유전 및 유전성 대사질환 - 유전 대사 질환
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: Inherited metabolic diseases
인체 대사에 관여하는 효소는 셀 수 없이 많으며, 따라서 유전 대사 질환의 종류도 매우 다양하다. 국시에서는 윌슨병, Phenylketonuria, galactosemia가 종종 출제되며, 전공의 시험에서는 요소회로의 이상질환의 치료에 대해 출제되었다.
1. 개요

1) 병태생리
(1) A 물질의 축적: 주로 뇌, 간 등에 침착되어 장애를 일으킴
(2) B 물질의 부족: B가 담당하는 생리 현상이 제대로 일어나지 않음
2) 치료 전략
(1) 식이 제한 (A 물질↓)
ex) PKU, 단풍시럽뇨증, 갈락토오스혈증, 윌슨병 / ‘소아의 영양’ 참고
(2) 축적 물질의 제거 (A 물질↓)
ex) 윌슨병(penicillamine), 가족성 고콜레스테롤혈증(cholestyramine)
(3) 효소/조효소 보충
ex) sphingolipidosis (Gaucher병, Fabry병 등)
(4) 결손 물질 보충
ex) 선천성 갑상샘저하증, 선천부신과형성(CAH)
(5) 기타: 장기이식, 유전자 치료, small molecule therapy 등
3) 신생아 유전 대사 질환 선별검사: 조기 치료할 경우 장애 방지 가능
(1) 페닐케톤뇨증(phenylketonuria)
(2) 단풍시럽뇨증(maple syrup urine disease)
(3) 갈락토스혈증(galactosemia)
(4) 호모시스틴뇨증(homocystinuria)
(5) 선천성 갑상샘저하증(congenital hypothyroidism)
(6) 선천 부신과다형성(congenital adrenal hyperplasia)
2. 윌슨병(Wilson’s disease)
소화기 - 간담췌 파트 ‘윌슨병’* 참고
1) 병태생리
(1) ATP7B 유전자 변이 → 구리가 ceruloplasmin의 형태로 담즙으로 배설되지 못함
(2) 구리가 간에 축적 → 뇌, 눈, 신장 등 여러 장기에 영구적으로 축적
2) 임상양상 및 검사소견
(1) 간 침범: 주로 소아
① 주호소: 소화불량, 피로, 황달, 복부팽만(복수)
② 간염, 간경변증, 전격성 간부전
③ AST/ALT↑, bilirubin↑ → albumin↓, PT↑ → 심한 경우 hemolytic anemia
(2) 신경계 침범: 주로 10~20대
① 운동장애: Tremor, dystonia, Parkinson-like 증상
② 구음장애(dysarthria), 삼킴곤란(dysphagia)
③ 인지기능 저하, 정서장애, 품행장애 등
(3) 눈: Kayser-Fleischer ring(K-F ring) - 각막의 바깥쪽 고리에 구리 침착)

윌슨병 환자에서 관찰되는 K-F ring 소견
3) 진단
(1) 혈청 ceruloplasmin: 감소
(2) 24시간 소변 구리 배출량: 증가
(3) 기타: 간생검, ATP7B 유전자 검사
4) 치료
(1) 구리 흡수 억제: 아연(Zn2+, 주로 chelator와 병합)
(2) 구리 chelator
① Trientine: 최근 1차 치료제로 추천됨
② Penicillamine: 신경학적 독성 있음 → 예방 위해 pyridoxine 병용
(3) 구리 회피 식이: 간, 어패류, 견과류, 초콜릿, 버섯 등
(4) 약물치료에 반응 없이 심한 간부전으로 이행 → 간이식
3. 페닐케톤뇨증(phenylketonuria, PKU)
1) 병태생리 (autosomal recessive)

