고, 발육 부진, 고음의 울음소리, 경직되며 무기력해집니다. 진단과 치료가 되지 않으면 증상이 빨리 진행되어 경련, 혼수, 사망에 이르게 됩니다. 가끔 변형된 유형에서는 발육장애가 첫 번째 증상이 됩니다. 조기에 진단과 치료를 받은 아이들은 영구적인 손상의 위험이 감소됩니다.

전형적인 형(classic)

- 가장 보편적이며 심한 유형으로 효소의 활동기능이 없거나 아주 적습니다. (정상의 2% 이하)

- 출생 시는 정상이며 생 후 첫 몇 일 사이에 증상이 나타납니다.

- 생후 3~5일 경부터 수유곤란, 구토, Moro 반사의 소실, 경련, 호흡장애, 발육장애가 있고 치료하지 않으면 생후 수 주 내로 사망합니다.

- BCAAs에 대한 내성이 거의 없으므로 단백질을 엄격하게 제한해야 합니다.

중간 형(intermediate)

- classic 타입의 변형된 형으로 효소의 활동기능이 classic 타입보다 많습니다.(정상의 약 3~8%)

- 보통은 많은 양의 leucine에도 적응을 하지만 몸이 아프거나 병이 진행된 상태에서는 classic형과 같은 증상을 나타냅니다.

- classic형과 같이 단백질을 제한합니다.

간헐 형(intermittent)

- 효소의 활동기능이 많아 경한 타입입니다.(정상의 약 8~15%)

- 보통 12~24개월까지 증상이 나타나지 않으며, 몸이 아프거나 갑자기 다량의 단백질을 섭취했을 경우 증상이 발현됩니다.

- 아프거나 병이 진행된 단계에서는 BCAA의 수치가 높고, 특이한 Maple syrup과 같은 냄새가 나며  대사성 혼수가 올 수 있습니다.

비타민 B1(thiamine) 의존형

- 임상적으로 경한 타입이며, 비타민 B1(thiamine)에 반응하여 많은 양의 비타민 B1(thiamine)를 투여하게 되면 효소의 활동기능이 올라갑니다.

- 중정도의 단백질의 제한이 필요합니다.

진단

screening test

MSUD에서는 생 후 24시간 내에 신생아의 발뒤꿈치에서 채혈하고 테스트하여 2~3일 내에 결과를 얻는 것이 이상적입니다. 조기진단과 조기치료가 MSUD환아의 정상 발달에 가장 중요하기 때문입니다.  몇몇의 변형된 타입에서는 screening test에서 밝혀낼 수가 없습니다. 그러나 검사는 질환이 의심되는모든 신생아에게서 시행되어야 하며, 결과가 양성이거나 양성이 의심된다면 곧바로 치료에 들어가야 합니다.

임상증상과 소변에서의 특징적인 단 냄새(Maple syrup)로 진단할 수 있습니다.

(때로는 classic형의 신생아에서 첫 날 바로 확인할 수 있는 방법으로 이관(ear canal)을 면봉으로 닦아내어 Maple syrup의 냄새를 확인할 수 있습니다.)

간혹, 증상이 없는 건강한 소아나 어른의 소변이나 땀에서 Maple syrup의 냄새가 나는 경우가 있습니다. 원인이 밝혀지진 않았지만 이들도 MSUD의 경한 유형인지를 확인해야 합니다. 

임상병리검사

혈액과 소변을 통한 유기산 분석으로 확진 할 수 있습니다. 

혈장과 소변의 leucine, isoleucine, valine의 수치가 증가되어 있습니다. 소변에 dinitrophenylhydrazine 시약을 첨가하면 황색의 침전이 생깁니다. 

치료

- 질환이 확진되거나 의심되는 경우 치료는 가능한 한 빨리 시작해야 합니다.

- MSUD신생아에서의 초기 치료는 branched chain 아미노산의 수치를 신속히 감소시키는 것입니다. 중증의 예에서는 branched chain 아미노산과 α-keto산을 제거하기 위해 복막 투석이나 교환 수혈을 실시합니다.

- leucine, isoleucine 그리고, valine이 제한된 특수분유를 수유해야 하며, 수유하는 동안 유기산 분석을 통한 leucine, isoleucine 그리고, valine의 수치를 확인하고 조절합니다.

- 이러한 특수분유는 이들이 성장해서까지 계속 섭취해야 합니다. 육류나 콩류, 달걀, 그리고 낙농제품 등과 같은 고단백 음식을 제한하는 저 branched chain 아미노산 식이요법에 대한 교육이 필요합니다.

- 비타민 B1 의존형에서는 다량의 비타민 B1(적어도 10mg/24hrs)을 투여합니다.

관련사이트

http://www.msud-support.org/

http://labmed.hallym.ac.kr/serology/neonate-screening.htm

http://www.emedicine.com/ped/topic1368.htm