단풍시럽뇨병

Ⅰ. 개요

단풍당밀뇨병(단풍시럽뇨병: Maple-syrup urine disease)은 필수 아미노산인 류신(Leuicine), 이소류신(Isoleuicine), 그리고 발린(Valine)의 대사 장애로 나타나는 질환으로 땀과 소변, 귀지 등에서 특유의 단 냄새가 나는 것이 특징입니다.

빠른 시간 내에 적절히 치료하지 않으면 생명을 위협할 수 있는 심각한 질환이므로 가능한 한 빠른 시기에 치료를 시작해야 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.

당뇨병과 같이 지속적이고 세심한 관리가 필요한 질환으로 주의 깊은 특별 식이요법이 요구됩니다. 식이요법 중에도 수시로 감염, 상해, 단식 또는 심리적 스트레스에 의해 급성 질환(대사성 위기)으로 악화될 수 있으므로 대사성 위기 시에는 즉각적인 의학적 치료가 필요합니다.

단풍당밀뇨병은 여성과 남성에게 동일한 비율로 발병하며, 전체 인구의 185,000명당 한 명의 비율로 발생한다고 합니다. 우리나라에서는 1991년에서 2000년까지 10례의 단풍당밀뇨병이 진단된 것으로 보고되어져 있습니다.

Ⅱ. 증상

증상의 심각한 정도는 효소 활동의 수치에 의해 결정됩니다. 단풍당밀뇨병은 다음과 같이 분류할 수 있으며, 관련된 증상의 심각한 정도에 따라 위에서부터 순서대로 나열하였습니다.

1. 고전형 단풍당밀뇨병(Classical Maple Urine Syrup Disease)

가장 흔하고 심한 형태로 정상 효소활동과 비교하여 정상의 2% 미만의 효소 활성도를 보입니다. 모유 수유 시에는 증상발현이 일주일정도 늦춰질 수도 있으나, 태어난 지 며칠 이내에 신생아의 소변, 땀, 그리고 귀지에서 단 냄새가 나며, 우유나 젖을 빨기 힘들어하고, 구토, 체중저하, 불규칙한 호흡양상, 기면, 발작성 경련이 나타나며, 두뇌부종과 두뇌의 혈류량의 부족 때문에 심할 경우 혼수상태에 빠질 수 있습니다.

적당한 치료로 정상적인 성장과 발달을 할 수 있으나 혈액에 있는 측쇄 아미노산이 갑자기 수시로 급속하게 증가하는 대사성 위기 또는 대사성 호흡곤란 등의 위험이 올 수도 있습니다. 이것은 감염, 심리 압박, 상해 또는 단식에 의해 발생될 수 있으며, 증상으로는 의식의 변화, 운동 실조, 근육긴장이상 등을 보이며 뇌손상 등 신경학적 손상 및 호흡부전과 같은 생명을 위협하는 합병증이 발생할 수 있습니다.

또한 이 질환을 앓고 있는 대부분의 신생아의 경우 근육의 긴장성이 비정상적으로 높아졌다가 극도로 낮아지기도 합니다. 생후 몇 달이 지난 유아들에게 정신지체가 명확히 나타납니다.

이 질환을 가진 환자들은 주의력 결핍 과잉행동 장애, 충동적, 불안 또는 우울 등 다양한 행동적인 문제가 발생 할 수 있습니다. 그 밖의 합병증은 골다공증, 췌장염, 가성(假性)뇌종양(두개골내의 압력증가로 인해 구역질과 구토 두통 등의 증상이 나타나는 질환) 등이 있습니다.

2. 중간형 단풍당밀뇨병(Intermediate Maple Syrup Urine Disease)

매우 드물게 발생하며, 정상의 3-8%에 불과한 효소 활성도를 보입니다. 신생아기를 지난 후 유아기 때 증상이 나타나나 아이들은 이 질환이 아닌 다른 질환을 겪는 과정 중에 중간형 단풍당밀뇨병의 가벼운 증상들을 경험하거나 늦게까지 증상이 안 나타나는 경우도 있습니다. 주로 소변, 땀, 그리고 귀지에서 냄새가 나는데 이러한 냄새는 고전적인 단풍당밀뇨병에서 나는 냄새와는 비슷하지만 정도는 덜합니다.

3. 간헐형 단풍당밀뇨병(Intermittent Maple Syrup Disease)

정상의 8-15% 정도의 효소활성도를 보입니다. 정상적인 성장과 지적 발달이 특징이며, 예전에 이 질환이 있었지만 건강했던 아이들이 수술, 단식 또는 감염과 같은 스트레스에 노출되었을 때 증상들이 나타납니다. 증상 발현은 보통 12-24개월째 나타납니다.

4. 티아민 반응형 단풍당밀뇨병 (Thiamine-Responsive Maple Syrup Urine Disease)

정상의 15% 이상 효소 활성도를 보입니다. 이 질환을 가진 어린이들은 경증 또는 간헐적인 증상들을 보이지만 티아민(비타민B1)을 많이 공급받으면 증상이 호전됩니다. 티아민은 탄수화물을 에너지로 사용하게 돕는 역할을 합니다. 증상과 임상 과정은 중간 단풍당밀뇨와 비슷하며, 증상이 나타나는 시기는 드물게 신생아시기에 나타납니다.

그 외에도 흔하지 않은 형태이나 디하이드로리포일 탈수소효소 (dihydrolipoyl dehydrogenase (E3))의 부족과 효소 단백질의 하위단위의 구조적 이상으로 나타나는 질환이 있으나, 증상은 중간형 단풍당밀뇨와 비슷합니다.

