نکاتی در ارتباط با تشخیص بیماری ادرار با بوی شربت افرا طی پروسه غربالگری نوزادان

نکاتی در ارتباط با بیماری ادرار با بوی شربت افرا یا (Maple Syrup Urine Disease (MSUD

علت بیماری:
در این بیماری بدن فرد مبتلا نمی تواند بعضی از " اسید های آمینه" را به مصرف برساند (اسید های آمینه از تجزیه پروتئین ها در بدن بدست می آیند). این اسیدهای آمینه عبارتند از: لوسین، ایزولوسین و والین که در طبقه بندی، جزو اسیدهای آمینه شاخه دار (BCAAs یا Branched – chain Amino Acids) دسته بندی می شوند. این سه اسیدآمینه در غذاهای پروتئینی مانند شیر، گوشت و تخم مرغ به وفور و در آرد معمولی، غلات، مغزها (مانند بادام زمینی) و بعضی سبزیجات و میوه ها به مقدارکمتر یافت می شوند.

علت اصلی این بیماری فقدان یا کاهش آنزیمی موسوم به ("branched-chain alpha-ketoacid dehydrogenase" (BCKDH) است. وجود این آنزیم جهت مصرف اسیدهای آمینه فوق وتامین انرژی و رشد کودک ضرورت دارد، وگرنه این مواد در بدن انباشته شده و باعث آسیب به قسمت های مختلف بخصوص مغز ( و درنتیجه تحلیل سیستم عصبی، آنسفالوپاتی، عقب ماندگی ذهنی ) می شوند.

این آنزیم از چهار زیر واحد ساخته شده (E1α, E1β, E2, and E3) و وقوع موتاسیون (جهش) در ژن هایی که در ساخت این زیرواحدها نقش دارند، موجب بیماری MSUD می شود. ژن این آنزیم در کروموزم 19 قرار دارد.

علامت مشخص این بیماری آن است که ادرار مبتلایان بویی شبیه به شربت افرا (بوی نبات یا قند سوخته!) می دهد از این رو "بیماری ادرار با بوی شربت افرا" نام گرفته است.

در حالت طبیعی، کاتابولیسم (=تجزیه) "اسید های آمینه شاخه دار" در کبد، کلیه، عضله، قلب و بافت های چربی انجام می گیرد (که با ورود این اسید آمینه به داخل سلول از طریق ترکیب ناقل غشا سلول آغاز می شود).

در فرد طبیعی واکنش های ابتدایی در مسیر کاتابولیسم لوسین، ایزولوسین و والین مشابه یکدیگرند، ولی بعد از آن، اسکلت کربنی هر یک از این اسیدهای آمینه وارد مسیر منحصر به فردی شده و به ترکیبات واسطه ای متفاوتی تبدیل می شوند (شکل ). کاتابولیسم طبیعی این اسید های آمینه در رشد و تامین انرژی بدن نقش دارند.

بیماری MSUD بر حسب طبقه بندی به پنج گروه تقسیم می شود.

1- کلاسیک (classic)

2- حدواسط (Intermediate)

3- متناوب (Intermittent)

4- پاسخ دهنده به تیامین (Thiamine – Responsive)

5- کمبود لیپوآمید دهیدروژناز (LipoAmid Dehydrogenase Deficiency)

1- نوع کلاسیک (Classic): این نوع به دلیل فقدان كمپلكس آنزیمی "آلفا- كتو اسید دهیدروژناز میتوكندریال" رخ داده و شیوع آن 1 در 200000 تولد است. عمومی ترین نوع بیماری است و در آن فعالیت آنزیم صفر یا کم است (فعالیت آنزیم معمولاً کمتر از 2% حد نرمال است).

کودکان مبتلا به این شکل از بیماری، در همان چند روز اول عمر علائمی نظیر خوب شیر نخوردن و استفراغ را بروز می دهند و معمولاً قادر به تحمل BCAAs نمی باشند. بنابراین رژیم غذایی آنها باید فاقد این اسیدهای آمینه باشد.

