Актуальность

Наследственные болезни обмена (НБО) – это большая группа моногенных заболеваний (более 800 заболеваний), обусловленных наследственным дефектом одного из метаболических путей. Большинство из этих болезней встречаются редко, однако их общая частота в популяции составляет около 1:1000–5000 новорожденных [1].

Несмотря на накопленные знания о заболеваниях обмена, в частности о болезнях обмена аминокислот и органических ацидопатиях, их диагностика может быть затруднена из-за целого ряда причин [2,3]. Патогенетические механизмы НБО связаны с накоплением неметаболизированного субстрата в результате ферментативного блока, а также с дефицитом жизненно важных продуктов метаболизма. Биохимическими нарушениями, которые возникают в организме нередко отягощаются другими патологическими состояниями, что затрудняет раннюю диагностику и лечение.

Метилмалоновая ацидемия встречается довольно редко, часто сопровождается сопутствующей патологией, что затрудняет ее диагностику и своевременное лечение. В связи с этим весьма актуально изучение клиники и патогенетической картины метилмалоновой ацидемии.

Введение

Метилмалоновая ацидемия или ацидурия (ММА) – наследственное заболевание, которое относится к группе нарушений обмена веществ, в частности, к органическим ацидуриям [2]. Заболевание связано, с одной стороны, с нарушением обмена пропионатов, т.е. блокированием перехода метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА, а с другой стороны, с  нарушением метаболизма ряда аминокислот (изолейцин, валин, треонин, метионин), жирных кислот с нечетным числом атомов углерода и холестерина [2]. Таким образом, заболевание является гетерогенным, что затрудняет быструю диагностику (рис. 1).

Рисунок 1. Схема патогенеза метилмалоновой ацидемии

В результате мутации генов и нарушения синтеза  ферментов происходит накопление производных метилмалоновой и пропионовой кислот. Это ведет к тяжелому метаболическому кетоацидозу, вторичной гипераммониемии, гиперглицинемии, гипогликемии. Повышенный уровень в крови пропионилкарнитина и высокая почечная экскреция вызывают истощение запасов карнитина и его вторичный дефицит [2].

Выделяют несколько форм заболевания, связанных с этиологией и патогенезом заболевания (табл. 1). Тип наследования при всех генетических вариантах – аутосомно-рецессивный [2].

Таблица 1.

Формы метилмалоновой ацидемии

Классическая форма заболевания определяется мутацией в гене MUT, который отвечает за синтез метималонил-КоА мутазы. Гена MUT локализован на 6p21. Мутация гена MUT может определять полное (mut0) или частичное (mut-) отсутствие активности фермента [2,3].

Кофактором данного фермента является витамин В12, поэтому нарушение метаболизма этого витамина или его недостаток в организме тоже проявится в виде метилмалоновой ацидурии. При этом метилмалоновая ацидурия может быть изолированной или сочетаться с гомоцистинурией. Формы метилмалоновой ацидурии, связанные с нарушениями метаболизма витамина В12, обусловлены мутациями генов MMAA, MMAB, кодирующих обмен аденозилкобаламина или дефицитом метилмалонил-КоА эпимеразы (ген MCEE). Гены локадизованы на  4q31.1-q31.2, 12q24, 2р13.3 хромосомах [2,3].

Крайне редко встречается форма метилмалоновой ацидурии, связанная с недостаточностью рецептора транскобаламина и мутацией гена CD320, который картирован на 19p13.2 [2,3].

Формы метилмалоновой ацидурии с гомоцистинурией обусловлены мутациями генов: LMBRD1, MMADHC и MMACHC [2,3].

Описаны формы ММА, обусловленные истощением митохондриальной ДНК и связанные с мутациями генов SUCLA2, SUCLG1. Данные заболевания относятся к группе митохондриальных энцефалопатий и тактика их лечения отличается от терапии других форм метилмалоновой ацидурии [2].

