آغاز غربالگری 58 اختلال متابولیک نوزادان در ایران (قسمت سیزدهم – مروری بر بیماری فقدان آنزیم کارنیتین پالمیتوئیل ترانسفراز)

این اختلال جزو اختلالات اسیدهای چرب بوده و مانند سایر بیماری‌های این‌گروه با الگوی وراثت اتوزوم مغلوب به ارث می‌رسد و در دختران و پسران به یک نسبت مشاهده می شود. به همین دلیل شیوع آنها در ازدواج های فامیلی بیشتر است. ناقلین این بیماری فاقد علامت می باشند (در زنان ناقل بیماری کبد چرب حاد دوران بارداری ممکن است دیده شود).
تقریباً یک سوم انرژی در انسان از طریق اسیدهای چرب تأمین می‌شود. چربی موجود در غذا بیشتر به شکل تری‌گلیسرید بوده و در هنگام سوخت و ساز، به شکل اسیدهای چرب آزاد[1]و مونوآسیل گلیسرول‌ها در روده باریک جذب می‌شوند. اسیدهای چرب در سلول‌های مخاط ‌روده مجدداً استریفیه و تری‌گلیسریدها باز تولید می‌شوند. تری گلیسرید مجددأ طی فرآیند لیپولیز به اسیدهای چرب[2] تبدیل می گردد. اسیدهای چرب در میتوکندری ها طی فرآیند β- اکسیداسیون اکسید و منجر به تولید انرژی می شوند.
این مسیر، راه اصلی متابولیکی جهت تولید انرژی در قلب٬ کبد، مغز و عضلات اسکلتی محسوب می شود. در صورت وجود مشکل در آنها اسیدهای چرب در خون افزایش یافته و در بعضی از بافت ها رسوب می کنند (رسوب آنها در کبد موجب ایجاد کبد چرب می شود). اهمیت این واکنش‌ها به‌ویژه در زمان ناشتایی مشخص می‌شود زیرا 80 درصد انرژی تولید شده در زمان ناشتایی ناشی ‌از سوخت‌و‌ساز و متابولیسم چربی‌ها می‌باشد (بدن برای تامین انرژی با هدایت اسیدهای چرب به کبد و سوزاندن آنها طی فرآیند بتا- اکسیداسیون مبادرت به تولید انرژی می نماید). بنابراین در این بیماران با طولانی شدن مدت ناشتایی بودن عوارض بیمار بدتر می شود.
اکسیداسیون اسیدهای چرب شامل 4 مرحله است:
1- سیکل کارنیتین
2- Β- اکسیداسیون
3- انتقال الکترونی
4- تولید اجسام کتونی
کارنیتین یک مشتق اسید آمینه است که برای انتقال اسیدهای چرب (بویژه انواع زنجیره بلند) از سیتوزول به داخل میتوکندری و متعاقباً تجزیه ی اسیدهای آمینه به استیل کوآنزیم A طی فرآیند بتا-اکسیداسیون و در نهایت تولید انرژی مورد نیاز است. متابولیسم بسیاری از اسیدهای آمینه نیز با تولید ارگانیک اسیدهای واسطه ای همراه است که با کوآنزیم A کونژوگه شده و بنابراین می توانند با کارنیتین استریفیه شوند.
به طور خلاصه سیکل کارنیتین شامل:
- اتصال یک مولکول کارنیتین به آسیل کوآ تحت اثر آنزیم Carnitine Palmitoyl Transferase Type 1 (CPT-1) موجود در لایه خارجی میتوکندری، باعث تشکیل آسیل کارنیتین شده، سپس از سیتوزول به درون فضای بین دو غشاء وارد می شود. این آنزیم تحت کنترل ژن CPT1A می باشد که موتاسیون در این ژن سبب کاهش شدید این آنزیم و در نتیجه ایجاد بیماری CPT-1 می شود. این آنزیم دو نوع وجود دارد که یک نوع آن عمدتأ در کبد، کلیه و فیبروبلاست های پوست و نوع دیگر در عضلات قلبی و اسکلتی دیده می شود. کاهش فعالیت آن سبب می گردد که کارنیتین به اسیدهای چرب با زنجیره بلند متصل نشده و وارد میتوکندری نشود.
- آسیل کارنیتین تحت تاثیر یک آنزیم ترانس لوکاز وارد ماتریکس میتوکندری می شود. در این فرآیند به طور همزمان و به ازای هر مولکول آسیل کارنیتین که وارد ماتریکس (فضای داخل لایه داخلی) میتوکندری می شود یک مولکول کارنیتین از ماتریکس خارج می گردد.
- آسیل کارنیتین تحت تاثیر Carnitine Palmitoyl Transferase Type 2 (CPT-2) (موجود در غشاء داخلی میتوکندری) به آسیل کوآ و کارنیتین تبدیل می شود.
بنابراین وجود کارنتین جهت متابولیسم و مصرف چربی ها ضروری بوده و ورود اسید های چرب با زنجیره بلند را به میتوکندری تسهیل میکند و در نتیجه سبب تولید انرژی از اسیدهای چرب و تولید کتون بادیها (بعنوان منبع انرژی برای سایر بافت ها) می شود. علاوه بر آن کارنیتین سبب دفع گروهای آسیل از سلولها به ادرار میگردد و از تجمع آنها و ایجاد غلظت های سمی در بدن جلوگیری می نماید.
اندازه گیری آسیل کارنیتین ها جهت بررسی نقایص اکسیداسیون اسیدهای چرب و متابولیسم ارگانیک اسیدها ضروری می باشد که این نقایص معمولاً در نتیجه انباشتگی آسیل کارنیتین ها صورت می گیرد.
نقائص اکسیداسیون اسیدهای چرب در میتوکندری‌ها، منجر به ایجاد گروه عمده‌ای از بیماری‌های نورومتابولیک ارثی می گردد.
 