2- واسطه ای (Intermediate): برخلاف فرم کلاسیک سطح فعالیت آنزیمی کمی بالاتر است (حدود 8-3% حد نرمال). این گروه معمولاً مقادیر بیشتری از لوسین را تحمل می کنند. البته در شرایط بیماری و گرسنگی وضعیت کودک شبیه به حالت کلاسیک شده و نوع درمان یکسان خواهد بود.

3- متناوب (Intermittent): شکل حفیف بیماری است که در آن میزان میزان فعالیت آنزیمی تقریباً 15 – 8% حد نرمال است.

در این گروه، کودکان اغلب تا سن 12 تا 24 ماهگی علامتی ندارند ولی در هنگام ناخوشی، گرسنگی، و یا بعد از استرس هایی نظیر جراحی سطح BCAAs در آنها بالا رفته کودک دچار بحران متابولیک (metabolic crisis) می گردد. علائم بحران متابولیک عبارتند از: خواب زیاد، کندی و سستی، استفراغ، بد خلقی و در صورت عدم درمان می تواند باعث سفتی عضلات، تشنج، کوما و حتی مرگ گردد.

4- پاسخ دهنده به تیامین (Thiamine – Responsive) در این نوع مصرف مکمل های حاوی تیامین منجر به افزایش فعالیت آنزیم گشته و در نتیجه به مصرف مصرف لوسین، ایزولوسین و والین کمک می کند. در اغلب موارد تنها محدودیت متوسط پروتئین نیاز است. این نوع در واقع شکل نادرتر بیماری MSUD است.

5- کمبود لیپوآمید دهیدروژناز (LipoAmid Dehydrogenase Deficiency,E3): فرم بسیارنادر بیماری است که با آسیب عصبی، ضعف عضلانی، اختلالات رشد، و مشکلات حرکتی همراه است و در بعضی موارد منجر به مرگ کودک می شود. معمولا کودک تا 6-8 ماهگی علامتی ندارد ولی بعد ازآن در پی ابتلا به وضعیتی موسوم به "اسیدوز لاکتیک " (در اثر تجمع شدید اسید لاکتیک در بدن) علائمی مانند استفراغ، دل درد و تنفس سریع ظاهر می شوند. در صورت عدم درمان می تواند باعث مرگ طفل گردد. در این فرم، علاوه بر اسید لاکتیک، مواد دیگری از جمله اسید های آمینه شاخه دار در بدن تجمع پیدا می کنند.

ژنتیک و نحوه وراثت: MSUD

فردی که دارای یک ژن معیوب (جهش یافته) است "حامل" (carrier)آن ژن نامیده می شود. برای اینکه فردی به بیماری MSUDمبتلا شود، باید پدر و مادر او هر دو حامل ژن معیوب مربوطه باشند، زیرا نحوه وراثت این بیماری از نوع "اتوزوم مغلوب" است.

در حالت طبیعی، در هر فرد دو ژن برای ساخت آنزیم "آلفا کتواسید دهیدروژناز زنجیره جانبی" دخالت دارند که یکی از پدر و دیگری از مادر به وی رسیده است. اگر یکی از آن ژن ها عملکرد نرمال و دیگری عملکرد غیرنرمال داشته باشد، شخص "حامل" ژن بیماری MSUD محسوب می شود و در صورتیکه شخص هر دو ژن معیوب را داشته باشد، "مبتلا" به MSUD محسوب می گردد.

زمانی که پدر و مادر هر دو "حامل" ژن MSUD باشند:

در هر حاملگی 25% احتمال دارد که جنین هر دو ژن معیوب را دریافت کرده و به بیماری MSUD "مبتلا" شود.
احتمال آنکه جنین تنها "حامل" یک ژن برای MSUD باشد (یعنی مثل والدین خود) 50% است.
احتمال آنکه جنین ژن های سالم والدین خود را دریافت کند و نرمال باشد، 25% است.

لازم به ذکر است که شانس ابتلا به این بیماری در پسران و دختران به یک اندازه است.

شیوع:

شیوع جهانی این بیماری 1 به 185000 است. در کشور پرتغال 1 به 86800 و در جوامع با ضریب درون همسری بالا (ضریب درون همسری عبارت است از احتمال به ارث بردن یک جفت آلل توسط یک فرد از جد خود از طریق والدین) مثل منونیت ها (Mennonites) در ایالت پنسیلوانیا آمریکا 1 به 200 گزارش شده است.

