Наследственные болезни обмена: аминоацидопатии, органические ацидемии, дефекты митохондриального β-окисления. Краткий обзор

Наследственные болезни обмена веществ – обширная группа моногенных заболеваний. Обменные нарушения играют весомую роль в структуре детской инвалидизации и смертности. С появлением тандемной массспектрометрии стала возможной одномоментная диагностика большого числа врождённых дефектов метаболизма. Клинические проявления вариабельны, но чаще имеет место поражение нервной системы, сердца, печени, почек, гипераммониемия, гипо/гипергликемия. Дебютировать заболевание может в любом возрасте, раннее начало свидетельствует о более тяжёлой форме патологии. Учитывая тот факт, что лечение, начатое на доклиническом этапе, даёт лучшие результаты, многие страны активно расширяют список наследственных заболеваний, определяемых при проведении неонатального скрининга новорождённых. На начало 2021 г. в большинстве регионов Российской Федерации массовый скрининг проводится на пять наследственных болезней обмена. Возраст клинической манифестации и спектр клинических проявлений очень вариабелен, поэтому знание данной патологии очень важно как для педиатров и терапевтов, так и для узких специалистов. В статье представлено краткое описание обменных заболеваний, относящихся к группам нарушения метаболизма аминокислот (аминоацидопатии), органических кислот (органические ацидемии) и дефектов митохондриального β-окисления жирных кислот. Следует отметить, что наследственная патология обмена веществ не ограничивается этими тремя группами, но данные группы самые обширные в своём классе. 

1. Строева Л.Е., Мозжухина Л.И., Ратинская Н.В., Кириллова В.С., Горячева Н.Ю. Клинические маски наследственных болезней обмена. V Пичугинские чтения. Актуальные проблемы современной педиатрии. Сборник трудов конференции. 2017; 354-359.

2. Green NS, Dolan SM, Murray TH. Newborn screening: Complexities in universal genetic testing. Am J Public Health. 2006; 96(11): 1955-1959. doi: 10.2105/AJPH.2005.070300

3. Печатникова Н.Л., Брюханова Н.О., Потехин О.Е., Витковская И.П., Петряйкина И.Е. Наследственные болезни обмена веществ. Московская медицина. 2017; 6(21): 16-20.

4. Байдакова Г.В., Иванова Т.А., Захарова Е.Ю., Кокорина О.С. Роль тандемной масс-спектрометрии в диагностике наследственных болезней обмена веществ. Российский журнал детской гематологии и онкологии. 2018; 5(3): 96-105. doi: 10.17650/2311-1267-2018-5-3-96-105

5. Николаева Е.А., Мамедов И.С., Золкина И.В. Современные технологии диагностики наследственных болезней обмена аминокислот. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2011; 56(4): 20-30.

6. Мартынович Н.Н., Глобенко Н.Э., Кузнецова С.Н. Клинико-лабораторные маркеры наследственных болезней обмена веществ у детей первого полугодия жизни. Acta biomedica scientifica. 2020; 5(4): 73-78. doi: 10.29413/abs.2020-5.4.10

7. Захарова Е.Ю., Ижевская В.Л., Байдакова Г.В., Иванова Т.А., Чумакова О.В. КСИ. Массовый скрининг на наследственные болезни: Ключевые вопросы. Медицинская генетика. 2017; 16(10): 3-13.