شیوع فقدان آنزیم کارنیتین پالمیتوئیل ترانسفراز تیپ 1
شیوع این بیماری بسیار نادر است و حدود 60 مورد از آن در کل دنیا گزارش شده است. آماری از شیوع آن در ایران وجود ندارد. شیوع آن در بعضی از نژادها از جمله نژاد هوتریت (Hutterite) در آمریکا شمالی و بومیان سرخپوست (Inuit) در آلاسکا و کانادا بیشتر دیده می شود (1 نفر به ازای هر 1200 تولد).
 
علائم بالینی
تاثیر این بیماری در افراد مختلف، بستگی به شکل آن دارد.
• زمان تولد: طبیعی.
• دوره نوزادی و شیرخوارگی: چند روز بعد از تولد اولین علائم به صورت کاهش قند خون (هیپوگلیسمی) و کاهش خفیف و یا فقدان دفع کتون دیده می شود که به این وضعیت هیپوکتوتیک - هیپوگلیسمیک می گویند. بتدریج بزرگی کبد (هپاتومگالی)، اختلال عملکرد کبد و افزایش کارنیتین دیده میشود. به دنبال آن خواب آلودگی، تغییرات رفتاری، بی قراری، بی اشتهایی، تب، اسهال، استفراغ و مشکلات تنفسی بروز می کند.
• دوران کودکی و نوجوانی: شامل آسیب کبدی به صورت انسفالوپاتی کبدی و حملات ناگهانی نارسائی کبدی، قلبی، ضعف عضلانی و آسیب مغزی خفیف تا شدید که علائم آن بصورت تشنج، کوما و مرگ ناگهانی دیده می شود. این عوارض ناشی از تجمع اسیدهای چرب با زنجیره بلند در این ارگانها می باشند. هر چند برخلاف سایر اختلالات اسیدهای چرب مشکلات قلبی و عضلانی در این بیماری نادر است.
وضعیت هایی که سبب افزایش متابولیسم پایه می شود مثل بیماری های ویرال تب دهنده، جراحی و بیماریهای گوارشی سبب ایجاد بحرانهای متابولیک در این بیماران می شود.
غربالگری
• طی غربالگری بیماریهای متابولیک با استفاده از تست MS/MS، مارکرهای مربوط به آسیل کارنیتین ها اندازه گیری می شود.
• یکی از مارکرهایی که در این غربالگری اندازه گیری می شود تست C16 یا هگزا دکانوئیل کارنیتین است که مارکر اولیه تشخیص فقدان آنزیم کارنیتین پالمیتوئیل ترانسفراز تیپ 1محسوب می شود. در صورتی که در غربالگری نتیجه تست فوق کمتر از نقطه مرزی (Cut off point) باشد، تست MS/MS 1 الی 2 روز بعد با خونگیری مجدد، تکرار می شود. در صورت وجود نقص آنزیمی انتظار می رود مارکر فوق کاهش معنی داری پیدا کند.
• مارکرهای ثانویه: بعد از تائید کاهش C16 در دو مرحله، تغییرات مارکرهای ثانویه در دو مرحله، نیز چک می شود.
این مارکرها عبارتند از:
- افزایش C0 و C0/C16+C18. افزایش C12 در بحران متابولیک نیز دیده می شود.
- کاهش C18:1 و C18.
در صورت مشاهده این تغییرات در مارکرهای ثانویه، جواب فرد به عنوان یک "جواب خارج از محدوده نرمال" و به صورت "مشکوک از نظر اختلالات اسیدهای چرب (به ویژه فقدان آنزیم کارنیتین پالمیتوئیل ترانسفراز تیپ 1)" گزارش شده و انجام تست های تائیدی توصیه می شود.
 