در مطالعه 10 ساله دکتر زاهد پاشا و همکاران که در سال 92 منتشر شد از مجموع 3154 نوزاد بستری شده در بیمارستان کودکان امیرکلای بابل 16 مورد MSUD تشخیص داده شد که با توجه به کل موالید این استان در این بازه زمانی، میزان شیوع 1 به 26700 گزارش و ناشی از بالا بودن نرخ ازدواج فامیلی (6/38%) و نیز بالا بودن متوسط ضریب درون همسری 0185/0 تلقی گردید (در این مطالعه 5/87% والدین این کودکان رابطه خویشاوندی داشته اند). در این گزارش شیوع 7 برابری بیماری نسبت به آمارهای جهانی قابل توجه است.

علایم:

کودکان مبتلا به فرم کلاسیک بیماری، در هنگام تولد و طی 3 تا 7 روزگی طبیعی به نظر می رسند. کودکان مبتلا به فرم واسطه ای علائمی خفیف تری داشته و بیماری سریع بروز نمی کند.

بطور کلی علائم عبارتند از: نق نق کردن، بی حالی، خوب شیر نخوردن، عدم وزن گیری، هایپوتونیا (شلی عضلات)، هایپرتونیا (سفتی عضلات)، استفراغ، گریه جیغ مانند، حمله ناگهانی بیماری و استشمام بوی مشخص "شربت افرا" از ادرار که هنگام تعویض کهنه بچه پس از خشک شدن، بوی آن شدیدتر هم می شود. اسیدوز، کتوز و از دست دادن آب بدن نیز از علایم دیگر این بیماری است.

همانطوریکه قبلا گفته شد، بارزترین مشخصه این بیماری بوی مخصوص ادرار می باشد، که مشابه بوی شربت درخت افرا یا نبات سوخته است. در این بیماری مقدار لوسین، ایزولوسین و والین و آلفا- کتو اسیدهای مربوط به این ترکیبات در پلاسما و ادرار مبتلایان افزایش می یابد. البته مقادیر کمی آلفا- هیدروکسی اسیدهای شاخه دار که در اثر احیای آلفا- کتو اسید ها تشکیل می شوند نیز در ادرار مبتلایان وجود دارد.

غربالگری نوزادان:

طی غربالگری بیماریهای متابولیک در نوزادان 2 تا 7 روزه با استفاده از تست MS/MS مارکرهای مربوط به اسیدهای آمینه اندازه گیری می شود.
از جمله مارکرهایی که طی این غربالگری اندازه گیری می شوند می توان از اسیدهای آمینه لوسین، ایزولوسین و والین نام برد، که بعنوان مارکرهای اولیه غربالگری MSUD محسوب می گردند. در صورتی که درغربالگری نتیجه تست های فوق بالاتر از حد نرمال باشد، باید تست MS/MS 1 الی 2 روز بعد با خونگیری مجدد، تکرار شود. بدیهی است در صورت وجود مشکل آنزیمی میزان این مارکرها در نمونه دوم افزایش بیشتری پیدا خواهند کرد.
مارکرهای ثانویه: بعد از تائید افزایش مارکرهای اولیه طی دو مرحله نمونه گیری فوق، تغییرات مارکرهای ثانویه طی دو مرحله نمونه گیری نیز با محاسبه نسبت های زیر چک می شود:
افزایش نسبت های لوسین/فنیل آلانین (بیشتر از 7/4)، لوسین/آلانین (بیشتر از 5/1)، ایزولوسین/فنیل آلانین، ایزولوسین/آلانین و والین/فنیل آلانین (بیشتر از 2/5) طی دو مرحله

در صورت مشاهده افزایش نسبت های فوق و وجود این تغییرات در مارکرهای ثانویه، جواب فرد به عنوان یک جواب "خارج از محدوده نرمال" تلقی و بعنوان یک تست "مشکوک" از نظر اختلالات اسیدهای آمینه (به ویژه MSUD) گزارش و انجام تست های تائیدی یا تشخیصی برای تائید تشخیص بیماری توصیه می گردد.