Заболевание в различных формах встречается в странах Европы с общей частотой 1:48 000 - 1:61 000 новорожденных. Выделяют В12-резистентную форму и В12-зависимую формы метилмалоновой ацидурии. В12-резистентная форма протекает более тяжело, манифестирует раньше и характеризуется приступообразным течением. Также принято выделять формы по степени манифестации: неонатальная, младенческая и поздняя формы [1,2,4].

Диагностика метилмалоновой ацидурии основана на анализе родословной, оценке данных анамнеза [5], клинических проявлениях, результатах анализа содержания аминокислот (повышение изолейцина, валина, метионина, треонина, глицина) в крови, повышение пропионилкарнитина (С3) и снижения свободного карнитина (С0) в крови, повышения почечной экскреции органических кислот (3-гидроксипропионовой, метиллимонной, пропионил- и тиглилглицина) [2,3].

Клинический случай

Ребенок (мальчик) поступил в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) Ивано-матрененской детской клинической больницы г. Иркутска  09.11.2022 г. в тяжелом состоянии с признаками дыхательной недостаточности.

Анамнез. Ребенок родился 24.10.2022 г. Ребенок от 9 беременности, 5 родов. Матери на момент родов было 36 лет. В семье есть один здоровый сын 14 лет, 3 рожденных ребенка обоего пола умерли до 2 месяцев, было 2 медицинский аборта и 2 выкидыша. Генеалогический анализ показал наличие наследственных нарушений по аутосомно-рецессивному типу наследования.

Течение настоящей беременности осложнено варикозным расширением вен нижних конечностей. В 14 недель диагностирован уреаплазмоз (матери назначен джозамицин). С ранних сроков беременности мать принимала дюфастон 20 мг/сутки, затем утрожестан 200 мг/сутки. В 13 недель диагностировано предлежание хориона. В 18 недель не исключается врастание плаценты. В 24 недели отмечен 1-ый эпизод кровянистых выделений из половых путей (при госпитализации проведена профилактика респираторного дистресс-синдром (РДС) плода дексаметазоном, магнезиальная терапия). На 27 неделе диагностирован 2-ой эпизод кровянистых выделений из половых путей. Мать госпитализирована в областной перинатальный центр (ОПЦ) г. Иркутска: проведена профилактика РДС плода дексаметазоном, магнезиальная терапия. При консультации уролога диагноз: Хроническая мочевая инфекция, микролиты обеих почек, положительный посев мочи Е. coli, назначен фосфомицин. В 28 недель 6 дней на ультаразвуковой диагностике (УЗИ) плода обнаружен врожденный порок развития (ВПР): дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП) мышечного типа. Прогноз перинатального консилиума благоприятный. В 29 недель был 3-ий эпизод кровянистых выделений из половых путей. Назначена гемостатическая терапия. До момента родов беременность пролонгировалась в условиях отделения патологии беременности ОПЦ г. Иркутска (проводилась коррекция анемии препаратами железа внутривенно).

В 35 недель беременности проведено преждевременное родоразрешение с помощью кесарева сечение. Отмечено полное предлежание плаценты (не осложненное кровотечением). Патологическое прикрепление плаценты placenta percreta, маточная грыжа. Анемия легкой степени. Олигогидроамнион. Операция с помощью нижнесрединной лапаротомии путем донного кесарева сечения. Выполнена метропластика, стерилизация маточных труб, дренирование брюшной полости.

Масса ребенка при рождении составила 2370 г, рост 48 см, окружность головы 33 см, окружность груди 32 см. Оценка по шкале Апгар составила 7 баллов. В роддоме привит не был.

В первый день жизни состояние ребенка тяжелое, обусловленное нарастанием клиники дыхательной недостаточности (ДН) до 2-3 степени, в результате реализации РДС, ВПР (ДМЖП антенатально), на фоне недоношенности при гестационном возрасте 35 недель. Тяжесть состояния усугублялась риском реализации внутриутробной инфекции (ВУИ), внутричерепного гипертензивного синдрома (ВЧГС), внутрижелудочкового кровоизлияния (ВЖК), некротического энтероколита (НЭК), а так же высоким риском обменных заболеваний. При рождении была взята кровь на метаболические нарушения аминокислотного обмена с помощью тандемной масс-спектрометрии (MC/MC). Нарастание метаболического ацидоза было дважды купировано внутривенным вливанием бикарбоната натрия. Энтеральное питание было отменено, белок из парентерального питания удалён.