تشخیص با استفاده از تست های تائیدی
• انجام آزمایش پروفایل اسیدهای ارگانیک در ادرار و مشاهده افزایش دودکانئدیوئیک (dodecanedioic acid). در بحرانهای متابولیک طی چند روز این اسید افزایش می یابد.
• افزایش کارنیتین کل و آزاد در پلاسما
• اندازه گیری سطح آنزیم ها در کشت فیبروبلاست های پوست
• اندازه گیری آنزیم های کبدی (بیش از 2 تا 10 برابر میزان نرمال) و آمونیاک خون
• بررسی میزان جذب کارنیتین در فیبروبلاست ها
• انجام تست های ژنتیکی: امروزه تست های ژنتیکی خاصی وجود دارند (DNA tests) که با کمک آنها می توان با آزمایش برروی بافت جنین و یا خون فرد مورد نظر مشخص نمود که آیا وی حامل ژن معیوبی هست یا خیر که در مورد این بیماری بررسی فرد از نظر وجود موتاسیون در ژن CPT1A می باشد.
• کاهش قند خون به کمتر از mg/dl 40 در غیاب کتون بادیها در ادرار
 
تشخیص قبل از بارداری
اگر در خانواده ای کودک مبتلا به CPT-1 گزارش شده باشد باید در بارداری بعدی به روش PGD (Preimplantation Genetic Diagnosis) وجود موتاسیون در ژن CPT1A بررسی شود.
 
درمان
- مهمترین هدف درمانی جلوگیری از وقوع بحرانهای حاد متابولیکی (کم اشتهایی، تهوع، استفراغ، اسهال، خواب آلودگی شدید، بی قراری و تغییرات رفتاری و در صورت عدم درمان مشکلات تنفسی، تشنج، کوما و مرگ) می باشد. در این مرحله باید بیمار حتمأ در بیمارستان بستری شود.
- این بیماران با اصلاح اندکی در رژیم غذایی که شامل رژیم پرکربوهیدرات (نان، پاستا و میوه)، کمی پروتئین (گوشت لخم بدون چربی و لبنیات بدون چربی) و کلاً رژیم کم چرب به راحتی کنترل شده و زندگی نرمالی خواهند داشت.
- کالری مورد نیاز این بچه ها باید تا 70% از کربوهیدرات ها تامین شود.
- درمان عمدتاً با پرهیز از ناشتایی طولانی جهت نرمال نگه داشتن سطح قند خون (فرد باید در فواصل بین 2 تا 6 ساعت یک خوراک سبک کم چرب و پر گلوکز مصرف نماید). گرسنگی بیشتر از 6 ساعت بسیار خطرناک بوده و در نتیجه تعداد وعده های غذایی باید افزایش یابد.
- در هنگام بحران های متابولیک تجویز وریدی دکستروز 10% مفید می باشد.
- مصرف تری گلیسرید با زنجیره متوسط (Medium Chain Triglycerides = MCT) برای تامین حداکثر یک سوم انرژی مورد نیاز بدن (بدلیل آنکه اسیدهای چرب با زنجیره کربن 6 تا 10 نیازی به وجود کارنیتین برای انتقال به داخل میتوکندری ندارد). این روغن های مخصوص باید توسط پزشک متخصص متابولیک و یا تغذیه برای بیماران تجویز شود.
- تجویز روده ای (enteral)، و یا داخل وریدی گلوکز (برای اصلاح هیپوگلیسمی و تامین انرژی ضرورت دارد) تا نیاز به استفاده از چربی ها کاهش یابد.
- تغذیه روده ای (enteral) شبانه پودر نشاسته ذرت (Cornstarch) به عنوان منبع تامین گلوکز طی شب ضروری است. این روش تغذیه ای با آزاد کردن تدریجی کربوهیدرات از افت قند خون جلوگیری می کند.
- با افزایش سن و توده بدنی کودک، تعداد دفعات حمله ها کمتر می شود (بدلیل افزایش مقاومت به گرسنگی ناشی از افزایش توده بدنی).
 
