유전성 대사질환은 특정 유전자의 돌연변이로 유전자의 산물인 단백의 변화에 의하여 초래되는 질환을 통틀어 지칭하는데, 그 단백의 기능은 효소, 수용체, 수송 단백, 세포막, 구조 단백 등 다양합니다.
예를 들어, 어느 효소에 이상이 있으면 그 효소에 의하여 대사되어야 할 물질이 그대로 신체에 축적되고, 그 축적물에 독성이 있으면 인체에 기능 장애가 나타납니다.
이 때 특히 뇌가 장애를 받기 쉬우며, 그 결과 유전성 대사 이상에 의한 많은 질환에서 심한 지능 장애가 자주 나타납니다.
물론 신경학적 장애뿐만 아니라, 간혹 간이나 신장에 장애를 일으키는 경우도 있고, 신경학적 장애나 기타 장기의 장애가 중복되는 경우도 있습니다.
증상
유전성 대사질환은 증상과 질환의 종류가 연령별로 다르게 발생할 수 있습니다.
1) 신생아기의 증상
많은 유전성 대사질환이 신생아기에 발현하는데, 그 증상이 신생아 패혈증 증상과 동일하거나 실제로 함께 동반될 수도 있습니다.
출생 시에는 정상이나, 수유 2~3일 후 원인을 모르는 기면 상태, 수유 거부, 구토, 경련 등 비특이적인 증상이 나타납니다.
심한 구토, 심한 대사성 산혈증, 심한 케톤증, 저혈당, 혈액응고장애, 원인을 모르는 혼수 및 뇌증, 경련, 특이한 냄새, 심한 피부질환, 황달, 간기능 부전 등의 증상이 나타날 경우 유전성 대사질환을 의심해야 합니다.
신생아시기에 증상을 나타내는 대표적인 유전성 대사 질환들은 유기산뇨증, 요소회로계 대사질환, 아미노산 대사 장애, 갈락토즈혈증, 비케토성 고글리신혈증입니다.
2) 신생아기 이후 아동기
신생아기의 급성 증상에서 살아남거나 잔존 효소(단백)가 적은 농도로 있어서 증상이 늦게 발현하는 경우, 다음과 같은 증상들이 급성 대사성 스트레스(감염, 발열, 금식 등)가 있을 때 반복적으로 나타날 수 있습니다.
① 신경학적 증상으로 원인 모르는 정신지체, 의식의 변화, 진행성 기능 저하, 전반적 발달 지연, 경련, 운동 실조 및 정신과적 장애
② 급성 질환이 있을 때의 특이한 냄새
③ 간헐적으로 반복되는 원인 모르는 구토, 산혈증, 케톤혈증이 없는 저혈당
④ 간비대, 비장비대, 골격계의 변화
⑤ 신장 결석 및 요로 결석
⑥ 백내장, 망막의 색소 변성, 청력 장애
⑦ 혈전증
⑧ 선천성 기형 및 이상한 얼굴 모양
진단
1) 유전성 대사질환의 초기 검사
유전성 대사질환이 의심되는 증상 및 징후를 보이는 경우 산전 병력, 출생력, 가족력, 발달력 등을 조사하게 됩니다.
환자에 대한 초기 검사로는 혈액 검사로 전해질, 혈당, 간기능, 신장 기능, 요산, 동맥혈 가스분석, 혈액응고검사, 암모니아, 젖산/피루빈산 등이 있으며, 소변 검사로 소변의 색깔과 냄새, 케톤체, 당, 단백 존재를 확인합니다.
치료 시작 전 소변, 혈장, 뇌척수액 등을 냉장 보관하여 유전성 대사 질환 중 특정 질환이 의심되는 경우 특수 검사를 할 수 있도록 합니다.
2) 유전성 대사질환의 생화학적 검사
일반적으로 병상 옆에서 간단히 시행할 수 있는 유전성 대사질환 소변 검사와 혈액, 소변, 뇌척수액의 아미노산 정량 분석, 소변 유기산의 정량 분석, 탠덤 매스 분석 등이 있으며 필요한 경우 선별적으로 시행합니다.
유전성 대사질환의 기능적 검사로 포도당 부하 또는 금식 검사를 시행하기도 합니다.
기타의 검사로는 심초음파, 뇌파 검사, 뇌 MRI, 뇌척수액 검사 등을 들 수 있습니다.
최근 특정 유전성 대사질환에서 부족한 효소를 측정하거나 유전자 분석을 통하여 확진을 하는 경우가 개발되어 진단에 도움이 되고 있습니다.
3) 신생아 유전 대사 질환 선별 검사
많은 유전 대사 질환 중에서 방치하면 중대한 비가역적 뇌손상을 초래하지만 조기에 발견하여 치료하면 장애를 방지할 수 있는 질환이 있습니다.
임상 증상으로는 조기 진단이 곤란하여 환자의 발생 빈도가 높고, 효율적이며 경제적인 선별 검사 방법이 있는 질환들은 신생아 시기에 선별 검사를 시행합니다.
생후 3~7일경에 발뒤꿈치에서 채혈하여 여과지의 둥글게 표시된 채혈 부위에 혈액을 빨아올려서 묻힌 후 건조시킨 다음 비닐 봉투에 넣어 검사실에 우편으로 보냅니다.
페닐케톤뇨증, 호모시스틴뇨증, 단풍 단뇨증 등은 고초균을 이용하여 혈중 아미노산을 생물학적으로 측정하는 Guthrie 검사를, 갈락토스혈증은 대장균을 이용한 Paigen 법과 Beutler법을 이용하고 있습니다.