تشخیص:

انجام تست پروفایل اسیدهای آمینه ی پلاسما: به صورت افزایش لوسین، ایزولوسین، والین، آلوایزولوسین نمودار می شود. آلانین هم در این بیماران کاهش می یابد. افزایش L- آلوایزولوسین در بیماری MSUD بعنوان مارکر پاتوگنومونیک (قطعاً تشخیصی) محسوب می شود.
انجام تست پروفایل اسیدهای آمینه ی ادرار: به صورت افزایش دفع ادراری اسیدهای آمینه شاخه دار مشخص می شود.
انجام تست پروفایل اسیدهای ارگانیک در ادرار: که به صورت افزایش آلفا کتو اسیدها و هیدروکسی اسیدها نظیر 2-Ketoisocaproate، 2- Ketoisovalerate، 2-Keto-3-methlyvalerate، 2-hydroxyisocaprate، 2-hydroxyisovalerate، 2-hydroxy-3-methylvalerate، phenyllactate و phenylpyrovate خود را نشان می دهد.
مثبت شدن کتون بادیهای ادرار
تست غربالگری 2،4- دی نیتروفنیل هیدرازین در محیط اسیدی: که حضور آلفا کتو اسیدها را در ادرار مشخص می کند. اگر تست مثبت باشد هیدازین به فرم نامحلول در می آید و تست از کدورت خفیف (+1) تا رسوب زرد متمایل به نارنجی (+4) ظاهر می شود. البته این تست در مواردی مثل فنیل کتونوریا (فینل پیروویک اسید)، هیستیدینمیا (ایمیدازول پیرویک اسید)، و سوء جذب متیونین (سندروم Oasthouse ) نیز مثبت می شود.
استشمام بویی شبیه بوی شربت افرا یا نبات سوخته از ادرار
انجام تست های ژنتیکی: امروزه تست های ژنتیکی خاصی وجود دارند (DNA tests) که با کمک آنها می توان در بافت جنین و یا فرد مورد نظر مشخص نمود که آیا حامل ژن MSUD هست یا خیر. (از جمله متدهای تشخیص و غربالگری قبل از تولد میتوان به بررسی نقص فعالیت آنزیم "آلفا کتواسید دهیدروژناز زنجیره جانبی " به کمک کشت پرزهای لایه کوریونیک یا مایع آمینوتیک اشاره کرد).
بررسی ژنتیکی موتاسیون در ژن های BCKDHA، BCKDHB و DBT.


درمان:

با شروع درمان در هفته اول تولد می توان تا حد زیادی جلوی عواقب وخیم بیماری را گرفت. روش های درمان شامل جایگزینی پروتئین های رژیم غذایی با مخلوطی از اسید های آمینه فاقد لوسین، ایزولوسین و والین می باشد. هنگامی که سطح پلاسمایی این اسید های آمینه به حد طبیعی باز می گردد، مجدداً مقداری از این ترکیبات به شیر و سایر مواد غذایی اضافه می شود به نحوی که هیچ گاه از میزان مورد نیاز متابولیک شیر خوار فراتر نرود .

دیالیز به تنهایی روش مرجعی برای کاهش مقادیر بالای اسیدهای آمینه شاخه دار (BCAAs) نمی باشد مگر در موارد اورژانس که سیستم عصبی طفل به خطر افتاده باشد. یک درمان موثرتر، تجویز سرم های حاوی اسیدهای آمینه و عاری از BCAAs است که همراه با گلوکز وارد بدن می شود.

پس از تزریق محلول که بطور اختصاصی بدین منظور تجویز می شود، لوسین، والین و ایزولوسین جهت سنتز پروتئینی در بدن مصرف می شوند (بدین ترتیب میزان این سه اسید آمینه شاخه دار BCAAs کاهش می یابد). در بعضی مواقع انسولین یا ترکیباتی مشابه، جهت سرعت بخشیدن به مصرف BCAAs نیز بطور جداگانه تجویز می گردد.