Ⅲ. 원인

필수 아미노산은 신체의 단백질을 형성하는 역할을 하는데, 신체 내에서 자체적으로 생성되지 않기 때문에 음식을 통해서 섭취해야 합니다. 그 중 류신(Leuicine), 이소류신(Isoleuicine), 발린(Valine)은 공통적인 화학구조를 가지고 있는 측쇄 아미노산(Branched chain amino acid: BCAA)들입니다.
단풍당밀뇨병은 이러한 측쇄 아미노산들의 대사에 장애가 발생하여 산성 대사 부산물이 혈액과 다른 조직에 비정상적으로 높게 농축되어서 나타나는 질환입니다.

측쇄 아미노산인 류신, 이소류신, 발린은 “측쇄 알파 케토산 탈수소효소(Branched-chain alpha-ketoacid dehydrogenase)”라고 불리는 다효소 복합체(Multienzyme complex)에 의해서 분해됩니다. 따라서 이 효소가 부족하게 되면 이러한 아미노산이 제대로 분해되지 못하고 축적되어 결국 혈액과 신체의 조직이 산도(pH)가 낮아지고, 신경 조직들이 손상을 입게 됩니다. 증상은 이 효소가 얼마나 부족한지에 따라 다르게 나타납니다. 만일 이 효소가 거의 정상에 가깝다면 증상은 훨씬 약하게 나타날 것입니다.

Ⅳ. 진단

신생아 선별검사를 통해 단풍당밀뇨병을 확인할 수 있습니다.

선천성 대사질환은 지금까지 약 500여 가지 정도가 알려졌으며 아직까지 밝혀지지 않은 질환도 많지만, 이 중 가장 흔한 몇 가지 질환에 대해서만 현재 선별검사가 시행되고 있습니다. 신생아 선별검사는 외국의 경우 1962년부터 시행되어 왔고, 우리나라도 2006년부터는 6종(페닐케톤뇨증, 갑상선기능저하증, 갈락토스혈증, 호모시스틴뇨증, 단풍당밀뇨병, 선천성 부신 과형성증)의 선천성 대사 질환 검사 비용을 국가에서 전액 지원하여 보건소 및 병원에서 무료로 검사를 받을 수 있습니다.

우리나라에서 2005-2007년까지 2년간 시행한 신생아 선별검사에서 총 1143361명의 신생아 중 5명의 단풍당밀뇨병 환자가 발견되었습니다.

단풍당밀뇨병의 진단은 소변과 땀에서 나는 특징적인 냄새로 추측할 수 있고, 혈액 검사 상 류신, 이소류신, 발린 수치가 비정상적으로 상승되어 있으며, 특히 이소류신은 뇌와 척수를 둘러싸고 있는 체액(뇌척수액)에서 높은 수치를 보이고, 소변검사상에서는 케토산이 높은 수치를 보입니다. 또한, 혈장 아미노산 중 알로이소류신(Alloisoleucine)을 발견함으로써 단풍당밀뇨병을 진단할 수 있습니다.

Ⅴ. 치료

단풍당밀뇨병의 치료는 아이가 태어나자마자 될 수 있는 한 빨리 시작해야 합니다.

1. 대사성 산증의 치료

중탄산염(Bicarbonate)을 정맥 주사하여 산증을 교정하고, 한쪽으로는 환자의 혈액을 뽑아내면서 다른 한쪽으로는 류신, 이소류신, 발린이 없는 혈액을 같은 양으로 주입하는 교환수혈(exchange transfusion)을 할 수 있습니다.

정맥 포도당 투여는 때때로 대사성 위기 시 측쇄 아미노산의 결여로 인한 비경구적인 영양 해결책으로 사용됩니다. 인슐린은 동화 작용으로 알려져 있는 대사 과정을 자극하기 위하여 이용되기도 합니다. 동화 작용 중, 단백질을 포함한 각종 세포질 성분은 에너지가 풍부한 화합물로 합성합니다.

2. 복막투석

특별한 용액을 복막으로 주입함으로써 혈액으로부터 독소를 제거하는데, 이 용액은 독소를 흡수하여 제거시킵니다.

3. 식이요법

단풍당밀뇨병을 가지고 있는 신생아들은 류신, 이소류신, 발린으로 분해 되지 않는 음식을 섭취해야 하므로 단백질 제한식이가 필요합니다. 단, 칼로리 보충이 권장되며, 반(半)합성(Semi-synthetic) 식이 보충이 필요합니다. “반합성 식이”란 자연에서 얻은 음식을 화학적 조작으로 변형시킨 음식으로, 단풍당밀뇨병에서는 류신, 이소류신, 발린을 인공적으로 제거하고 적당한 성장과 발달에 필요한 비타민, 무기질 등이 들어있는 반합성 음식이 필요합니다. 특히 류신 양을 제한하는 것이 중요합니다.

이 질환을 가진 어린이들은 반드시 의사에 의해 정해진 엄격한 식단을 따라야 합니다. 식이요법 중에도 대사성 위기가 나타날 수 있고 대사성 위기가 의심될 때는 곧바로 의학적인 치료를 받아야 합니다.

4. 티아민 보충 요법

티아민 반응성(Thiamine-Responsive) 단풍당밀뇨병을 가진 신생아의 경우 다량의 티아민을 투여할 경우 증상이 완화되며, 때때로 증상들이 완전히 사라질 수도 있습니다.

가족과 환자를 위해 유전상담을 하는 것이 도움이 될 것이며, 추가적인 치료로는 증상의 완화를 목표로 하는 대증요법과 각종 부작용과 합병증을 조절하고 완화시키기 위해 지지요법을 시도할 수 있습니다.

[참고문헌 및 사이트]

2007 National Organization for Rare Disorders, Inc.
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http://www.rarediseases.org
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