پیش آگهی
در صورت تشخیص بموقع و ادامه درمان شدید، این بیماران پیش آگهی خوبی داشته و در صورت عدم درمان مشکلات یادگیری، دیر راه افتادن، کاهش سایر مهارتهای حرکتی، مشکلات قلبی، کبدی و کلیوی بروز می کند.
 
نکات تغذیه ای
• وضعیت کارنیتین
کاهش سطح کارنیتین آزاد در دو حالت ممکن است رخ دهد: 
ο بچه هایی که از مادران مبتلا به کمبود کارنیتین متولد می شوند.
ο کاهش کارنیتین ثانویه به اختلال متابولیک
هر دوی این حالات باعث می شوند سطح کارنیتین برای کونژوگاسیون ریشه های آسیل کافی نباشد. در چنین حالاتی در صورت وجود ارگانیک اسیدمی یا نقایص اکسیداسیون اسیدهای چرب، افزایش بیومارکرها کمتر بوده و احتمال دریافت نتایج منفی کاذب افزایش می یابد. در چنین مواردی و در صورت پایین بودن سطح کارنیتین خون، باید بعد از تجویز کارنیتین به میزان mg/Kg 100 آزمایشات مجدداً تکرار شوند. در مقابل، در بچه هایی که تحت درمان با کارنیتین هستند، مشاهده کارنیتین بالا نباید به اختلالات متابولیک نسبت داده شود.
 
نحوه پیگیری بیماران بعد از تشخیص:
• باید به والدین این گونه بیماران آموزش داده شود که نیاز به درمان مادام العمر بوده و رعایت نکات تغذیه ای این بیماران برای داشتن یک روند رشدی، سلامتی و تکامل طبیعی اجباری می باشد.
• پیگیری درازمدت بیماری باید به والدین توصیه شود تا وضعیت نوزاد همیشه در حالت سالم قرار گیرد. مشورت با گروهی از مشاورین شامل متخصص اطفال، ژنتیک و تغذیه نیز باید صورت بگیرد و والدین باید بدانند که کوچکترین تخطی از رژیم غذایی می تواند مرگ فرزندشان را به همراه داشته باشد.
• تجویز موادی که برای کبد سمی می باشد مثل والپورات سدیم و سالیسیلاتها در این بچه ها ممنوع است.
• مشاوره ژنتیک برای تشخیص مولکولی بیماری و تعیین ریسک ابتلاء فرزند بعدی (در صورت داشتن تصمیم به بارداری در آینده) توصیه می شود.
• در کودکان مبتلا به این بیماری، باید سطح آنزیم های کبدی و تست های انعقادی (PT و APTT) به صورت منظم چک شود، در نتیجه این کودکان باید مرتباً کنترل شوند. نتایج آزمایشات در تنظیم رژیم غذایی، به پزشک متخصص غدد و متابولیسم کودکان کمک می کند.
• این بیماران باید توسط یک متخصص بیماریهای متابولیک تحت مراقبت منظم قرار گیرند.