8. Aliu E, Kanungo S, Arnold GL. Amino acid disorders. Ann Transl Med. 2018; 6(24): 471. doi: 10.21037/atm.2018.12.12

9. Van Wegberg A, MacDonald A, Ahring K, Bélanger-Quintana A, Blau N, Bosch AM, et al. The complete European guidelines on phenylketonuria: Diagnosis and treatment. Orphanet J Rare Dis. 2017; 12(1): 162. doi: 10.1186/s13023-017-0685-2

10. Morrow G, Tanguay RM. Biochemical and clinical aspects of hereditary tyrosinemia type 1. Adv Exp Med Biol. 2017; 959: 9-21. doi: 10.1007/978-3-319-55780-9_2

11. Chinsky JM, Singh R, Ficicioglu C, Karnebeek CD, Grompe M, Mitchell G, et al. Diagnosis and treatment of tyrosinemia type I: A US and Canadian consensus group review and recommendations. Genet Med. 2017; 19(12). doi: 10.1038/gim.2017.101

12. Zatkova A, Ranganath LK. Alkaptonuria: Current perspectives. Appl Clin Genet. 2020; 13: 37-47. doi: 10.2147/TACG. S186773

13. Feng W, Jia J, Guan H, Tian Q. Case report: Maple syrup urine disease with a novel DBT gene mutation. BMC Pediatr. 2019; 19(1): 494. doi: 10.1186/s12887-019-1880-1

14. OMIM. Maple syrup urine disease; MSUD. URL: https://www.omim.org/entry/248600?search=maple%20syrop%20urine%20disoder&highlight=disoder%20maple%20syrop%20urine [date of access: 05.06.2021].

15. Strauss KA, Puffenberger EG, Carson VJ. Maple syrup urine disease. In: GeneReviews®. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993–2021. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1319/ [date of access: 05.06.2021].

16. Sacharow SJ, Picker JD, Levy HL. Homocystinuria caused by cystathionine beta-synthase deficiency summary genetic counseling. In: GeneReviews®. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993. URL: https://europepmc.org/article/nbk/nbk1524 [date of access: 05.06.2021].

17. Al-Sadeq DW, Nasrallah GK. The spectrum of mutations of homocystinuria in the MENA region. Genes. 2020;11(3): 330. doi: 10.3390/genes11030330

18. Morris AAM, Kožich V, Santra S, Andria G, Ben-Omran TIM, Chakrapani AB, et al. Guidelines for the diagnosis and management of cystathionine beta-synthase deficiency. J Inherit Metab Dis. 2017; 40(1): 49-74. doi: 10.1007/s10545-016-9979-0

19. Coughlin CR, Swanson MA, Kronquist K, Acquaviva C, Hutchin T, Rodríguez-Pombo P, et al. The genetic basis of classic nonketotic hyperglycinemia due to mutations in GLDC and AMT. Genet Med. 2017; 19(1): 104-111. doi: 10.1038/gim.2016.74

20. Van Hove J, Coughlin S, Swanson M, Hennermann JB, Adam MP, Ardinger HH. Nonketotic hyperglycinemia. In: GeneReviews®. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993–2021. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1357/ [date of access: 05.06.2021].

21. Fan L, Zhao J, Jiang L, Xie L, Ma J, Li X, et al. Molecular, biochemical, and clinical analyses of five patients with carbamoyl phosphate synthetase 1 deficiency. J Clin Lab Anal. 2020; 34(4): e23124. doi: 10.1002/jcla.23124

22. OMIM. Carbamoyl phosphate synthetase I deficiency, hyperammonemia due to. URL: https://www.omim.org/entry/237300?search=Carbamoylphosphat%20synthetase%20deficiency&highlight=carbamoylphosphat%20deficiency%20synthetase [date of access: 05.06.2021].

23. OMIM. Ornithine transcarbamylase deficiency, hyperammonemia due to. URL: https://www.omim.org/entry/311250?search=Ornithine%20Transcarbamylase%20Deficiency&highlight=deficiency%20ornithine%20transcarbamylase [date of access: 05.06.2021].

24. OMIM. Citrullinemia, classic. URL: https://www.omim.org/entry/215700?search=ASS1%20deficiency&highlight=ass1%20 deficiency [date of access: 5.06.2021].

25. OMIM. Argininosuccinic aciduria. URL: https://www.omim.org/entry/207900?search=Argininosuccinate%20Lyase%20Deficiency&highlight=argininosuccinate%20deficiency%20lyase [date of access: 05.06.2021].