За время наблюдения за состоянием ребёнка после рождения была отмечена положительная динамика респираторного статуса, что позволило отказаться от респираторной поддержки на следующий день после рождения. Начато энтеральное питание.

25.10.2022 г. проконсультирован генетиком. Отмечен высокий риск развития наследственных болезней обмена. Рекомендован анализ крови на наследственные болезни с помощью MC/MC и мочи на органические кислоты.

26.10.2022 г. отмечено увеличение участия вспомогательной мускулатуры в акте дыхания, падение уровня SpО2, выявлен правосторонний напряжённый пневмоторакс. Назначена респираторная поддержка в виде искусственной вентиляции легких (ИВЛ), проведено дренирование правой плевральной полости.

Вместе с началом кормления начал развиваться метаболический ацидоз с максимальным смещением буферной емкости крови (BE) до 15 ммоль/л, pH до 7,1, увеличением лактата до 7,1 ммоль/л. Острофазовые белки оставались в пределах нормы. Уровень аммиака в крови колеблется от 69 мкмоль/л (при рождении 24.10.2022 г.) до 133 мкмоль/л (на 3-ий день после рождения 27.10.2022 г.). В анализе крови на MC/MC повышены лейцин, валин, изолейцин.

27.10.2022 г. вновь произведен забор крови на MC/MC с целью исключения врожденных метаболических изменений. Состояние ребёнка оставалось тяжелым. Было отмечено, что высокий уровень лактата крови напрямую зависит от энтерального кормления.

28.10.2022 г. получены результаты первого анализа на аминокислоты. MC/MC-анализ: повышено содержание в крови тирозина до 432,994 мкМ/л (норма 10-300 мкМ/л). Газовая хроматография образцов мочи: повышены 2-гидроксиизовалериановая кислота 14,04 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), 2-гидроксибутират 55,02 (норма 0-3 ммоль/л), 4-гидрокси-фенилпируват 71,36 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), адиповая кислота 23,03 ммоль/л (норма 0-12 ммоль/л), глутаровая 53,88 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), метилмалоновая 3341,21 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), лактат 2153,49 ммоль/л (норма 0-25 ммоль/л), пируват 48,74 ммоль/л (норма 0-12 ммоль/л), 4-гидрокси-фениллактат 848,48 ммоль/л (норма 6-28 ммоль/л).

31.10.2022 г. ребенок проконсультирован с помощью телекоммуникационных технологий в Национальном медицинской центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова (ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова»). Заключение: Наследственные нарушения обмена неуточненные.

31.10.2022 г. проконсультирован в ФГБНУ Медико-генетический центр имени академика Н.И. Бочкова. Заключение: В моче повышена концентрация ряда метаболитов. Данные изменения наиболее характерны для метилмалоновой ацидурии, однако также наблюдается резкое повышение концентрации других метаболитов. Необходимо исключить митохондриальные нарушения. Рекомендована диетотерапия и предоставление биологического материала на ДНК диагностику.

01.11.2022 г. ребенок вновь проконсультирован в ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова». Рекомендовано: уточнить результат неонального скрининга, повторить анализ на спектр аминокислот и ацетилкарнитинов крови.

Произведен забор крови на панель НБО (наследственные болезни обмена) с целью уточнения диагноза. Состояние ребёнка оставалось тяжёлым. Уровень лактата крови колебался от 4 до 8 ммоль/л.

 02.11.2022 г. при уровне аммиака крови 70 мкмоль/л и уровне лактата 5-10ммоль/л кормление молочной смесью было отменено. Проводилась инфузионная терапия (аминовен 1,5 г/кг/сутки, липофундин 1 г/кг/сутки.) с высокой скоростью утилизации до 15 г/кг/сутки.

