희귀성난치질환 중 가장 낯설었던 초장쇄 Acyl CoA 탈수소효소 결핍증에 대해 알아보고자 한다. 지방산 대사는 사립체에서의 에너지 생성에 중요한 역할하는데, 장기간 금식을 하게 되면, 지방산은 간에서 산화되어 케톤을 합성하고, 근육에서 산화되어 사람의 체내에서 필요로 하는 에너지의 대략 80% 를 제공한다. 운동을 지속적으로 오래 하는 경우 또한 지방산은 심장이나 골격은의 필수 에너지원 이다. 유리 지방산(free-fatty acid)은 지방조직에 축적된 트리글리세리드로부터 유리되며, 알부민과 결합하여 체내에서 순환하게 된다. 포도당의 소모 없이, 몸 안의 단백질을 포도당으로 바꾸지 않으며, 근육 등 말초 조직에서 유리 지방산이 이산화탄소와 물로 산화된다. 간에서는 지방산이 산화되어 당을 만들거나 요소를 만다는데 필요한 에너지를 공급한다. 간에서는 지방산을 이용하여 케톤을 합성하고, 뇌에서는 케톤으로부터 에너지를 받아 소모하며, 이를 통하여 포도당 이용도를 감소시킨다.
지방산 산화 과정은 우리 몸에 필요한 에너지를 생성하는데 매우 중요하다. 22종 이상의 지방산 산화 대사이상질환이 알려져 있다 이 중 지방산 산화 과정의 결손이 있는 경우 초장쇄 acyl CoA dehydrogenase 결손증(VLCAD), 중쇄 acyl CoA dehydrogenase (MCAD), 단쇄 acyl CoA dehydrogenase 결손증(SCAD), 장쇄 수사화 acyl-CoA 탈수 소효소 결핍증(LCHAD), 단쇄 수산화 CoA 탈수수효소결핍증(SCHAD) 등이 나타나게 된다. 이 지방산 대사 이상 질환들은 대부분 급성으로 발생하며, 생명을 위협하는 정도의 저혈당, 저케톤증, 혼수 등을 동반한다. 이러한 위험한 양상은 금식으로 인해 촉발된다.
초장쇄 Acyl CoA 탈수소효소 결핍증의 원인과 증상
VLCAD결핍은 상염색체 열성 유전질환으로, 염색체 17p13.1에 위치하고 있는 ACADVL 유전자의 돌연변이로 인해 유발된다. 대다수의 VLCAD 결핍 환자들은 간의 지방 침윤 및 저케톤성 저혈당증을 보이며 근육 병변, 심장근육 병변, 비후성 심근병변이 나타난다. 때로는 만성 심근병변(chronic myocardiopathy)와 힘이 없어지거나 공복시 혼수 등 심한 임상적 증상을 보이기도 한다. 몇몇 환자의 경우에는 출생 후 얼마 안되어 TRANS 나 CPT 2 결핍의 환자들과 유사하게 치명적인 혼수상태에 빠진 것으로 나타났다. 그러나 VLCAD 결핍 환자 중 증상이 그리 심하지 않은 양상에서는 중쇄 acyl-CoA 탈수소효소 결핍과 매우 유사한 임상양상을 나타내는 것 으로 확인 되었다. 또한 이 질환의 양상은 만성적인 골격근 약화나 격렬한 운동 후 급성으로 마이오글로빈 뇨를 배출하는 증상을 보이기도 했다.
초장쇄 Acyl CoA 탈수소효소 결핍증의 진단과 치료
지방산 산화 대사질환을 앓고 있는 환자들도 회복기의 경우 소변 중의 유기산 농도가 대개 정상이다. 다만 오랫동안 금식 중이거나 혹은 임상 증상이 심한 경우 소변 중 유기산 검사에서 소변 중의 중쇄 디카르복실산(medium-chain dicarboxylic acid)의 농도 증가와 케톤의 감소를 볼 수 있다. 이것은 정상적인 사립체에서의 지방산 산화가 아닌 microsome과 과산화소체(peroxisome)에서의 부분적인 지방산 산화에 비롯된 디카르복실산(dicarboxylic acid)이 혈장 내 유리 지방산 농도가 증가하였을 경우에 생성된다. MACD 결핍에서는 배출되는 디카르복실산의 양이 건강한 어린이들이 금식하였을 때 배출되는 양보다 2~5배 높은것으로 나타난다. 그러나, 다른 지방산 대사질환에서 디카르복실산에 대한 케톤의 농도 비가 비정상치를 보일 경우도 있다.
양막 세포(anmiocyte)나 미세 융모막(chorionic villi)에서 동위원소로 표지한 지방산의 산화 검사나 관련효소의 활성도를 측정하거나 또는 미세 용모막에서의 배양검사를 시도함으로써 출생전 진단이 가능하다. 새로운 분자생물학적 기법을 이용할 수 있음에도 불구하고 몇몇 MCAD 결핍 환자의 경우 이 진단 방법을 통하여 산전진단이 시행되었다. 대부분의 질환에 있어서 양수 내의 대사 산물을 스크리닝 하는 진단 방법은 유용하지 않다. 흔한 돌연변이를 입증하거나 핼역여지로 지방산을 분석하거나 혹은 아실카르니틴 농도를 분석하여 MCAD 결핍의 진단에는 활용하기도 하였지만, 2000년까지도 신생아에 대해 지방산 대사질환을 스크리닝 또는 진단할 수 있는 상용화된 일반적인 방법이 없었다. 최근 미국에서 MCAD 결핍 신생아에 대한 선별검사를 준비 중인 이중 질량분광분석기는 절반 이상의 지방산 대사질환에서 질환 특이의 아실카르니틴이 배출되므로 이를 신생아기에 스크리닝하여 조기진단하는 것이 매우 유용하다는 것이 증명된 진단 방법이다.
지방산 산화 대사이상 질환의 여러 증상 중 가장 치명적인 것은 간과 관련된 증상이다. 따라서 이의 치료는 매우 중요하다. 치료에서 가장 중점으로 두는 것은 금식으로 인한 스트레스를 최소화하기 위해 식이를 조절함으로써 반복적인 질환의 재발을 예방하는 것이다. 지방산 산화 쟁애질환을 가진 환자가 급성으로 증상을 나타내는 경우에는 즉시 포도당을 정맥 내로 투여해야 한다. 포도당 농도를 정상치 보다 높게 유지하기 위하여 10% dextrose 용액이 혈장 내로 주입되야 한다. 혼수 상태로부터 회복되는 증상이 심하지 않은 경우 평균 2~4시간 정도 걸리며, 증상이 심한 경우에는 1~2일이 걸린다. 장기간의 치료에서 중요한 것은 지방산을 연료 로 사용해야 할 수 밖에 없는 상황을 피하는 것 다시말해 금식을 하지 않는 것이다. 취침 후에도 12시간 이상의 금식이 되지 않도록 취침 시 탄수화물을 섭취해야한다. 기력이 약화된 경우나 심근병변이 진행되어 심한 증세를 보이는 지방산 대사질환 환자들의 경우에는, 계속하여 밤에도 위장 내에 음식물을 지속적으로 주입하여 금식의 유발여지를 제거 해야하는 것이 가장 중요하다.