최근에는 페닐케톤뇨증, 단풍 당뇨증과 갈락토스혈증의 선별별사에는 훨씬 간편한 효소 비색법을 이용하고 있습니다.
최근 tandem mass spectrometry(MS?MS) 방법에 의해 많은 종률의 유전 대사 질환을 매우 예민하게 선별 검사할 수 있는데, 아미노산 대사 장애, 유기산 대사 장애, 요소 회로계 대사 이상증의 일부, 특히 지방산 대사 장애 등을 선별 검사할 수 있으나, 갈락토스혈증, 선천 갑상샘 저하증, 선천 부신 겉질 과다형성 등은 검사할 수 없습니다.
치료
유전성 대사질환이 의심되며 급성 대사성 장애가 발생한 경우 일반적인 치료 원칙은 다음과 같습니다.
① 원인이 밝혀질 때까지 수유를 금지합니다.
② 특별한 경우(젖산혈증이 심한 경우)를 제외하고는 10% 포도당 용액과 지방을 투여하여 충분한 열량을 공급합니다.
③ 복합 수용성 비타민을 대량으로 투여합니다.
④ 동반된 감염의 치료를 위해 항균제를 투여할 수 있습니다.
⑤ 고암모니아혈증이나 대사성 산혈증이 있으며 혈액 투석 또는 복막 투석 등의 방법으로 적극적으로 치료해야 합니다.
임상 증상의 발현은 물질의 형성 장애와 중간 대사 물질의 축적이 관계되어 있습니다.
그러므로 물질의 형성 장애로 증상이 나타나는 질환의 치료는 부족한 물질을 투여해 주는 보충요법을 실시하며, 물질의 축적에 의한 증상이 나타나는 경우에는 이 효소의 기질이 되는 물질의 투여를 제한하든지, 축적 물질의 배설을 촉진하는 약물을 투여하여 치유하는 것이 원칙입니다.
유전성 대사질환에는 다음과 같은 여러 가지 치료 방법이 있습니다.
1) 결손 물질의 보충요법
대사 이상에 의한 갑상선 저하증에서는 갑상선 호르몬제를, 선천성 부신 피질 과형성증에서는 스테로이드 호르몬 등을 투여하여 치료합니다.
2) 식사요법(전구 물질 섭취의 제한)
페닐케톤뇨증에서는 저페닐알라닌식을, 유기산뇨증 및 단풍 당뇨증에서는 루신, 아이소루신, 발린 제한식을, 요소 회로계 대사 이상증에서는 저단백식을 투여하여 치료합니다.
그러나 고글리신혈증과 같이 여러 가지 전구 물질로 형성될 경우에는 섭취를 제한할 수 없으므로 현재로서는 치료가 곤란합니다.
3) 효소 보충요법
유전자 재조합술의 발달로 많은 라이소솜 축적 질환들이 효소 보충 요법으로 치료되고 있습니다.
고셔병, 패브리병, 헐러(Hurler) 증후군, 폼페병의 효소 보충 요법이 현재 가능합니다.
4) 축적 물질의 배설을 촉진시키는 약물 치료
체내에 축적된 유해한 물질을 적극적으로 체외로 배설하기 위한 시도 가운데 가장 유효한 것은 윌슨병에 대한 페니실라민 요법입니다.
페니실라민은 윌슨병 환자의 조직에 축적된 구리를 체외로 배설시켜 임상적인 효과를 보입니다.
이밖에 가족성 고지질혈증에 대한 콜레스티라민 투여도 효과가 있는 치료법입니다.
5) 발증 유발 약물의 회피
적혈구의 효소 이상에 기인한 유전성 용혈증 중에서 가장 빈도가 높은 G6PD 결손증에는 acetanilide, phenacetin, aminopyrine, sulfa제 등의 약물 투여에 의하여 용혈 발작이 유발되므로 유발 약물 투여를 피하여 증상 발현을 예방합니다.
이상과 같이 유전성 대사 질환 가운데 치료와 예방이 가능한 질환은 많지 않습니다.
치료가 불가능하여 예후가 불량한 경과를 취하는 질환에 대해서는 출생 전 진단이 시행되고 있습니다.
6) 조효소 보충요법
많은 효소들이 정상적으로 그 기능을 나타내기 위해서는 조효소를 필요로 하는데 조효소의 합성 장애 때문에 질환이 초래되는 경우도 있습니다.
이러한 경우에는 조효소를 투여하여 대사 경로를 정상화할 수 있는데 대부분의 조효소들은 비타민입니다.
예를 들면 호모시스틴뇨증, 메틸말로닌산혈증의 일부, 비정형 페닐케톤뇨증 환자에서 효과적입니다.
7) 유전자 치료
유전성 대사질환 중 인체에서 처음 시행된 유전자 치료는 adenosine deaminase 결핍에 의한 복합 면역 결핍증입니다.
8) 장기 이식
장기 이식을 통하여 유전성 대사 질환을 치료할 수 있는데 특정 장기에서 발현하는 효소의 결핍 시에 도움이 됩니다.
예를 들면 요소 회로계 대사 이상의 경우 간 이식을 시행할 수 있습니다.
또한 골수의 줄기 세포를 이식함으로써 그 대상 질환 범위가 넓어졌습니다.
라이소솜 축적 대사 질환, 부신 백질 이영양증 등을 예로 들 수 있으나 중추 신경계를 주로 침범하는 질환에서는 도움이 되지 않는 경우가 흔합니다.