10.11.2022 г. пришли результаты исследования крови на аминокислоты от ФГБНУ Медико-генетический центр имени академика Н.И. Бочкова. Заключение: выявлено повышение тирозина, что может быть связано с нарушением функции печени. Также повышена концентрация пропионилкарнитина и соотношений С3/С0 и С3/С2. Данные изменения могут наблюдаться при метилмалоновой ацидурии, недостаточности витамина В12. Данные за наличие митохондриальной энцефалопатии. Проводится ДНК диагностика.

16.11.2022 г. получены данные ДНК диагностики на мутации мтДНК: изменений не обнаружено.

17.11.2022 г. получены результаты газовой хроматографии мочи, повышены: 2-оксиглутаровая кислота 466,43 ммоль/л (норма 0-152 ммоль/л), 2-оксиадиповая 2,75 (норма 0-2 ммоль/л), 4-гидрокси-фенилпируват 319,37 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), лактат 48,22 ммоль/л (норма 0-25 ммоль/л), метилмалоновая 1005,68 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), метилцитрат 12,94 ммоль/л (норма 0-12 ммоль/л), субериновая кислота 16,88 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), фумаровая 5,46 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), этилмалоновая 13,96 ммоль/л (норма 0-7 ммоль/л), 4-гидрокси-финиллактат 2964,79 ммоль/л (норма 6-28 ммоль/л), фумаровая 5,46 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), фениллактат 7,18 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л). Ферментный анализ сухого пятна крови не выявил отклонений от референсных значений.

22.11.2022 г. поступили данные секвенирования на наследственные метаболические нарушения. Заключение: В экзоне гена MMUT (RefSeq: NM_000255.4) выявлен вариант c.360dup; p.(Lys121Ter) в гомозиготном состоянии (глубина покрытия точки ×47). Выявленный вариант нуклеотидной последовательности не зарегистрирован в контрольных выборках gnomAD (The Genome Aggregation Database, v.2,1.1). Описан в международной базе мутаций HGMD как патогенный. Патогенные варианты в гене MMUT приводят к развитию метилмалоновой ацидемии (MIM#251000, аутосомно-рецессивный тип наследования).

23.11.2022 г. поступил результат анализа мочи на органические кислоты: метилмалоновая кислота 4930,12 ммоль/л (норма 0-2 ммоль/л), метилцитрат 39,5 ммоль/л (норма 0-12 ммоль/л).

Заключение специалистов Российской детской клинической больницы (РДКБ ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова): нарушение обмена аминокислот (от 29.11.2022 г.): Метилмалоновая ацидурия. Назначены: низкобелковая диета, пиронолактон (4 мг/кг/л/сутки - при инфузионной терапии), витамин В12 (1000 мкг 3 раза в неделю), бензоат натрия (250 мг/кг/сутки в 4 приема), карглумовая кислота (20 мг/кг/сутки в 2 приема), левокарнитин (100 ед/кг/сутки на 0,5% глюкозе).

Состояние ребенка на момент осмотра через 2 месяца после рождения тяжелое, что обусловлено основным заболеванием, а также совокупностью коморбидных проблем: ВПС-ДМЖП; недоношенность 35 недель гестации; ДН I степени на фоне врожденной пневмонии, перенесенного пневмоторакса; воронкообразной деформации грудной клетки, дистрофии типа гипотрофии). Ребенок в сознании, беспокойный. Судорог нет. Большой родничок 2×2 см, не выбухает, слабо пульсирует. Температура 36,6 С°. Кожные покровы смуглые, слизистые бледно-розовые. Дышит самостоятельно. ЧД (частота дыхания) 60 в минуту, ретракция грудины на вдохе. SpO2 96-97% без дополнительной дотации кислорода. Дыхание выслушивается с обеих сторон, хрипы не обильные, влажные, проводные. Тоны сердца приглушены, ритмичные. Частота сердечных сокращений (ЧСС) 139-140 ударов в минуту, артериальное давление (АД) 96/58 мм.рт.ст. Живот не вздут, мягкий, безболезненный. Печень выходит из-под края реберной дуги на 1,5-2 см, селезенка у края реберной дуги. Кормление через зонд. Стул самостоятельный. Диурез 3,7 мл/кг/час.