(1) Phenylalanine hydroxylase (phenylalanine → tyrosine 전환 효소) 결핍
(2) Phenylalanine 및 그의 대사산물 축적
(3) DOPA, melanin 등 결핍
* 자세한 내용은 ‘Phenylalanine, tyrosine 대사와 이상’ 참고
2) 임상양상
(1) 정신 & 운동발달 지연, 경련: Phenylalanine 독성
(2) 소변 쥐오줌 냄새(mousy odor): Phenylpyruvate 축적
(3) 담갈색 모발, 흰 피부: Melanin 감소
3) 검사소견
(1) 혈중 페닐알라닌(phenylalanine): 상승
* > 4 mg/dL은 비정상, > 20 mg/dL은 classic PKU라고 한다.
(2) 염화제이철 반응: 녹색 침전물 (소변 phenylpyruvate에 의한 반응)
4) 치료: 저페닐알라닌 특수 분유 및 식이
* PKU 산모가 임신한 경우, 태아에게 phenylalanine 독성이 작용하는 것을 예방하기 위해 저페닐알라닌 식이를 특히 철저히 해야 한다.
4. 갈락토스혈증(galactosemia)
1) 병태생리 (autosomal recessive)
(1) Galactose-1-phosphate uridyl transferase 결핍(m/c) → galactose-1-phosphate 축적
(2) 기타 galactose 대사 효소가 결핍되어도 발생 가능 → 보통 임상양상이 가벼움
2) 임상양상
(1) 간기능 손상: 황달, 구토, 간비대, 저혈당
(2) 신경학적/전신 양상: 발작, 늘어짐, 지능저하 등
(3) 백내장
3) 치료: Galactose 식이 제한 (대두단백 분유 등)
5. 요소회로(urea cycle) 이상 질환
1) 병태생리: Urea cycle의 carbamoyl phosphate synthase(CPS), ornithine carbamoyl transferase(OTC) 등의 결핍 → ammonia 과다 축적 (고암모니아혈증, hyperammonemia)
2) 임상양상: 구토, 수유곤란, 의식저하, 지능장애
3) 검사소견: Ammonia↑
4) 치료: 급성기에 혈액투석 → 이후 저단백 고탄수화물 식이
(1) 급성기 치료 방침
① 암모니아 제거
- 혈액 투석: 암모니아가 350 이상이면 준비하기 시작하고 500 이상이면 응급 시행
- 질소 화합물 제거: sodium benzoate, sodium phenyl acetate, sodium phenyl butyrate
- Arginine or Citrulline 투여
② 암모니아 생성 억제
- 충분한 열량 공급: 단백 제한, 15~25% 포도당 중심 정맥 영양
- Carbamylgutamate(Carbaglu) 투여
③ 수분 및 전해질 균형
④ 동반 감염 질환 및 촉발 인자 제거
(2) 유지기 치료 방침
①식이 요법: 저단백 식이
②약물 치료: Sodium benzoate, sodium phenylbutyrate, N-carbamylglutamate
③결핍 물질의 보충: Arginine(ASS 및 ASL 결핍 시, arginase 결핍에는 금기), Citrulline(CPS 및 OTC 결핍)
④간이식 및 간세포 이식
6. 기타 유전 대사 질환
1) 단풍 당뇨증(maple syrup urine disease, MSUD)
(1) 병태생리
① Branched chain amino acid(isoleucine, leucine, valine)은 원래 α-ketoacid로 대사됨
② α-ketoacid dehydrogenase 결핍 → α-ketoacid 축적 → 심한 신경학적 증상
(2) 임상양상
① 소변 단풍 시럽(maple syrup) 냄새 / 구수한 단내
② 수유곤란, 구토, 경련, 호흡장애 → 의식저하
(3) 치료: Low branched chain amino acid 특수 분유 및 식이
2) 당원 축적병(glycogen storage disease)
(1) 개요: Glycogen → glucose 분해 과정에 장애 → glycogen이 간/근육에 축적
(2) 간형 글리코겐증 (von Gierke disease 등)
① 병태생리: 간에서 glucose를 내보내지 못함 → 만성적 저혈당 → 저혈당 발작 & lactic acidosis
② 임상양상: 간비대, 저혈당, lactic acidosis, hyperuricemia
③ 치료: 소량씩 자주 식사, 포도당이 천천히 흡수되는 옥수수 전분 사용
(3) 근육형 글리코겐증 (Pompe disease 등)
① 병태생리: 근육에 glycogen 축적 → 근육의 손상 및 에너지 부족
② 임상양상: 근력약화, 근육통, 근위축 (가끔 심근병증 동반)
③ 치료: 효소 보충 요법
3) 스핑고지질 침착 질환(sphingolipidosis)
(1) 병태생리: 효소 이상으로 sphingolipid가 조직/장기에 축적됨
(2) Gaucher 병: β-glucosidase 결핍
① 비장/간에 축적: 비장비대/간비대
② 골수 침범: Pancytopenia
(3) Fabry 병: α-galactosidase 결핍
① 손발 통증: 짜릿짜릿하고 화끈거리는 양상
② 합병증: 심근경색, 뇌졸중
(4) 치료: 효소 보충 요법
4) 창자병증 말단 피부염(acrodermatitis enteropathica)
(1) 병태생리: 아연 흡수장애 (autosomal recessive)
* TPN 중인 환아에서 아연이 공급되지 않을 경우 비슷한 양상이 발생할 수 있다.
(2) 임상양상
① 피부병변: 입/항문, 성기 주위, 팔꿈치/무릎 등
② 붉은색 머리카락, 원형탈모
③ 기타: 결막염, 각막혼탁, 설염, 손톱 염증 등
(3) 진단: 혈중 아연 농도 감소
(4) 치료: 경구 아연 보충
홍창의 소아과학 12e, pp.170-217, 649-652