تجویز مکمل حاوی ایزولوسین و والین جهت کمک به کمبودهای این دو اسید آمینه هنگامی که سطح سرمی آنها نسبت به لوسین بسرعت کاهش یافته، کمک کننده است، زیرا سطوح بسیار پایین ایزولوسین و والین می تواند سبب بروز جوشهای شدید پوستی در کودکان شود.

درمان دراز مدت MSUD مشتمل بر کنترل دائمی دقیق و محدودیت شدید رژیمی در مصرف پروتئین به منظور پیشگیری از تجمع BCAAs در خون است. ترکیب اصلی رژیم غذایی (کم پروتئین، دارای کربوهیدرات ) همراه با مصرف شیر خشک مخصوص کودکان مبتلا به MSUD است. (مانند شیرخشک های Enfamil و Similac )

این شیر خشک مخصوص حاوی کلیه ویتامین ها، مواد معدنی، و آمینو اسیدهای دیگر مورد نیاز برای تامین کالری و رشد کودک هستند. در عین حال محدودیت در مصرف این سه اسید آمینه نیزدر آن لحاظ شده است. تجویز تیامین و کارنیتین هم کمک کننده است.

پس از مصرف این شیرخشک، کنترل شدید سطوح خونی اسیدهای آمینه و انجام آزمایشات دیگر جهت تعدیل احتمالی ترکیب شیرخشک ضرورت دارد به نحوی که هر سه اسید آمینه شاخه دار BCAAs در بدن کودک در حد متعادل نگه داشته شوند. کودک گرفتار MSUD در هنگام رشد باید همچنان به مصرف شیرخشک مخصوص خود ادامه دهد و مقادیر توزین شده جیره غذایی بر حسب میزان لوسین روزانه تجویز شود.

شایان ذکر است که رژیم غذایی MSUD نمی تواند شامل غذاهای پرپروتئین از قبیل، گوشت، غلات، تخم مرغ و به مقدار کمتر محصولات لبنی، دانه ها (بادام زمینی) باشد. مصرف بیشتر میوه ها و سبزیجات زیر نظر پزشک بلامانع است. بعلاوه جهت پیشگیری از بروز بحران بیماری باید در مواقع ناخوشی، به کودک کربوهیدرات و مایعات به میزان کافی رسانده شود.
پیوند کبد: نیز از راههای درمان به شمار می رود (آنزیم مسوول تجزیه اسیدهای آمینه شاخه دار در کبد ساخته می شود، که با پیوند کبد این مشکل برطرف می گردد).

پیش آگهی

پیش آگهی بیماری تنها زمانی امیدوار کننده است که نقص مربوطه در نوزاد تا قبل از 5 روزگی تشخیص داده و درمان آغاز شود. ولی متأسفانه درهنگام انجام تست های غربالگری، اکثر نوزادان هنوزعلائم بیماری را از خود بروز نداده اند. بعلاوه روشهای مورد استفاده در بیشتر مراکز نیز قدیمی بوده و محاسبات ناصحیح دارند. بنابراین اغلب نوزادان تنها پس از شروع علائم بیماری تحت پیگیری قرار می گیرند.

پیش آگهی بیماری را می توان با توجه به جواب آنالیز اسیدهای آمینه BCAAs و تست خونی که نشان دهنده سطوح 20 اسید آمینه و ارتباط آنها با یکدیگر است، مشخص نمود.

در کل درمان سریع نوزاد (که باید تا آخر عمر ادامه یابد) در بیشتر موارد با رشد طبیعی همراه بوده، می تواند مانع از عقب ماندگی ذهنی وی گردد. با اینحال به دلایلی نامعلوم احتمال ابتلای این کودکان به بیش فعالی (ADHD)، اضطراب و افسردگی بیشتر از سایر کودکان است. بعضی کودکان حتی در صورت درمان به موقع، بعداً دچار ورم مغز و یا بحران متابولیک می شوند (در کودکانی که چندین بار دچار این بحران را تجربه کرده اند، احتمال آسیب مغزی و عقب ماندگی ذهنی بیشتر است).

منابع:

http://www.newbornscreening.info/Parents/aminoaciddisorders/MSUD.pdf

http://emedicine.medscape.com/article/946234-overview#a5