26. OMIM. Argininemia. URL: https://www.omim.org/ entry/207800?search=Arginase%20Deficiency&highlight=arginase%20deficiency [date of access: 5.06.2021].

27. OMIM. Hyperornithinemia-hyperammonemia-homocitrullinuria syndrome; HHHS. URL: https://www.omim.org/entry/238970?search=Hyperornithinemia&highlight=hyperornithinemia [date of access: 05.06.2021].

28. OMIM. Citrullinemia, type II, neonatal-onset. URL: https://www.omim.org/entry/605814?search=Citrin%20Deficiency&highlight=citrin%20deficiency [date of access: 5.06.2021].

29. Mew NA, Simpson KL, Gropman AL, Lanpher BC, Chapman KA, Summar ML. Urea cycle disorders overview. In: GeneReviews®. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993–2021. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1217/ [date of access: 05.06.2021].

30. Foschi FG, Morelli MC, Savini S, Dall’Aglio AC, Lanzi A, Cescon M, et al. Urea cycle disorders: A case report of a successful treatment with liver transplant and a literature review. World J Gastroenterol. 2015; 21(13): 4063-4068. doi: 10.3748/wjg.v21.i13.4063

31. Lichter-Konecki U, Caldovic L, Morizono H, Simpson K. Ornithine transcarbamylase deficiency. In: GeneReviews®. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993. URL: https://europepmc.org/article/NBK/nbk154378 [date of access: 05.06.2021].

32. Camacho J, Rioseco-Camacho N. Hyperornithinemiahyperammonemia-homocitrullinuria syndrome. In: GeneReviews®. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993. URL: https:// europepmc.org/article/nbk/nbk97260 [date of access: 05.06.2021].

33. Nagamani S, Erez A, Lee B. Argininosuccinate lyase deficiency. Genet Med. 2012; 14(5): 501-507. doi: 10.1038/gim.2011.1

34. Zhou X, Cui Y, Han J. Methylmalonic acidemia: Current status and research priorities. Intractable Rare Dis Res. 2018; 7(2): 73-78. doi: 10.5582/irdr.2018.01026

35. Баранов А.А., Намазова-Баранова Л.С., Боровик Т.Е., Бушуева Т.В., Вишнёва Е.А., Глоба О.В., и др. Метилмалоновая ацидурия у детей: клинические рекомендации. Педиатрическая фармакология. 2017; 14(4): 258-271. doi: 10.15690/pf.v14i4.1757

36. Frasera JL, Venditti CP. Methylmalonic and propionic acidemias: Clinical management update. Curr Opin Pediatr. 2016; 28(6): 682-693. doi: 10.1097/MOP.0000000000000422

37. Shchelochkov OA, Carrillo N, Venditti C. Propionic acidemia. In: GeneReviews®. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993. URL: https://europepmc.org/article/nbk/nbk92946 [date of access: 05.06.2021].

38. Ibarra-González I, Fernández-Lainez C, Guillén-López S, López-Mejía L, Belmont-Matínez L, Sokolsky TD, et al. Molecular analysis using targeted next generation DNA sequencing and clinical spectrum of Mexican patients with isovaleric acidemia. Clin Chim Acta. 2020; 501: 216-221. doi: 10.1016/j.cca.2019.10.041

39. Schlune A, Riederer A, Mayatepek E, Ensenauer R. Aspects of newborn screening in isovaleric acidemia. IntJ Neonatal Screen. 2018; 4(1): 7. doi: 10.3390/ijns4010007

40. Larson A, Goodman S. Glutaric acidemia type 1. In: GeneReviews®. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993. URL: https://europepmc.org/article/NBK/nbk546575 [date of access: 05.06.2021].