За время пребывания в стационаре отмечается положительная динамика заболевания, ребенок прибавляет в массе тела.

Обсуждение результатов

Анализ клинического случая показал, что несмотря на разработанные критерии диагностики метилалоновой ацидемии, поставить диагноз особенно в первые дни жизни ребенка достаточно сложно. Известно, что предшественниками пропионатов в организме служат аминокислоты изолейцин, валин, треонин и метионин (50% общего количества пропионатов), жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода и холестерин (25%); остальная часть пропионатов образуется в кишечнике в результате деятельности эндогенной флоры [2].

Заболевание манифестирует сразу после рождения, чем больше имеется отягощенности при беременности, тем раньше заболевание манифестирует. В приведенном клиническом случае заболевание манифестировало практически сразу после рождения. Осложнения, которые сопровождали беременность, усугубили клинические проявления, одновременно послужили показаниями к назначению инфузионной терапии (внутривенное вливание бикарбоната натрия).

Накопление органических кислот (пропионовой, метилмалоновой, метиллимонной и др.) происходит постепенно, одновременно с началом кормления ребенка [6].  Поэтому в первые дни жизни, как и в нашем клиническом случае, на первый план выступает повышение неметаболизированных аминокислот пропионового ряда (изолейцин, валин, треонин, метионин). Одновременно в биохимическом анализе крови можно наблюдать метаболический кетоацидоз, вторичную гипераммониемии и гипогликемию, что в представленном клиническом случае проявилось тяжелыми респираторными проявлениями и потребовало ИВЛ и инфузионной терапии [2,3,6]. В этот момент легко сделать ошибочные выводы о наличии лейциноза у пациента.

Однако со временем активируются ферменты обходного пути метаболизма, что приводит к постепенному накоплению конечных патологических метаболитов [7]. Однако через 1-2 недели после рождения и манифестации заболевания, в анализе крови с помощью MC/MC еще присутствуют повышенные уровни аминокислот пропионового ряда, появляется повышенный уровень тирозина и снижаться свободный карнитин. В нашем случае это вызвало подозрение на развитие тирозинемии (клиника интоксикации, сопровождаемая увеличением печени на фоне повышения тирозина) и митохондриальной патологии или нарушения β-окисления жирных кислот (клинические проявления энцефалопатии на фоне понижения свободного карнитина).

Повышение уровня тирозина при метилмалоновой ацидемии свидетельствует о поражении печени у пациента и может быть ложно интерпретировано как тирозинемия. Истощение запасов карнитина в организме свидетельствует о его интенсивном использовании в активированном обходном пути метаболизма аминокислот пропионового ряда, что может дать сходную картину с митохондриальными болезнями, в частности с проявлениями митохондриальной энцефалопатии. Хотя в нашем случае, на фоне проводимого лечения, свободный карнитин после периода падения вновь стал повышаться (рис. 2 и 3).

Рисунок 2. Содержание некоторых метаболитов в крови при ТМС

Рисунок 3. Содержание свободного карнитина в сравнении с нижней границей нормы

К концу 1-го месяца от начала манифестации заболевания при MC/MC  крови и мочи показано большое содержание метилмалоновой кислоты. В данном случае фактически одновременно диагноз был подтвержден с помощью ДНК-диагностики, что позволило окончательно скорректировать лечение.

Заключение

Анализ клинических проявлений в представленном случае показал, что диагностика наследственных болезней обмена, в частности метилмалоновой адидурии, должна учитывать разворачивание метаболических изменений в крови и моче во времени. По единовременной картине метаболических изменений трудно поставить точный диагноз. Необходимо одновременно анализировать изменения уровней метаболитов в крови и моче. Существенно затрудняет интерпретацию результатов MC/MC при НБО проводимое лечение. Золотым стандартом и самым надежным методом поставки диагноза является ДНК-диагностика.