41. Canda E, Kalkan S, Coker M. Biotinidase deficiency: Prevalence, impact and management strategies. Pediatr Heal Med Ther. 2020; 11: 127-133. doi: 10.2147/PHMT.S198656 42. OMIM. Carnitine palmitoyltransferase I, liver; CPT1A. URL: https://www.omim.org/entry/600528?search=cpt1a&highlight=cpt1a [date of access: 5.06.2021].

42. Hui-ming Y, Hao H, Aisha A, Bing-bing F, Jing L, Zhengjun J, et al. Carnitine-acylcarnitine translocase deficiency with c.199-10 T>G and novel c.1A>G mutation: Two case reports and brief literature review. Medicine (Baltimore). 2017; 96(45): e8549. doi: 10.1097/MD.0000000000008549

43. OMIM. Carnitine palmitoyltransferase II; CPT2. URL: https://www.omim.org/entry/600650?search=CPT2&highlight=cpt2 [date of access: 05.06.2021].

44. OMIM. Carnitine deficienc y, systemic primar y ; CDSP. URL: https://www.omim.org/entry/212140?search=Systemic%20primary%20%20carnitine%20deficiency&highlight=carnitine%20deficiency%20primary%20systemic [date of access: 05.06.2021].

45. OMIM. Acyl-CoA dehydrogenase, very long-chain; ACADVL. URL: https://www.omim.org/entry/609575?search=ACADVL&highlight=acadvl [date of access: 05.06.2021].

46. OMIM. Long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase deficiency. URL: https://www.omim.org/entry/609016?search=longchain%203hydroxy%20acylCoA%20dehydrogenase%20deficiency&highlight=%22acyl%7Ccoa%22%20%22long%20chain%22%20%283hydroxy%7Chydroxy%29%20%28acylcoa%7C%20%29%20deficiency%20dehydrogenase%20longchain [date of access: 05.06.2021].

47. OMIM. Mitochondrial trifunctional protein deficiency; MTPD. URL: http://www.omim.org/entry/609015?search=Trifunctional%20protein%20deficiency&highlight=%28protein%7Cproteinaceous%29%20deficiency%20trifunctional [date of access: 05.06.2021].

48. OMIM. Acyl-CoA dehydrogenase, medium-chain, deficiency of; ACADMD. URL: https://www.omim.org/entry/201450?search=mediumchain%20acylCoA%20dehydrogenase%20deficiency&highlight=%22acyl%7Ccoa%22%20%22medium%20chain%22%20%28acylcoa%7C%20%29%20deficiency%20dehydrogenase%20mediumchain [date of access: 5.06.2021].

49. OMIM. Acyl-CoA dehydrogenase, short-chain, deficiency of; ACADSD. URL: https://www.omim.org/entry/201470?search=shortchain%20acylCoA%20dehydrogenase%20deficiency&highlight=%22acyl%7Ccoa%22%20%22short%20chain%22%20%28acylcoa%7C%20%29%20deficiency%20dehydrogenase%20 shortchain [date of access: 05.06.2021].

50. OMIM. Multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency; MADD. URL: https://www.omim.org/entry/231680?search=Multiple%20acylCoA%20dehydrogenase%20%20deficiency&highlight=%22acyl%7Ccoa%22%20%28acylcoa%7C%20%28multiple%7Cmultiplicity%29%20%29%20deficiency%20dehydrogenase [date of access: 05.06.2021].

51. Merritt JL, Norris M, Kanungo S. Fatty acid oxidation disorders. Ann Transl Med. 2018; 6(24): 473. doi: 10.21037/atm.2018.10.57

52. Vishwanath VA. Fatty acid beta-oxidation disorders: A brief review. Ann Neurosci. 2016; 23(1): 51-55. doi: 10.1159/000443556

53. Knottnerus S, Bleeker J, Wüst R, Ferdinandusse S, IJlst L, Wijburg FA, et al. Disorders of mitochondrial long-chain fatty acid oxidation and the carnitine shuttle. Rev Endocr Metab Disord. 2018; 19(1): 93-106. doi: 10.1007/s11154-018-9448-1